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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung zur Fehlzündungsdetektion
eines Motors und zur Ausführung
einer Gegen-Fehlzündungssteuerung
bei der Detektion einer Fehlzündung
durch zum Beispiel Ausgeben einer Warnung oder Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge.
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Eine
unvollständige
Verbrennung von Kraftstoff in Motorzylindern ist ein unmittelbarer
Grund von Schwierigkeiten wie einer Verschlechterung der Abgaseigenschaften,
und daher erfordern es die Vorschriften hinsichtlich der OBD (On-Board-Diagnose), daß ein Kraftfahrzeug
mit einer Funktion zur Unterrichtung des Fahrers vom Auftreten einer
Fehlzündung
versehen ist, die ein Grund einer unvollständigen Verbrennung ist. Die
Fehlzündungsdetektion
wird auch für
verschiedene Steuerzwecke verwendet, um zu vermeiden, daß die Verbrennung
verschlechtert wird. Unter diesen Umständen gibt es eine Nachfrage
nach einer Fehlzündungsdetektionsvorrichtung,
die zur genauen Detektion einer Fehlzündung imstande ist.
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Als
herkömmliche
Fehlzündungsdetektionsvorrichtungen
sind eine Vorrichtung bekannt, die ein Fehlzündungsdetektionsverfahren verwendet,
das zum Beispiel auf der Periode des Kurbelwinkels (CA) beruht.
In diesem Verfahren wird auf der Grundlage der Ausgabe eines Kurbelwinkelsensors
eine durchschnittliche Winkelbeschleunigung bezüglich jedes Verbrennungstakts
berechnet, der 180° CA
entspricht, und die berechnete durchschnittliche Winkelbeschleunigung
wird mit einem vorbestimmten Fehlzündungskriteriumswert verglichen,
um festzustellen, ob eine Fehlzündung
aufgetreten ist oder nicht. Die Periode des Verbrennungstakts, die
180° CA
entspricht, wird jedoch durch andere äußere Faktoren beeinflußt als eine
Verschlechterung der Verbrennung infolge einer Fehlzündung, wie
der reaktiven Bewegung des Motors während einer Fahrt auf einer
schlechten Straße
oder die Leistungsaufnahme durch eine Klimaanlage usw. vom Motor,
und solche Faktoren verursachen folglich einen Fehler der durchschnittlichen
Winkelbeschleunigung. Folglich wird als Maßnahme gegen den Fehler die
Fehlzündungsdetektion
beruhend auf drei Parametern ausgeführt, nämlich dem Absolutwert der durchschnittlichen
Winkelbeschleunigung, und Abweichungen des Absolutwerts von den durchschnittlichen
Winkelbeschleunigungen der vorhergehenden und nachfolgenden Verbrennungstakte.
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Trotz
der Maßnahmen
ist die herkömmliche
Fehlzündungsdetektionsvorrichtung
immer noch nicht imstande, eine zufriedenstellende Genauigkeit der
Fehlzündungsdetektion
zu liefern. Zum Beispiel wird beim Kaltstart des Motors eine Katalysator-W/U-(Warmlauf-)Steuerung
ausgeführt,
in der die Aktivierung des Katalysators beschleunigt wird, indem
der Zündzeitpunkt
verzögert
wird und die Luft-Kraftstoff-Mischung mager gemacht wird. In einem
solchen Betriebszustand verändert
sich die Motordrehzahl infolge schlechter Verbrennung beträchtlich,
und auch die durchschnittliche Winkelbeschleunigung jedes Takts
wird stark durch den unmittelbar vorhergehenden Takt beeinflußt. Mit
der obigen Fehlzündungsdetektionstechnik
ist es daher schwierig, zwischen einer normalen Verbrennung und
einer Fehlzündung
zu unterscheiden, und folglich kann keine genaue Fehlzündungsdetektion
erwartet werden.
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Außerdem verschiebt
sich dort, wo die Katalysator-W/U-Steuerung an dem Motor ausgeführt wird,
der einen Schwerkraftstoff verwendet, der ein Kraftstoff mit einer
sehr niedrigen Flüchtigkeit
ist, der zur Verwendung in Gegenden mit hoher Temperatur bestimmt
ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
zur mageren Seite, da die Menge des Kraftstoffs zunimmt, der an
den Einlaßkanälen haftet,
wobei die Verbrennung verschlechtert wird. Um mit einem solchen
Schwerkraftstoff umzugehen, wird daher während der Katalysator-W/U-Steuerung
die Verbrennungssteuerung ausgeführt,
in der die Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt korrigiert werden,
indem die durchschnittliche Winkelbeschleunigung als ein Index der
Verbrennung verwendet wird, um dadurch die Verbrennung zu stabilisieren.
Wenn jedoch die berechnete durchschnittliche Winkelbeschleunigung selbst
einen Fehler enthält,
wie oben erwähnt,
dann ist es nicht möglich,
eine geeignete Korrekturanpassung an den Verbrennungsverschlechterungspegel
auszuführen,
was Schwierigkeiten wie eine Verzögerung der Aktivierung des
Katalysators oder eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften verursacht.
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In
Hinblick auf das Vorhergehende ist eine Fehlzündungsdetektionsvorrichtung
vorgeschlagen worden, die angepaßt ist, eine Fehlzündung beruhend
auf einem Rotationsvariationsbetrag während des Verbrennungstakts
jedes Zylinders zu detektieren, wie zum Beispiel in der ungeprüften japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-205035 offenbart wird. In dieser Fehlzündungsdetektionsvorrichtung
wird der Rotationsvariationsbetrag während des Verbrennungstakts
jedes Zylinders beruhend auf der Zeitspanne berechnet, die für alle 30° CA erforderlich
ist, und wenn die Abweichung eines gegenwärtig berechneten Rotationsvariationsbetrags
vom Rotationsvariationsbetrag, der drei Zündungen (360° CA) zuvor
berechnet wird, größer als
ein Fehlzündungskriteriumswert
ist, wird entschieden, daß eine
Fehlzündung
aufgetreten ist.
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Jedoch
wird in der Fehlzündungsdetektionsvorrichtung,
die in den 3 und 4 der ungeprüften japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 2000-205035 offenbart wird, eine Fehlzündung eines gegenwärtigen Verbrennungstakts
durch die Verwendung des Rotationsvariationsbetrags des Verbrennungstakts
ermittelt, der drei Zündungen
vor dem gegenwärtigen
Takt liegt. Folglich spiegelt das Ermittlungsergebnis nicht nur
die gegenwärtige
Verbrennung wider, sondern wird durch die Verbrennung drei Zündungen
zuvor beeinflußt.
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Insbesondere
wenn die gegenwärtige
Verbrennung geringfügig
schlecht ist, jedoch nicht in einem solchen Ausmaß, daß eine Fehlzündung verursacht
wird, kann möglicherweise
entschieden werden, daß eine Fehlzündung aufgetreten
ist, wenn die Verbrennung drei Zündungen
zuvor sehr zufriedenstellend war und folglich die Abweichung zwischen
den Rotationsvariationsbeträgen
größer als
der Fehlzündungskriteriumswert
ist. Umgekehrt kann selbst dann, wenn die gegenwärtige Verbrennung so schlecht
ist, daß eine
Fehlzündung
verursacht wird, mögli cherweise
entschieden werden, daß keine
Fehlzündung
aufgetreten ist, wenn die Verbrennung drei Zündungen zuvor schlecht war,
jedoch nicht in einem solchen Ausmaß, daß eine Fehlzündung verursacht
wird, und folglich die Abweichung zwischen den Rotationsvariationsbeträgen kleiner
als der Fehlzündungskriteriumswert
ist. Folglich meldet die OBD in solchen Situationen dem Fahrer das
Auftreten einer Fehlzündung
nicht. Außerdem
tritt dort, wo die Verbrennungssteuerung als Maßnahme, mit einem Schwerkraftstoff umzugehen,
während
der Katalysator-W/U-Steuerung ausgeführt wird, ein Problem auf,
daß die
Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt nicht geeignet
korrigiert werden.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuervorrichtung
bereitzustellen, die imstande ist, eine Fehlzündung jedes Verbrennungstakts
genau bzw. korrekt zu detektieren, um eine geeignete Gegen-Fehlzündungssteuerung
durchzuführen,
ohne durch die Verbrennungen vorhergehender Verbrennungstakte beeinflußt zu werden.
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Um
die Aufgabe zu lösen,
stellt die vorliegende Erfindung eine Motorsteuervorrichtung zur
Fehlzündungsdetektion
eines Motors eines Kraftfahrzeugs bereit. Die Motorsteuervorrichtung
weist auf: eine Kurbelwinkeldetektionseinrichtung zur Detektion
eines Kurbelwinkels des Motors; eine Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung
zur Berechnung einer Vor-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit und einer
Nach-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit beruhend auf dem Kurbelwinkel,
der durch die Kurbelwinkeldetektionseinrichtung detektiert wird,
wobei die Vor-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit eine Winkelgeschwindigkeit
bei einem ersten Kurbelwinkel ist, bei dem die Drehzahl des Motors
innerhalb eines Verbrennungstakts jedes Zylinders des Motors nahe
eines Minimalwerts liegt, wobei die Nach-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit
eine Winkelgeschwindigkeit bei einem zweiten Kurbelwinkel ist, bei
dem die Drehzahl des Motors innerhalb des einen Verbrennungstakts
nahe eines Maximalwerts liegt; eine Rotationsvariationsbetrags-Berechnungseinrichtung zur
Berechnung eines Rotationsvariationsbetrags, der zwischen dem ersten
und zweiten Kurbelwinkel verursacht wird, beruhend auf den Vor-Verbrennungs-
und Nach- Verbrennungswinkelgeschwindigkeiten
des einen Verbrennungstakts; eine Fehlzündungsermittlungseinrichtung
zum Vergleichen des Rotationsvariationsbetrags, der durch die Rotationsvariationsbetrags-Berechnungseinrichtung
berechnet wird, mit einem vorbestimmten Fehlzündungskriteriumswert, um festzustellen,
ob eine Fehlzündung
in dem einen Verbrennungstakt aufgetreten ist oder nicht; und eine
Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung
zur Durchführung
einer erforderlichen Operation, wenn durch die Fehlzündungsermittlungseinrichtung
entschieden wird, daß eine
Fehlzündung aufgetreten
ist.
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In
der Motorsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird der Rotationsvariationsbetrag,
der während
eines Verbrennungstakts jedes Zylinders verursacht wird, mit dem
Fehlzündungskriteriumswert
verglichen, um festzustellen, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist oder
nicht. Es können
daher genaue bzw. korrekte Ermittlungsergebnisse erhalten werden,
ohne durch die Verbrennungen vorhergehender Verbrennungstakte beeinflußt zu werden.
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Wenn
entschieden wird, daß eine
Fehlzündung
aufgetreten ist, warnt die Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung vorzugsweise
den Fahrer des Fahrzeugs, daß eine
Fehlzündung
aufgetreten ist. Wo die Motorsteuervorrichtung mit einer Katalysatortemperaturerhöhungseinrichtung
versehen ist, um beim Start des Motors den Zündzeitpunkt zu verzögern und
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager
zu machen, um die Temperatur eines Katalysators zu erhöhen, der
in einer Abgasanlage des Motors angeordnet ist, kann die Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung
angepaßt
sein, die Kraftstoffeinspritzmenge des Motors zu einer Zuwachsseite
hin zu korrigieren, wenn entschieden wird, daß eine Fehlzündung aufgetreten
ist.
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Beim
Start des Motors, der mit der Katalysatortemperaturerhöhungseinrichtung
versehen ist, wird der Zündzeitpunkt
verzögert,
und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
wird durch die Katalysatortemperaturerhöhungseinrichtung mager gemacht,
um die Temperatur des Katalysators zu erhöhen. Falls während dieser
Steuerung durch die Fehlzündungsermittlungseinrichtung
eine Fehlzündung
detektiert wird, wird die Kraftstoffein spritzmenge des Motors durch
die Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung
zur Zuwachsseite hin korrigiert, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur
fetten Seite hin gesteuert wird, wodurch die Verbrennung stabilisiert
wird.
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Die
Fehlzündungsdetektion
durch die Fehlzündungsermittlungseinrichtung
wird ausgeführt,
indem der Rotationsvariationsbetrag, der während eines Verbrennungstakts
verursacht wird, mit dem Fehlzündungskriteriumswert
verglichen wird, und daher können
genaue Ermittlungsergebnisse ohne den Einfluß der Verbrennungen vorhergehender
Verbrennungstakte erhalten werden. Beruhend auf den genauen Ermittlungsergebnissen
wird die Kraftstoffeinspritzmenge während der Katalysator-W/U-Steuerung adäquat korrigiert,
so daß die
Luft-Kraftstoff-Mischung
so mager wie möglich
sein kann, ohne eine Fehlzündung
zu verursachen, wodurch die Aktivierung des Katalysators zufriedenstellend
beschleunigt werden kann, während
gleichzeitig eine Verschlechterung der Verbrennung infolge der Fehlzündung vermieden
wird. Auch kann sogar in einer Situation, wo es zum Beispiel wahrscheinlich
ist, daß aufgrund
der Verwendung eines Schwerkraftstoffs mit einer niedrigen Flüchtigkeit
eine Fehlzündung
auftritt, die Kraftstoffeinspritzmenge adäquat korrigiert werden, so
daß die
Luft-Kraftstoff-Mischung
so mager wie möglich
sein kann, ohne eine Fehlzündung
zu verursachen.
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Vorzugsweise
korrigiert in der Motorsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung
die Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung
die Kraftstoffeinspritzmenge des Motors zur Zuwachsseite hin, wenn
durch die Fehlzündungsermittlungseinrichtung
entschieden wird, daß eine
Halb-Fehlzündung
aufgetreten ist, und setzt die Zuwachskorrektur der Kraftstoffeinspritzmenge
des Motors aus, wenn durch die Fehlzündungsermittlungseinrichtung
entschieden wird, daß eine
vollständige
Fehlzündung
aufgetreten ist.
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Wenn
folglich durch die Fehlzündungsermittlungseinrichtung
entschieden wird, daß eine
Halb-Fehlzündung
aufgetreten ist, wird die Kraftstoffeinspritzmenge des Motors zur
Zuwachsseite hin korrigiert, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur
fetten Seite hin gesteuert wird, wodurch die Verbrennung stabilisiert
wird. Wenn andererseits durch die Fehlzündungsermittlungseinrichtung
entschieden wird, daß eine
vollständige Fehlzündung aufgetreten
ist, wird die Zuwachskorrektur der Kraftstoffeinspritzmenge ausgesetzt.
Eine vollständige
Fehlzündung,
die während
der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung
auftritt, wird vermutlich infolge einer mageren Luft-Kraftstoff-Mischung
verursacht, jedoch wird in einigen Fällen eine vollständige Fehlzündung bewirkt,
wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
aus einem gewissen Grund zur fetten Seite hin verändert wird.
Wenn in einer solchen Situation die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird,
wird die Kraftstoffzunahme ausgestoßen, ohne überhaupt verbrannt zu werden.
Die Schwierigkeit kann vermieden werden, indem die Zuwachskorrektur
der Kraftstoffeinspritzmenge ausgesetzt wird.
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Ferner
wird der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung aus der detaillierten
Beschreibung deutlich werden, die im folgenden gegeben wird. Es
sollte jedoch verstanden werden, daß die detaillierte Beschreibung
und spezifischen Beispiele, während
sie bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung angeben, nur zu Veranschauungszwecken gegeben werden,
da Fachleuten aus dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Änderungen
und Modifikationen innerhalb des Geistes und Rahmens der Erfindung
deutlich werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung, die
im folgenden gegeben wird, und den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstanden
werden, die nur zu Veranschauungszwecken gegeben werden, und folglich
sind sie nicht für
die vorliegende Erfindung begrenzend.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das den gesamten Aufbau einer Verbrennungssteuervorrichtung
für einen Motor
gemäß einer
Ausführungsform
zeigt;
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2 ein
Zeitdiagramm, das veranschaulicht, wie ein Fehlzündungsermittlungsprozeß und eine
Katalysator-W/U-Steuerung
beim Start des Motors ausgeführt
werden;
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3 ein
Zeitdiagramm, das veranschaulicht, wie eine normierte Rotationsabweichung
in Beziehung zu einer Motorrotationsvariation berechnet wird;
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4 veranschaulicht,
wie eine Rotationsabweichung bezüglich
unterschiedlicher Motordrehzahlen berechnet wird;
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5 eine
Karte zur Ermittlung der Verbrennung des Motors gemäß der normierten
Rotationsabweichung und des Ladegrads;
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6 veranschaulicht
die Art und Weise, wie eine Fehlzündung ermittelt wird, wenn
der Verzögerungsbetrag
groß ist;
und
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7 veranschaulicht
die Art und Weise, wie eine Fehlzündung ermittelt wird, wenn
der Verzögerungsbetrag
klein ist.
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1 zeigt
den gesamten Aufbau einer Verbrennungssteuervorrichtung für einen
Motor gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und die Verbrennungssteuervorrichtung
ist für
einen Reihenvierzylinder-Benzinmotor 1 mit Direkteinspritzung
eines Kraftfahrzeugs geeignet. Der Motor 1 verwendet ein DOHC-Vierventilsystem.
Folglich sind am oberen Abschnitt eines Zylinderkopfes 2 sowohl
eine Einlaßnockenwelle 3 als
auch eine Auslaßnockenwelle 4 vorgesehen
und werden durch eine nicht gezeigte Kurbelwelle gedreht, so daß die Einlaßventile 5 und
die Auslaßventile 6 zu
jeweils vorbestimmten Zeiten durch die Nockenwellen 3 und 4 geöffnet und
geschlossen werden.
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Der
Zylinderkopf 2 ist bezüglich
jedes Zylinders mit einer Zündkerze 7 und
einem elektromagnetisch betätigten
Kraftstoffeinspritzventil 8 versehen, und wenn das Kraftstoffeinspritzventil 8 geöffnet wird,
wird Hochdruckkraftstoff, der aus einer nicht gezeigten Kraftstoffpumpe
zugeführt
wird, direkt in eine Verbrennungskammer 9 eingespritzt.
Es sind im Zylinderkopf 2 und zwischen den Nockenwellen 3 und 4 im
wesentlichen senkrechte Einlaßkanäle 10 ausgebildet,
und wenn die Einlaßventile 5 geöffnet sind,
wird Ansaugluft aus einem Luftfilter 11 durch eine Drosselklappe 12,
einen Druckausgleichbehälter 13,
einen Ansaugkrümmer 14 und
die Einlaßkanä le 10 in
die Verbrennungskammer 9 eingeleitet. Wenn die Auslaßventile 6 geöffnet sind, wird
Abgas, das als Folge der Verbrennung erzeugt wird, aus der Verbrennungskammer 9 in
Auspuffkanäle 15 und
dann durch eine Auspuffleitung 16 und einen Katalysator 17 in
die Atmosphäre
ausgestoßen.
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Im
Fahrzeugraum ist eine ECU (Motorsteuereinheit, oder Motorsteuervorrichtung) 21 angeordnet,
die Eingabe-/Ausgabevorrichtungen, Speichervorrichtungen (ROM, RAM
usw.), die Steuerprogramme, Steuerkarten usw. speichern, eine Zentraleinheit
(CPU), Zeitgeber/Zähler
usw. aufweist, von denen keiner gezeigt wird. Die ECU 21 führt die
integrierte Steuerung des Motors 1 aus. Der Eingang der
ECU 21 ist mit verschiedenen Sensoren verbunden, einschließlich eines
Kurbelwinkelsensors 22 (Kurbelwinkeldetektionseinrichtung)
zur Ausgabe eines SGT-Signals an Intervallen von 10° CA des Motors 1.
Der Ausgang der ECU 21 ist mit verschiedenen Vorrichtungen,
wie einer Zündvorrichtung 23 zur
Versorgung der Zündkerze 7,
dem Kraftstoffeinspritzventil 8, und einer Warnlampe 24 verbunden,
die nahe des Fahrersitzes des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Beruhend
auf der Detektionsinformation von den Sensoren bestimmt die ECU 21 den
Zündzeitpunkt, die
Kraftstoffeinspritzmenge usw. und steuert den Betrieb der Zündvorrichtung 23 und
des Kraftstoffeinspritzventils 8 gemäß der festgelegten Steuergrößen, um
den Motor 1 zu betreiben.
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Außerdem überwacht
die ECU 21 die Verbrennung des Motors 1 und schaltet
im Fall einer Fehlzündung
die Warnlampe 24 ein, um den Fahrer vom Auftreten der Fehlzündung zu
unterrichten (Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung)
in Übereinstimmung
mit den OBD-Vorschriften. Beim Start des Motors 1 führt die
ECU 21 eine Katalysator-W/U-Steuerung, um den Zündzeitpunkt
zu verzögern
und das Luft-Kraftstoff-Mischung mager zu machen, um die Aktivierung
des Katalysators 17 zu beschleunigen (Katalysatortemperaturerhöhungseinrichtung),
als auch eine Verbrennungs-F/B-(Feedback-)Steuerung gemäß des Fehlzündungsermittlungsresultats
aus, um eine Verschlechterung der Verbrennung während der Katalysator-W/U-Steuerung
zu vermeiden (Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung).
Im folgenden werden der Fehlzündungsermittlungsprozeß, die Katalysator-W/U- Steuerung und die
Verbrennungs-F/B-Steuerung im Detail erläutert.
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2 ist
ein Zeitdiagramm, das darstellt, wie der Fehlzündungsermittlungsprozeß und die
Katalysator-W/U-Steuerung beim Start des Motors ausgeführt werden.
Wie dargestellt, wird der Fehlzündungsermittlungsprozeß gestartet,
wenn der Motor gestartet wird, während
die Katalysator-W/U-Steuerung nach dem Ablauf einer vorbestimmten
Zeitspanne (z.B. 1 s) gestartet wird, während derer die Motorumdrehung
anschließend
an den Start stabilisiert werden kann. Im Fehlzündungsermittlungsprozeß wird die
Verbrennung des Motors 1 so unterschieden, daß sie unter
eine normale Verbrennung, Halb-Fehlzündung und vollständige Fehlzündung fällt, wie
später
beschrieben wird. Da es jedoch schwierig ist, eine Halb-Fehlzündung genau
zu detektieren, während
die Motorrotation unmittelbar nach dem Start instabil ist, werden
beim Start des Motors nur eine normale Verbrennung und vollständige Fehlzündung detektiert,
und die Detektion einer Halb-Fehlzündung wird zusammen mit der
Katalysator-W/U-Steuerung gestartet.
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Die
Halb-Fehlzündungsdetektion
kann alternativ an einem gewünschten
Zeitpunkt gestartet werden, der sich vom Zeitpunkt zum Starten der
Katalysator-W/U-Steuerung unterscheidet. Außerdem wird in dieser Ausführungsform
die Verbrennungs-F/B-Steuerung zur Vermeidung einer Verschlechterung
der Verbrennung nur während
der Katalysator-W/U-Steuerung ausgeführt, kann jedoch kontinuierlich
ausgeführt
werden, nachdem die Temperatur des Katalysators 17 ausreichend
hoch ist und folglich die Katalysator-W/U-Steuerung beendet wird.
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Der
Fehlzündungsermittlungsprozeß der vorliegenden
Erfindung wird beruhend auf einer normierten Rotationsabweichung ΔNexpn ausgeführt, die
als ein Rotationsvariationsbetrag während eines Verbrennungstakts
jedes Zylinders erhalten wird. Im folgenden wird die Prozedur zur
Berechnung der normierten Rotationsabweichung ΔNexpn beschrieben.
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3 ist
ein Zeitdiagramm, das darstellt, wie die normierte Rotationsabweichung ΔNexpn in
Beziehung zur Rotationsvariation des Motors 1 berechnet
wird. Die Motordrehzahl Ne verändert
sich in einer Weise, die mit den Verbrennungstakten der jeweiligen
Zylinder in Intervallen von 180° CA
synchronisiert ist. Obwohl die Figur nur zeigt, wie sich die Motordrehzahl
Ne während
eines Verbrennungstakts des Zylinders #1 verändert, wird eine identische
Rotationsvariation während
der Verbrennungstakte der anderen Zylinder beobachtet.
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In
dieser Ausführungsform
weist der Motor vier Zylinder auf. Folglich unterliegt jeder Zylinder
dem Verbrennungstakt sobald sich die Kurbelwelle um einen Kurbelwinkel
von 720° dreht,
und während
zweier vollständiger
Umdrehungen der Kurbelwelle finden die Verbrennungstakte der vier
Zylinder hintereinander statt. Wenn sich folglich die Kurbelwelle
dreht, wird der Fehlzündungsermittlungsprozeß hintereinander
für die
vier Zylindern in einer vorbestimmten Zündfolge an Intervallen von
180° CA
ausgeführt.
Im Fall eines Zweizylinder-Viertaktmotors
wird der Fehlzündungsermittlungsprozeß mit Unterbrechungen
mit einer Pause von 180° CA
ausgeführt,
und im Fall eines Sechszylindermotors, in dem die Verbrennungstakte
der Zylinder einander überlappen,
wird der Fehlzündungsermittlungsprozeß an Intervallen
von 120° CA
für die überlappenden
Verbrennungstakte gestartet. Die Ergebnisse der Fehlzündungsermittlung
der einzelnen Zylinder spiegeln sich in den nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen
wider usw.
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Die
Zündung
für jeden
Zylinder wird in der Nähe
des oberen Kompressionstotpunkts (0° CA) ausgeführt, jedoch ist eine bestimmte
Zeitspanne notwendig, damit der Verbrennungsdruck im Zylinder beginnt
zu steigen. Folglich nimmt im Verbrennungstakt des Zylinders #1,
der in 3 gezeigt wird, geringfügig nach BTDC 5° CA des Zylinders
#1 die Motordrehzahl Ne auf ein Minimum ab und nimmt dann auf ein
Maximum zu. Anschließend
nimmt geringfügig
nach BTDC 5° CA
des Zylinders #3 die Motordrehzahl Ne erneut auf ein Minimum ab.
Indem man eine solche Rotationsvariation berücksichtigt, wird vorher ein
Kurbelwinkelbereich von 30° CA,
der sich BTDC 5° CA
anschließt,
der das Minimum der Motordrehzahl Ne im Verbrennungstakt jedes Zylinders
einschließt,
als eine Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tbefore festgelegt,
und ein Kurbelwinkelbereich von 30° CA, der das Maximum der Motordrehzahl Ne
im Verbrennungstakt einschließt,
wird vorher als eine Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter
festgelegt.
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Der
Kurbelwinkel, bei dem die Motordrehzahl Ne auf das Minimum fällt, liegt
im wesentlichen unabhängig
vom Betriebszustand des Motors 1 fest, aber der Kurbelwinkel,
bei dem die Motordrehzahl Ne das Maximum erreicht, verändert sich
abhängig
vom Zündzeitpunkt
beträchtlich.
Folglich wird die Startzeit der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore auf einen festen Wert eingestellt, der im voraus festgelegt wird.
Andererseits sollte die Startzeit der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tafter so eingestellt werden, daß die Startzeit mit einer Zunahme
des Verzögerungsbetrags
des Zündzeitpunkts
verzögert
wird, der während
der Katalysator-W/U-Steuerung
eingestellt wird. Im obigen Fall wird die Startzeit der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tafter so eingestellt, daß sie
in der Nähe
des Maximums der Motordrehzahl Ne liegt.
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Die
Art und Weise der Einstellung der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore und der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter ist
nicht auf das Vorhergehende beschränkt. Zum Beispiel kann die
Startzeit der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter relativ
zum Maximum der Motordrehzahl Ne geringfügig verzögert oder vorverlegt werden,
und auch die Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tbefore kann gemäß der Verzögerung des
Zündzeitpunkts
verschoben werden.
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Die
ECU 21 bestimmt den Kurbelwinkel auf der Grundlage des
darin eingegebenen SGT-Signals vom Kurbelwinkelsensor 22 an
Intervallen von 10° CA.
Wenn der Kurbelwinkel einen Winkel erreicht, der der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore im Verbrennungstakt jedes Zylinders entspricht, beginnt
die ECU hintereinander die Dauer von Perioden Ta, Tb und Tc in der
Vor- Verbrennungsdetektionszeitspanne Tbefore zu berechnen, die
jeweils 10° CA
entsprechen, und speichert die berechneten Perioden. Entsprechend beginnt,
wenn der Kurbelwinkel danach einen Winkel erreicht, der der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tafter entspricht, die ECU hintereinander die Dauer der Perioden
Td, Te und Tf in der Nach- Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tafter zu berechnen, die jeweils 10° CA entsprechen, und speichert
die berechneten Perioden.
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Dann
berechnet die ECU 21 jedesmal, wenn BTDC 5° CA jedes
Verbrennungstakts erreicht wird, anschließend an die unten beschriebene
Prozedur eine normierte Rotationsabweichung ΔNexpn auf der Grundlage der
Perioden Ta bis Tf des entsprechenden Verbrennungstakts.
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Zuerst
wird eine Vor-Verbrennungsdurchschnittsperiode τL, die eine Durchschnittsperiode
der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tbefore ist, gemäß der folgenden
Gleichung (1) berechnet:
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Die
Vor-Verbrennungsdurchschnittsperiode τL könnte auf eine andere Weise
berechnet werden, indem zum Beispiel einfach der Durchschnitt von
Perioden über
30° CA genommen
wird, beruhend auf den beiden Flanken der Ausgabe des Kurbelwinkelsensors,
die dem Start und dem Ende der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore entsprechen (die Anstiegsflanke der Periode Ta und die Abfallflanke
der Periode Tc). In diesem Fall beeinflußt jedoch ein merklicher Verarbeitungsfehler,
falls er in einer der Flanken als Folge der Verarbeitung enthalten
ist, nachteilig die berechnete Vor-Verbrennungsdurchschnittsperiode τL. Erfindungsgemäß wird die
obige Gleichung (1) verwendet, um als die Vor-Verbrennungsdurchschnittsperiode τL ein gewichtetes
Mittel einer Gesamtheit von drei Perioden Ta, Tb und Tc abzuleiten,
die 30° CA
entsprechen. Folglich wird selbst dann, wenn irgendeine der Flanken
der Perioden Ta, Tb und Tc einen merklichen Verarbeitungsfehler
als Folge der Verarbeitung enthält,
der Einfluß eines
solchen Fehlers verkleinert, was es möglich macht, die Vor-Verbrennungsdurchschnittsperiode τL (Einheit:
ms) mit einer höheren
Genauigkeit zu berechnen.
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Entsprechend
wird eine Nach-Verbrennungsdurchschnittsperiode τH (Einheit: ms), die eine Durchschnittsperiode
der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter ist, gemäß der Gleichung
(2) unten berechnet. Auch in diesem Fall wird die Nach-Verbrennungsdurchschnittsperiode τH berechnet,
indem ein gewichtetes Mittel der Perioden Td, Te und Tf abgeleitet
wird, wodurch der Einfluß eines
Verarbeitungsfehlers der Flanken verkleinert wird.
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Anschließend werden
die Vor-Verbrennungsdurchschnittsperiode τL und die Nach-Verbrennungsdurchschnittsperiode τH, die in
der obenerwähnten
Weise berechnet werden, in eine Vor-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit NexpL
(Einheit: U/min) bzw. eine Nach-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit
NexpH (Einheit: U/min) gemäß den folgenden
Gleichungen (3) und (4) umgewandelt (Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung): NexpL = 30000/(τL × 18) (3) NexpH = 30000/(τH × 18) (4)
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Ferner
wird beruhend auf der erhaltenen Vor-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit
NexpL und Nach-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit NexpH eine Rotationsabweichung ΔNexp (Rotationsvariationsbetrag;
Einheit: U/min) zwischen der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore und der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter gemäß der folgenden
Gleichung (5) berechnet (Rotationsvariationsbetrags-Berechnungseinrichtung): ΔNexp = NexpH – NexpL (5)
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Die
erhaltene Rotationsabweichung ΔNexp
wird dann, um eine normierte Rotationsabweichung ΔNexpn (Einheit:
U/min) abzuleiten, die ein 1000 U/min-Äquivalenzwert ist, gemäß der folgenden
Gleichung (6) normiert: ΔNexpn = ΔNexp × Ne/1000 (6)
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Dieser
Prozeß wird
zu dem Zweck ausgeführt,
den Einfluß einer
Differenz der Motordrehzahl Ne auf die Rotationsabweichung ΔNexp zu korrigieren. 4 stellt
dar, wie die Rotationsabweichung ΔNexp
bezüglich
unterschiedlichen Motordrehzahlen Ne berechnet wird. Wie in der
Figur gezeigt, beträgt
selbst in den Fällen,
wo die Motordrehzahl Ne mit einer identischen Beschleunigung steigt,
wobei eine identische Verbrennung in jedem Verbrennungstakt stattfindet,
die Rotationsabweichung ΔNexp,
die bezüglich
einer hohen Motordrehzahl abgeleitet wird, aufgrund der Kürze des
Verbrennungstakts selbst etwa 1/2 jener, die bezüglich einer niedrigen Motordrehzahl
abgeleitet wird, die die Hälfte
der hohen Motordrehzahl beträgt.
Die Änderung
der Rotationsabweichung ΔNexp
ist fast mit der Motordrehzahl Ne korreliert, obwohl sie etwas vom
Geschwindigkeitsbereich abhängt.
Folglich wird die Rotationsabweichung ΔNexp unter Verwendung von 1000
U/min als Bezug korrigiert, um dadurch den Einfluß aufzuheben,
der durch eine Differenz der Motordrehzahl Ne ausgeübt wird.
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Beruhend
auf der normierten Rotationsabweichung ΔNexpn, die durch den obenerwähnten Prozeß erhalten
wird, und einem gegenwärtigen
Ladegrad Ec (Motorlast) des Motors 1 wird in einer in 5 gezeigten Verbrennungsermittlungskarte
nachgeschlagen, um die Verbrennung jedes Verbrennungstakts zu ermitteln (Fehlzündungsermittlungseinrichtung).
Die Karte spiegelt die Differenz des Ladegrads Ec wider, um den
Einfluß aufzuheben,
der auf die Rotationsabweichung ΔNexp
durch eine Differenz des Ladegrads Ec augeübt wird (d.h. eine Differenz
der Ansaugluftmenge), wie im Fall der Motordrehzahl Ne. Wie aus
der dargestellten Karte zu entnehmen ist, wird dann, wenn die normierte
Rotationsabweichung ΔNexpn
sinkt, entschieden, daß sich die
Verbrennung jedes Verbrennungstakts in der Reihenfolge normale Verbrennung,
Halb-Fehlzündung
und vollständige
Fehlzündung
verschlechtert.
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Das
folgende erläutert
eine normale Verbrennung, Halb-Fehlzündungsverbrennung
und vollständige Fehlzündungsverbrennung.
Eine normale Verbrennung bezeichnet eine Verbrennung, in der ein
Hauptteil des Kraftstoffs, der dem Zylinder zugeführt wird,
verbrennt und zur Erhöhung
des Zylinderdrucks beiträgt,
wodurch zugelassen wird, daß die
Motordrehzahl steigt oder ein stabiler Betrieb des Motors aufrechterhalten
wird, so daß die
Abgaseigenschaften nicht verschlechtert werden. Eine solche Verbrennung
führt zu
einer großen
Rotationsabweichung (einem großen
Rotationsvariationsbetrag) zwischen der Vor-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit
und der Nach-Verbrennungswinkelgeschwindigkeit
innerhalb eines Verbrennungstakts. Wenn sie mit der normierten Rotationsabweichung ΔNexpn und
dem Ladegrad Ec (Motorlast) verbunden ist, findet eine normale Verbrennung
in einem Bereich normaler Verbrennung, der in 5 veranschaulicht
wird, im Motorbetriebsbereich statt.
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Andererseits
findet eine Halb-Fehlzündungsverbrennung
in einem Halb-Fehlzündungsbereich
statt, der in 5 veranschaulicht wird, und
zeigt eine Verbrennung an, die durch Korrigieren des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
durch die Verbrennungs-F/B-Steuerung zur fetten Seite hin stabilisiert
werden kann. Eine Halb-Fehlzündungsverbrennung
findet insbesondere zur Zeit eines Übergangs des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
zur mageren Seite hin statt.
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Eine
vollständige
Fehlzündungsverbrennung
zeigt eine schlechtere Verbrennung als eine Halb-Fehlzündungsverbrennung
an, oder eine Verbrennung, die möglicherweise
verschlechtert wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur
fetten Seite hin korrigiert wird, wo eine vollständige Fehlzündungsverbrennung infolge der
Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur fetten Seite hin
verursacht wird. Eine vollständige
Fehlzündungsverbrennung
findet in einem Bereich einer vollständigen Fehlzündung statt,
der in 5 veranschaulicht wird.
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Die
Karte der 5 zeigt außerdem eine Differenz der Verbrennung
zwischen normalem Kraftstoff und Schwerkraftstoff. Wie aus der Karte
zu entnehmen ist, ist es wahrscheinlich, daß Schwerkraftstoff, verglichen mit
normalem Kraftstoff, eine Halb-Fehlzündung verursacht.
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Die
Verbrennung im Motor 1 wird auf diese Weise ermittelt,
und falls entschieden wird, daß eine
vollständige
Fehlzündung
aufgetreten ist, wird die Warnlampe 24 eingeschaltet, um
den Fahrer vom Auftreten der vollständigen Fehlzündung zu
unterrichten. Wenn andererseits während der Ausführung der
Katalysator-W/U-Steuerung entschieden wird, daß eine Halb-Fehlzündung aufgetreten ist, führt die
ECU 21 die Verbrennungs-F/B-Steuerung aus, um zum Beispiel
das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
Motors 1 zur fetten Seite hin zu korrigieren. Dieser Prozeß wird durch
Erhöhung
eines Verbrennungs-F/B-Korrekturfaktors
Kconv ausgeführt,
der einer der Korrekturterme zum Korrigieren der Ventilöffnungszeit
des Kraftstoffeinspritzventils 8 ist, wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge
erhöht
wird. Folglich wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das durch die Katalysator-W/U-Steuerung
zur mageren Seite hin gesteuert wird, um einen vorbestimmten Betrag
zur fetten Seite verschoben, um die Verbrennung zu stabilisieren.
Wenn entschieden wird, daß die
Verbrennung normal ist, oder wenn entschieden wird, daß eine vollständige Fehlzündung aufgetreten
ist, wird der Verbrennungs-F/B-Korrekturfaktor Kconv allmählich zur
Konvergenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gesenkt.
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Die
Kraftstoffeinspritzmenge wird im Fall einer vollständigen Fehlzündung im
Gegensatz zur Halb-Fehlzündung
nicht erhöht,
um den Fall zu bewältigen,
wo die vollständige
Fehlzündung
durch eine fette Luft-Kraftstoff-Mischung verursacht worden ist.
Eine vollständige
Fehlzündung,
die während
der Katalysator-W/U-Steuerung auftritt, wird nämlich vermutlich dadurch verursacht,
daß die
gesteuerte Luft-Kraftstoff-Mischung
zu mager ist, jedoch wird in einigen Fällen eine vollständige Fehlzündung bewirkt,
wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus
einem gewissen Grund zur fetten Seite verändert wird. Wenn in einer solchen
Situation die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht wird, wird die Kraftstoffzunahme
ausgestoßen,
ohne verbrannt zu werden, was die Abgaseigenschaften verschlechtert.
Um eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften zu vermeiden, wird
die Kraftstoffmenge im Fall der vollständigen Fehlzündung nicht
erhöht.
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Ob
die Kraftstoffmenge im Fall einer vollständigen Fehlzündung erhöht werden
soll oder nicht, sollte vorzugsweise festgestellt werden, indem
der Vorteil (Verbesserung der Abgaseigenschaften durch Vermeidung
einer Fehlzündung)
einer Erhöhung
der Kraftstoffmenge, wo eine vollständige Fehlzündung durch eine magere Luft-Kraftstoff-Mischung
verursacht worden ist, und der Nachteil (Verschlechterung der Abgaseigenschaften
infolge einer Zunahme des unverbrannten Kraftstoffs) der Erhöhung der
Kraftstoffmenge, wo eine vollständige
Fehlzündung
durch eine fette Luft-Kraftstoff-Mischung verursacht wird, verglichen
werden. Den Umständen
entsprechend kann die Kraftstoffmenge auch erhöht werden, wenn eine vollständige Fehlzündung aufgetreten
ist, wie im Fall einer Halb-Fehlzündung. In
diesem Fall kann dieselbe Zuwachskorrekturverstärkung wie jene, die zur Zeit
einer Halb-Fehlzündung
angewendet wird, für
den Verbrennungs-F/B-Korrekturfaktor Kconv eingestellt werden. Alternativ
kann, wenn eine vollständige
Fehlzündung
aufgetreten ist, eine größere Zuwachskorrekturverstärkung als
jene eingestellt werden, die zur Zeit einer Halb-Fehlzündung angewendet wird.
In diesem Fall wird die Kraftstoffeinspritzmenge zur Zeit einer
vollständigen
Fehlzündung
auf eine größere Menge
als im Fall der Verwendung einer gemeinsamen Zuwachskorrekturverstärkung eingestellt,
wodurch die Verbrennung im Motor 1 schnell und zuverlässig stabilisiert
werden kann.
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Die 6 und 7 stellen
jeweils die Art und Weise dar, wie eine Fehlzündung durch die ECU 21 tatsächlich ermittelt
wird, wobei 6 den Fall zeigt, wo der Verzögerungsbetrag
durch die Katalysator-W/U-Steuerung groß ist, und 7 den
Fall zeigt, wo der Verzögerungsbetrag
durch die Katalysator-W/U-Steuerung klein ist. Wie oben erläutert, wird
in jedem Verbrennungstakt die Rotationsabweichung ΔNexp (= NexpH – NexpL)
als ein Rotationsvariationsbetrag zwischen der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore und der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter berechnet,
und die Verbrennung im Motor 1 wird auf der Grundlage der
normierten Ro tationsabweichung ΔNexpn
ermittelt, die aus der Rotationsabweichung ΔNexp erhalten wird.
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Wo
eine vollständige
Fehlzündung
oder Halb-Fehlzündung
aufgetreten ist, steigt die Motordrehzahl Ne überhaupt nicht oder steigt
nur leicht, wie durch die unterbrochenen Linien in 6 und 7 angezeigt. In
solchen Fällen
wird daher die Rotationsabweichung ΔNexp zwischen der Vor-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore und der Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter als
ein negativer Wert, oder falls er positiv ist, als ein sehr kleiner
Wert berechnet. Wenn andererseits die Verbrennung normal ist, steigt
die Motordrehzahl beträchtlich,
wie durch die durchgezogenen Linien in den 6 und 7 angezeigt,
und folglich wird die Rotationsabweichung ΔNexp als ein großer positiver
Wert berechnet. Folglich spiegelt die Rotationsabweichung ΔNexp deutlich
den Zustand der Verbrennung des entsprechenden Verbrennungstakts
wider, wodurch die Verbrennung im Motor 3 beruhend auf
der normierten Rotationsabweichung ΔNexpn, die aus der Rotationsabweichung ΔNexp erhalten
wird, durch die Verwendung der Karte ermittelt werden kann, die
in 5 gezeigt wird.
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Folglich
wird in dieser Ausführungsform
die Verbrennung direkt aus der Karte auf der Grundlage der normierten
Rotationsabweichung ΔNexpn
ermittelt, die für
einen Rotationsvariationsbetrag kennzeichnend ist, der während des
Verbrennungstakts verursacht wird, oder genauer gesagt, indem die
normierte Rotationsabweichung ΔNexpn
mit Schwellen verglichen wird, die aus der Karte abgeleitet werden.
Folglich wird die Verbrennung ohne Berücksichtigung der Verbrennungen
der vorhergehenden Verbrennungstakte bestimmt, und folglich werden
im Gegensatz zur Fehlzündungsdetektionsvorrichtung,
die in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-205035
offenbart wird, in der eine Fehlzündung beruhend auf der Abweichung des
Rotationsvariationsbetrags zwischen einer gegenwärtigen Verbrennung und der
Verbrennung drei Zündungen
zuvor ermittelt wird, die Ermittlungsergebnisse niemals zum Beispiel
durch die Verbrennung drei Zündungen
vorher beein flußt.
Es ist daher möglich,
eine Fehlzündung
in einzelnen Verbrennungstakten genau zu detektieren, ohne durch
die Verbrennungen vorhergehender Verbrennungstakte beeinflußt zu werden.
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Außerdem kann
während
der Katalysator-W/U-Steuerung die Kraftstoffeinspritzmenge beruhend
auf einer genauen Halb-Fehlzündungsermittlung
korrigiert werden. Folglich kann selbst in einer Situation, wo es aufgrund
der Verwendung von Schwerkraftstoff, der eine schlechte Flüchtigkeit
aufweist, wahrscheinlich ist, daß eine Halb-Fehlzündung auftritt,
die Kraftstoffeinspritzmenge adäquat
korrigiert werden, so daß die Luft-Kraftstoff-Mischung
so mager wie möglich
sein kann, ohne eine Fehlzündung
zu verursachen. Es ist daher möglich,
die Aktivierung des Katalysators 17 zu beschleunigen, während gleichzeitig
eine Verschlechterung der Verbrennung infolge einer Fehlzündung vermieden
wird, die auf eine magere Mischung zurückzuführen ist.
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Wenn
ferner eine vollständige
Fehlzündung
während
der Katalysator-W/U-Steuerung auftritt, wird die Zuwachskorrektur
der Kraftstoffmenge durch die Verbrennungs-F/B-Steuerung ausgesetzt.
Wo folglich die vollständige
Fehlzündung
durch eine zu fette Luft-Kraftstoff-Mischung verursacht worden ist,
wird die Zuwachskorrektur ausgesetzt, wodurch eine Situation vermieden
wird, wo die Kraftstoffzunahme ausgestoßen wird, ohne verbrannt zu
werden, was die Abgaseigenschaften verschlechtert.
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Während im
vorhergehenden die bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden
ist, ist zu beachten, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehende Ausführungsform
beschränkt
ist. Zum Beispiel wird in der obigen Beschreibung der Ausführungsform
die Erfindung auf einen Reihenvierzylinder-Benzinmotor 1 mit
Direkteinspritzung angewendet, jedoch ist der Typ des Motor nicht
auf diesen alleine beschränkt,
und die Erfindung kann zum Beispiel auf einen Motor mit Saugrohreinspritzung
oder auf einen Motor mit einer anderen Anordnung der Zylinder angewendet
werden.
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Außerdem wird
in der obigen Ausführungsform
zusätzlich
zur Fehlzündungsermittlung,
die die Anforderungen der OBD- Vorschriften
erfüllt,
die Verbrennungs-F/B-Steuerung gemäß der Fehlzündungsermittlungsergebnisse
als die Gegen-Fehlzündungssteuereinrichtung
ausgeführt,
um eine Verschlechterung der Verbrennung während der Katalysator-W/U-Steuerung
zu vermeiden. Es ist jedoch nicht wesentlich, die Verbrennungs-F/B-Steuerung auszuführen, und
die Steuervorrichtung kann einfach mit der Funktion versehen sein,
die Warnlampe 24 einzuschalten, wenn eine Fehlzündung aufgetreten
ist.
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Ferner
wird in der vorhergehenden Ausführungsform
die Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne Tafter gemäß des Verzögerungsbetrags
des Zündzeitpunkts
während
der Katalysator-W/U-Steuerung
eingestellt, da der Kurbelwinkel, bei dem die Motordrehzahl Ne während eines
Verbrennungstakts jedes Zylinders maximal wird, abhängig vom
Zündzeitpunkt
variiert. Jedoch variiert der Kurbelwinkel, bei dem die Motordrehzahl
Ne maximal wird, auch infolge anderer Faktoren als des Zündzeitpunkts,
zum Beispiel infolge einer Differenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tafter kann daher gemäß des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
anstelle oder zusätzlich
zum Verzögerungsbetrag
eingestellt werden.
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Außerdem wird
in der obigen Ausführungsform
während
jeder Vor-Verbrennungs- und Nach-Verbrennungsdetektionszeitspanne
Tbefore und Tafter die Drehzahl jeweils dreimal für ein Intervall
von 10° CA
detektiert, wie in 3 gezeigt. Dann wird die Winkelgeschwindigkeit
jeder Detektionszeitspanne berechnet, indem ein gewichtetes Mittel
der Drehzahlen erhalten wird, die in der entsprechenden Detektionszeitspanne
detektiert werden. Die Häufigkeit,
mit der die Drehzahl detektiert wird, ist jedoch nicht besonders
beschränkt
und kann größer oder
kleiner als drei sein. Bei der Detektion einer voreingestellten
festen Kurbelwinkelposition kann die Winkelgeschwindigkeit an jener
Position berechnet werden. Außerdem
kann eine variable Kurbelwinkelposition, die mit einer Zunahme der
Verzögerung
des Zündzeitpunkts
verzögert
wird, gemäß des Verzögerungsbetrags
eingestellt werden, und bei einer Detektion der variabel eingestellten
Kurbelwinkelposition kann die Winkelgeschwindigkeit an dieser Position
berechnet werden.
