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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, die eine Ionisation eines Verbrennungsgases, das
durch eine Verbrennung in einer Brennkraftmaschine erzeugt wird,
als einen Ionenstrom erfasst, das Auftreten eines Klopfvorgangs
auf Grundlage eines Ausgangs von einer Ionenstrom-Erfassungseinrichtung
zum Erfassen ihres Verbrennungszustands beurteilt, und eine Steuerung
ausführt,
um das Klopfen zu vermeiden. Eine Klopfsteuervorrichtung dieser
Art ist bekannt aus
DE
197 33 869 A1 .
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Beschreibung des verwandten
Sachstandes
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In
einer Brennkraftmaschine mit Zündung (nachstehend
als Maschine bezeichnet) wird ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff,
welches in eine Brennkammer eingeleitet werden soll (nachstehend
als Zylinder bezeichnet), von einem Kolben komprimiert und durch
Zünden
mit einer Zündkerze,
um eine Leistung abzunehmen, verbrannt. Die Ausgabe der Maschine
und der Zündzeitpunkt
relativ zu der Zylinderposition stehen in einem engen Zusammenhang
miteinander, und wenn der Zündzeitpunkt
vorverlegt wird, kann allgemein eine hohe Ausgabe erhalten werden.
Für den
Fall eines übermäßigen Vorverlegens
des Zündvorgangs
tritt ein abnormaler Verbrennungszustand auf, der als "Klopfvorgang (Klopfen)" bezeichnet wird,
und wenn der Klopfvorgang kontinuierlich auftritt, kann die Maschine
zerstört
werden.
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Wenn
das Gemisch innerhalb des Zylinders verbrannt wird, wird ein Verbrennungsgas
ionisiert und deshalb fließt
ein Strom durch die ionische Wirkung, wenn eine Spannung daran angelegt
wird. Dieser Strom wird als "Ionenstrom" bezeichnet und verändert sich
in Abhängigkeit
von dem Verbrennungszustand innerhalb des Zylinders in einer empfindlichen
Weise. Deshalb ist bekannt, dass der Verbrennungszustand (Klopfzustand)
durch Erfassen des Ionenstroms erfasst werden kann.
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Der
Ionenstrom wird unmittelbar nach der Zündung abrupt erhöht und erreicht
die Spitze in einer kurzen Zeit und nimmt dann allmählich ab.
Für den
Fall, dass ein Klopfvorgang auftritt, wird eine Vibrationskomponente
von mehreren kHz auf den Ionenstrom überlagert. Auf Grundlage des
Extraktionsergebnisses der Vibrationskomponente, die dem Klopfvorgang
entspricht, aus dem Ionenstrom, wird das Auftreten des Klopfvorgangs
beurteilt, wodurch dann, wenn eine Verzögerung des Zündzeitpunkts ausgeführt wird,
eine hohe Ausgabe erhalten und die Stärke des Klopfvorgangs und die
Frequenz seines Auftretens eingeschränkt werden kann.
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Hinsichtlich
einer Klopfsteuervorrichtung unter Verwendung eines Ionenstroms
ist von dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung kürzlich eine Klopfsteuervorrichtung
für Brennkraftmaschinen
vorgeschlagen worden, die mit einer Ausfallbeurteilungseinrichtung
zum Beurteilen eines Ionenstrom-Erfassungssystems hinsichtlich eines
Ausfalls auf Grundlage beispielsweise des Ausgangs von der Klopfstärken-Erfassungseinrichtung
versehen ist. Wenn der Ausgangszustand des Rauschens von jedem Zylinder
in einem Betriebsbereich beurteilt wird, in dem Rauschen beurteilt
werden sollte und der Rauschimpulsausgang offensichtlich klein ist,
oder wenn der Filterwert einen vorgegebenen Wert überschreitet,
beurteilt die Ausfallbeurteilungseinrichtung den betreffenden Zylinder
als abnormal. Ferner wird auch ein Verzögerungs- oder Zurückverlegungswinkel für jeden
Zylinder in Abhängigkeit
von der Anzahl von Zylindern, die als abnormal beurteilt worden
sind, bestimmt.
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 6 die ausführliche
Beschreibung eines herkömmlichen
Beispiels angegeben.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das eine Ausfallbeurteilung und eine Steuerung
während
eines Ausfalls gemäß dem herkömmlichen
Beispiel zeigt.
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Zunächst wird
beurteilt, ob die Betriebsbedingung sich innerhalb eines Rauschimpuls-Beurteilungsbereichs
befindet oder nicht (Schritt S1). Wenn die Rauschimpulsanzahl abnormal
niedrig oder 0 ist (Schritt S3), wird dieser Zylinder als fehlerhaft
beurteilt (Schritt S4). Als nächstes
wird beurteilt, ob die Betriebsbedingung innerhalb eines Bereichs
ist oder nicht, in dem der Filterwert als ansteigend beurteilt wird
(Schritt S2). Wenn der Filterwert abnormal ansteigt (Schritt S5)
wird der Zylinder als fehlerhaft bzw. ausgefallen beurteilt (Schritt
S6).
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Danach
wird die gegenwärtige
Anzahl von ausgefallenen Zylindern gezählt (Schritt S7) und es wird
beurteilt, ob die Anzahl von ausgefallenen Zylindern gleich oder
kleiner als eine vorgegebene Anzahl von Zylindern ist oder nicht
(Schritt S8). Wenn dem nicht so ist, wird die Klopfsteuerung davon
abgehalten, einen ausreichenden Zurückverlegungswinkel auf sämtliche
Zylinder einzustellen (Schritt S12). Wenn die Anzahl von ausgefallenen
Zylindern gleich oder kleiner als die vorgegebene Anzahl von Zylindern
ist, wird ein durchschnittlicher Zurückverlegungswinkel der Zylinder,
die als normal beurteilt sind, berechnet (Schritt S9). Ein korrigierter
Zurückverlegungswinkel,
der diesem Zylinder entspricht, wird gewonnen (Schritt S10) und
der Zurückverlegungswinkel,
der diesem ausgefallenen Zylinder entspricht, wird betrieben und
auf der Grundlage des durchschnittlichen Zurückverlegungswinkels von normalen
Zylindern und des korrigierten Zurückverlegungswinkels eingestellt
(Schritt S11).
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Durch
die Verwendung der Klopfsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, die
voranstehend vorgeschlagen wurde, ist es möglich, eine Beurteilung eines
Klopfvorgangs zum Vermeiden einer fehlerhaften Beurteilung des Klopfvorgangs
zu sperren und eine Zündzeitpunktsteuerung
auf Grundlage eines sicheren Zündzeitpunkts
auszuführen,
wenn beispielsweise Rauschkomponenten mit einer hohen Frequenz auf
einen Ionenstrom verlagert werden, um eine große Größe von Rauschsignalen auszugeben, und
wenn ein Ionenstrom in einigen Zylindern aufgrund einer unterbrochenen
Verdrahtung in einer Fahrzeugkarosserie, eines Ausfalls einer Ionenstrom-Erfassungsschaltung
oder dergleichen, nicht erfasst werden kann.
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In
den herkömmlichen
Beispielen ist jedoch ein derartiger Prozess zum Stoppen einer Ausfallbeurteilung
zum Zurückkehren
auf eine gewöhnliche Klopfsteuerung
vorgeschlagen worden, wenn der Erfassungszustand kontinuierlich überwacht
wird und ein normaler Zustand erkannt wird, sogar nachdem die Ausfallbeurteilung
ausgeführt
wird. Wenn für
den Fall, dass die Maschine bei einem angereicherten (fetten) Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben
wird, Ruß vorübergehend
an den Zündkerzen
anhaftet, wenn sie vorübergehend
durch eine Funkwelle mit einer hohen Intensität beeinträchtigt wird, wenn die Maschine
in einen normalen Zustand zurückgekehrt
ist, indem die Zündkerzen
ersetzt werden, obwohl eine Zündkerzenverschmutzung
fortschreitet und der Grad der Rauschkomponentenüberlagerung zunimmt, oder dergleichen,
ist vorübergehend
eine Rauschkomponentenüberlagerung
aufgetreten, aber wenn sie gelöst
wird, kann die Ausfallbeurteilung nicht gestoppt werden, weil die
Maschine nicht auf die normale Klopfsteuerung zurückgeführt werden kann.
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Für den Fall,
dass die Maschine bei einem angereicherten Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird,
und Ruß vorübergehend
an den Zündkerzen oder
dergleichen anhaftet, ist experimentell herausgefunden worden, dass
keine Rauschüberlagerung für jeden
Zündvorgang
auftritt und außerdem
der Filterwert nicht so sehr ansteigt und es ist schwierig, mit dem
angestiegenen Filterwert eine Beurteilung auszuführen.
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Aus
DE 197 33 869 A1 ist
es bekannt, ein Freischalt-/Sperr-Erfassungssignal vorzusehen, das die
Klopferfassung nur während
bestimmter Zeitabschnitte aktiviert, in denen mit dem Auftreten
von Klopfen gerechnet werden kann. Dies dient dazu, das Klopfsignal
von Störungen
weitgehend freizuhalten. Aus dieser Entgegenhaltung ist bekannt,
dass ein Ausfall der Klopfbestimmungs-Eingangsschaltung, also ein
schaltungstechnischer Ausfall dadurch festgestellt werden kann,
dass der tatsächliche
Pegel des Freischalt-/Sperr-Erfassungssignals
mit dem erwarteten Pegel verglichen wird.
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Aus
DE 196 45 572 A1 ist
eine Filtervorrichtung bekannt, die dazu dient, einen Hintergrundpegel,
nämlich
den "gefilterten
Wert" zu erhalten,
der für die
Klopferfassung aus dem Ionenstromsignal bekanntlich erforderlich
ist. Anspruch 15 dieser Entgegenhaltung betrifft die Einstellung
des gefilterten Wertes getrennt für jeden Zylinder. Anspruch
16 betrifft die getrennte Einstellung des Verzögerungsbetrags für jeden
Zylinder.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klopfsteuervorrichtung der
eingangs genannten Art so auszubilden, dass die Zündzeitpunkte
auch dann auf der sicheren Seite sind, wenn in einzelnen Zylindern
die Klopferfassung ausfällt,
wobei nach Beseitigung der Ursache für den Ausfall der Klopferfassung
die Klopfsteuervorrichtung die Brennkraftmaschine zuverlässig in
die normale Klopfsteuerung zurückführen soll.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie in
Anspruch 1 angegeben.
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Die
Erfindung ermöglicht,
zur Ausfallbeurteilung für
jeden Zylinder zurückzukehren,
während
eines Ausfalls zu verzögern,
und eine normale Klopfsteuerung während einer normalen Beurteilung durchzuführen.
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Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
ist eine Klopfsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen, die
im Anspruch 1 definiert ist, vorgesehen, wobei die Ausfallbeurteilungseinrichtung
einen Zylinder mit einem Verzögerungswinkel,
im folgenden auch Zurückverlegungswinkel
genannt, der ein vorgegebener Winkel oder größer als ein minimaler Wert
von Zurückverlegungswinkeln
von jedem Zylinder ist, als defekt beurteilt.
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Gemäß einem
derartigen Aufbau gibt es einen Effekt dahingehend, dass es möglich ist,
einen Zylinder, der einen offensichtlich fehlerhaften Zurückverlegungswinkel
aufweist, als defekt zu beurteilen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel ist
eine Klopfsteuervorrichtung für
Brennkraftmaschinen, die im Anspruch 1 definiert ist, vorgesehen,
wobei die Hintergrundpegel-Einstelleinrichtung die Filterverarbeitung
für jeden
Zylinder ausführt
und die Ausfallbeurteilungseinrichtung einen Zylinder, dessen Filterwert
einen vorgegebenen Wert übersteigt, als
defekt beurteilt. Gemäß einem
derartigen Aufbau gibt es einen Effekt dahingehend, dass es möglich ist,
einen Zylinder mit einem großen
Grad von überlagertem
Rauschen auf einen Ionenstrom als defekt zu beurteilen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel ist
eine Blocksteuervorrichtung für
Brennkraftmaschinen, die im Anspruch 1 definiert ist, vorgesehen,
wobei dann, wenn die Anzahl von ausgefallenen Zylindern eine vorgegebene
Anzahl von Zylindern übersteigt,
die Zurückverlegungswinkel-Änderungseinrichtung die Zurückverlegungswinkel
für sämtliche Zylinder
bezüglich
der Zündzeitpunktsteuerung
aufhebt und den Zündzeitpunkt
für sämtliche
Zylinder durch die Verwendung eines vorgegebenen Zurückverlegungswinkels
korrigiert. Gemäß eines
derartigen Aufbaus gibt es einen Effekt dahingehend, dass es möglich ist,
die Maschine mit einem sicheren Zündzeitpunkt zu betreiben, wenn
aufgrund von extensiven ausgefallenen Zylindern das Klopfsteuerungsverhalten
nicht sicher gestellt werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird
der vorgegebene Zurückverlegungswinkel
wenigstens auf Grundlage entweder der Ansaugtemperatur oder der
Maschinenkühlwassertemperatur
eingestellt. Gemäß einem
derartigen Aufbau gibt es einen Effekt dahingehend, dass es möglich ist,
eine Zündung
mit einem sicheren Zündzeitpunkt
auf der Zündkerzen-Vorverlegungsseite
zu steuern, die eine übermäßige Phasennacheilung
vermeidet.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel ist
eine Klopfsteuervorrichtung für
Brennkraftmaschinen, die im Anspruch 1 definiert ist, vorgesehen,
wobei dann, wenn die Anzahl von ausgefallenen Zylindern unter einer
vorgegebenen Anzahl von Zylindern ist, die Zurückverlegungswinkel-Änderungseinrichtung die Zurückverlegungswinkel
für den
ausgefallenen Zylinder bezüglich
der Zündzeitpunktsteuerung aufhebt
und den Zurückverlegungswinkel
für den ausgefallenen
Zylinder auf Grundlage des Zurückverlegungswinkels
für einen
Zylinder, der nicht als defekt beurteilt worden ist, einstellt,
um den Zündzeitpunkt
für den
betreffenden Zylinder auf Grundlage des Zurückverlegungswinkels für den ausgefallenen Zylinder
zu korrigieren. Gemäß einem
derartigen Aufbau ist es möglich,
den ausgefallenen Zylinder mit einem angemessenen Zurückverlegungswinkel
zu versehen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel bringt
die Zurückverlegungswinkel-Änderungseinrichtung
einen Korrekturbetrag in dem Zündzeitpunkt eines
als fehlerhaft beurteilten Zylinders in die Nähe des Zurückverlegungswinkels für den ausgefallenen Zylinder
bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit bringt. Gemäß eines
derartigen Aufbaus gibt es einen Effekt dahingehend, dass es möglich ist,
den Zielkorrekturbetrag in dem Zündzeitpunkt
ohne abruptes Ändern
des Zündzeitpunkts
zu ändern.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel ist
eine Steuervorrichtung für
Brennkraftmaschinen, die im Anspruch 1 definiert ist, vorgesehen,
wobei die Zurückführungseinrichtung
auf eine normale Beurteilung beurteilt, dass wenigstens der Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders nicht ein vorgegebener Winkel oder größer als
die Zurückverlegungswinkel
der anderen Zylinder ist, und dass der Filterwert des ausgefallenen
Zylinders gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, und
stoppt eine Ausfallbeurteilung. Gemäß eines derartigen Aufbaus gibt
es einen Effekt dahingehend, dass es möglich ist, die ursprüngliche
Zündzeitpunktsteuerung
zurückzuführen, nachdem überprüft wird,
ob der Klopfvorgang normal erfasst werden kann oder nicht.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel wird
dann, wenn eine Anzahl von als ausgefallen beurteilten Zylinder
unter einer vorgegebenen Anzahl von Zylindern ist, wenn sie eine
Ausfallbeurteilung von irgendwelchen der als ausgefallen beurteilten Zylindern
stoppt, die Zurückführungseinrichtung
auf eine normale Beurteilung den Zurückverlegungswinkel des betreffenden
Zylinders durch einen Zurückverlegungswinkel
mit dem maximalen Wert von Zurückverlegungswinkeln
der Zylinder ersetzt, die nicht als defekt beurteilt worden sind,
und den Zurückverlegungswinkel
des betreffenden Zylinders bezüglich der
Zündzeitpunktsteuerung
effektiv macht. Gemäß eines
derartigen Aufbaus gibt es einen Effekt dahingehend, dass es möglich ist,
mit der optimalen Zurückverlegungssteuerung
zu starten, wenn eine Zurückführung auf
die ursprüngliche
Zündzeitpunktsteuerung
vorgenommen wird.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel stoppt,
wenn die Anzahl von als ausgefallen beurteilten Zylinder eine vorgegebene
Anzahl von Zylindern übersteigt,
die Normalbeurteilungs-Zurückführungseinrichtung
eine Ausfallbeurteilung für
einige als ausgefallene beurteilte Zylinder; wenn die Anzahl von ausgefallenen
Zylindern unter der vorgegebenen Anzahl von Zylindern ist, der Zurückverlegungswinkel für irgendwelchen
anderen Zylinder als die ausgefallenen Zylinder durch einen Zurückverlegungswinkel bei
einem vorgegebenen Winkel kleiner als der vorgegebene Zurückverlegungswinkel
ersetzt wird, und für
die Zündzeitpunktsteuerung
effektiv gemacht wird; und der Zurückverlegungswinkel für den ausgefallenen
Zylinder für
die Zündzeitpunktsteuerung
aufgehoben wird, und die Zündzeitpunktsteuerung
des betreffenden Zylinders auf Grundlage des maximalen Werts von
den Zurückverlegungswinkeln
der Zylinder, die nicht als defekt beurteilt worden sind, korrigiert
wird. Gemäß eines
derartigen Aufbaus gibt es einen Effekt dahingehend, dass irgendwelche
anderen Zylinder als die ausgefallenen Zylinder auf die Zündzeitpunktsteuerung
auf Grundlage der ursprünglichen
Klopfsteuerung von der Zündzeitpunktsteuerung
auf der Sicherheitsseite zurückgeführt werden
können.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel ist
eine Klopfsteuervorrichtung für
Brennkraftmaschinen vorgesehen, wobei der vorgegebene Winkel gleich
zu einer Erhöhung
in den maximalen Zurückverlegungswinkel
ist, der von einer Klopferfassung erhöht werden kann. Gemäß einem
derartigen Aufbau gibt es einen Effekt dahingehend, dass selbst dann,
wenn der Zurückverlegungswinkel
beim Zurückführen auf
die Zündzeitpunktsteuerung
unter Verwendung der ursprünglichen
Klopfsteuerung für das
Auftreten des Klopfvorgangs unzureichend sein sollte, es möglich ist,
auf den ursprünglichen
Zurückverlegungswinkel
auf der sicheren Seite durch eine große Klopfbeurteilung zurückzuführen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Funktionsschaltbild, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ein
Flussdiagramm, das die erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm, das die erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 ein
Flussdiagramm, das die erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm, das die erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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6 ein
Konzeptdiagramm, das einen Klopfsteuerungsablauf in einer herkömmlichen
Vorrichtung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Beschreibung von
Ausführungsformen
gemäß der vorliegende
Erfindung vorgenommen.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
ein Funktionsblockschaltbild, das eine erste Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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In 1 bezeichnet
ein Bezugszeichen 1 eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erzeugen eines
Signals, das einem Klopfvorgang entspricht, auf Grundlage eines
Ionenstroms; 2 eine Hintergrundpegel-Einstelleinrichtung
zum Ausführen
einer Filterverarbeitung eines Signalwerts für einen erfassten Klopfvorgang
aus der Ionenstrom-Erfassungseinrichtung 1 und zum Einstellen
eines Hintergrundpegels, der als ein Klopfkriterium dient, auf Grundlage
des Filterwerts; 3 eine Klopfunterdrückungs- und Steuereinrichtung
zum Beurteilen des Klopfvorgangs auf Grundlage des Signalwerts für einen
erfassten Klopfvorgang und des Hintergrundpegels, um wenigstens
eine Zündzeitpunkt-Zurückverlegung
zu steuern; und 4 eine Ausfallsteuereinrichtung zum Ausführen einer
Steuerung, wenn der Klopfvorgang auf Grundlage des Ausgangs von
der Hintergrundpegel-Einstelleinrichtung 2 und der Klopfunterdrückungs-
und Steuereinrichtung nicht in geeigneter Weise erfasst werden kann.
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Die
Ausfallsteuereinrichtung 4 umfasst:
Ausfallbeurteilungseinrichtung 41 zum
Beurteilen eines Ausfalls für
jeden Zylinder auf Grundlage eines Ausgangs von der Hintergrundpegel-Einstelleinrichtung 2 und
der Klopfunterdrückungs-
und Steuereinrichtung; eine Beurteilungseinrichtung 42 für die Anzahl
von ausgefallenen Zylindern zum Beurteilen der Anzahl von ausgefallenen
Zylindern auf Grundlage eines Ausgangs von der Ausfallbeurteilungseinrichtung 41;
eine Zurückverlegungswinkel-Änderungseinrichtung 43 zum Ändern wenigstens
eines Zurückverlegungswinkels
eines ausgefallenen Zylinders auf Grundlage eines Ausgangs von der
Klopfunterdrückungs-
und Steuereinrichtung 3, der Ausfallbeurteilungseinrichtung 41 und
der Beurteilungseinrichtung 42 für die Anzahl von ausgefallenen
Zylindern; und eine Normalbeurteilungs-Zurückführungseinrichtung zum
Zurückkoppeln
des Ausgangs der Ausfallbeurteilungseinrichtung 41, um
auf eine normale Zündzeitpunktzurückverlegung
zurückzukehren,
wenn ein Zylinder während
einer Ausfallbeurteilung normale Beurteilungsanforderungen auf Grundlage
des Ausgangs von der Hintergrundpegel-Einstelleinrichtung 2 und
der Zurückverlegungswinkel-Änderungseinrichtung 43 erfüllt.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 eine
Beschreibung eines Betriebs vorgenommen.
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2 ist
ein vollständiges
Flussdiagramm, das eine Klopfsteuerungs-Verarbeitung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
zeigt. Unter Bezugnahme auf dieses Flussdiagramm wird die Beschreibung
eines Ablaufs der gesamten Verarbeitung ausgeführt.
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Zunächst wird
eine Klopfimpulsanzahl, die in diesem Zündzyklus auftritt und gezählt worden
ist, ermittelt (Schritt S11). Danach wird eine Impulsanzahl (np)
für eine
Klopfbeurteilung berechnet (Schritt S12). Die Impulsanzahl für eine Klopfbeurteilung
wird durch Ableiten eines Hintergrundpegels, der nachstehend noch
beschrieben wird, der eine Rauschimpulsanzahl ist, aus der Rauschimpulsanzahl
ermittelt. Wenn die Impulsanzahl (np) für eine Klopfbeurteilung 0 oder
kleiner ist (N im Schritt S13), wird angenommen, dass np = 0 (Schritt
S15) ist, weil dies einen Klopfvorgang bedeutet, der nicht aufgetreten
ist. Wenn die Impulsanzahl (np) für eine Klopfbeurteilung 1 übersteigt
(J im Schritt S13), bedeutet dies das Auftreten eines Klopfvorgangs.
In diesem Fall wird beurteilt, ob die gegenwärtige Betriebsbedingung der
Betriebsbereich ist oder nicht, in dem der Klopfvorgang gesteuert
wird (Schritt S14).
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Als
Bedingungen zum Steuern des Klopfvorgangs werden beispielsweise
eine Maschinekühlwassertemperatur,
eine Drehzahl der Maschine, ein Ansaugdruck oder dergleichen beurteilt,
wie in dem Flussdiagramm gezeigt (Schritt S14). Wenn die Klopfsteuerbedingungen
nicht erfüllt
sind, wird angenommen, dass np = 0 (Schritt S15) unabhängig von dem
Wert der Impulsanzahl (np) für
eine Klopfbeurteilung ist, weil keine Klopfsteuerung ausgeführt wird. Wenn
die Klopfsteuerbedingungen erfüllt
sind, wenn die Impulsanzahl (np) für eine Klopfbeurteilung 0 oder
kleiner ist (Schritt S16), wird eine Reduktionssteuerung (eine Funken-Vorverlegungssteuerung) des
realen Zurückverlegungswinkels
ausgeführt (Schritt
S18), weil dies bedeutet, dass ein Klopfvorgang nicht aufgetreten
ist. Wenn die Impulsanzahl (np) für eine Klopfbeurteilung 1 übersteigt
(Schritt S16), wird der reale Zurückverlegungswinkels in Übereinstimmung
mit dem Wert der Impulsanzahl (np) für eine Klopfbeurteilung (Schritt
S17) erhöht, weil
dies das Auftreten eines Klopfvorgangs bedeutet.
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Danach
wird ein Ausfall dieses Zylinders beurteilt (Schritt S19), eine
Anzahl von ausgefallenen Zylindern wird aufsummiert (Schritt S20),
wenn dieser Zylinder unter einer Beurteilung für einen Ausfall ist, ein Ausfall-Zurückverlegungswinkel
wird in Abhängigkeit
von der Anzahl von ausgefallenen Zylindern eingestellt, es wird
beurteilt, ob eine Beurteilung für
ein normales Zurückführen erfüllt ist
oder nicht, und wenn die Bedingung für ein normales Zurückführen erfüllt ist,
wird die Ausfallbeurteilung gestoppt (Schritt S21).
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Wenn
danach dieser Zylinder nicht hinsichtlich eines Ausfalls gerade
beurteilt wird (N des Schritts S22), wird der reale oder echte Zurückverlegungswinkel
auf einen abschließenden
Zurückverlegungswinkel
kopiert (Schritt S32), und wenn dieser Zylinder sich unter einer
Beurteilung hinsichtlich eines Ausfalls befindet (J des Schritts
S22), wird der Ausfall-Zurückverlegungswinkel
auf den abschließenden
Zurückverlegungswinkel
kopiert (Schritt S24). Der Zündzeitpunkt
des nächsten
betreffenden Zylinders wird auf Grundlage dieses abschließenden Zurückverlegungswinkels
beurteilt. Schließlich
wird der Hintergrundpegel aktualisiert und auf Grundlage dieser
Klopfimpulsanzahl verarbeitet (Schritt S25).
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In
diesem Flussdiagramm wird eine Klopfinformation für jede Zündung der
Arithmetikeinheit in einer Impulsanzahl eingegeben, aber ein digitaler Wert,
der durch eine A-D Umwandlung eines Spitzenhaltewerts einer Klopfvibrationswellenform
erhalten wird, oder ein integraler Wert kann eingegeben werden.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das einen Abschnitt einer Ausfallbeurteilung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
zeigt. Unter Bezugnahme auf dieses Flussdiagramm wird die Beschreibung
eines Verfahrens zum Beurteilen eines Ausfalls vorgenommen.
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Zunächst wird
beurteilt, ob der Betriebszustand ein transienter Betriebszustand
ist oder nicht (Schritt S31) und wenn er nicht der transiente Betriebszustand
ist, wird beurteilt, ob eine Differenz zwischen dem minimalen Zurückverlegungswinkel
in sämtlichen
Zylindern und dem echten Zurückverlegungswinkel
dieses Zylinders gleich oder größer als ein
vorgegebener Winkel ist (Schritt S32). Für den vorgegebenen Winkel wird
die minimale Differenz in dem echten Zurückverlegungswinkel zwischen
Zylindern, die nicht in einem normalen Zustand auftreten können, eingestellt.
Wenn eine größere Differenz
als der oben beschriebene vorgegebene Winkel vorhanden ist und das
gegenwärtige
Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf
einer angereicherten Seite ist (Schritt S33), wird dieser Zylinder
als defekt beurteilt, weil eine große Möglichkeit besteht, dass auf
einen Ionenstrom aufgrund der Anhaftung von Ruß an den Zündkerzen ein Rauschen überlagert
ist (Schritt S35).
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Im
Gegensatz dazu kann die Ausfallbeurteilung ausgeführt werden,
indem beurteilt wird, ob eine Differenz zwischen dem maximalen Zurückverlegungswinkel
und dem echten Zurückverlegungswinkel
dieses Zylinders größer als
ein vorgegebener Winkel ist. In diesem Fall kann als Ursache für den Ausfall
angenommen werden, dass der Ionenstrom und ein Klopfsignal nicht
in geeigneter Weise erfasst werden konnte, wie eine defekte Ionenstrom-Erfassungsschaltung
für den
betreffenden Zylinder, eine defekte Ionenstrom-Erfassungsleitung für den betreffenden Zylinder
oder dergleichen.
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Für den Fall
einer Ausführung
sowohl einer Beurteilung, ob eine Differenz zwischen dem maximalen
Zurückverlegungswinkel
und dem echten Zurückverlegungswinkel
dieses Zylinders größer ist
als ein vorgegebener Winkel oder nicht und als auch eine Beurteilung
dahingehend, ob eine Differenz zwischen dem minimalen Zurückverlegungswinkel
und dem echten Zurückverlegungswinkel
dieses Zylinders größer als
ein vorgegebener Winkel ist oder nicht, ist es erforderlich, eine
Ausfallbeurteilung auszuführen,
indem beurteilt wird, was richtig ist, nämlich ein Zylinder mit dem
maximalen Zurückverlegungswinkel
oder ein Zylinder mit dem minimalen Zurückverlegungswinkel anstelle
der echten Zurückverlegungswinkel
der anderen Zylinder.
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Ferner
wird als ein anderes Verfahren zum Beurteilen eines Ausfalls beurteilt,
ob der Filterwert abnormal erhöht
ist oder nicht (Schritt S34). Beispielsweise wird hier beurteilt,
ob der Durchschnittswert der hier eingegebenen Klopfimpulsanzahlen
5 übersteigt
oder nicht. Der Durchschnittswert wird beispielsweise mit der folgenden
Gleichung berechnet. AVE(t) = AVE(t-1)·0,9 +
npn·0,1
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Wenn
der Durchschnittswert 5 übersteigt, wird
dieser Zylinder als defekt beurteilt, weil eine vorübergehende
Funkwellen-Rauschüberlagerung
auf den Ionenstrom, eine Rauschüberlagerung
aufgrund von verschmutzen Zündkerzen
oder dergleichen vorstellbar sind und deshalb eine hohe Möglichkeit
besteht, dass ein Klopfvorgang nicht richtig erfasst werden kann
(Schritt S35). Während
einer Ausfallbeurteilung wird ein Ausfallzylinderflag (eine Marke)
und ein Comb. (Kombinations-)Zähler
2, die für
jeden Zylinder vorgesehen sind, gesetzt. Das Ausfallzylinderflag
ist ein Flag, welches anzeigt, ob es sich unter einer Beurteilung
für einen
Ausfall oder in einem normalen Zustand für jeden Zylinder befindet,
und der Kombinations-Zähler
2 zeigt eine Wartezeit an, bis er, nachdem er auf eine normale Beurteilung
zurückgebracht
ist, auf eine normale Klopfsteuerung zurückgebracht wird, wobei eine
Sicherheit berücksichtigt wird.
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Ferner
wird der Kombinations-Zähler
2 verwendet, um die Anzahl von Zündungen
einzustellen, aber er kann in einer Zeit als ein Zeitzähler eingestellt werden.
Eine Beurteilung der Wartezeit kann entweder durch den Kombinations-Zähler 2 oder
den Zeitzähler
in dieser Weise eingestellt werden. Ferner kann ein alternativer
Typ angewendet werden, bei dem beide verendet werden und einer von
diesen, bei der die Periode früher
beendet ist, effektiv wird.
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In
diesem Flussdiagramm ist zunächst
beurteilt worden, ob der Betriebszustand der transiente Betriebszustand
ist oder nicht (Schritt S31). Dies wird durchgeführt, weil der voranstehend
beschriebene Zustand "minimale
Differenz in einem Zurückverlegungswinkel
zwischen Zylindern, die nicht in einem normalen Zustand auftreten
konnten" während einer abrupten
Beschleunigung auftreten kann, selbst wenn kein defekter Zustand
vorhanden ist, und die voranstehend beschriebene abnormale Erhöhung in dem
Filterwert auch auftreten kann, wenn kein defekter Zustand vorliegt,
weil der Rauschimpuls auch erhöht
wird, und deshalb sollte die Ausfallbeurteilung nicht ausgeführt werden.
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Danach
wird beurteilt, ob diese eingegebene Klopfimpulsanzahl npn 0 ist
oder nicht (Schritt S36). Wenn sie 0 ist, wird ein Klopf-Null-Zähler um
1 verringert (Schritt S37). Wenn der npn nicht 0 ist, wird der Klopf-Null-Zähler auf
einen Anfangswert C9 voreingestellt (Schritt S38). Wenn deshalb
ein Zustand, bei dem die eingegebene Klopfimpulsanzahl 0 ist, während einer
Zündung
von C9 andauert, wird der Klopf-Null-Zähler 0 werden. Der Klopf-Null-Zähler ist für jeden
Zylinder vorgesehen, und wenn er 0 ist, wird die Klopfimpulsanzahl
so beurteilt, dass sie in einem abnormalen Zustand ist. Obwohl in
diesem Flussdiagramm nicht beschrieben, existiert eine Betriebsbedingung,
bei der die Rauschimpulsanzahl fast 0 ist, bei einer geringen Drehung,
und deshalb ist es unter einer derartigen Betriebsbedingung vorzuziehen,
diese Verarbeitung nicht auszuführen
(Schritte S6, S7 und S8). Demzufolge kann eine Betriebsbedingungs-Beurteilung
zum Ausführen
dieser Verarbeitung vorgesehen werden.
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Danach
wird beurteilt, ob der Klopf-Null-Zähler 0 ist oder darunter (Schritt
S39). Wenn er 0 oder kleiner ist, wird der betreffende Zylinder
als defekt beurteilt werden (Schritt S40). Ein Flag, das Null-Zähler-Flag,
welches anzeigt, ob diese Klopfimpulsanzahl auf den normalen Zustand
aus dem abnormalen Zustand zurückgekehrt
ist oder nicht, wird auf 0 zurückgesetzt
(Schritt S42). Wenn der Klopf-Null-Zähler nicht 0 oder darunter
ist, wird beurteilt, ob der vorangehende Klopf-Null-Zähler größer als
0 gewesen ist oder nicht (Schritt S41). Wenn er größer als
0 gewesen ist, wird das Null-Zähler-Flag
auf 0 zurückgesetzt (Schritt
S42). Wenn es auf 0 oder darunter eingestellt worden ist, wird das
Null-Zähler-Flag
auf 1 gesetzt (Schritt S43).
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4 ist
ein Flussdiagramm, das einen Teil eines Betriebs eines Ausfall-Zurückverlegungswinkels
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
zeigt. Unter Bezugnahme auf dieses Flussdiagramm wird die Beschreibung
eines Verfahrens zum Betreiben des Ausfall-Zurückverlegungswinkels beschrieben.
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In
dem Hauptablauf (2) ist eine Anzahl von ausgefallenen
Zylindern vor dem Betrieb des Ausfall-Zurückverlegungswinkels gezählt worden (Schritt
S20 der 2) und die Anzahl von ausgefallenen
Zylindern sind auf Grundlage des Ausfall-Zylinderflags erkannt worden.
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Wenn
zunächst
die Anzahl von ausgefallenen Zylindern 2 oder mehr ist (Schritt
S51), wird der Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders dieses Zylinders auf Grundlage der Ansaugtemperatur
eingestellt (Schritte S52, S53, S54, S55, S56, S57 und S58). Als
nächstes
wird beurteilt, ob sich dieser Zylinder unter einer Beurteilung
für einen
Ausfall befindet oder nicht (Schritt S59) und wenn er sich unter einer
Beurteilung für
einen Ausfall befindet, wird eine "Verarbeitung zum Zurückkehren auf eine normale Beurteilung" ausgeführt werden.
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Wenn
danach die Anzahl von ausgefallenen Zylindern Eins ist und dieser
Zylinder sich unter einer Beurteilung für einen Ausfall befindet (Schritt
S60), wird der maximale Zurückverlegungswinkel
von Zylindern, die nicht als defekt beurteilt worden sind, beurteilt
und auf den maximalen Zurückverlegungswinkel
kopiert (Schritt S61). Danach wird beurteilt, ob das Null-Zähler-Flag
0 ist oder nicht (Schritt S62), und wenn es 0 ist, wird der maximale
Zurückverlegungswinkel
auf den Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders dieses Zylinders kopiert, weil die Klopfimpulsanzahl
beurteilt worden ist, dass sie in einem abnormalen Zustand ist (Schritt
S64). Danach wird beurteilt, ob ein Flag für einen maximalen Zurückverlegungswinkel,
welches anzeigt, ob der Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinder bereits den maximalen Zurückverlegungswinkel
einmal erreicht hat, eingestellt worden ist oder nicht (Schritt
S63). Wenn es eingestellt worden ist, wird der Zurückverlegungswinkel
auf den Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders dieses Zylinders kopiert (Schritt S64).
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Auf
einen Zylinder mit einem abnormal großen echten Zurückverlegungswinkel,
der als defekt beurteilt worden ist, wird der maximale Zurückverlegungswinkel
sofort kopiert, und um das Auftreten eines Klopfvorgangs zu verhindern,
wird dann, wenn der Zündzeitpunkt
abrupt vorverlegt wird, der Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit
vorgerückt (Schritt
S65). Wenn der Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders den maximalen Zurückverlegungswinkel erreicht
(Schritt S66), wird der maximale Zurückverlegungswinkel auf den
Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders kopiert, um das Flag für den maximalen
Zurückverlegungswinkel
einzustellen (Schritt S68). Bis der Zurückverlegungswinkel des ausgefallenen
Zylinders den maximalen Zurückverlegungswinkel
erreicht, wird das maximale Zurückverlegungsflag
kontinuierlich auf 0 zurückgesetzt
(Schritt S67).
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Der
Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders ist durch die Verwendung des maximalen
Zurückverlegungswinkels
von Zylindern, die als defekt beurteilt worden sind, hier eingestellt
worden, aber er kann auf Grundlage des Durchschnittswerts der echten
Zurückverlegungswinkel
der Zylinder, die nicht als defekt beurteilt worden sind, oder dem
echten Zurückverlegungswinkel
eines Zylinders benachbart zu dem ausgefallenen Zylinder eingesellt
werden.
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Es
sei hier angenommen, dass der echte Zurückverlegungswinkel des ausgefallenen
Zylinders (dieses Zylinders) größer als
derjenige von irgendwelchen anderen Zylindern ist, wenn aber der
echte Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders (dieses Zylinders) kleiner als derjenige
von irgendwelchen anderen Zylindern ist, beispielsweise bei einem
Fall, bei dem eine Ausfallbeurteilung ausgeführt wird, indem beurteilt wird,
ob die Differenz zwischen dem maximalen Zurückverlegungswinkel und dem echten
Zurückverlegungswinkel
dieses Zylinders größer als
ein vorgegebener Winkel ist, kann zusätzlich zu der oben beschriebenen
Annahme, der maximale Zurückverlegungswinkel
sofort auf den Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders dieses Zylinders kopiert werden.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das Abschnitte einer normalen Beurteilung und
einer Zurückführungsverarbeitung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf dieses Flussdiagramm wird
die Beschreibung für
die normale Beurteilung und die Zurückführungsverarbeitung beschrieben.
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Wie
voranstehend beschrieben, kann der Zustand "minimale Differenz in dem echten Zurückverlegungswinkel
zwischen Zylindern, die nicht in einem normalen Zustand auftreten
konnten" während einer
abrupten Beschleunigung auftreten, selbst wenn er nicht in einem
defekten Zustand ist, und die voranstehend beschriebene abnormale
Erhöhung
in dem Filterwert kann auch auftreten, selbst wenn er nicht in einem
defekten Zustand ist, weil der Rauschimpuls auch erhöht wird
und deshalb sollte die normale Beurteilung ausgeführt werden.
Deshalb wird zunächst
beurteilt, ob der Betriebszustand in einem transienten Zustand ist
oder nicht (Schritt S71). Danach wird als ein Beispiel beurteilt,
ob der Durchschnittswert kleiner als 3 ist oder nicht (Schritt S72) und
ferner wird beurteilt, of die Differenz zwischen dem minimalen Zurückverlegungswinkel
von sämtlichen
Zylindern und dem echten Zurückverlegungswinkel
dieses Zylinders kleiner als ein vorgegebener Winkel ist oder nicht
(Schritt S73).
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Wenn
diese Bedingungen alle erfüllt
sind, wird beurteilt, dass die Verarbeitung auf den normalen Zustand
zurückgeführt worden
ist, um den Kombinations-Zähler
2 zu verringern (Schritt S75). Danach wird beurteilt, ob der Kombinations-Zähler 2 gleich oder kleiner
als 0 ist oder nicht (Schritt S76). Wenn andererseits die Normalzustands-Erfordernisse nicht
sogar einmal erfüllt
sind, wird der Kombinations-Zähler
2 voreingestellt (Schritt S74). Wenn eine Beurteilung, normal zu
sein, kontinuierlich für
eine bestimmte Anzahl von Zündvorgängen, die
auf den Kombinations-Zähler
2 eingestellt worden sind, vorgenommen worden ist, wird die im Schritt
S78 oder später
beschriebene Rückkehrverarbeitung
ausgeführt.
Wenn ein Flag, ein Null-Zähler-Flag,
welches anzeigt, ob diese Klopfimpulsanzahl auf den normalen Zustand
aus dem abnormalen Zustand zurückgekehrt
ist, 1 ist (Schritt S77), wird die im Schritt S78 oder später beschriebene
Rückkehrverarbeitung
in ähnlicher
Weise ausgeführt.
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Danach
wird die Anzahl von als ausgefallenen beurteilten Zylindern beurteilt
(Schritte S78 und S80), und wenn sie 1 ist, wird der Zurückverlegungswinkel
des ausgefallenen Zylinders auf den echten Zurückverlegungswinkel kopiert
(Schritt S79) und danach wird der betreffende Zylinder auf die normale Klopfsteuerung
zurückgeführt (Schritt
S82). Für
die Verarbeitung zum Zurückführen auf
die normale Klopfsteuerung wird das Ausfallzylinderflag auf 0 eingesetzt,
der Kombinations-Zähler
2 auf 0 und das Flag für
den maximalen Zurückverlegungswinkel
auf 0.
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Wenn
die Anzahl von als fehlerhaft beurteilten Zylindern 2 ist, wird
der Zurückverlegungswinkel des
ausgefallenen Zylinders auf die echten Zurückverlegungswinkel von sämtlichen
Zylindern (Schritt S81) kopiert und danach wird der betreffende
Zylinder auf die normale Klopfsteuerung zurückgeführt (Schritt S82).
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Wenn
die Anzahl von als fehlerhaft beurteilten Zylindern 3 übersteigt,
wird nur der betreffende Zylinder auf die normale Steuerung zurückgebracht (Schritt
S82).
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In
der vorliegenden Ausführungsform
sind die echten Zurückverlegungswinkel
von sämtlichen Zylindern
bezüglich
der Zündzeitpunktsteuerung
aufgehoben worden, indem die Anzahl von als fehlerhaft beurteilten
Zylindern 2 oder mehr ist, um die Zündzeitpunktsteuerung von sämtlichen
Zylindern durch die Verwendung eines vorgegebenen echten Zurückverlegungswinkels
zu korrigieren. Diese Anzahl der Zylinder sollte natürlich auf
Grundlage der Charakteristiken der Klopfsignal-Erfassungseinheit auf Grundlage eines
Ionenstroms, der Anzahl von Zylindern in der Brennkraftmaschine
und Installationsbedingungen der Klopfsignal-Verarbeitungsschaltung eingestellt werden.