DE10211699A1

DE10211699A1 - Detecting vehicle misfires involves reducing valve armature kinetic energy when opening valve, detecting reduced energy, comparing with threshold, outputting comparison signal indicating misfires.

Info

Publication number: DE10211699A1
Application number: DE10211699A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Seethaler; Daniel Andersson; Till Scheffler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-03-16
Filing date: 2002-03-16
Publication date: 2003-10-16

Abstract

The method involves determining the kinetic energy of the armature (6c) of a gas exchange lift valve (1), reducing the kinetic energy when opening the valve by an electromagnet (6a,6b) so that the kinetic energy remains below a defined value depending on the position of the valve, detecting the reduced energy, comparing with a threshold value and outputting a comparison signal that indicates misfires. AN Independent claim is also included for the following: an arrangement for detecting misfiring in a vehicle with piston internal combustion engine with at least one cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Zündaussetzern bei einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 4. The invention relates to a method and a device for recognizing Misfiring in a motor vehicle according to the preamble of claim 1 or claim 4.

Bei Kolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung in einem Kraftfahrzeug kann es zu Zündaussetzern kommen, die nachteilige Folgen für die Laufruhe der Brennkraftmaschine und für den Kraftstoffverbrauch haben. Um Gegenmaßnahmen ergreifen zu können oder wenigstens den Fahrer warnen zu können, müssen die Zündaussetzer schnell und zuverlässig erkannt werden. In piston internal combustion engines with spark ignition in a motor vehicle, it can misfires that have negative consequences for the smooth running of the Have internal combustion engine and for fuel consumption. Countermeasures to be able to seize or at least be able to warn the driver Misfires can be detected quickly and reliably.

In jedem Kolben der Kolbenbrennkraftmaschine wird das Arbeitsmedium durch wenigstens zwei Gaswechsel-Hubventile ausgetauscht. Während diese Gaswechsel-Hubventile bisher mit der Abtriebswelle der Kolbenbrennkraftmaschine verbunden waren und so mechanisch gesteuert wurden, werden die Gaswechsel- Hubventile heute elektronisch von der Motorsteuerung angesteuert. Bewegt werden sie durch Federn und Elektromagnete, die mit einem mit dem Ventil fest verbundenen Anker zusammenwirken. The working medium is passed through in each piston of the piston internal combustion engine exchanged at least two gas exchange globe valves. While this Gas exchange globe valves previously with the output shaft of the piston internal combustion engine were connected and thus mechanically controlled, the gas exchange Lift valves are now controlled electronically by the engine control. Be moved they by springs and electromagnets, which are fixed with a valve connected anchor work together.

Der Bewegungsablauf des Ankers und damit des Gaswechsel-Hubventils wird durch Bestromung der Elektromagnete optimiert. So ist aus DE 198 32 196 ein Verfahren zur Reduzierung der Auftreffgeschwindigkeit eines Ankers eines elektromagnetischen Aktuators bekannt, insbesondere zur Betätigung eines Gaswechsel-Hubventiles einer Brennkraftmaschine, wobei der Anker oszillierend zwischen zwei Elektromagnet-Spulen jeweils gegen die Kraft zumindest einer Rückstellfeder durch alternierende Bestromung der Elektromagnet-Spulen bewegt wird, und wobei mit einer Annäherung des Ankers an die zunächst bestromte Spule während des sogenannten Fangvorganges die an der den Anker einfangenden Spule anliegende elektrische Spannung reduziert wird. Dabei schließt sich an die Fangphase des Fangvorganges eine Bremsphase an, in welcher bis zum Auftreffen des Ankers auf die Spule an diese getaktet elektrische Spannung angelegt wird, wobei die jeweiligen Schalt-Zeitpunkte und das Spannungs-Taktverhältnis von einem Regler anhand einer die Anker-Sollbewegung beschreibenden Solltrajektorie bestimmt werden. The sequence of movements of the armature and thus of the gas exchange stroke valve will optimized by energizing the electromagnets. So is from DE 198 32 196 Process for reducing the speed of impact of an anchor electromagnetic actuator known, in particular for actuating a Gas exchange stroke valves of an internal combustion engine, the armature oscillating between two electromagnetic coils each against the force of at least one Return spring moved by alternating energization of the solenoid coils is, and with an approach of the armature to the initially energized coil during the so-called catching process, those catching the anchor Coil applied electrical voltage is reduced. This joins the Catch phase of the catching process starts a braking phase in which until it hits the armature is applied to the coil at this clocked electrical voltage, where the respective switching times and the voltage-pulse ratio of a controller based on a target trajectory describing the anchor target movement be determined.

Aus DE 198 36 297 ist ein Verfahren zur Bewegungssteuerung eines Ankers eines elektromagnetischen Aktuators zur Betätigung eines Gaswechsel-Hubventiles einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei der Anker oszillierend zwischen zwei Elektromagnet-Spulen jeweils gegen die Kraft zumindest einer Rückstellfeder durch alternierende Bestromung der Elektromagnet-Spulen bewegt wird, und wobei die an der dem Anker näherliegenden und folglich bestromten Spule anliegende elektrische Spannung getaktet geregelt wird und das Spannungs-Taktverhältnis von einem Regler anhand einer die Anker-Sollbewegung beschreibenden Solltrajektorie bestimmt wird. Dabei sind verschiedene Solltrajektorien für unterschiedliche Bewegungsabläufe des Ankers und/oder des Gaswechsel-Hubventiles vorgesehen. DE 198 36 297 describes a method for controlling the movement of an armature electromagnetic actuator for actuating a gas exchange globe valve Internal combustion engine known, the armature oscillating between two Electromagnetic coils each against the force of at least one return spring alternating energization of the solenoid coils is moved, and the on the coil closer to the armature and consequently energized electrical voltage is regulated clocked and the voltage-pulse ratio of a controller based on a target trajectory describing the anchor target movement is determined. Different target trajectories are for different ones Movements of the armature and / or the gas exchange valve provided.

Die Verwendung von elektronisch gesteuerten Gaswechsel-Hubventilen eröffnet neue Möglichkeiten bei der Erkennung von Zündaussetzern einer Kolbenbrennkraftmaschine. Aus DE 198 60 197 ist ein Verfahren zur Erkennung von Zündaussetzern an einer Kolbenbrennkraftmaschine mit Fremdzündung und einer Motorsteuerung zur Ansteuerung von elektromagnetischen Aktuatoren zur Betätigung der Gaswechselventile bekannt, bei dem jeweils als Ist-Wert die Zeitdifferenz zwischen dem durch die Motorsteuerung vorgegebenen Öffnungszeitpunkt und dem tatsächlichen Öffnungszeitpunkt eines Auslassventils erfasst, mit einer vorgegebenen Toleranzzeitdifferenz als Soll-Wert verglichen und bei Unterschreiten dieses Soll-Wertes ein Signal erzeugt wird. The use of electronically controlled gas exchange globe valves opened up new possibilities in the detection of misfires one Piston internal combustion engine. DE 198 60 197 describes a method for detection of misfires on a piston internal combustion engine with spark ignition and a motor controller for controlling electromagnetic actuators Actuation of the gas exchange valves known, in each of which as the actual value Time difference between that specified by the engine control Opening time and the actual opening time of an exhaust valve recorded, compared with a predetermined tolerance time difference as the target value and a signal is generated if the value falls below this target value.

Ein Nachteil bei der Erkennung von Zündaussetzern nach diesem Stand der Technik ist es, dass externe Einflüssen wie etwa Alterung und Streuung der Aktuatoren nicht berücksichtigt werden können, da es kein einheitliches physikalisches Modell des Aktors gibt. A disadvantage in the detection of misfires according to this state of the art It is technology that influences external factors such as aging and dispersion Actuators cannot be considered as there is no uniform physical model of the actuator there.

Ferner ist aus der anhängigen Patentanmeldung DE 102 05 382 ein Verfahren bekannt, mit dem sich in Abhängigkeit von der Auslenkung des Ventils eine Kraft zur Einstellung einer gewünschten Mittellagengeschwindigkeit vorgeben lässt. Furthermore, from the pending patent application DE 102 05 382 is a method known with which a force depending on the deflection of the valve can be specified for setting a desired middle layer speed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben und eine Vorrichtung zu schaffen, womit unabhängig von Parametern wie Alterung und Streuung mechanischer Komponenten eine sichere Erkennung von Zündaussetzern möglich ist. The object of the present invention is to provide a method and a To create device with which regardless of parameters such as aging and Scattering of mechanical components ensures reliable misfire detection is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1 bzw. die Vorrichtung nach Anspruch 4. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved according to the invention by the method according to claim 1 or the device according to claim 4. Preferred embodiments of the Invention are the subject of the dependent claims.

Wie oben beschrieben soll der Anker mit einer definierten Geschwindigkeit auf den Öffnermagneten am Ende der Bewegung aufsetzen, um die Geräuschentwicklung beim Umschalten der Ventile zu minimieren. Dazu wird der Anker und das Ventil zum erreichen des gewünschten Mittellagengeschwindigkeit entsprechend abgebremst. Ohne Gasgegendruck im Zylinder muss stärker abgebremst werden, d. h. dem System muss durch eine Bremsvorrichtung mehr Energie entzogen werden. Mit (hohem) Gasgegendruck im Zylinder wird beim Öffnen des Ventils Arbeit gegen den Gasdruck in dem Zylinder geleistet, wodurch dem System bereits durch den Gasgegendruck Energie entzogen ("Energievernichtung") wird. Die Bremsvorrichtung für den Anker/das Ventil braucht dem System weniger Energie zu entziehen. As described above, the anchor should hit the Put on the opening magnet at the end of the movement to reduce noise to minimize when switching the valves. To do this, the anchor and the valve to achieve the desired middle layer speed accordingly braked. Without gas back pressure in the cylinder, the brakes must be applied more strongly, d. H. more energy must be extracted from the system by a braking device become. With (high) gas back pressure in the cylinder when opening the valve Work done against the gas pressure in the cylinder, which already made the system energy is withdrawn by the gas counterpressure ("energy destruction"). The Braking device for the armature / valve uses less energy to the system revoke.

Durch Integration des Kraftverlaufs entlang der Ventilbahn, der beispielsweise nach dem Verfahren aus DE 102 05 382 bestimmt werden kann, ergibt sich ein Maß für die dem System entzogene Energie bis zum Erreichen der Mittellage. Für das Erkennen von Zündaussetzern werden daher die potentielle Energie des Ventils aufgrund der Federkraft, die kinetische Energie des Ventils, und die Arbeit, die von dem Ventil gegen die Magnetkraft und den Gasgegendruck geleistet werden muss, betrachtet. Die Differenz zwischen der potentiellen Energie des Ventils aufgrund der Federkraft in seiner Anfangsstellung und der kinetischen Energie des Ventils beim Durchlaufen der Mittellage ergibt die Arbeit, welche das Ventil gegen die Gaskraft und die Magnetkraft zwischen Anfangslage und Mittellage verrichten muss. Die Arbeit des Ventils gegen die Gaskraft ergibt sich somit aus der Betrachtung von potentieller und kinetischer Energie des Ventils und der durch die Magnetkraft eingebrachten Energie. Anhand der Größe dieser Gasarbeit kann eine Aussage getroffen werden, ob ein Zündaussetzer vorlag oder nicht. By integrating the force curve along the valve path, for example after the method from DE 102 05 382 can be determined, there is a measure for the energy extracted from the system until the middle position is reached. For the Misfiring is therefore recognized by the potential energy of the valve due to the spring force, the kinetic energy of the valve, and the work performed by the valve must be performed against the magnetic force and the gas back pressure, considered. The difference between the potential energy of the valve due to the Spring force in its initial position and the kinetic energy of the valve at Passing through the middle position results in the work the valve does against the gas force and must exert the magnetic force between the starting position and the middle position. The The valve's work against the gas force thus results from the consideration of potential and kinetic energy of the valve and that of the magnetic force brought in energy. Based on the size of this gas work, a statement can be made whether or not there was a misfire.

Die Energie des Ventils im Kraftfeld der Federn und des Magnetfeldes als Grundlage für die Beurteilung heranzuziehen, ob ein Zündaussetzer vorlag oder nicht, hat gegenüber der Überprüfung von Durchgangszeiten des Ventils beim Stand der Technik den Vorteil, dass die Energie unabhängig von Messaufbauten bestimmt werden kann. The energy of the valve in the force field of the springs and the magnetic field as Use the basis for the assessment of whether there was a misfire or not, compared to the check of passage times of the valve State of the art advantage that the energy is independent of measurement setups can be determined.

Daraus lässt sich als Regel für die Zündaussetzerkennung ableiten: muss dem System viel Energie entzogen werden, so hat keine Verbrennung stattgefunden; muss dem System weniger Energie entzogen werden, hat eine normale Verbrennung stattgefunden. Man kann folglich aus der dem System entzogenen Energie darauf schließen, ob ein Zündaussetzer vorlag oder nicht. From this, the following rule for misfire detection can be derived: must If a lot of energy is removed from the system, no combustion has taken place; less energy needs to be withdrawn from the system, has a normal one Combustion took place. One can consequently withdraw from the system Indicate energy whether there was a misfire or not.

Der tatsächliche Gasdruck in dem Kolben der Kolbenbrennkraftmaschine ist nicht für alle Lastbereiche der Kolbenbrennkraftmaschine konstant. In einer bevorzugten Ausführungsform werden daher die erwarteten Gasdruckwerte und damit die erwarteten Abbremsungswerte (Energieentnahmewerte) in einem Kennfeld in Abhängigkeit von dem Lastbereich der Kolbenbrennkraftmaschine abgelegt. The actual gas pressure in the piston of the piston engine is not constant for all load ranges of the piston internal combustion engine. In a preferred one The embodiment is therefore the expected gas pressure values and thus the expected deceleration values (energy consumption values) in a map in Dependent on the load range of the piston internal combustion engine.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren ohne großen Mehraufwand in die bereits vorhandene Motorsteuerung implementieren lässt. Außerdem ist die Erkennung der Zündaussetzer gemäß der Erfindung sehr robust gegenüber äußeren Störungen, da sie auf den gleichen physikalischen Modellen beruht wie die Regelung des Bewegungsablaufes des Ventils selbst. An advantage of the invention is that the method according to the invention without much additional effort in the existing engine control can be implemented. In addition, the misfire detection according to the Invention very robust against external disturbances, since it is based on the same physical models is based like the regulation of the movement of the Valve itself.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen. Further features and advantages of the invention will appear from the following Description of preferred embodiments, reference being made will refer to the attached drawings.

Fig. 1A und 1B zeigen schematisch einen Aktuator mit zugeordnetem Hubventil in den beiden möglichen Endlagen des Hubventils und Aktuator-Ankers nach dem Stand der Technik. FIGS. 1A and 1B schematically show an actuator with an associated poppet valve in the two possible end positions of the lift valve and the actuator anchor according to the prior art.

Fig. 2A und 2B zeigen die bekannte Aufteilung der auf den Anker wirkenden Kräfte ohne bzw. mit Zündaussetzer gegenüber seiner Auslenkung. Figs. 2A and 2B show the known division of the forces acting on the armature with or without misfiring relative to its deflection.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild mit den Hauptkomponenten einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 3 shows a schematic block diagram with the main components of an embodiment of apparatus for carrying out the method according to the invention.

In Fig. 1A und 1B ist jeweils ein Gaswechsel-Hubventil 1 bekannter Bauart dargestellt. Das Ventil 1 wird von einer Öffnungsfederhalterung 2 gehalten und dient dazu, eine Einlass- bzw. Auslassöffnung in einer Zylinderwand 3 zu öffnen und zu schließen. Angetrieben wird das Ventil einerseits durch Rückstellfedern 4a und 4b, die i. a. gleichstark ausgelegt sind und die zwischen Öffnungsfederhalterung 2 bzw. Zylinderwand 3 und einer Federhalterung 5 am Schaft des Ventils 1 wirken, und andererseits durch einen Aktor 6 mit Elektromagneten in Verbindung mit einem Anker. In der in Fig. 1A und Fig. 1B gezeigten Ausführungsform befindet sich ein erster Elektromagnet 6a oberhalb und ein zweiter Elektromagnet 6b unterhalb des Ankers 6c. Die beiden Elektromagnete 6a und 6b umfassen jeweils eine Wicklung, die in der Zeichnung grau dargestellt ist, und ein Eisenjoch, das in der Zeichnung doppelt schraffiert dargestellt ist. Der Anker 6c des Gaswechsel-Hubventils ist zur Vereinfachung in Fig. 1A und 1B fest mit dem Stößel oder Schaft 6d des Ventils verbunden. In Fig. 1A and 1B, a gas exchange poppet valve 1 is illustrated a known type, respectively. The valve 1 is held by an opening spring holder 2 and serves to open and close an inlet or outlet opening in a cylinder wall 3 . The valve is driven on the one hand by return springs 4 a and 4 b, which are generally of the same strength and which act between the opening spring holder 2 or cylinder wall 3 and a spring holder 5 on the stem of the valve 1 , and on the other hand by an actuator 6 with electromagnets in connection with a Anchor. In the in Fig. 1A and Fig. 1B embodiment shown, there is a first electromagnet 6a above and a second electromagnet 6b below the armature 6 c. The two electromagnets 6 a and 6 b each comprise a winding, which is shown in gray in the drawing, and an iron yoke, which is shown with double hatching in the drawing. The armature 6 c of the gas exchange stroke valve is, for simplification in FIGS. 1A and 1B, firmly connected to the plunger or shaft 6 d of the valve.

Wird der obere Elektromagnet 6a bestromt, wird der Anker 6c angezogen, und der Schaft des Ventils mit seinen Elementen 6c, 6d und 6e bewegt sich gegen die Kraft der Rückstellfeder 4a nach oben, so dass die Öffnung in der Zylinderwand 3 durch einen Ventilfuß 6e an dem Schaftende verschlossen wird. Diese Situation ist in Fig. 1A gezeigt. Der obere Elektromagnet 6a wird auch Schließmagnet des Gaswechsel-Hubventils genannt. If the upper electromagnet 6 a is energized, the armature 6 c is attracted, and the valve stem with its elements 6 c, 6 d and 6 e moves upward against the force of the return spring 4 a, so that the opening in the cylinder wall 3 is closed by a valve foot 6 e at the shaft end. This situation is shown in Fig. 1A. The upper electromagnet 6 a is also called the closing magnet of the gas exchange globe valve.

Wird der Stromkreis durch den oberen Elektromagneten 6a unterbrochen und statt dessen der untere Elektromagnet 6b bestromt, so wird der Anker 6c gegen die Kraft der Rückstellfeder 4b nach unten gezogen, und der Schaft 6d bewegt sich in diese Richtung, wobei die Öffnung in der Zylinderwand 3 durch den Ventilfuß 6e freigegeben wird. Diese Situation ist in Fig. 1 B gezeigt, wobei durch Pfeile das Ausströmen des Arbeitsmediums aus dem Zylinder angedeutet ist. Der untere Elektromagnet 6b wird auch Öffnermagnet des Gaswechsel-Hubventils genannt. If the circuit is interrupted by the upper electromagnet 6 a and instead the lower electromagnet 6 b is energized, the armature 6 c is pulled down against the force of the return spring 4 b, and the shaft 6 d moves in this direction, the Opening in the cylinder wall 3 through the valve foot 6 e is released. This situation is shown in Fig. 1 B, arrows indicating the outflow of the working medium from the cylinder. The lower electromagnet 6 b is also called the opening magnet of the gas exchange valve.

Die Bestromung der Magneten 6a und 6b hängt jeweils von dem gewünschten Ventilhub und der gewünschten Schließ- bzw. Öffnungsdauer des Ventils ab. Aus DE 102 05 382 ist ein Verfahren bekannt, um einen Kraftverlauf zu ermitteln, mit dem sich eine gewünschte Mittellagengeschwindigkeit einstellen lässt. Die Integration des Kraftverlaufs entlang der Ventilbahn ergibt die Energie, welche dem Ventil/Ankersystem durch die Magnetkraft entzogen wird. The energization of the magnets 6 a and 6 b depends in each case on the desired valve stroke and the desired closing or opening duration of the valve. A method is known from DE 102 05 382 for determining a force profile with which a desired middle layer speed can be set. The integration of the force curve along the valve path results in the energy which is extracted from the valve / armature system by the magnetic force.

Um die Ventilbahn zu erfassen, wird die Auslenkung des Ventils durch einen Bewegungssensor 7 erfasst, der in der dargestellten Ausführungsform in Fig. 1A und 1B ein induktiver Sensor ist. (Als Bewegungssensor 7 kann statt eines Magnetsensors auch ein kapazitiver Sensor oder ein optischer Sensor verwendet werden.) Seine im Querschnitt dargestellte Sensorspule befindet sich oben an der Öffnungsfederhalterung 2. In order to detect the valve path, the deflection of the valve is detected by a motion sensor 7 , which in the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B is an inductive sensor. (A capacitive sensor or an optical sensor can also be used as the motion sensor 7 instead of a magnetic sensor.) Its sensor coil, shown in cross section, is located at the top of the opening spring holder 2 .

In Fig. 2A und Fig. 2B ist die auf den Stößel wirkende Kraft F über den Weg x aufgetragen. Die Kraft F setzt sich aus einer magnetischen Komponente 8 und einer Gasdruckkomponente 9 zusammen. Sie nimmt in der hier vereinfacht dargestellten Weise mit der Auslenkung des Stößels linear ab. Gezeigt ist Anpassung der Kraftkomponente des Elektromagneten an die Kraftkomponente, die durch den Gasdruck ausgeübt wird. In Fig. 2A and Fig. 2B acting on the plunger force F is plotted against the distance x. The force F is composed of a magnetic component 8 and a gas pressure component 9 . It decreases linearly in the manner shown here in a simplified manner with the deflection of the tappet. Shown is adaptation of the force component of the electromagnet to the force component that is exerted by the gas pressure.

Fig. 2A zeigt den Fall, dass ein normaler Zündvorgang im Zylinder stattgefunden hat. Beide Kraftkomponenten sind etwa gleich groß. Die Kraft auf den Stößel ist zu Beginn der Bewegung (links) sehr groß. Je weiter der Stößel jedoch die Öffnung in der Zylinderwand 3 freigibt, desto geringer wird die Kraft, die der Gasdruck auf den Stößel ausübt. Andererseits erweitert sich der Luftspalt zwischen Schließermagnet und Anker, so dass die Bremskraft 8 ebenfalls kleiner ausfallen soll. Man erhält so die stetige Abnahme der Kraft, die in Fig. 2A dargestellt ist. Fig. 2A shows a case that a normal ignition process has occurred in the cylinder. Both force components are approximately the same size. The force on the plunger is very large at the start of the movement (left). However, the further the tappet clears the opening in the cylinder wall 3 , the lower the force that the gas pressure exerts on the tappet. On the other hand, the air gap between the closing magnet and armature widens, so that the braking force 8 should also be smaller. The steady decrease in the force shown in FIG. 2A is thus obtained.

Fig. 28 zeigt den Fall, dass keine normale Zündung stattgefunden hat. Jetzt ist die Gasdruckkraft 9 deutlich kleiner als in Fig. 2A. Der Anker 6c würde aufgrund des fehlenden Widerstandes zu schnell die Mittellage passieren, um ein geregeltes Aufsetzen des Ankers auf den Öffnungsmagneten zu gewährleisten. Der fehlende Widerstand durch das Gas im Zylinder muss also durch den Schließermagnet 6a kompensiert werden. Der Schließermagnet 6a bremst den Anker auf seinem Weg zur Mittellage, indem er so bestromt wird, dass der Anker 6c sich nur "langsam" von ihm löst. Die magnetische Komponente 8 in Fig. 2B ist größer als die in Fig. 2A. Fig. 28 shows the case that normal ignition has not taken place. The gas pressure force 9 is now significantly smaller than in FIG. 2A. Due to the lack of resistance, the armature 6 c would pass the middle position too quickly in order to ensure that the armature is placed on the opening magnet in a controlled manner. The lack of resistance due to the gas in the cylinder must therefore be compensated for by the make magnet 6 a. The closing magnet 6 a brakes the armature on its way to the middle position by energizing it so that the armature 6 c only "slowly" releases from it. Magnetic component 8 in FIG. 2B is larger than that in FIG. 2A.

Die reduzierte Energie, d. h. die Abbremsenergie bzw. die in den Schließermagneten 6a eingespeiste Energie wird erfasst und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Anschließend wird ein Vergleichssignal ausgegeben, das Zündaussetzer anzeigt. The reduced energy, ie the braking energy or the energy fed into the closer magnet 6 a, is recorded and compared with a predetermined threshold value. A comparison signal is then output, which indicates misfiring.

Zur Ermittlung der Abbremsenergie kann entweder die Magnetleistung über die Zeit oder die Magnetkraft über den Weg integriert werden. Bevorzugt wird die Integration der Kraft über den Weg durchgeführt, was im folgenden beschrieben wird. To determine the braking energy, either the magnetic power over time or the magnetic force can be integrated along the way. The is preferred Integration of strength is carried out via the path, which is described below becomes.

Der Flächeninhalt unter dem durch die Kurve 8 bzw. 9 wiedergegebenen Kraftverlauf über den Weg des Ventils entspricht der Bremsenergie. Die Differenz der Flächeninhalte der Kurve 8 und der Kurve 9 wird mit einem Vergleichswert oder Schwellenwert verglichen, und anhand des Vergleichsergebnisses wird entschieden, ob ein Zündaussetzer vorlag oder nicht. The area under the force curve represented by curve 8 or 9 over the path of the valve corresponds to the braking energy. The difference in the areas of curve 8 and curve 9 is compared with a comparison value or threshold value, and a decision is made on the basis of the comparison result as to whether there was an ignition misfire or not.

In Fig. 3 ist schematisch ein perspektivisch dargestelltes Ventil und eine Ausführungsform einer Vorrichtung gezeigt, mit der das oben beschriebene Verfahren umgesetzt werden kann. Von dem Sensor 7 wird das Ortssignal x an eine Vorrichtung 10, welche die notwendige Bremskraft F_Brems berechnet, um eine gewünschte Mittellagengeschwindigkeit zu erreichen. Diese Bremskraft wird nun von einer Kraft-Strom-Wandlereinrichtung 11 in eine Magnetbestromung I_Brems umgerechnet. Gleichzeitig wird diese Kraft in einem Integrator 12 über den Weg x integriert und mit einem Schwellenwert verglichen. Sobald erkannt wird, dass die dem Anker 6c entzogene Energie größer als erwartet ist, wird ein Zündaussetzersignal von dem Integrator 12 ausgegeben. In Fig. 3 is a perspective drawing of the valve and an embodiment of an apparatus is schematically shown, with which the method described above can be implemented. The sensor 7 sends the location signal x to a device 10 which calculates the necessary braking force F _{brake in} order to achieve a desired middle position speed. This braking force is now converted into a magnetic current supply I _brake by a force-current converter device 11 . At the same time, this force is integrated in an integrator 12 via the path x and compared with a threshold value. As soon as it is recognized that the energy extracted from the armature 6 c is greater than expected, a misfire signal is output by the integrator 12 .

Der Schwellenwert für den Integrator 12 wird in der gezeigten Ausführungsform von einem Kennfeld-Speicher 13 ausgegeben, aus dem er in Abhängigkeit von der momentanen Motorlast ausgelesen wird. Damit lässt sich die Erkennung von Zündaussetzern an die tatsächliche Last anpassen, so dass es nicht zu einer fehlerhaften Ausgabe eines Zündaussetzersignals kommt. Die Lastvorgabe für den Kennfeld-Speicher 13 kommt insbesondere von einer (nicht dargestellten) Motorsteuerung. Bezugszeichen 1 Gaswechsel-Hubventil
2 Ventilhalterung
3 Ein-Auslasskanal von Zylinder
4 Feder, 4a Ventilschließfeder = (erste) Rückstellfeder, 4b Ventilöffnungsfeder = (zweite) Rückstellfeder
5 Federhalterung an Schaft
6 Aktuator, 6a Schließermagnet, 6b Öffnermagnet, 6c Anker, 6d Schaft, 6e Ventilfuß
7 Bewegungssensor, Sensorspule
8 Kraft von Elektromagnet
9 Kraft durch Gasgegendruck
10 Bremskraftberechnung
11 Kraft-Strom-Wandler
12 Integrator mit Vergleicherfunktion
13 lastabhängige Schwellenwertvorgabe
F Kraft
x Position des Ankers
In the embodiment shown, the threshold value for the integrator 12 is output by a map memory 13 , from which it is read as a function of the current engine load. The detection of misfires can thus be adapted to the actual load, so that an incorrect misfire signal is not output. The load specification for the map memory 13 comes in particular from an engine control (not shown). Reference number 1 gas exchange stroke valve
2 valve holder
3 cylinder intake-exhaust port
4 spring, 4 a valve closing spring = (first) return spring, 4 b valve opening spring = (second) return spring
5 spring holder on shaft
6 actuator, 6 a closing magnet, 6 b opening magnet, 6 c armature, 6 d shaft, 6 e valve base
7 motion sensor, sensor coil
8 power of electromagnet
9 Force from gas back pressure
10 Brake force calculation
11 power-current converters
12 integrator with comparator function
13 load-dependent threshold value specification
F force
x position of the anchor

Claims

1. Method for detecting misfires of a piston internal combustion engine with at least one cylinder, the working medium of which is exchanged for at least two gas exchange lift valves ( 1 ), each of which has an armature ( 6 c), which is connected to at least one electromagnet ( 6 a, 6 b) interacts to actuate the respective gas exchange poppet valve, said armature between an open position of the gas exchange lifting valve and a closed position of the gas-change poppet valve is moved (6 c) in each case against the force of at least one return spring (4 b 4 a,), characterized by
Determining the kinetic energy of the armature ( 6 c) using a motion sensor ( 7 ),
Reduce the kinetic energy of the armature ( 6 c) when the gas exchange lift valve ( 1 ) is opened by the at least one electromagnet ( 6 a, 6 b), so that the kinetic energy of the armature as a function of the position of the gas exchange lift valve under one predetermined value remains, and
Detection of the reduced energy and comparison with a predetermined threshold value and output of a comparison signal which indicates misfiring by a braking control device ( 10 , 11 , 12 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that for determining the kinetic energy of the armature ( 6 c), a spatial coordinate (x) of the armature is recorded in time by the motion sensor ( 7 ) and for reducing the kinetic energy of the armature ( 6 c) an electromagnet ( 6 a, 6 b) is energized.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the threshold value is stored as a function of the load range of the piston internal combustion engine in a map memory ( 13 ).

4. Device for detecting misfires of a piston internal combustion engine with at least one cylinder, the working medium of which is replaced by at least two gas exchange lift valves ( 1 ), each of which has an armature ( 6 c) which is connected to at least one electromagnet ( 6 a, 6 b) interacts to actuate the respective gas exchange valve, the armature ( 6 c) being moved against the force of at least one return spring ( 4 a, 4 b) between an open position of the gas exchange valve and a closed position of the gas exchange valve by
a motion sensor ( 7 ) for determining the kinetic energy of the armature ( 6 c),
a braking control device ( 10 , 11 , 12 ) for reducing the kinetic energy of the armature ( 6 c) when the gas exchange lift valve ( 1 ) is opened by the at least one electromagnet ( 6 a, 6 b), so that the kinetic energy of the armature in Depending on the position of the gas exchange valve remains below a predetermined value, and for detecting and comparing the reduced energy with a predetermined threshold value and for outputting a comparison signal which indicates misfiring.

5. The device according to claim 4, characterized in that
the motion sensor ( 7 ) detects a location coordinate (x) of the armature in time to determine the kinetic energy of the armature and
an electromagnet ( 6 a, 6 b) is supplied with current to reduce the kinetic energy of the armature ( 6 c).

6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the movement sensor ( 7 ) is a magnetic sensor.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that a map memory ( 13 ) for storing the threshold value as a function of a load range of the piston internal combustion engine.