DE102005046956B3

DE102005046956B3 - Method for detecting misfiring in combustion chamber of engine cylinder involves using operating parameter of engine and determining fault cause in injection system dependent on cylinder-specific uneven running value

Info

Publication number: DE102005046956B3
Application number: DE200510046956
Authority: DE
Inventors: Johannes Beer; Josef Dr. Kainz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-10-01

Abstract

The method involves detecting the misfiring dependent on at least one operating parameter of the engine and determining a fault cause in the injection system of the engine dependent on a cylinder-specific uneven running value assigned to the cylinder where the misfiring was detected, and dependent on further cylinder-specific uneven running values which are assigned to other cylinders. Independent claim describes device for detecting misfiring which operates in dependence on at least one operating parameter of the engine and determines the fault cause dependent on the uneven running value assigned to the cylinder.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzersmethod and apparatus for detecting a misfire

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers in einem Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder und einem Abgastrakt, in dem ein Abgaskatalysator und stromaufwärts des Abgaskatalysators eine Abgassonde angeordnet sind.The The invention relates to a method and a device for detecting a misfire in a combustion chamber of a cylinder an internal combustion engine having at least one cylinder and a Exhaust tract in which a catalytic converter and upstream of the Catalytic converter are arranged an exhaust gas probe.

Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Schadstoffemissionen von Kraftfahrzeugen, in denen Brennkraftmaschinen angeordnet sind, machen es erforderlich, die Schadstoffemissionen beim Betrieb der Brennkraftmaschine so gering wie möglich zu halten. Dies kann zum einen erfolgen, indem die Schadstoffemissionen verringert werden, die während der Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine entstehen. Zum andern sind in Brennkraftmaschinen Abgasnachbehandlungssysteme im Einsatz, die die Schadstoffemissionen, die während des Verbrennungsprozesses des Luft/Kraftstoff-Gemisches in den jeweiligen Zylindern erzeugt werden, in unschädliche Stoffe umwandeln. Zu diesem Zweck werden Katalysatoren eingesetzt, die Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in unschädliche Stoffe umwandeln. Sowohl das gezielte Beeinflussen des Erzeugens der Schadstoffemissionen während der Verbrennung als auch das Umwandeln der Schadstoffkomponenten mit einem hohen Wirkungsgrad durch einen Abgaskatalysator setzen ein sehr präzise eingestelltes Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem jeweiligen Zylinder voraus.always stricter legal regulations regarding permissible pollutant emissions of motor vehicles in which internal combustion engines are arranged, make it necessary to reduce pollutant emissions during operation of the Keep internal combustion engine as low as possible. This can on the one hand, by reducing pollutant emissions, the while the combustion of the air / fuel mixture in the respective Cylinder of the internal combustion engine arise. On the other hand are in internal combustion engines Exhaust aftertreatment systems in use, the pollutant emissions, the while the combustion process of the air / fuel mixture in the respective Cylinders are generated, convert into harmless substances. To For this purpose catalysts are used, the carbon monoxide, Convert hydrocarbons and nitrogen oxides into harmless substances. Either the targeted influencing of the generation of pollutant emissions while combustion as well as the conversion of pollutant components with a high efficiency through a catalytic converter set a very precise adjusted air / fuel ratio in the respective cylinder ahead.

Aus dem Fachbuch, "Handbuch Verbrennungsmotor", Herausgeber Richard von Basshuysen, Fred Schäfer, 2. Auflage, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Juni 2002, Seiten 559 – 561, ist eine Lambdaregelung bekannt mit einer linearen Lambdasonde, die stromaufwärts eines Abgaskatalysators angeordnet ist, und einer binären Lambdasonde, die stromabwärts des Abgaskatalysators angeordnet ist. Ein Lambdasollwert wird mittels eines Filters gefiltert, das Gaslaufzeiten und das Sensorverhalten berücksichtigt. Der so gefilterte Lambdasollwert ist die Führungsgröße eines PII²D-Lambdareglers, dessen Stellgröße eine Einspritzmengenkorrektur ist. Ein aus dem Messsignal der linearen Lambdasonde abgeleiteter Lambdaistwert bildet zusammen mit dem gefilterten Lambdasollwert die Regeldifferenz des Lambdareglers.From the textbook, "Manual combustion engine", editor Richard von Basshuysen, Fred Schäfer, 2nd edition, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, June 2002, pages 559-561, a lambda control is known with a linear lambda probe, which is arranged upstream of a catalytic converter , and a binary lambda probe disposed downstream of the catalytic converter. A lambda setpoint is filtered by means of a filter that takes into account gas runtimes and sensor behavior. The lambda setpoint value thus filtered is the reference variable of a PII ² D lambda controller, the manipulated variable of which is an injection quantity correction. A lambda actual value derived from the measurement signal of the linear lambda probe together with the filtered lambda desired value forms the control difference of the lambda controller.

Darüber hinaus ist bei modernen Brennkraftmaschinen eine Diagnose während des Betriebs der Brennkraftmaschine erforderlich. In diesem Zusammenhang wird überwacht, ob Verbrennungsaussetzer auftreten. Derartige Verbrennungsaussetzer können verschiedene Ursachen haben, so zum Beispiel einen Fehler in dem Einspritzsystem der Brennkraftmaschine beispielsweise hervorgerufen durch ein ungewolltes Nichtöffnen des Einspritzventils. Dies kann dann zu einem fehlenden Zumessen von Kraftstoff führen und somit eine Zündung des in dem Zylinder befindlichen Gemisches verhindern. Die Fehlerursache kann jedoch auch durch einen Fehler an einem Zündsystem der Brennkraftmaschine hervorgerufen werden. Werden im Rahmen der Diagnose derartige Verbrennungsaussetzer erkannt, so kann dies zu einem Fehlereintrag führen und zu einer Aufforderung an den Fahrer des Fahrzeuges in dem die Brennkraftmaschine angeordnet ist, eine Werkstatt aufzusuchen oder auch lediglich einen Fehlereintrag verursachen, der im Rahmen des nächsten Kundendienstes ausgelesen wird. Für eine möglichst einfache Behebung des Fehlers ist es wünschenswert, wenn eine Lokalisierung der Fehlerquelle erfolgt.Furthermore is a diagnosis in modern internal combustion engines during the Operation of the internal combustion engine required. In this context is being supervised, whether combustion misfires occur. Such misfires can have different causes, such as an error in the Injection system of the internal combustion engine, for example, caused by an unintentional not opening of the injection valve. This can then lead to a missing metering lead from fuel and thus an ignition prevent the mixture in the cylinder. The cause of the error However, it can also be caused by a fault in an ignition system of the internal combustion engine be caused. Be in the context of diagnosis such misfires detected, this can lead to an error entry and a request to the driver of the vehicle in which the internal combustion engine is arranged is to visit a workshop or just cause an error entry, in the context of the next Customer service is read out. For the simplest possible remedy of the Error it is desirable if a localization of the error source takes place.

Aus der DE 199 13 746 C2 ist ein Verfahren zum Erkennen von abgasverschlechternden und katalysatorschädigenden Aussetzern bei Verbrennungsmotoren bekannt. Eine Lambdasondenspannung einer nach einem Abgaskatalysator angeordneten Lambdasonde wird bezogen auf einen erkannten Verbrennungsaussetzer ermittelt. Der Verbrennungsaussetzer kann beispielsweise mittels einer Untersuchung der Laufunruhe erkannt werden. In Abhängigkeit von der Lambdasondenspannung wird dann auf eine Aussetzerart in Folge einer Fehlzündung, einer Fehleinspritzung oder eines anderen Fehlers geschlossen. Die Fehlerart kann jedoch nur bei sehr häufig auftretenden Verbrennungsaussetzern auf diese Weise erkannt werden, da sie stark abhängig ist von der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Katalysators.From the DE 199 13 746 C2 is a method for detecting exhaust gas deteriorating and catalyst damaging dropouts in internal combustion engines known. A lambda probe voltage of a lambda probe arranged downstream of an exhaust-gas catalytic converter is determined with reference to a detected combustion misfire. The misfire can be detected, for example, by means of a study of rough running. Depending on the lambda probe voltage is then closed on a misfire due to a misfire, a fault injection or other error. However, the type of fault can only be detected in this way with very frequent combustion misfires, since it is highly dependent on the oxygen storage capacity of the catalyst.

Aus der DE 196 26 690 A1 ist es bekannt, auf einen Aussetzer infolge innerer Leckage eines Injektors in einem Brennraum eines Zylinders zu erkennen. Dazu werden Drehzahlanstiege aller Zylinder der Brennkraftmaschine durch Erfassen von entsprechenden Drehzahlwerten vor und nach der gewünschten jeweiligen aktuellen Verbrennung ermittelt und gemittelt. Diese allen Zylindern zugeordneten Drehzahlanstiege werden anschließend verglichen mit einem einem Zylinder zugeordneten aktuellen Drehzahlanstieg und zwar mit einem vorgegebenen Schwellenwert. Abhängig von diesem Vergleich wird auf einen fehlerhaften Injektor erkannt oder auch nicht.From the DE 196 26 690 A1 It is known to detect a dropout due to internal leakage of an injector in a combustion chamber of a cylinder. For this purpose, speed increases of all cylinders of the internal combustion engine are determined and averaged by detecting corresponding speed values before and after the desired respective current combustion. These speed increases associated with all cylinders are then compared with an actual speed increase associated with a cylinder, namely with a predetermined threshold value. Depending on this comparison, a faulty injector may or may not be detected.

Aus der DE 195 26 644 C1 wird bei einem Verbrennungsmotor mit mindestens zwei Zündkreisen oder Einspritzkreisen pro Zylinder zeitweilig der zumindest eine zweite Zündkreis oder eine zweite Einspritzkreis jeweils eines Zylinders abgeschaltet.From the DE 195 26 644 C1 In the case of an internal combustion engine with at least two ignition circuits or injection circuits per cylinder, the at least one second ignition circuit or a second injection circuit of each cylinder is temporarily switched off in each case.

Bei Auftreten eines Verbrennungsaussetzers des nicht abgeschalteten Zünd- oder Einspritzkreises dieses Zylinders wird der jeweilige Zylinder als defekt erkannt.at Occurrence of a misfire of the non-disconnected Ignition or Injection circuit of this cylinder is the respective cylinder as detected defective.

Aus der DE 195 40 826 C2 ist ein Verfahren zur zylinderindividuellen Erkennung von Kraftstoffzufuhr bezogenen Fehlfunktionen bei einer Brennkraftmaschine bekannt. Dazu wird eine Drehzahl der Brennkraftmaschine erfasst. Anschließend wird eine Kraftstoffzufuhr für einen der zu überprüfenden Zylinder unterbrochen. Anschließend wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine erfasst. Danach wird ermittelt, ob eine Differenz der Drehzahl vor und nach Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr geringer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Falls dies der Fall ist, wird eine Fehlfunktionsinformation bezüglich dieses Zylinders erzeugt.From the DE 195 40 826 C2 a method for cylinder-specific detection of fuel supply related malfunctions in an internal combustion engine is known. For this purpose, a rotational speed of the internal combustion engine is detected. Subsequently, a fuel supply for one of the cylinder to be checked is interrupted. Subsequently, the speed of the internal combustion engine is detected. Thereafter, it is determined whether a difference in the rotational speed before and after interruption of the fuel supply is less than a predetermined limit value. If so, malfunction information regarding this cylinder is generated.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen die beziehungsweise das ein präzises Ermitteln einer Fehlerursache des Verbrennungsaussetzers ermöglicht.The The object of the invention is a method and a device to create the or a precise determination of a cause of the error Misfiring possible.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Erkennen eines Verbrennungsaussetzers in einem Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern. Ein Verbrennungsaussetzer in einem der Zylinder wird erkannt, abhängig von mindestens einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine. Eine Fehlerursache für den Verbrennungsaussetzer wird ermittelt, die an einem Einspritzsystem der Brennkraftmaschine der Brennkraftmaschine liegt, abhängig von einem zylinderspezifischen Laufunruhewert, der dem Zylinder zugeordnet ist, bei dem der Verbrennungsaussetzer erkannt wurde, und abhängig von weiteren zylinderspezifischen Laufunruhewerten, die anderen Zylindern (Z1 bis Z8) zugeordnet sind.The Invention is characterized by a method and a corresponding Device for detecting a combustion misfire in a combustion chamber a cylinder of an internal combustion engine having a plurality of cylinders. A misfire in one of the cylinders is detected, depending on at least an operating variable of the internal combustion engine. A cause of error for the misfire is determined on an injection system the internal combustion engine of the internal combustion engine is dependent on a cylinder-specific rough running value associated with the cylinder is at which the misfire was detected, and depending on other cylinder-specific rough running values, the other cylinders (Z1 to Z8) are assigned.

Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass im besonderen bei sporadischen Verbrennungsaussetzern, deren Häufigkeit mit abnehmender Kraftstoffmenge zunimmt, so besonders präzise die Fehlerursache zugeordnet werden kann, wenn sie in dem Einspritzsystem liegt. In diesem Zusammenhang wird ferner die Erkenntnis genutzt, dass sich bei dieser Fehlerursache, die auch als Low-Flow bezeichnet wird, auch in Zeitpunkten oder Betriebszuständen, bei denen kein oder fast kein Verbrennungsaussetzer auftritt, die zylinderspezifische Laufunruhe im Vergleich zu weiteren zylinderspezifischen Laufunruhewerten, die anderen Zylindern zugeordnet sind deutlich verändert ist, auch wenn ihr absoluter Wert noch nicht denjenigen erreicht hat, der für einen Verbrennungsaussetzer charakteristisch ist. Unter einem zylinderspezifischen Laufunruhewert ist derjenige zu verstehen, der sich auf den jeweiligen Zylinder bezieht. So kann die Fehlerursache insbesondere abhängig von einem Maß ermittelt werden, das charakteristisch ist für eine Abweichung des zylinderspezifischen Laufunruhewertes, der dem Zylinder zugeordnet ist, bei dem der Verbrennungsaussetzer erkannt wurde, von den weiteren zylinderspezifischen Laufunruhewerten, die anderen Zylindern zugeordnet sind.The Invention exploits the insight that, in particular, in sporadic Combustion misfires, their frequency increases as the amount of fuel decreases, so the precise Cause of error can be assigned when in the injection system lies. In this context, the knowledge is also used, that in this cause of error, which is also referred to as low-flow, even at times or operating conditions where no or almost no misfiring occurs, the cylinder specific uneven running in comparison to other cylinder-specific rough running values, the other cylinders assigned are significantly changed, even if their absolute value has not yet reached those the for a misfire is characteristic. Under a cylinder-specific Ripple value is the one to understand, based on the particular Cylinder refers. Thus, the cause of the error can be dependent on a measure determined which is characteristic of a deviation of the cylinder-specific Noise value associated with the cylinder at which the misfire was detected, from the other cylinder-specific rough running values, the other cylinders are assigned.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Fehlerursache für den Verbrennungsaussetzer ermittelt wird abhängig von allen weiteren zylinderspezifischen Laufunruhewerten, die allen anderen Zylindern zugeordnet sind.According to one advantageous embodiment of the invention is the cause of the error for the Combustion misfire is determined depending on all other cylinder-specific Noise values associated with all other cylinders.

Auf diese Weise kann die Fehlerursache mit besonders hoher Sicherheit richtig zugeordnet werden.On This way, the cause of the error with particularly high security be assigned correctly.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Fehlerursache ermittelt abhängig von einer Drehzahl und/oder einer Lastgröße. So kann besonders einfach bei unterschiedlichen Lasten die Fehlerursache mit hoher Sicherheit richtig zugeordnet werden.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the cause of the error determined depending of a speed and / or a load size. It's so easy at different loads, the cause of the fault with high security correctly be assigned.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Mitteln des zylinderspezifischen Laufunruhewertes, der dem Zylinder zugeordnet ist, bei dem der Verbrennungsaussetzer erkannt wurde, und ein Mitteln von weiteren zylinderspezifischen Laufunruhewerten, die anderen Zylindern zugeordnet sind. Abhängig von diesen wird dann die Fehlerursache für den Verbrennungsaussetzer (MISF) ermittelt. So können statistische Ausreißer eliminiert werden und somit die Fehlerursache mit hoher Sicherheit richtig zugeordnet werden.According to one Further advantageous embodiment of the invention is a means the cylinder-specific rough running value associated with the cylinder is where the misfire was detected and averaging of other cylinder-specific rough running values, the others Cylinders are assigned. Dependent of these then the cause of the error for the misfire (MISF). So can statistical outliers be eliminated and thus the cause of the error with high security be assigned correctly.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Brennkraftmaschine, 1 an internal combustion engine,

2 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern, und 2 a flowchart of a program for detecting misfires, and

3 Berechnungsvorschriften für ein Residuum. 3 Calculation rules for a residuum.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.elements same construction or function are cross-figurative with the same Reference number marked.

Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1, einen Motorblock 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Abgastrakt 4. Der Ansaugtrakt 1 umfasst vorzugsweise eine Drosselklappe 5, ferner einen Sammler 6 und ein Saugrohr 7, das hin zu einem Zylinder Z1 über einen Einlasskanal in den Motorblock 2 geführt ist. Der Motorblock 2 umfasst ferner eine Kurbelwelle 8, welche über eine Pleuelstange 10 mit dem Kolben 11 des Zylinders Z1 gekoppelt ist.An internal combustion engine ( 1 ) comprises an intake tract 1 , an engine block 2 , a cylinder head 3 and an exhaust tract 4 , The intake tract 1 preferably includes a throttle 5 and a collector 6 and a suction tube 7 leading to a cylinder Z1 via an inlet passage in the engine block 2 is guided. The engine block 2 further comprises a crankshaft 8th , which has a connecting rod 10 with the piston 11 of the cylinder Z1 is coupled.

Der Zylinderkopf 3 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gaseinlassventil 12 und einem Gasauslassventil 13.The cylinder head 3 includes a valvetrain with a gas inlet valve 12 and a gas outlet valve 13 ,

Der Zylinderkopf 3 umfasst ferner ein Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19. Alternativ kann das Einspritzventil 18 auch in dem Saugrohr 7 angeordnet sein. Das Einspritzventil 18 ist Teil eines Einspritzsystems, das auch noch eine Kraftstoffzuführeinrichtung umfasst und eine Ansteuerung für das Einspritzventil und bevorzugt auch eine Kraftstoffpumpe. Die Zündkerze 19 ist Teil eines Zündsystems, das auch noch eine Ansteuerung für die Zündkerze 19 umfasst.The cylinder head 3 further comprises an injection valve 18 and a spark plug 19 , Alternatively, the injection valve 18 also in the intake manifold 7 be arranged. The injection valve 18 is part of an injection system, which also includes a fuel supply device and a control for the injection valve and preferably also a fuel pump. The spark plug 19 is part of an ignition system that also controls the spark plug 19 includes.

In dem Abgastrakt 4 ist ein Abgaskatalysator angeordnet, der als Dreiwegekatalysator 21 ausgebildet ist. Ferner ist in dem Abgastrakt bevorzugt ein weiterer Abgaskatalysator angeordnet, der als NOx-Katalysator ausgebildet ist.In the exhaust tract 4 a catalytic converter is arranged as a three-way catalyst 21 is trained. Furthermore, in the exhaust tract, a further exhaust gas catalyst is preferably arranged, which is designed as a NOx catalyst.

Die Brennkraftmaschine umfasst mehrere Zylinder Z1 – Z8, die in mehrere Gruppen aufgeteilt sein können, denen gegebenenfalls jeweils ein eigener Abgastrakt zugeordnet sein kann.The Internal combustion engine comprises several cylinders Z1 - Z8, which are divided into several groups can be split where appropriate, each be assigned a separate exhaust tract can.

Eine Steuervorrichtung 25 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Betriebsgrößen umfassen neben den Messgrößen auch von diesen abgeleitete Größen. Die Steuervorrichtung 25 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglieder mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 25 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine oder als Vorrichtung zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern bezeichnet werden.A control device 25 is provided, the sensors are assigned, which detect different parameters and each determine the value of the measured variable. Operating variables include not only the measured variables but also derived from these variables. The control device 25 determined depending on at least one of the measured variables manipulated variables, which are then converted into one or more control signals for controlling the actuators by means of appropriate actuators. The control device 25 may also be referred to as a device for controlling the internal combustion engine or as a device for detecting misfires.

Die Sensoren sind ein Pedalstellungsgeber 26, welcher eine Fahrpedalstellung eines Fahrpedals 27 erfasst, ein Luftmassensensor 28, welcher einen Luftmassenstrom stromaufwärts der Drosselklappe 5 erfasst, ein erster Temperatursensor 32, welcher eine Ansauglufttemperatur erfasst, ein Saugrohrdrucksensor 34, welcher einen Saugrohrdruck in dem Sammler 6 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 36, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Drehzahl N zugeordnet wird, ein zweiter Temperatursensor 38, der eine Kühlmitteltemperatur TCO erfasst.The sensors are a pedal position transmitter 26 , which is an accelerator pedal position of an accelerator pedal 27 detected, an air mass sensor 28 , which is an air mass flow upstream of the throttle 5 detected, a first temperature sensor 32 , which detects an intake air temperature, an intake manifold pressure sensor 34 , which is an intake manifold pressure in the collector 6 detected, a crankshaft angle sensor 36 , which detects a crankshaft angle, which is then assigned a speed N, a second temperature sensor 38 that detects a coolant temperature TCO.

Ferner ist eine erste Abgassonde 42 vorgesehen, die stromaufwärts oder in dem Dreiwegekatalysator 21 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal MS1 charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Brennraum des bzw. der zugeordneten Zylinder Z1-Z8 und stromaufwärts der ersten Abgassonde 42 des Abgastrakts 4 vor der Oxidation des Kraftstoffs.Furthermore, a first exhaust gas probe 42 provided upstream or in the three-way catalyst 21 is arranged and which detects a residual oxygen content of the exhaust gas and whose measurement signal MS1 is characteristic of the air / fuel ratio in the combustion chamber of the associated cylinder or cylinders Z1-Z8 and upstream of the first exhaust gas probe 42 the exhaust tract 4 before the oxidation of the fuel.

Ferner ist eine zweite Abgassonde 43 vorgesehen, die stromabwärts des Dreiwegekatalysators 42 angeordnet ist und die einen Restsauerstoffgehalt des Abgases erfasst und deren Messsignal MS2 charakteristisch ist für das Luft/Kraftstoff- Verhältnis in dem Brennraum der zugeordneten Zylinder Z1-Z8 und stromaufwärts der zweiten Abgassonde 43 vor der Oxidation des Kraftstoffs. Die erste Abgassonde 42 ist bevorzugt eine lineare Lambdasonde. Die zweite Abgassonde 43 ist eine binäre Lambdasonde. Sie kann jedoch auch eine lineare Lambdasonde sein.Furthermore, a second exhaust gas probe 43 provided downstream of the three-way catalyst 42 is arranged and which detects a residual oxygen content of the exhaust gas and whose measurement signal MS2 is characteristic of the air / fuel ratio in the combustion chamber of the associated cylinders Z1-Z8 and upstream of the second exhaust gas probe 43 before the oxidation of the fuel. The first exhaust gas probe 42 is preferably a linear lambda probe. The second exhaust gas probe 43 is a binary lambda probe. However, it can also be a linear lambda probe.

Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.ever according to embodiment The invention may be any subset of said sensors be present or it can also additional Sensors be present.

Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 5, die Gaseinlass- und Gasauslassventile 12, 13, das Einspritzventil 18 oder die Zündkerze 19.The actuators are, for example, the throttle 5 , the gas inlet and outlet valves 12 . 13 , the injection valve 18 or the spark plug 19 ,

Die Stellglieder und Sensoren sind insbesondere im Hinblick auf den Zylinder Z1 in der 1 dargestellt. Den weiteren Zylindern sind bevorzugt auch noch entsprechende Stellglieder und ggf. Sensoren zugeordnet. Bevorzugt ist so jedem Zylinder ein Einspritzventil 18 und eine Zündkerze 19 zugeordnet.The actuators and sensors are in particular with regard to the cylinder Z1 in the 1 shown. The other cylinders are also preferably associated with corresponding actuators and possibly sensors. Preferably, each cylinder is an injection valve 18 and a spark plug 19 assigned.

Zum Erkennen von Verbrennungsaussetzern ist in der Steuervorrichtung 25 ein Programm gespeichert und wird während des Betriebs abgearbeitet, das im Folgenden anhand des Ablaufdiagramms der 2 näher erläutert ist. Das Programm wird in einem Schritt S1 gestartet, bevorzugt zeitnah zu einem Start der Brennkraftmaschine. In dem Schritt S1 können gegebenenfalls Variablen initialisiert werden.For detecting misfires is in the control device 25 a program is stored and is executed during operation, which in the following with reference to the flowchart of the 2 is explained in more detail. The program is started in a step S1, preferably close to a start of the internal combustion engine. If necessary, variables can be initialized in step S1.

In einem Schritt S2 wird eine Laufunruhe ER ermittelt. Dies erfolgt bevorzugt abhängig von einem Verlauf der Drehzahl N. Besonders bevorzugt werden dazu den einzelnen Zylindern Z1-Z4 zuordenbare Segmentzeitdauern TSEG ausgewertet. Eine Segment zeitdauer TSEG korreliert zu einem Kurbelwellenwinkelbereich, der dem jeweiligen Zylinder Z1-Z8 zugeordnet ist und dessen Kurbelwellenwinkel abhängt von der Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine und der Art der Brennkraftmaschine. Dieser Kurbelwellenwinkelbereich entspricht beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine mit acht Zylindern Z1-Z8, die im Viertaktbetrieb betrieben wird, 90 Grad Kurbelwellenwinkel.In a step S2, a rough running ER is determined. This is preferably carried out as a function of a progression of the rotational speed N. For this purpose, segment time durations TSEG that can be assigned to the individual cylinders Z1-Z4 are evaluated. A segment time TSEG correlates to a crankshaft angle range associated with the respective cylinder Z1-Z8 and its crankshaft angle depends on the number of cylinders of the internal combustion engine and the type of internal combustion engine. This crankshaft angle range corresponds, for example, in an internal combustion engine with eight cylinders Z1-Z8, which is operated in four-stroke mode, 90 degrees crankshaft angle.

Die Laufunruhe ER kann beispielsweise ermittelt werden abhängig von einer Abweichung der dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Segmentzeitdauer TSEG von einer mittleren Segmentzeitdauer.The Laufunruhe ER can be determined, for example, depending on a deviation of the respective cylinder associated segment period TSEG of a medium segment duration.

In einem Schritt S4 wird dann auf einen Verbrennungsaussetzer MISF erkannt und zwar abhängig von der Laufunruhe ER. Dazu kann beispielsweise die Laufunruhe ER mit einem vorgebbaren Wert verglichen werden, dessen Überschreiten charakteristisch ist für den Verbrennungsaussetzer MISF. Ferner wird in dem Schritt S4 eine Verbrennungsaussetzerrate MISFR ermittelt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei aufeinander folgenden Durchläufen der Schritte S4 die in vorangegangenen Durchläufen erkannten Verbrennungsaussetzer MISF in das Verhältnis zu der während des betrachteten Zeitraums gesamten Anzahl an Durchläufen des Schrittes S4 gesetzt werden.In a step S4 is then checked for a misfire MISF recognized and dependent from the rough running ER. This can, for example, the rough running ER be compared with a predetermined value, exceeding it is characteristic of the misfire MISF. Further, in step S4, a Combustion failure rate MISFR determined. This can be done, for example take place that in successive passes of steps S4 the in previous runs detected MISF misfires in relation to that during the period considered total number of passes of step S4 set become.

Die folgenden Schritte werden bevorzugt nur abgearbeitet, wenn in dem Schritt S4 ein Verbrennungsaussetzer MISF erkannt wurde.The following steps are preferably processed only when in the Step S4, a misfire MISF has been detected.

In einem Schritt S6 wird ein Residuum RES ermittelt und zwar abhängig von einem zylinderspezifischen Laufunruhewert ER_CYL, der dem Zylinder Z1 bis Z8 zugeordnet ist, bei dem der Verbrennungsaussetzer erkannt wurde, und abhängig von weiteren zylinderspezifischen Laufunruhewerten ER_CYL, die anderen Zylindern Z1 bis Z8 zugeordnet sind. Das Residuum RES ist ein Maß für eine Fehlerursache für den in dem Schritt S4 erkannten Verbrennungsaussetzer MISF in einem der Zylinder Z1 bis Z8. Das Ermitteln des Residuums RES ist näher anhand der 3 weiter unten erläutert. Abhängig von dem Residuum RES kann auf eine Fehlerursache an dem Einspritzsystem der Brennkraftmaschine geschlossen werden und zwar insbesondere auf eine verringerte Kraftstoffzumessung, die auch als low flow bezeichnet wird. Das Residuum RES kann zusätzlich auch abhängig von einer Regeldifferenz einer Lambdaregelung und/oder abhängig von einer Stellgröße der Lambdaregelung und/oder abhängig von einem Trimmreglereingriff eines Trimmreglers ermittelt werden.In a step S6, a residual RES is determined, specifically as a function of a cylinder-specific rough running value ER_CYL assigned to the cylinders Z1 to Z8 at which the combustion misfire was detected, and depending on further cylinder-specific rough running values ER_CYL assigned to other cylinders Z1 to Z8 , Residual RES is a measure of a cause of error for combustion misfire MISF detected in step S4 in one of cylinders Z1 to Z8. The determination of the residual RES is closer to the 3 explained below. Depending on the residual RES, it is possible to deduce a cause of the fault in the injection system of the internal combustion engine, and in particular a reduced fuel metering, which is also referred to as low flow. The residual RES can additionally be determined as a function of a control difference of a lambda control and / or as a function of a manipulated variable of the lambda control and / or as a function of a trim controller intervention of a trim controller.

Das Residuum RES wird jeweils bezogen auf denjenigen Zylinder Z1 bis Z8 ermittelt, bei dem in dem Schritt S4 ein Verbrennungsaussetzer erkannt wurde.The Residual RES is in each case based on those cylinders Z1 to Z8 determines where in the step S4 a misfire was detected.

In einem Schritt S8 wird ein Diagnoseschwellenwert THD_RES ermittelt, und zwar bevorzugt abhängig von der Drehzahl N und/oder dem Luftmassenstrom MAF. Dazu kann beispielsweise ein oder Kennfeld vorgesehen sein, das vorab durch Versuche, beispielsweise an einem Motorprüfstand, oder beispielsweise auch durch Simulationen ermittelt wurde und zwar derart, dass bei Überschreiten des Diagnoseschwellenwerts THD_RES durch das Residuum RES die Fehlerursache in dem Einspritzsystem liegt.In a diagnostic threshold THD_RES is determined in a step S8, and preferably dependent from the rotational speed N and / or the air mass flow MAF. This can for example a map or be provided in advance by experiments, for example on an engine test bench, or for example was also determined by simulations and Although in such a way that when exceeded of the diagnostic threshold THD_RES by the RES Residual the cause of the error lies in the injection system.

In einem Schritt S10 wird dann geprüft ob das Gesamtresiduum RES größer ist als der Diagnoseschwellenwert THD_RES. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt S14 auf einen Fehler in dem Einspritzsystem MISF_INJ erkannt. Anschließend wird die Bearbeitung in einem Schritt S16 fortgesetzt, in dem das Programm gegebenenfalls eine vorgebbare Wartezeitdauer oder einen vorgebbaren Kurbelwellenwinkel verharrt, bevor die Bearbeitung erneut in dem Schritt S2 fortgesetzt wird. Bei der Abarbeitung der Schritte S2 bis S16 ist bezüglich deren zeitlichen Ablauf auf jeden Fall sicherzustellen, dass die einzelnen Berechnungen häufig genug durchgeführt werden, um für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine bei jedem Arbeitsspiel einen möglicherweise auftretenden Verbrennungsaussetzer MISF erkennen zu können. Darüber hinaus werden gegebenenfalls benötigte Messgrößen oder Betriebsgrößen auch parallel zum Ablauf der Schritte S2 bis S16 erfasst und gegebenenfalls zwischengespeichert. Darüber hinaus kann die Funktionalität gemäß dem Ablaufdiagramm der 3 auch mehrfach in der Steuervorrichtung 25 vorhanden sein und so insbesondere für jede Gruppe der Zylinder Z1 bis Z8 oder auch individuell für einzelne Zylinder Z1 bis Z8 vorhanden sein.In a step S10 it is then checked whether the total residual RES is greater than the diagnostic threshold THD_RES. If this is the case, then an error in the injection system MISF_INJ is detected in a step S14. Subsequently, the processing is continued in a step S16, in which the program optionally remains a predefinable waiting period or a predefinable crankshaft angle, before the processing is continued again in the step S2. In the execution of steps S2 to S16 is to ensure with respect to their timing in any case that the individual calculations are performed frequently enough to be able to detect for each cylinder of the internal combustion engine at each cycle a possibly occurring misfires MISF. In addition, possibly required measured variables or operating variables are also detected parallel to the sequence of steps S2 to S16 and, if appropriate, temporarily stored. In addition, the functionality according to the flowchart of 3 also several times in the control device 25 be present and so in particular for each group of cylinders Z1 to Z8 or individually for individual cylinders Z1 to Z8 be present.

In der 3 sind Berechnungsvorschriften zum Ermitteln des Residuums RES angegeben.In the 3 Calculation rules for determining the residual RES are given.

Bezüglich der im Folgenden näher erläuterten Berechnungsvorschriften F1 bis F2 zur Bestimmung des Residuums RES steht der Index i für denjenigen Zylinder, für den bei der Abarbeitung des Schrittes S4 der Verbrennungsaussetzer MISF erkannt wurde, während der Index j für andere Zylinder bezeichnend ist, die gegebenenfalls auch der gleichen Gruppe oder auch einer beliebigen anderen Gruppe der Zylinder Z1 bis Z8 zugeordnet sein können.Regarding the in the following explained Calculation instructions F1 to F2 for determining the residual RES the index i stands for those cylinders, for in the execution of step S4 of misfiring MISF was detected while the index j for Other cylinders are indicative, which may be the same Group or any other group of cylinders Z1 can be assigned to Z8.

Durch das Residuums RES kann die Sicherheit bei dem Erkennen der Fehlerursache des Verbrennungsaussetzers MISF dann erhöht werden, wenn der jeweilige Verbrennungsaussetzer MISF durch eine verringerte Einspritzmenge verursacht ist, die auch als Low-Flow bezeichnet ist. Gemäß einer Berechnungsvorschrift F1 (3) wird jeweils eine mittlere zylinderspezifische Laufunruhe ER_CYL_mmv ermittelt durch Mitteln von zylinderspezifischen Laufunruhen ER_CYL über eine vorgegebene Anzahl an N Abtastschritten. Die Anzahl N an Abtastschritten kann beispielsweise 100 betragen. Die einzelnen Abtastschritte können beispielsweise in der Größenordnung von 10 ms beabstandet sein. Es sollte sichergestellt sein, dass pro Arbeitsspiel mindestens je eine zylinderspezifische Laufunruhe pro Zylinder Z1 – Z8 ermittelt wird. Der Index 1 ist hier ein Platzhalter für einen beliebigen Zylinder Z1 bis Z8. t_kcalc kann ein beliebiger Zeitpunkt sein. Bevorzugt kann das Ermitteln der mittleren zylinderspezifischen Laufunruhe ER_CYL_mmv auch durch eine gleitende Mittelwertbildung erfolgen.The residual RES can be used to increase the safety in detecting the cause of the mischarger MISF if the respective misfire MISF is caused by a reduced injection quantity, which is also referred to as low-flow. In accordance with a calculation rule F1 ( 3 ), an average cylinder-specific uneven running ER_CYL_mmv is determined by averaging cylinders specific running disturbances ER_CYL over a predetermined number of N sampling steps. The number N of sampling steps may be 100, for example. The individual scanning steps may, for example, be spaced on the order of 10 ms. It should be ensured that at least one cylinder-specific rolling noise per cylinder Z1 - Z8 is determined per working cycle. The index 1 is here a placeholder for any cylinder Z1 to Z8. t _kcalc can be any time. The determination of the average cylinder-specific rough running ER_CYL_mmv can preferably also take place by means of a sliding averaging.

Das Residuum RES wird für den jeweiligen Zylinder Z1 bis Z8 gemäß der Berechnungsvorschrift F2 ermittelt. M bezeichnet hierbei die Zylinderanzahl einschließlich desjenigen Zylinders, an dem bei der Abarbeitung des Schrittes S4 der Verbrennungsaussetzer MISF erkannt wurde. M kann beispielsweise der Gesamtanzahl der Zylinder Z1 bis Z8 der Brennkraftmaschine entsprechen. Durch die Berechnungsvorschrift gemäß F2 wird die Abweichung der mittleren zylinderspezifischen Laufunruhe ER_CYL_mmv_i desjenigen Zylinders, bei dem ein Verbrennungsaussetzer MISF erkannt wurde, von einer über die Anzahl M-1 der anderen Zylinder gemittelten mittleren jeweiligen zylinderspezifischen Laufunruhe in Bezug gesetzt zu einem Laufunruheschwellenwert THD_ER und der über die Anzahl M-1 der anderen Zylinder gemittelten mittleren zylinderspezifischen Laufunruhe. Auf diese Weise erfolgt somit eine Skalierung. Durch die Abhängigkeit des Laufunruheschwellenwertes THD_ER von dem Zeitpunkt t_kcalc kann implizit eine Abhängig keit von der Drehzahl N und/oder einer Lastgröße gegeben sein. Der Laufunruheschwellenwertes THD_ER kann jedoch auch direkt abhängen von der Drehzahl N und/oder einer Lastgröße. Durch den Nenner der Berechnungsvorschrift F2 ist eine Skalierung des Zählers der Berechnungsvorschrift F2 gewährleistet und zwar dergestalt, dass der Wert null des Residuums RES dem gewünschten Verhalten der Laufunruhe entspricht, während bei Werten von etwa eins bereits häufige Verbrennungsaussetzer auftreten. Durch diese Skalierung wird der Einfluss von Lastgrößen und der Drehzahl N auf das Residuum RES deutlich vermindert.The residual RES is determined for the respective cylinder Z1 to Z8 according to the calculation rule F2. M here denotes the number of cylinders including that cylinder on which the combustion misfire MISF was detected during the execution of step S4. For example, M may correspond to the total number of cylinders Z1 to Z8 of the internal combustion engine. By the calculation rule of F2, the deviation of the average cylinder-specific running noise ER_CYL_mmv _i of the cylinder in which a misfire MISF was detected is related to an average cylinder-specific running noise averaged over the number M-1 of the other cylinders, to a running-out threshold THD_ER and on the number M-1 of the other cylinders averaged average cylinder-specific uneven running. In this way, a scaling is thus carried out. Due to the dependence of the Laufunruheschwellenwertes THD_ER of the time t _kcalc can be given implied speed depending on the speed N and / or a load size. However, the running disturbance threshold THD_ER may also depend directly on the speed N and / or a load size. By the denominator of the calculation rule F2 a scaling of the counter of the calculation rule F2 is ensured in such a way that the value zero of the residual RES corresponds to the desired behavior of the rough running, while at values of about one already frequent misfires occur. This scaling significantly reduces the influence of load variables and the speed N on the RES residual.

Ein korrigiertes Residuum kann durch Multiplikation des jeweiligen Residuums RES mit einem Laufunruhe-Wichtungswert F_ER ermittelt werden, der bevorzugt von der Drehzahl N, der Luftmasse MAF und der Verbrennungsaussetzerrate MISFR abhängt, die dem entsprechenden Zylinder Z1 bis Z8 zugeordnet ist. Das korrigierte Residuum kann dann auch herangezogen werden zum Ermitteln eines Gesamtresiduums, das ggf. auch noch abhängt von der Regeldifferenz der Lambdaregelung und/oder von einer Stellgröße der Lambdaregelung und/oder von dem Trimmreglereingriff des Trimmreglers. Abhängig von dem Gesamtresiduum kann dann die Fehlerursache mittels eines zu dem Programm gemäß der 2 korrespondierenden Programms ermittelt werden.A corrected residual may be obtained by multiplying the respective residual RES by a rough-running weighting value F_ER, which preferably depends on the rotational speed N, the air mass MAF and the combustion misfire rate MISFR associated with the corresponding cylinder Z1 through Z8. The corrected residual can then also be used to determine a total residual, which possibly also depends on the control difference of the lambda control and / or on a manipulated variable of the lambda control and / or on the trim control intervention of the trim controller. Depending on the total residual, the cause of the fault can then be determined by means of a program according to the 2 corresponding program.

Claims

Method for detecting a combustion misfire (MISF) in a combustion chamber of a cylinder (Z1 to Z8) of an internal combustion engine with several cylinders (Z1 to Z8), in which - a misfire (MISF) is detected in one of the cylinders (Z1 to Z8) depending on at least one operating variable of the internal combustion engine, - a cause of error for the Combustion Misfire (MISF) is detected on an injection system of the Internal combustion engine is dependent of a cylinder-specific rough running value (ER_CYL) corresponding to the Cylinder is assigned (Z1 to Z8), in which the misfire (MISF) was detected, and dependent of further cylinder-specific rough running values (ER_CYL), the other cylinders (Z1 to Z8) are assigned.

Method according to Claim 1, in which the cause of the error for the Combustion Misfire (MISF) is determined depending on all other cylinder specific Turbulence values (ER_CYL) that match all other cylinders (Z1 to Z8) assigned.

Method according to one of the preceding claims, in the cause of the fault is determined as a function of a speed (N) and / or a load size (LOAD).

Method according to one of the preceding claims, in the - one Means of the cylinder-specific rough running value (ER_CYL), the associated with the cylinder (Z1 to Z8) at which the misfire (MISF) was recognized, and a means of further cylinder-specific Rough running values (ER_CYL), the other cylinders (Z1 to Z8) are zugeord net, and dependent from these then the cause of the fault for the misfire (MISF) is determined.

Device for detecting a misfire (MISF) in a combustion chamber of a cylinder (Z1 to Z8) of an internal combustion engine having a plurality of cylinders (Z1 to Z8), which is designed to - detect a misfire (MISF) in one of the cylinders (Z1 to Z8) of at least one operating variable of the internal combustion engine, - Determining a cause of the fault for the misfire (MISF), which is located on an injection system of the internal combustion engine, depending on a cylinder-specific rough running value (ER_CYL), which is assigned to the cylinder (Z1 to Z8), in which the misfire (MISF) has been detected, and depending on other cylinder-specific running rest (ER_CYL), the other cylinders (Z1 to Z8) are assigned.