Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung^ Steuerung und/oder Überwachung der Verbrennung in Brεnn- kraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Derartige Vorrichtungen sind in ^' vielfachen Ausführungen bekannt und beruhen prinzipiell darauf, den Zustand im Brennraum mittels eines Sensors zu erfassen und in Ab¬ hängigkeit der erzeugten Brenπraumsignalε den Zündzeitpunkt oder die Kraftstoffzu essung zu steuern oder zu regeln. Aus de r DE-OS 29 39 580 ist eine derartige Regelvorri chtung bekannt, bei der der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit des Brennraum-Spitzendrucks geregelt wird, der über eine I onenstromsonde erfaßt wird. Weiterhin sind Steuer- und Regel Vor ichtungen aus der DE-OS 25 20 325 und der DE-OS 31 11 135 bekannt, bei denen mittels optischer Geber der Druckanstieg bzw. die Lichtemission im Brennraum erfaßt wird, wobei dann in Abhängigkeit der erfaßten Gebersignale der Zündzeitpunkt und/oder die Kraftstoff- zumεssung geregelt wird. Dies soll nicht zuletzt zur Vermeidung klopfender Verbrennungen dienen. Zur Erfassung des Zustands im Brennraum wird dabei entweder jedem Brenn- raum ein eigener Sensor zugeordnet oder nur ein Brennraum ist mit einem Sensor versehen.

Will man jeden Brennraum oder jedenfalls viele Brennräume mit einem eigenen Sensor versehen, so führt dies insbe-

sondere bei viel zyl ind igen Brennkraftmaschinen zu einem großen Aufwand an Verkabelung, Steckvorrichtungen und Verarbeitung und Zuordnung der Vielzahl von Anschlüssen im Steuergerät. Die vielen Leitungen und Anschlüsse sind nicht nur teuer in der Herstellung und Montage, sondern sie können auch zu Fehl schal tungen und fehlerhaften Zu¬ ordnungen von Sensoren führen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß unabhängig von der Zahl der eingesetzten Sensoren lediglich eine einzige, zweiadrige Leitung und zwei An- schlüss-e am Steuer- oαεr Regelgerät erforderlich sind. Legt man einen Anschluß extern an Masse, so sind eine einzige, einadrige Leitung und ein Anschluß am Schal - gerät ausreichend. Die hierdurch bewirkte Einsparung an Lεitjngen und AnscnUissεn am Steuergerät führt zu einer deutlichen Vereinfachung und Vεrbilligung de r Lεi- tur.gsfUhrung und der Montage. Die Le i tungsführung wird aucn sehr viel übersichtlicher. Im Vergleich hierzu wären be ^** - einer Sechs-Zyl inαer-Brennkraftmaschine und herkömm¬ liche' ^" ! Schaltungswε i se sechs zweiadrige Leitungen z-m Sc al gerät und zwölf Anschluß-Pins erforderlich, jfch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor te i 1 nafte -We i erbi 1 düngen und Verbesserungen der im Haupiansprueh angegebenen Vorrichtung möglich.

Die Sensoren sind zweckmäßigerweise als Drucksensoren. Ionenstromsondεn oder optische Sensoren ausgebildet. In αer Verdi chtungs- DZW. Zündphase verändern sich dabei der Widerstand, die Spannung, der Strom oder die ootischε Transmi s s i on-des jeweiligen Sensors. Will man den Effekt c e *~ i derstagdsänderung ausnutzen, so werden vorzugsweise pi e∑ores i stive Sensoren verwendet. Will man die licht-

oder druckabhängige Veränderung der ^' Transmi ssion ausnutzen, so können die Verbindungsleitungen zwischen den Sensoren und dem Steuer- oder Regelgerät in vorteilhafter Weise auch als Lichtleiter anstelle von elektrischen Leitungen ausgebildet sein.

Die Auswerteein ichtung für die von den Sensoren εrzeugten Brennraumsignale weist zweckmäßigerweise eine Signal¬ aufbereitungsstufe auf, durch die das Signal in der ge¬ wünschten Weise digitalisiert oder sonstwie aufberεitet wird, damit es zur Regelung oder Steuerung verwendet werden kann .

W.eisen die einzelnen Brennräu ε bzw. Zylinder individuell festgelegte Zündzeitpunkte oder Kraftsto feinspritzvorgänge auf ode soll die Verbrennung bzw. Verdichtung indi iduell in den einzelnen Zylindern überwacht werden, so wird die Auswεrtεe inri chtung in vorteilhafter Weise mit einer Zuerdnungsstufe zur Zuordnung der Brennraumsignale άer Reihenschaltung zu den einzelnen Brennräumen versehen. Hierzu erweist sich eine Zuordnungsstufe als besonders geeigne , die eine von einem inkelgeber an der Noc en elle der 3rennkra t asc ine abgeleitεte Signalfolge nutzt. Auf diese Weise kann beispielsweise die fehlerhafte Ver¬ brennung oder Verdichtung in εinem einzelnεn Brennraum erkannt und eine entsprechende Fεhlersignalstufe ak i iert erden .

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 vier an Brennräumen angeordnete und mit einem Steuer- oder Regelgerät verbundene Sensoren

als Ausführungsbeispiele der Erfindung und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Auswerte¬ einrichtung mit Zuordnungsstufe.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbe i spi εl sind vier Brennräume 10 einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine schematisch dargestεllt, diε in üblicher Weise durch Zylinder 11 und Kolben 12 gebildet werden. Auslaß- und Einlaßventile 13 sind εbεnfalls schematisch dargestellt. Hierbei kann es sich prinzipiell um einen Ottomotor, einen Dieselmotor oder eine andere Art von Brennkraft¬ maschine handeln, wobei auch die Zahl der Brennräume 10 praktisch beliebig sein kann.

An jeder B ennraumwandung ist ein in den jeweiligen Brεnn- rau 10 reichender, als Zweipol ausgebildeter Sensor 14 druckdicht angeordnet. Alle Sensoren 14 sind über erbindungsleitungen 15 in Reihe geschaltet, wobei die so gebildete Reihenschaltung 16 über εine nicht näher dargestellte Steckvorrichtung mit zwei Anschluß-Pins mit einem Steuer- oder Regelgerät 17 verbunden ist. das zur Regelung, Steuerung und/oder Überwachung der Verbrεnnunc in den Brennräumen 10 dient. Durch dieses Steuer- oder Regel gerät kann z.B. in bekanntεr Wεise der Zündzeitpunkt und/oder die Kraftstoffzu essung gεstεuεrt oder geregelt werden. Eine an sich bekanntε Laufruherεgεl ung . Klopf¬ regelung, Zündaussetzererkennung u.dgl . kann ebεnfalls alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein.

Bei den Sensoren 14 kann es sich um Drucksensoren, insbe¬ sondere piezoresistive oder piezoelektrische Drucκsensoren, lonenstrom- sonden oder optische Sensorεn handeln, deren Transmission sicn druckabhängig oder in Abhängigkeit der Lichtemission

im Brennraum verändert. Die Steuerung der Zündung und/oder Kraftstoffzumessung für Brεnnkraftmaschinεn in Abhängigkeit der Signale derartiger Sensoren ist beispielsweise aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt, so daß hier nicht näher darauf eingegangen werden muß. Die Verbindungsleitungen 15 können bei Sεnsorεn 14 mit εlektri- schem Ausgangssignal als elektrische Leitungen und bei Sensoren 14 mit optischem Ausgang als Lichtleiter, also beispielsweise als Glasfaserleitungen, ausgebildεt sεin.

Bei der hier beschriebenen Reihenschaltung 16 dieser Sensoren 14 wird davon ausgegangen, daß sich die einzelnen ^' Brennräume 10 nie gemeinsam in der Verdichtungs- bzw. Zündphasε befinden. In dieser Verdichtungs- bzw. Zündphase ver ndern sich der Widerstand, der Strom, die Spannung oder die Transmission druck- bzw. lichtabhängig, je nachdem, welche Art von Sεnsorεn vεrwεndεt wird. Die Veränderung (Modulation) des Gεs amtwi dersta des , des Gesamtstro s , der Gesamtspannung bzw. der Gesamttrans ission wi d daher nahezu ausschließlich von demjenigen Brennraum bestimmt, der sich gerade im Ver ichtungstakt bewegt, d.h. der sich gerade in der Zündphase bεfindεt. Diεse Veränderungen oder Modulationen treten somit bei gleichmäßiger Ver¬ brennung in den einzelnen Brennräumen im Tak dieser Verbrennungen zyklisch in jeweils gleicher Weise auf und können nun - wenn dies εrfordεrlich sεin sollte - den einzelnen Brennräumen zugeordnet werden, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Steuer- oder Regelgerät 17 weist ein Steuer- oder Regelteil 18 und eine Auswerte¬ einrichtung 19 für die Brennraums i gnal ε der aus den Sensoren 14 bestenenden Reihenschaltung 16 auf- Dem Steuer- oder Regelte ¹ .! 13 werden die Signale eines Nockenwellengebers 20 und eines Drehzahlgebers 21 zugeführt, wobei der Dreh¬ zahlgeber 21 entsprechende Marken auf einer Geberscheibe

22 abtastεt, diε vorzugswεise mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Der Nockenwellengeber 20 tastet Marken oder Segmente an einem Geberrad 25 an der Nockenwelle der Brennkraftmaschine oder deren Nocken selbst ab. Ausgangssei tig gibt das Steuer- oder Regeltεil

18 Zündsignale 23 oder Einspritzsignale 24 ab.

Die Reihenschaltung 16 ist mit der Auswertεeinrichtung

19 verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiεl ist nur εin Anschluß dεr Reihenschaltung 16 mit der Auswerte- εinrichtung 19 vεrbunden, während der andere Anschluß an Masse liegt. Auf diesε Weise können nochmals eine Leitung und ein Anschluß-Pin eingespart werden.

Durch den Nockenwεl 1 engeDεr 20 und den Drehzahlgeber 21 werden Signalfenster erzeugt, die zeit- und winkelmäßig den einzelnεn Zünd- und Vεrdichtungsphasεn dεr Brεnnräumε 10 zugeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, die Zündung und Kraf Stoffzumεssung jεdεs εinzεlnen Brennraums indivi¬ duell zu steuern oder zu rεgεln odεr abεr fehlerhafte Zünα- oder Verdichtungsvorgänge einem bestimmten Brennraum zuzuordnen. Eine nicht dargestellte Fehlεranzei gεvorr1ch¬ tung kann dann den jeweils fehlerhaften Brennraum kenntlich machen.