DE102011088371A1

DE102011088371A1 - Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102011088371A1
Application number: DE102011088371A
Authority: DE
Inventors: Tomokazu Makino
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: JP2012229675A; US9051912B2; JP5048856B1; US20120277983A1; DE102011088371B4

Abstract

Es werden bereitgestellt: ein Oktanzahl-Schätzungsabschnitt, der die Oktanzahl des Kraftstoffes schätzt auf Grundlage von Detektionssignalen von einem Einlasslufttemperatur-Sensor, einem Wassertemperatursensor, einem Kraftstoffsensor und einem Klopfsensor; ein Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt, der einen Verzündungsauftrittsindex berechnet auf Grundlage der geschätzten Oktanzahl oder ähnlichem; ein Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt, der den Vorzündungsauftrittsindex derart korrigiert, dass eine Verzündung leichter auftritt; ein Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt, der ein automatisches Leerlaufstoppen bestimmt auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses eines Automatikleerlaufstoppverhinderungs-Bestimmungsabschnitts, der die Verhinderung eines automatischen Leerlaufstoppens bestimmt auf Grundlage der Vorzündungsauftrittsindex, eines Betriebssignals einer Klimaanlage und Steuer- bzw. Lenkinformation; und ein Kraftstoffeinspritz-Steuerabschnitt, der ein Kraftstoffeinspritzventil steuert auf Grundlage des Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsergebnisses.

Description

HINTERGRUND DER Erfindung
GEBIET DER Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor bzw. Brennkraftmaschine, die in einem Fahrzeug oder ähnlichem angebracht ist, um eine Vorzündung zu der Zeit eines Leerlaufstoppens zu verhindern für ein automatisches Anhalten eines Fahrzeugs.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In einer Brennkraftmaschine eines Funkenzündungstyps mit einem hohen Kompressionsverhältnis kann eine Vorzündung, die ein Verbrennungsrauschen hervorruft, oder eine Ausgabefluktuation auftreten. Die Vorzündung bezieht sich auf ein Phänomen, in dem eine Druckfluktuation in einer Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine, was durch Verbrennung hervorgerufen wird, übermäßig groß wird. Im Allgemeinen ist eine Vorzündung bekannt, die vor einer Funkenzündung auftritt. Zusätzlich zu diesem Phänomen gibt es auch ein Phänomen, wie zum Beispiel eine Vorzündung, bei dem die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs (gemischtes Gas der Luft und Kraftstoff) in der Verbrennungskammer hoch wird durch Kompression, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch sich selbst entzündet als Ergebnis, oder eine Vorzündung, bei der die Spitze einer Zündkerze, eine Ablagerung oder ähnliches zu einem Hotspot wird, was eine Zündung hervorruft. Zusätzlich ist auch ein Klopfen bekannt, bei diesem Gas um die Verbrennungskammer sich selbst in einem Verbrennungsprozess nach Zündung zündet.
Solch ein Phänomen kann nicht nur ein Rauschen oder Vibration hervorrufen, aber auch die Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine beschädigen, und folglich kann die Brennkraftmaschine letztendlich den Betrieb stoppen. Zusätzlich ist es bekannt, dass eine Vorzündung oft auftritt bei dem Starten des Motors bzw. Maschine.
Aus diesem Grund wurden Verfahren eines Verhinderns einer Vorzündung durch Schätzen des Auftretens einer Vorzündung von Umgebungsbedingungen oder Betriebsbedingungen vorgeschlagen.
Eines der bekannten Vorzündungs-Verhinderungsverfahren ist, eine Vorzündung bei dem Starten der Maschine zu verhindern durch Bestimmen einer Vorzündung, die bei hoher Temperatur bei niedriger Rotationsgeschwindigkeit und der hohen Last auftritt, von der Temperatur und dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und durch Verringern des tatsächlichen bzw. Ist-Kompressionsverhältnisses gemäß der Temperaturerhöhung (man beziehe sich beispielsweise auf Patentdokument 1).
Überdies wird, als ein Verfahren eines Verhinderns einer Vorzündung bei der Zeit eines Leerlaufstoppens (automatisches Leerlaufstoppen), ein Selbstzündungs-Auftrittsbereich eingestellt mit der Maschinentemperaturinformation als ein Parameter, und die Temperaturinformation wird erfasst, und zur gleichen Zeit wird bestimmt, ob der Wert der erfassten Temperaturinformation innerhalb des Selbstzündungs-Auftrittsbereichs ist oder nicht. Dann wird die Maschine neu gestartet, wenn bestimmt wird, dass der Wert der erfassten Temperaturinformation innerhalb des Selbstzündungs-Auftrittsbereichs während eines automatischen Stoppens der Maschine ist, und das Kühlgerät stoppt nach einem automatischen Leerlaufstoppen. Auf diese Art und Weise wird das Auftreten einer Vorzündung bei dem Neustart der Maschine verhindert (nehme beispielsweise Bezug auf Patentdokument 2).
[Patentdokument 1] JP-A-2009-114973
[Patentdokument 2] JP-A-2007-120448
Patentdokument 1 offenbart, dass eine Vorzündung bei dem Start der Maschine verhindert wird durch Bestimmen der Leichtigkeit eines Auftretens einer Vorzündung und Einstellen des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses gemäß diesem bei dem Start der Maschine. In dem in Patentdokument 1 offenbarten Verfahren werden jedoch die Einlasslufttemperatur, die Kühltemperatur und die Oktanzahl des Kraftstoffes in Betracht gezogen hinsichtlich der Leichtigkeit eines Auftretens der Vorzündung, aber diese werden unabhängig betrachtet. Das bedeutet, dass die Leichtigkeit des Auftretens der Vorzündung bei komplexen Bedingungen einschließlich der obigen nicht in Betracht gezogen wird. Da es viele Bedingungen gibt, in denen eine Vorzündung leicht auftritt, ist es notwendig Indizes zu setzten, die sich auf die Leichtigkeit des Auftretens der Vorzündung beziehen im Hinblick auf jede dieser Bedingungen. Insbesondere wird bei dem Neustart der Maschine nach einem automatischen Leerlaufstoppen das Auftreten der Vorzündung speziell leicht, da die Maschine bei der hohen Maschinentemperatur gestartet wird.
Patentdokument 2 offenbart ein Verfahren eines Bestimmens der Leichtigkeit eines Auftretens der Vorzündung auf Grundlage der Temperatur. Eine Temperatur, bei der eine Vorzündung auftreten kann, wenn ein Kraftstoff mit einer hohen Oktanzahl verwendet wird, ist unterschiedlich, von der, wenn ein Kraftstoff mit einer niedrigen Oktanzahl verwendet wird. Demgemäß wird die Temperatur, die eingestellt ist unter der Annahme, dass ein Kraftstoff mit einer hohen Oktanzahl verwendet wird, zu hoch für einen Kraftstoff mit einer niedrigen Oktanzahl. Folglich kann eine Vorzündung auftreten. Im Gegensatz dazu ist die Temperatur, die unter der Annahme eingestellt wird, dass ein Kraftstoff mit einer niedrigen Oktanzahl verwendet wird, zu niedrig für einen Kraftstoff mit einer hohen Oktanzahl. Folglich kann bestimmt werden, dass eine Möglichkeit des Auftretens einer Vorzündung niedrig ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER Erfindung
Die Erfindung wurde durchgeführt, um die obigen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Vorzündung zu verhindern bei dem Neustart der Maschine durch Berechnen eines Vorzündungs-Auftrittsindex, der die Leichtigkeit eines Auftretens einer Vorzündung von der Einlasslufttemperatur, der Kühltemperatur und der Oktanzahl des Kraftstoffs in allen Betriebszuständen kennzeichnet, und Bestimmen, ob ein automatisches Leerlaufstoppen durchzuführen ist gemäß dem Vorzündungs-Auftrittsindex.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält ein Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, das angewendet wird auf eine Brennkraftmaschine eines Funkenzündungstyps, und das die Brennkraftmaschine automatisch stoppt, wenn vorbestimmte Stoppbedingungen erfüllt werden, und die Brennkraftmaschine neu startet, wenn vorbestimmte Neustartbedingungen erfüllt sind: einen Einlasslufttemperatur-Sensor, der eine Temperatur einer Einlassluft detektiert, die eingeführt wird in eine Verbrennungskammer; einen Wassertemperatursensor, der eine Kühltemperatur der Brennkraftmaschine detektiert; Öldetektiermittel zum Detektieren einer Kraftstoffversorgung; Klopfdetektiermittel zum Detektieren einer Änderung der Brennkraftmaschine, hervorgerufen durch Klopfen und Vorzündung; Oktanzahl-Schätzmittel zum Schätzen einer Oktanzahl der Kraftstoffs auf Grundlage von Detektionssignalen von dem Einlasslufttemperatur-Sensor, dem Wassertemperatursensor, dem Öldetektiermittel und dem Klopfdetektiermittel; einen Vorzündungsauftrittsindek-Berechnungsabschnitt, der einen Gesamtvorzündungs-Auftrittsindex berechnet auf der Grundlage der Detektionssignale von dem Einlasslufttemperatur-Sensor und dem Wassertemperatursensor und der Oktanzahl, geschätzt durch das Oktanzahl-Schätzmittel; einen Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt, der den Gesamtvorzündungs-Auftrittsindex korrigiert, so dass eine Vorzündung leichter auftritt, wenn eine Vorzündung detektiert wird; und Automatik-Leerlaufstopp-Bestimmungsmittel zum bestimmen, ob die Maschine automatisch zu stoppen ist auf Grundlage des Gesamtvorzündungs-Auftrittsindex, berechnet durch den Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt.
Gemäß dem Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Aspekt der Erfindung, wird ein automatisches Leerlaufstoppen verhindert auf der Grundlage des Vorzündungsauftrittsindex. Deshalb kann eine Vorzündung bei dem Neustart der Maschine nach einem automatischen Leerlaufstoppen verhindert werden.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn diese im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gesehen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Ansicht, die eine Brennkraftmaschine mit einem Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 zeigt ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Oktanzahl-Schätzungsbetrieb des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Detektionssignal eines Kraftstoffsensors des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
5 zeigt ein Zeitdiagramm, des ein Zündungssignal und ein Detektionssignal eines Klopfsensors des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6A und 6B zeigen Flussdiagramme, die einen Vorzündungsauftrittsindex-Betrieb und einen Automatik-Leerlaufstoppverhinderungs-Bestimmungsbetrieb des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen;
7 zeigt eine Ansicht, die eine ”Einlasslufttemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle zeigt;
8 zeigt eine Ansicht, die eine ”Wassertemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle zeigt;
9 zeigt eine Ansicht, die eine ”Oktanzahl-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle zeigt;
10 zeigt eine Ansicht, die einen Automatik-Leerlaufstopp-Verhinderungs-Schwellenwert und einen Nächste-Kraftstoffeinspritzzeitänderungs-Schwellenwert zeigt;
11 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsbetrieb des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
12 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Kraftstoffeinspritzzeit-Einstellbetrieb bei dem Neustarten der Maschine zeigt, was ausgeführt wird durch das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
13 zeigt eine Ansicht, die die Beziehung zeigt zwischen einem Kraftstoffeinspritz-Timing bzw. -Zeit und einem Hub;
14 zeigt eine Ansicht, die eine Kurbelwinkelsensor-Wellenform und eine Phasenwinkelsensor-Wellenform zum Bestimmen der Anzahl der Zylinder zeigt; und
15 zeigt eine Ansicht, die eine Kombinationstabelle eines Kurbelwinkel-Referenzsignals und eines Phasenwinkel-Referenzsignals zeigt zum Bestimmen der Anzahl der Zylinder.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER Erfindung
Hier im Folgenden wird ein Verzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Ein Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird beschrieben mit Bezug auf 1 bis 13. 1 zeigt eine Ansicht, die ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Zusätzlich beziehen sich ähnliche Zahlen in den Zeichnungen auf ähnliche Teile oder äquivalente Teile.
In 1 ist eine Verbrennungskammer 101 einer Brennkraftmaschine 100 konfiguriert, um einen Zylinderkopf 102, einen Zylinderblock 103 und einen Kolben 104 zu enthalten.
Zusätzlich sind ein Einlass- bzw. Ansaugkanal 105 und ein Auslasskanal 106 verbunden mit der Verbrennungskammer 101, und der Einlasskanal 105 und der Auslasskanal 106 sind in dem Zylinderkopf 102 gebildet.
Eine Kurbelwelle 107 ist verbunden mit dem Kolben 104, und der Kolben 104 bewegt sich hoch und runter zum Drehen bzw. Rotieren der Kurbelwelle 107. Eine Kurbelscheibe (nicht gezeigt) ist angebracht an der Kurbelwelle 107. Diese Kurbelscheibe hat einen Vorsprung, und ein Kurbelwinkelsensor 108 detektiert die Anzahl der Umdrehungen und die Kurbelwinkelposition der Kurbelwelle 107 durch Detektieren des Vorsprungs. Ein Starter 115 dreht bei dem Start des Verbrennungsmotors, um ein Schwungrad (nicht gezeigt) zu drehen. Da das Schwungrad und die Kurbelwelle 107 miteinander verbunden sind, wird die Kurbelwelle 107 gedreht durch Drehung des Schwungsrads.
Ein Einlassventil 110, das arbeitet durch einen Einlassnocken 109, wird bereitgestellt bei der Verbrennungskammer-101-Seite des Einlasskanals 105, und ein Auslassventil 112, das arbeitet durch einen Auslassnocken 111, wird bereitgestellt bei der Verbrennungskammer-101-Seite des Auslasskanals 106. Ein Kraftstoffeinspritzventil 113 wird bereitgestellt unter dem Einlasskanal 105 des Zylinderkopfs 102, und eine Zündkerze 114 wird bereitgestellt in der Mitte des oberen Teils der Verbrennungskammer 101.
Ein Verbrennungszyklus wird kurz im Folgenden beschrieben. Zuerst wird bei dem Einlasshub Luft von dem Einlasskanal 105 in die Verbrennungskammer 101 eingeführt durch das Einlassventil 110 und Kraftstoff eingespritzt von dem Kraftstoff-Einspritzventil 113 von der Luft-Kraftstoff-Mischung. Dann wird in dem Kompressionshub die Luft-Kraftstoff-Mischung komprimiert durch den Kolben 104. Dann wird die Luft-Kraftstoff-Mischung gezündet durch die Zündkerze 114 nahe dem Kompressions-Oberen-Tot-Zentrum bzw. -Punkt (TDC, Top Dead Centre). Dann presst in dem Expansionshub der Kolben 104 das gezündete Luft-Kraftstoff-Gemisch herunter zum Drehen der Kurbelwelle 107. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 101 wird expandiert und wird dann entladen durch das Auslassventil 112 und den Auslasskanal 106 im Auslasshub bzw. Auspufftakt. Das Obere ist ein Verbrennungszyklus.
Nicht nur das Detektionssignal von dem Kurbelwinkelsensor 108, aber auch ein Detektionssignal von einem Einlassluft-Temperatursensor 1, der die Temperatur einer Einlassluft detektiert, die eingeführt wird in die Verbrennungskammer 101, ein Detektionssignal von einem Wassertemperatursensor 2, der die Kühltemperatur der Brennkraftmaschine 100 detektiert, ein Detektionssignal von einem Kraftstoffsensor 3, der den Fluss des Kraftstoffs in einen Füller (nicht gezeigt) detektiert, ein Detektionssignal von einem Klopfsensor (Klopfdetektiermittel) 4, der die Vibration der Brennkraftmaschine 100 detektiert, ein Detektionssignal von einem Phasenwinkelsensor 5, der die Phase des Einlassnockens 109 detektiert, ein Detektionssignal von einem Einlassmengensensor 6, der die Einlassmenge detektiert, die eingeführt wird in die Verbrennungskammer 101, ein Detektionssignal von einem Drosselpositionssensor 7, der eine Drosselöffnung detektiert, ein Betriebssignal 8 einer Luftkühlanlage, Lenkinformation 9 eines Griffs, Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation 10 und ähnliches werden eingegeben in eine elektronische Steuereinheit (ECU, Electronic Control Unit) 200. Die elektronische Steuereinheit 200 führt Betriebe zum Berechnen der Rotationsgeschwindigkeit, Zündungszeit, Menge von Kraftstoffeinspritzung und ähnliches der Brennkraftmaschine 100 aus. Zusätzlich startet die elektronische Steuereinheit 200 verschiedene Arten einer Steuerung in Ansprechen auf ein AN-Signal von einem Zündungsschalter (IGSW, Ignitions Switch) 11.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In 2 enthält die elektronische Steuereinheit (ECU) 200 verschiedene Arten von Schnittstellen-(I/F)-Schaltungen (nicht gezeigt) und einen Mikrocomputer 201.
Der Mikrocomputer 201 enthält: einen A/D-Umwandler bzw. Umsetzer, der analoge Signale umwandelt, wie zum Beispiel Detektionssignale von verschiedenen Arten von Sensoren, in digitale Signale; sowie eine CPU, die verschiedene Arten von Steuerprogrammen ausführt, wie zum Beispiel ein Vorzündungsschätzungs-Steuerprogramm; einen ROM, der verschiedene Arten von Steuerprogrammen oder Steuerparametern speichert, verschiedene Arten von Tabellen und ähnliches; und einen RAM, der Variablen speichert, wenn verschiedene Arten von Steuerprogrammen und ähnliches ausgeführt werden, wobei alle von diesen nicht in der Zeichnung gezeigt sind.
Zusätzlich enthält der Mikrocomputer 201 einen Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211, der bestimmt, ob es sofort nach Kraftstoffzuführung ist oder nicht auf Grundlage des Detektionssignals von dem Kraftstoffsensor 3, einem Klopfdetektierabschnitt 212, der ein Klopfen detektiert auf Grundlage eines Detektionssignal von dem Klopfsensor 4, und einen Vorzündungs-Detektierabschnitt 213, der eine Vorzündung detektiert auf Grundlage des Detektionssignals von dem Klopfsensor 4. Zusätzlich enthält der Mikrocomputer 201 einen Oktanzahl-Schätzabschnitt 214, der die Oktanzahl des Kraftstoffs abschätzt auf Grundlage der Information und des Detektionssignals von dem Einlassluft-Temperatursensor 1, dem Wassertemperatursensor 2, dem Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211, dem Klopfdetektierabschnitt 212 und dem Varzündungs-Detektierabschnitt 213 und einem Oktanzahlschätz-Speicherabschnitt 215, der eine Oktanzahlschätzung speichert.
Zusätzlich enthält der Mikrocomputer 201 einen Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216, der einen Vorzündungsauftrittsindex berechnet auf Grundlage des Detektionssignals von dem Einlasslufttemperatur-Sensor 1 und dem Wassertemperatursensor 2 und der Oktanzahlschätzung von dem Oktanzahl-Schätzabschnitt 214. Zusätzlich enthält der Mikrocomputer 201 einen Vorzündungs-Speicherabschnitt 217, der das Auftreten einer Vorzündung speichert auf Grundlage der Information von dem Vorzündungsdetektierabschnitt 213, und einen Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt 218, der einen Vorzündungsauftrittsindex korrigiert, so dass die Vorzündung leicht auftritt auf Grundlage der Information von dem Vorzündungsdetektierabschnitt 213, dem Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216 und dem Vorzündungsspeicherabschnitt 217.
Zusätzlich enthält der Mikrocomputer 201: einen Automatikleerlaufstoppverhinderungs-Bestimmungsabschnitt 219, der das Verhindern bzw. Untersagen eines automatischen Leerlaufstoppens bestimmt auf Grundlage des Vorzündungsauftrittsindex von dem Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt 218; einen Abschnitt zum Bestimmen eines Kraftstoffeinspritz-Timings zu der Zeit eines Startens (vor Vorzündung) 221, der ein Kraftstoffeinspritz-Timing bzw. Zeit zu der Zeit eines Startens bestimmt auf Grundlage des Vorzündungsauftrittsindex von dem Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt 218 und der Information von einem Zeitgeber für eine abgelaufene Zeit nach einem automatischen Leerlaufstoppen 220; einen Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt 222, der ein automatisches Leerlaufstoppen bestimmt auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses des Automatikleerlaufstoppverhinderungs-Bestimmungsabschnitts 219, des Betriebssignals 8 der Luftkühlanlage bzw. Klimaanlage, der Lenk- bzw. Steuerinformation 9 und der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation 10, sowie einen Kraftstoffeinspritz-Steuerabschnitt 223, der das Kraftstoffeinspritzventil 113 steuert.
Zusätzlich sind der Klopfdetektierabschnitt 212 und der Vorzündungsdetektierabschnitt 213 getrennt bereitgestellt für ein leichteres Verständnis. Jedoch kann sowohl der Klopfdetektierabschnitt 212 als auch der Vorzündungsdetektierabschnitt 213 zusammen gebildet werden als ein Klopf/Vorzündungs-Detektierabschnitt. In diesem Fall kann der Klopf/Vorzündungs-Detektierabschnitt das Auftreten einer Vorzündung detektieren, wenn dass Vibrationsniveau des Detektionssignals des Klopfsensors 4 einen Schwellenwert für eine Vorzündungsbestimmung überschreitet, und das Auftreten eines Klopfens detektieren, wenn das Vibrationsniveau bzw. Vibrationshöhe des Detektionssignals des Klopfsensors 4 einen Schwellenwert für eine Klopfbestimmung überschreitet.
Der Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211 für den Abschnitt zum Bestimmen eines Kraftstoffeinspritz-Timings zu der Zeit eines Startens (vor Vorzündung) 221, außer dem Oktanzahlschätz-Speicherabschnitt 215 und dem Vorzündungsspeicherabschnitt 217 in dem Mikrocomputer 201 sind Software, die ein Vorzündungsschätz-Steuerprogramm bilden. Der Oktanzahlschätz-Speicherabschnitt 215 ist ein Hilfsspeicher, der eine Oktanzahlschätzung selbst zu der Zeit hält, wenn die Leistung des ECU 200 AUS ist, und der Vorzündungsspeicherabschnitt 217 ist ein Hilfsspeicher, der das Auftreten der Vorzündung hält, selbst zu der Zeit, wenn die Leistung des ECU 200 AUS ist.
Eine Tabelle, die die Beziehung kennzeichnet zwischen der Einlasslufttemperatur und dem Vorzündungsauftrittsindex, gezeigt in 7, eine Tabelle, die die Beziehung kennzeichnet zwischen der Wassertemperatur und dem Vorzündungsauftrittsindex, gezeigt in 8, eine Tabelle, die die Beziehung kennzeichnet zwischen der Oktanzahl und dem Vorzündungsauftrittsindex, gezeigt in 9, ein Schwellenwert von jedem Vorzündungsauftrittsindex, gezeigt in 10, und ähnliches, werden im Voraus in dem ROM in dem Mikrocomputer 201 gespeichert. Optimale Werte, die erfasst werden durch Maschinenordnungsmäßigkeitstests, werden in jeder Tabelle und jedem Kennfeld und als jeder Schwellenwert eingestellt.
Als Nächstes wird der Betrieb des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Zuerst wird ein Verfahren eines Schätzens der Oktanzahl des Kraftstoffs kurz beschrieben. Im Allgemeinen tritt ein Klopfen leicht auf, wenn die Oktanzahl gering wird. Deshalb kann, als ein Verfahren eines Schätzens der Oktanzahl, ein Verfahren eines Schätzens der Oktanzahl als ein niedriger Wert, falls eine Häufigkeit eines Klopfens, das innerhalb einer vorbestimmten Zeit auftritt, gleich ist oder größer als eine vorbestimmte Häufigkeit ist, betrachtet werden.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Oktanzahl-Schätzprozess des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Dieses in 3 gezeigte Flussdiagramm enthält ein Verarbeiten eines Schätzens der Oktanzahl von der Auftrittshäufigkeit eines Klopfens. Diese Oktanzahl-Schätzverarbeitung ist eine Verarbeitung, die ausgeführt wird zu einer Zeit, die mit der Maschinendrehung synchronisiert ist (beispielsweise eine Unterbrechungsverarbeitung, die alle 180 Grad (degCA) ausgeführt wird; wobei degCA Bezug nimmt auf einen Kurbelwinkel). In Schritt 301 wird ein Detektionssignal von dem Kraftstoffsensor 3 eingegeben in den Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211, und der Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211 bestimmt, ob es sofort nach der Kraftstoffzuführung ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass es sofort nach Kraftstoffzuführung bzw. Kraftstoffversorgung ist, überträgt der Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211 die Information ”sofort nach Kraftstoffversorgung” an den Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 und geht zum nächsten Schritt 302. Wenn bestimmt wird, dass es nicht sofort nach Kraftstoffversorgung ist, geht der Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211 zu Schritt 303.
4 zeigt ein Timing-Diagramm bzw. Zeitdiagramm, das ein Detektionssignal des Kraftstoffsensors des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In 4 kennzeichnet die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse kennzeichnet die Höhe eines Detektionssignals. Beispielsweise ist der Kraftstoffsensor 3 in einem Füller bzw. Filler (nicht gezeigt) angeordnet, und das Detektionssignal wird invertiert, wenn detektiert wird, dass Kraftstoff durch den Füller fließt. Der Kraftstoffsensor 3 detektiert den Fluss des Kraftstoffs durch den Füller zur Ölzuführzeit, gekennzeichnet durch Pfeile, und ändert das Detektionssignal von niedrig (Lo) auf Hoch (Hi) beispielsweise. Es ist auch möglich, einen Kraftstoffsensor zu verwenden, bei dem das Detektionssignal von Hi auf Lo sich ändert. Der Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211 bestimmt, ob es sofort nach Kraftstoffversorgung ist oder nicht durch Detektieren einer Schaltzeit des Niveaus bzw. Höhe des Detektionssignals des Kraftstoffsensors 3.
Mit Rückbezug auf 3 zeigt Schritt 302 Folgendes, wenn die Information ”sofort nach Kraftstoffversorgung” übertragen wird von dem Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt 211, stellt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die Oktanzahlschätzung ein als Anfangswert und speichert ihn in dem Oktanzahlschätz-Speicherabschnitt 215.
Als Anfangswert wird ein Wert, der keinen Einfluss auf den Vorzündungsauftrittsindex hat, gesetzt. Beispielsweise wird eine Oktanzahl (beispielsweise 90), bei der der Vorzündungsauftrittsindex 0 wird oder eine Oktanzahl, bei der ein Maschinen-Ordnungsmäßigkeitstest ausgeführt wurde (Wert äquivalent zu normalem Benzin in dem Fall einer Normalbenzineinstellung), eingestellt. Dieser Anfangswert wird im Voraus in dem Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 gespeichert.
Wenn bestimmt wird, dass es ”sofort nach Kraftstoffversorgung” ist, führt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 eine Verarbeitung eines Einstellens der Oktanzahlschätzung als einen Anfangswert aus. Demgemäß wird es unnötig, eine Oktanzahlschätzung vor einer Kraftstoffversorgung zu verwenden. Folglich ist es möglich, da es möglich wird, den Vorzündungsauftrittsindex in einem Zustand zu berechnen, wo es keinen Einfluss auf die Oktanzahl vor Kraftstoffversorgung gibt, eine inkorrekte Bestimmung zu verhindern, die hervorgerufen wird durch den Einfluss der Oktanzahl sofort nach Kraftstoffversorgung.
Dann bestimmt in Schritt 303 der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214, ob die Einlasslufttemperatur und die Wassertemperatur gleich sind zu oder höher als eine vorbestimmte Temperatur oder nicht. Wenn die Einlasslufttemperatur und die Wassertemperatur gleich sind zu oder höher als eine vorbestimmte Temperatur, überträgt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die Oktanzahlschätzung, die in dem Oktanzahlschätz-Speicherabschnitt 215 gespeichert ist, an den Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216, und diese Verarbeitung endet. Wenn die Einlasslufttemperatur und die Wassertemperatur nicht gleich sind zu oder höher als eine vorbestimmte Temperatur, geht der Prozess zu Schritt 304.
Wenn die Detektionssignale von dem Einlassluft-Temperatursensor 1 und dem Wassertemperatursensor 2 eingegeben werden in den Oktanzahl-Schätzabschnitt 214, und die Einlasslufttemperatur gleich ist zu oder höher als ein Einlasslufttemperatur-Schwellenwert, und die Wassertemperatur gleich ist zu oder höher als ein Wassertemperatur-Schwellenwert, führt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 keine Aktualisierung der Oktanzahlschätzung aus durch Klopf- und Vorzündungsdetektion. Beispielsweise führt, wenn die Einlasslufttemperatur gleich ist zu oder höher als 50°C, welches ein Einlasslufttemperatur-Schwellenwert ist, und die Wassertemperatur gleich ist zu oder höher als 110°C, welches ein Wassertemperatur-Schwellenwert ist, der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 keine Aktualisierung der Oktanzahlschätzung aus. Dies rührt daher, weil eine Vorzündung (einschließlich eines Klopfens) nicht nur auftritt, wenn die Oktanzahl gering ist, aber auch gemäß der Umweltbedingung, und deshalb ist es möglich, die Oktanzahlschätzung daran zu hindern, geringer zu werden als benötigt.
Dann wird in Schritt 304 ein Detektionssignal von dem Klopfsensor 4 eingegeben in den Klopfdetektierabschnitt 212. Falls der Klopfdetektierabschnitt 212 ein Klopfen detektiert, wird die Information ”Klopfdetektion” übertragen an den Oktanzahl-Schätzabschnitt 214. Zusätzlich wird ein Detektionssignal von dem Klopfsensor 4 eingegeben in den Vorzündungsdetektierabschnitt 213. Falls der Vorzündungsdetektierabschnitt 213 eine Vorzündung detektiert, wird die Information ”Vorzündungsdetektion” übertragen an den Oktanzahl-Schätzabschnitt 214. Der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 berechnet die Anzahl der Klopfauftritte in einem vorbestimmten Zyklus durch Zählen der Information ”Klopfdetektion”, übertragen von dem Klopfdetektierabschnitt 212.
5 zeigt ein Zeitdiagramm, das ein Zündungssignal und eine Detektionssignal des Klopfsensors des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In 5 kennzeichnet die horizontale Achse die Zeit (Winkelachse), und die linke Seite der Zündungszeit, gezeigt in 5, ist eine Voreilwinkelseite und die rechte Seite ist eine Verzögerungswinkelseite. Die vertikale Achse kennzeichnet jedes Niveau eines Zündungssignals (a) und eines Klopfsensorsignals (b), das detektiert wird durch den Klopfsensor 4 (hier im Folgenden auch als Detektionssignal eines Klopfsensors bezeichnet). Der Klopfsensor 4 detektiert die Vibration der Brennkraftmaschine 100, die auftritt aufgrund eines Klopfens, und wandelt die Vibration um in eine Spannung und gibt diese als Detektionssignal aus. Demgemäß hat die Wellenform des Detektionssignal des Klopfsensors 4 ein Vibrationsniveau, und das Hochvibrationsniveau kennzeichnet eine große Vibration.
Die Wellenform eines Detektionssignals des Klopfsensors 4, gezeigt an der Voreilwinkelseite von dem Zündungs-Timing bzw. Zündungszeit, gezeigt in 5, ist eine Klopfsensorausgabe-Wellenform zu der Zeit einer Vorzündung, und die Wellenform eines Detektionssignals des Klopfsensors 4, gezeigt an der Verzögerungswinkelseite von dem Zündungs-Timing, ist eine Klopfsensorausgabe-Wellenform zu der Zeit eines Klopfens. Typischerweise stellt der Klopfdetektionsabschnitt 212 einen Schwellenwert für die Klopfbestimmung (Einzelpunkt-Kettenlinie) ein und detektiert das Auftreten eines Klopfens, wenn das Vibrationsniveau des Detektionssignals des Klopfsensors 4 den Schwellenwert für eine Klopfbestimmung überschreitet. Zusätzlich stellt der Vorzündungsdetektierabschnitt 213 einen Schwellenwert für eine Vorzündungsbestimmung (gepunktete Linie) ein, was ein höheres Niveau ist als der Schwellenwert für eine Klopfbestimmung, und detektiert das Auftreten einer Vorzündung, wenn das Vibrationsniveau des Detektionssignals des Klopfsensors 4 den Schwellenwert für eine Varzündungsbestimmung überschreitet. Dies rührt daher, weil es bekannt ist, dass das Vibrationsniveau der Vorzündung scheinbar größer ist als das Vibrationsniveau eines Klopfens. Deshalb kann eine Vorzündung und ein Klopfen unterschieden werden durch die Größe eines Vibrationsniveaus. Zweifellos ist es auch möglich, die Vorzündung und das Klopfen zu unterscheiden unter Verwendung von anderen Verfahren.
Unter Rückbezug auf 3 wird in Schritt 305 in 3 folgendes gezeigt; der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 bestimmt, ob die Anzahl der Klopfauftritte in einem vorbestimmten Zyklus gleich ist zu oder größer als ein Schwellenwert der Anzahl der Auftritte oder nicht. Beispielsweise bestimmt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214, ob die Anzahl der Klopfauftritte gleich ist zu oder größer als 20 mal in 100 Zyklen. Wenn die Anzahl der Klopfauftritte in einem vorbestimmten Zyklus gleich ist zu oder größer als der Schwellenwert der Anzahl der Auftritte, geht der Prozess zum nächsten Schritt 306. Wenn die Anzahl der Klopfauftritte in einem vorbestimmten Zyklus kleiner ist als der Schwellenwert der Anzahl der Auftritte, geht der Prozess zu Schritt 307.
In Schritt 306 aktualisiert der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die Oktanzahlschätzung, gespeichert in dem Oktanzahl-Schätz-Speicherabschnitt 215, auf einen niedrigeren Wert. Beispielsweise aktualisiert der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die gegenwärtige Oktanzahlschätzung auf einen Wert, der niedriger ist um 1 als die momentane Oktanzahlschätzung, durch Ausführen eines Betriebs von ”neue Oktanzahlschätzung = gegenwärtige Oktanzahlschätzung –1”.
Dann bestimmt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 in Schritt 307, ob eine Vorzündung detektiert wurde oder nicht. Der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 bestimmt, ob eine Vorzündung detektiert wurde oder nicht auf Grundlage davon, ob oder ob nicht die Information ”Vorzündungsdetektion” übertragen wurde von dem Vorzündungsdetektierabschnitt 213. Wenn eine Vorzündung detektiert wurde, geht der Prozess zum nächsten Schritt 308. Wenn eine Vorzündung nicht detektiert wurde, überträgt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die Oktanzahlschätzung, gespeichert in dem Oktanzahlschätzungs-Speicherabschnitt 215, an den Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216, und diese Verarbeitung endet.
Dann aktualisiert in Schritt 308 der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die Oktanzahlschätzung, gespeichert in dem Oktanzahlschätz-Speicherabschnitt 215, auf einen niedrigeren Wert. Beispielsweise aktualisiert der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die momentane Oktanzahlschätzung auf einen Wert, der geringer ist um 1 als die momentane Oktanzahlschätzung, durch Ausführen eines Betriebs von ”neue Oktanzahlschätzung = gegenwärtige Oktanzahlschätzung –1”. Zusätzlich stellt der Oktanzahl-Schätzabschnitt 214 die gezählte Anzahl von Klopfauftritten zurück, wenn eine Vorzündung detektiert wurde. Der Oktanzahl-Schätzabschnitt überträgt die Oktanzahlschätzung, die in dem Oktanzahlschätz-Speicherabschnitt 215 gespeichert ist, an den Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216, und diese Verarbeitung endet.
Zusätzlich überträgt, falls eine Vorzündung detektiert wird, der Vorzündungsdetektierabschnitt 213 auch die Information ”Vorzündungsdetektion” an den Vorzündungsspeicherabschnitt 217 und den Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt 218, wenn die Information ”Vorzündungsdetektion” übertragen wird an den Oktanzahl-Schätzabschnitt 214. Nachdem die Information ”Verzündungsdetektion” übertragen ist, speichert der Vorzündungsspeicherabschnitt 217 das Auftreten einer Vorzündung und löscht den Speicher eines Auftretens der Vorzündung, wenn ein AUS-Signal eingegeben wird von dem IGSW 11. Die Vorzündungsdetektionsverarbeitung wird jede Periode von 180 degCA einschließlich eines Startens beispielsweise ausgeführt.
Es braucht nicht bemerkt zu werden, dass ein Klopfen oder eine Vorzündung detektiert werden kann unter Verwendung anderer Sensoren, wie zum Beispiel eines Zylinderinnenseitedruck-Sensors und eines Rotationsvariationssensors als Klopfdetektiermittel, und die Oktanzahlschätzung kann aktualisiert werden. Der Zylinderinnenseitedruck-Sensor detektiert den Zylinderinnenseitedruck, der sich ändert durch Klopfen oder Vorzündung, wandelt den Zylinderinnenseitedruck in eine Spannung um, und gibt diese aus als ein Detektionssignal, ähnlich zu dem Klopfsensor 4. Zusätzlich detektiert der Rotationsvariationssensor die Rotation bzw. Drehung der Brennkraftmaschine 100, was sich verändert durch Klopfen oder Vorzündung, wandelt die Anzahl der Umdrehungen in eine Spannung um, und gibt diese als Detektionssignal aus, ähnlich zu dem Klopfsensor 4. Der Klopfdetektierabschnitt 212 detektiert das Auftreten eines Klopfens, wenn das Niveau des Detektionssignals des Zylinderinnenseitedruck-Sensors oder des Rotationsvariationssensors den Schwellenwert für eine Klopfbestimmung überschreitet. Zusätzlich detektiert der Vorzündungsdetektierabschnitt 213 das Auftreten einer Vorzündung, wenn das Niveau des Detektionssignals des Zylinderinnenseitedruck-Sensors oder des Rotationsvariationssensors den Schwellenwert für eine Vorzündungsbestiung überschreitet.
6A und 6B zeigen Flussdiagramme, die einen Vorzündungsauftrittsindexbetrieb zeigen, sowie einen Automatikleerlaufstopp-Verhinderungs-Flag-Betrieb des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Flussdiagramme in 6A und 6B enthalten einen Vorzündungsauftrittsindex und eine Automatikleerlaufstopp-Verhinderungs-Flag, was die Leichtigkeit eines Auftretens einer Vorzündung zeigt. Diese Verarbeitung für einen Betrieb des Vorzündungsauftrittsindex und des Automatikleerlaufstopp-Verhinderungs-Flags ist eine Verarbeitung, die ausgeführt wird zu einem Timing, synchronisiert mit der Maschinendrehung (beispielsweise Unterbrechungsverarbeitung, die alle 180 degCA ausgeführt wird).
In Schritt 321 empfängt der Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216 ein Detektionssignal von dem Einlassluft-Temperatursensor 1 zum Erfassen der Einlasslufttemperatur. Dann berechnet der Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216 einen Vorzündungsauftrittsindex P_AT, der der Einlasslufttemperatur entspricht, von einer ”Einlasslufttemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle, in der die Entsprechungsbeziehung zwischen der Einlasslufttemperatur und dem Vorzündungsauftrittsindex beschrieben wird. Die ”Einlasslufttemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle, die in 7 gezeigt ist, wird im Voraus vorbereitet, und der Vorzündungsauftrittsindex P_AT, der der Einlasslufttemperatur entspricht, wird berechnet. Beispielsweise wird, falls die Einlasslufttemperatur 50°C ist, der Vorzündungsauftrittsindex P_AT = 10, der der Einlasslufttemperatur entspricht, erfasst von der Einlasslufttemperatur-Tabelle.
Dann empfängt im Schritt 322 der Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216 ein Detektionssignal von dem Wassertemperatursensor 2 zum Erfassen der Wassertemperatur. Dann berechnet der Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216 einen Vorzündungsauftrittsindex P_WT, was der Wassertemperatur entspricht, von einer ”Wassertemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle, in der die Entsprechungsbeziehung zwischen der Wassertemperatur und dem Vorzündungsauftrittsindex beschrieben wird. Die ”Wassertemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle, gezeigt in 8, wird im Voraus vorbereitet, und der Vorzündungsauftrittsindex P_WT, der der Wassertemperatur entspricht, wird berechnet. Beispielsweise wird, falls die Wassertemperatur 100° ist, der Vorzündungsauftrittsindex P_WT = 10, was der Wassertemperatur entspricht, erfasst von der Wassertemperaturtabelle.
Dann erfasst in Schritt 323 der Vorzündungsauftrittsindex-Berechungsabschnitt 216 eine geschätzte Oktanzahl von dem Oktanzahl-Schätzungsabschnitt 214 und berechnet einen Vorzündungsauftrittsindex P_OCT, was der Oktanzahl entspricht, von einer ”Oktanzahl-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle, in der die Entsprechungsbeziehung zwischen der Oktanzahl und dem Vorzündungsauftrittsindex beschrieben wird. Die ”Oktanzahl-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle, die in 9 gezeigt ist, ist im Voraus vorbereitet, und der Vorzündungsauftrittsindex P_OCT, der der Oktanzahl entspricht, wird berechnet. Beispielsweise wird, falls die Oktanzahl 95 [Ron] ist, der Vorzündungsauftrittsindex P_OCT = 0, was der Oktanzahl entspricht, erfasst von der Oktanzahltabelle.
Dann berechnet in Schritt 324 der Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216 einen Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL durch Addieren jedes Parameters (jedes Vorzündungsauftrittsindex), berechnet in jedem oben beschriebenen Schritt. Der Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216 berechnet P_ALL = P_AT + P_WT + P_OCT. Beispielsweise wird der Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL = 10 + 10 + 0 = 20 erfasst.
Hier wird für den Vorzündungsauftrittsindex, berechnet von der Einlasslufttemperatur und der Wassertemperatur, ein positiver Wert in einem Temperaturbereich eingestellt, wo eine Varzündung leicht auftritt und ein negativer Wert wird eingestellt in einem Temperaturbereich, wo eine Vorzündung mit Schwierigkeiten auftritt. Über dies hinaus wird auch für den Vorzündungsauftrittsindex, berechnet von der Oktanzahl, ein positiver Wert eingestellt bei der Oktanzahl, bei der eine Vorzündung leicht auftritt, und ein negativer Wert wird eingestellt bei der Oktanzahl, bei der eine Vorzündung mit Schwierigkeiten auftritt unter Verwendung einer vorbestimmten Oktanzahl als Referenz (beispielsweise die Oktanzahl des Kraftstoffs, der verwendet wird, wenn ein Maschinenordnungsmäßigkeitstest durchgeführt wird). Da ein passender Vorzündungsauftrittsindex für jeden Parameter auf diese Art und Weise eingestellt werden kann, kann eine Steuerung ausgeführt werden, nur wenn eine Vorzündung leichter auftritt. Falls andere Parameter in einem Zustand sind, wo eine Vorzündung nicht leicht auftritt, selbst wenn nur ein Parameter in einem Zustand ist, wo eine Vorzündung leicht auftritt, wird es möglich, einen Leerlauf automatisch zu stoppen.
Dann bestimmt im Schritt 325 der Vorzündungsauftrittsindex-Korrigierabschnitt 218, ob eine Vorzündung detektiert wurde oder nicht. Der Prozess geht zum nächsten Schritt 326, wenn eine Vorzündung detektiert wurde, und der Prozess geht zu Schritt 327, wenn eine Vorzündung nicht detektiert wurde. Der Vorzündungsauftrittsindex-Korrigierabschnitt 218 bestimmt, ob eine Vorzündung detektiert würde oder nicht auf Grundlage davon, ob oder ob nicht die Information ”Vorzündungsdetektion” übertragen wurde von dem Vorzündungsdetektierabschnitt 213.
Der Vorzündungsauftrittsindex-Korrigierabschnitt 218 korrigiert den Vorzündungsauftrittsindex, der berechnet wurde durch den Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt 216, so dass eine Vorzündung leicht auftritt, nur wenn eine Vorzündung detektiert wird. Zusätzlich korrigiert, auch in einem Zyklus, in dem eine Vorzündung nicht detektiert wird, der Vorzündungsauftrittsindex-Korrigierabschnitt 218 den Vorzündungsauftrittsindex, so dass die Vorzündung leicht auftritt, falls das Auftreten der Vorzündung in der Vergangenheit gespeichert ist in dem Vorzündungsspeicherabschnitt 217.
Dann substituiert in Schritt 326 der Vorzündungsauftrittsindex-Korrigierabschnitt 218 einen ersten Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturwert P_HOSI in dem Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL. Dieser Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturwert P_HOSEI setzt einen Index, der ein automatisches Leerlaufstoppen verhindert. Falls der Vorzündungsauftrittsindex, der ein automatisches Leerlaufstoppen verhindert 30 ist, gilt P_HOSEI = 30. Demgemäß gilt P_ALL = P_HOSEI = 30. Auf diese Art und Weise kann, wenn es eine Anforderung für ein automatisches Leerlaufstoppen sofort nach dem Auftreten einer Vorzündung gibt, ein automatisches Stoppen verhindert werden.
Dann bestimmt im Schritt 327 der Vorzündungsauftrittsindex-Korrigierabschnitt 218, ob oder ob nicht der Vorzündungsspeicherabschnitt 217 das Auftreten der Vorzündung in der Vergangenheit speichert. Der Prozess geht zum nächsten Schritt 328, wenn das Auftreten der Vorzündung in der Vergangenheit gespeichert ist, und der Prozess geht zu Schritt 329, wenn das Auftreten der Vorzündung in der Vergangenheit nicht gespeichert ist.
Dann berechnet in Schritt 328 der Vorzündungsauftrittsindex-Korrigierabschnitt 218 einen gegenwärtigen Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL durch Addieren eines zweiten Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturwerts P_OFT, der im Voraus gesetzt wird zu dem Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL, so dass es ein Vorzündungsauftrittsindex wird, bei dem eine Vorzündung leicht auftritt. Beispielsweise wird, unter Annahme, dass der Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturwert P_OFT 10 ist, der gegenwärtige Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL P_ALL – P_ALL + P_OFT = 20 + 10 = 30.
Durch Speichern des vorherigen Vorzündungsauftretens und Korrigieren des Vorzündungsauftrittsindex demnach, ob eine Vorzündung aufgetreten ist in der Vergangenheit oder nicht, kann ein automatisches Leerlaufstoppen verhindert werden, wenn eine Vorzündung während eines Reisens/Fahrens auftritt. Demgemäß ist es möglich, eine Möglichkeit zu verringern, dass eine Vorzündung auftreten wird beim Neustarten der Maschine.
Dann bestimmt im Schritt 329 der automatische Leerlaufstoppverhinderungs-Bestimmungsabschnitt 219, ob der Gesamtvorzündungsauftrittsindex gleich ist zu oder größer als der automatische Leerlaufstoppverhinderungs-Schwellenwert oder nicht. Wie in 10 gezeigt, wird der Automatikleerlaufstoppverhinderungs-Schwellenwert eingestellt (in der vorliegenden Ausführungsform, 30).
Der Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL vor der Korrektur in Schritt 324 ist P_ALL = 20. Demgemäß geht der Prozess zu Schritt 331, da der Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL kleiner ist als der Automatikleerlaufstoppverhinderungs-Schwellenwert = 30. zusätzlich geht, wenn eine Vorzündung im Schritt 325 detektiert wurde, der Prozess zu Schritt 330, da der Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL P_ALL = 30 ist, und demgemäß der Gesamtvorzündungsauftrittsindex P_ALL gleich ist zu dem Automatikleerlaufstopp-Verhinderungsschwellenwert = 30.
In Schritt 330 wird ein Automatikstoppverhinderungs-Flag FLAG_IS_PRIG auf 1 gesetzt, und diese Verarbeitung endet. In Schritt 331 wird das Automatikstoppverhinderungs-Flag FLAG_IS_PRIG auf 0 gesetzt, und diese Verarbeitung endet. Wenn das Automatikstoppverhinderungs-Flag FLAG_IS_PRIG 1 ist, wird ein automatisches Stoppen verhindert. Eine Vorzündung bei dem Neustart der Maschine wird verhindert durch Verhindern eines automatischen Leerlaufstoppens bzw. Freilaufstoppens. Zusätzlich wird die automatische Stoppverhinderung bestimmt gemäß dem Vorzündungsauftrittsindex. Demgemäß kann, da ein Leerlauf automatisch gestoppt werden kann, wenn eine Möglichkeit des Auftretens der Vorzündung gering ist, eine Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
11 zeigt ein Flussdiagramm, das einen automatischen Leerlaufstopp-Bestimmungsbetrieb des Vorzündungsschätzungs-Steuergeräts für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Diese Verarbeitung für einen Betrieb des Automatikleerlaufstoppbestimmungs-Operations-Flags ist eine Verarbeitung, die ausgeführt wird zu einer Zeit, synchronisiert mit einer Maschinendrehung (beispielsweise Unterbrechungsverarbeitung, ausgeführt alle 180 degCA).
In Schritt 341 bestimmt der Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt 222, dass ein Fahrzeug gestoppt hat, von der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation.
Dann bestimmt in Schritt 342 der Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt 222, ob das Fahrzeug beim Lenken ist von der Lenkinformation 9 oder nicht. Der Prozess geht zu Schritt 343, falls das Fahrzeug gesteuert wird bzw. gelenkt wird, und der Prozess geht zu Schritt 244, falls das Fahrzeug nicht gesteuert bzw. gelenkt wird.
Dann verhindert in Schritt 343 der Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt 222 eine Anforderung eines automatischen Leerlaufstoppens, und diese Verarbeitung endet.
Dann bestimmt in Schritt 344 der Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt 222, ob eine Klimaanlage des Fahrzeugs arbeitet oder nicht, von der Klimaanlagen-Betriebsinformation. Dieser Prozess geht zu Schritt 343, falls die Klimaanlage des Fahrzeugs arbeitet, und der Prozess geht zu Schritt 345, falls die Klimaanlage des Fahrzeugs nicht arbeitet.
Dann bestimmt in Schritt 345 der Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt 222, ob das Automatikstoppverhinderungs-Flag FLAG_IS_PRIG 1 ist oder nicht. Der Prozess geht zu Schritt 343, falls das Automatikstoppverhinderungs-Flag FLAG_IS_PRIG 1 ist, und der Prozess geht zu Schritt 346, falls das Automatikstoppverhinderungs-Flag FLAG_IS_PRIG nicht 1 ist.
Dann sendet im Schritt 346 der Automatikleerlaufstopp-Bestimmungsabschnitt 222 eine Anforderung für ein automatisches Leerlaufstoppen, und diese Verarbeitung endet. Wie oben beschrieben, wird, da ein automatisches Leerlaufstoppen nicht erlaubt wird von dem Ergebnis des Vorzündungsauftrittsindex, die Vorzündung beim Neustarten der Maschine verhindert.
12 zeigt ein Flussdiagramm zum Einstellen einer Kraftstoffeinspritzzeit bei dem Neustarten der Maschine in dem Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese Verarbeitung zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzzeit bei dem Neustarten der Maschine ist eine Verarbeitung, die zu jeder festen Zeit ausgeführt wird (beispielsweise Unterbrechungsverarbeitung, die alle 10 ms ausgeführt wird) durch Stoppen eines Leerlaufs.
In Schritt 351 empfängt der Abschnitt zum Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzzeit zu der Zeit eines Startens (für Vorzündung) 221 eine Neustartanforderung auf Grundlage der Bremsinformation (nicht gezeigt) oder Ähnlichem und bestimmt, ob der Vorzündungsauftrittsindex gleich ist zu oder größer als ein nächster Kraftstoffeinspritzzeitänderungs-Schwellenwert oder nicht. Wie in 10 gezeigt, wird der nächste Kraftstoffeinspritzzeitänderungs-Schwellenwert eingestellt (in der vorliegenden Ausführungsform, 20). Beispielsweise wird, wenn der Vorzündungsauftrittsindex 30 ist, der Vorzündungsauftrittsindex größer als der nächste Kraftstoffeinspritzzeitänderungs-Schwellenwert, und der Prozess geht zu Schritt 352. Wenn der Vorzündungsauftrittsindex 10 ist, wird die nächste Kraftstoffeinspritzzeit nicht verändert, und diese Verarbeitung endet.
In Schritt 352 bestimmt der Abschnitt zum Bestimmen einer Kraftstoffeinspritzzeit zu der Zeit eines Startens (für Vorzündung) 221, ob der Zeitgeber für eine abgelaufene Zeit nach einem automatischen Leerlaufstoppen 220 einen vorbestimmten Wert oder mehr hat oder nicht. Falls der Timer für eine abgelaufene Zeit nach einem automatischen Leerlaufstoppen 220 einen vorbestimmten Wert oder mehr hat (beispielsweise 3 Minuten oder mehr), geht der Prozess zu Schritt 353. Andererseits wird die nächste Kraftstoffeinspritzzeit nicht verändert, und diese Verarbeitung endet. Hier ist der Timer bzw. Zeitgeber für eine abgelaufene Zeit nach einem automatischen Leerlaufstoppen 220, ein Timer, der eine abgelaufene Zeit von dem Zeitpunkt eines automatischen Leerlaufstoppens misst.
In Schritt 353 fordert der Abschnitt zum Einstellen einer Kraftstoffeinspritzzeit zu der Zeit eines Startens (für Vorzündung) 221 den Kraftstoffeinspritz-Steuerabschnitt 223 auf, die Kraftstoffeinspritzzeit beim Neustart der Maschine zu ändern, und diese Verarbeitung endet.
Eine Kraftstoffeinspritzzeit zu der Zeit eines Startens, angefordert in diesem Flussdiagramm, ist in 13 gezeigt. 13 zeigt jeden Hub und Kraftstoffeinspritzzeit. In 13 kennzeichnet A eine Kraftstoffeinspritzzeit bzw. Kraftstoffeinspritz-Timing zu der Zeit eines normalen Starts, und eine Kraftstoffeinspritzung wird gestartet von dem Einlasshub (B in der Zeichnung), was bestimmt wird nach einem Starten der Maschine. Andererseits kennzeichnet C in 13 eine Kraftstoffeinspritzzeit für eine Vorzündung, und eine Kraftstoffeinspritzung wird gestartet von dem Einlasshub (D in der Zeichnung) nach einem Zyklus von dem Einlasshub, bestimmt nach einem Starten der Maschine. Auf diese Art und Weise kann, da eine Kraftstoffeinspritzung in die Luft in einem Zylinder, der durch die Hitze der Maschine aufgewärmt wurde, während einem automatischen Leerlaufstoppen nicht auftritt, eine Vorzündung verhindert werden.
Hier wird die Zylinderinformation, die verwendet wird zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzzeit, bestimmt durch Kombination eines Detektionssignals des Phasenwinkelsensors 5 und eines Detektionssignals des Kurbelwinkelsensors 108. Beispielsweise ist ein Design in dem Fall einer Vierzylindermaschine so durchgeführt, dass ein Referenzsignal eingegeben wird in einen Phasenwinkelsensor, der jedes Mal bei einem Kurbelwinkel von 720° rotiert, bei jedem Kurbelwinkel von 180°, und ein Referenzsignal eingegeben wird in einem Kurbelwinkelsensor bei einem Kurbelwinkel von 180°, wie in 14 gezeigt. Eingabe von jedem Referenzsignal ist entworfen zum Synchronisieren zu der Kompressions-Obere-Totpunkt-Zeit von jedem Zylinder. In diesem Fall kann es möglich werden, da der Kompressions-Obere-Totpunkt von jedem Zylinder durch Kombination eines Referenzsignals des Phasenwinkelsensors und eines Referenzsignals des Kurbelwinkelsensors, gezeigt in 15, bestimmt werden kann, dass die Anzahl der Zylinder bestimmt wird. Falls der Kompressions-Obere-Totpunkt bestimmt werden kann, kann die Bestimmung auch für die anderen Hubs bzw. Takte durchgeführt werden.
Obwohl das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung angewandt wird auf eine Brennkraftmaschine eines Direkteinspritzungstyps, ist eine Schätzung des Vorzündungsauftrittsindex auch wirksam für andere Brennkraftmaschinen, wie zum Beispiel einer Brennkraftmaschine eines Eingangeinspritztyps. Verschiedene Modifizierungen und Veränderungen dieser Erfindung sind dem Fachmann ersichtlich, ohne den Umfang und Geist dieser Erfindung zu verlassen, und es sollte verstanden werden, dass diese nicht auf die darstellenden Ausführungsformen, die hierin dargelegt sind, begrenzt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-114973 A [0006]
JP 2007120448 A [0006]

Claims

Ein Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine, das angewandt wird auf eine Brennkraftmaschine eines Funkenzündungstyps, und das die Brennkraftmaschine automatisch stoppt, wenn vorbestimmte Stoppbedingungen erfüllt werden, und startet die Brennkraftmaschine neu, wenn vorbestimmte Neustartbedingungen erfüllt werden, wobei das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät umfasst einen Einlasslufttemperatur-Sensor (1), der eine Temperatur einer Einlassluft detektiert, die eingeführt wird in eine Verbrennungskammer (101); einen Wassertemperatursensor (2), der eine Kühltemperatur der Brennkraftmaschine detektiert; Öldetektiermittel (3) zum Detektieren einer Kraftstoffversorgung; Klopfdetektiermittel (4) zum Detektieren einer Änderung der Brennkraftmaschine, die hervorgerufen wird durch Klopfen und Vorzündung; einen Oktanzahl-Schätzabschnitt (214) zum Schätzen einer Oktanzahl eines Kraftstoffs auf Grundlage von Detektionssignalen von dem Einlasslufttemperatur-Sensor (1), dem Wassertemperatursensor (2), dem Öldetektiermittel (3) und dem Klopfdetektiermittel (4); einen Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt (216), der einen Gesamtvorzündungs-Auftrittsindex auf der Grundlage der Detektionssignale von dem Einlasslufttemperatur-Sensor (1) und dem Wassertemperatursensor (2) und der Oktanzahl, geschätzt durch das Oktanzahl-Schätzmittel (214) berechnet; einen Vorrzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt (218), der den Gesamtvorzündungs-Auftrittsindex korrigiert, so dass eine Vorzündung leichter auftritt, wenn eine Vorzündung detektiert wird; und Automatik-Leerlaufstopp-Bestimmungsmittel (222) zum Bestimmen, ob die Maschine automatisch anzuhalten ist auf Grundlage des Gesamtvorzündungs-Auftrittsindex, berechnet durch den Vorzündungsauftrittsindex-Korrekturabschnitt.
Das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend: Anzahl-Von-Zylindern-Bestimmungsmittel zum Bestimmen der Anzahl von Zylindern in einem Einlasshub der Brennkraftmaschine; und einen Zeitgeber (22), der eine Zeit misst, bis die Brennkraftmaschine neu startet nachdem die Brennkraftmaschine gestoppt wurde durch das Automatik-Leerlaufstopp-Bestimmungsmittel (222), wobei, wenn der Vorzündungsauftrittsindex gleich ist zu oder größer als ein Neustartvorzündungs-Auftrittsindex und ein Wert des Zeitgebers (220) gleich ist zu oder größer als ein vorbestimmter Wert, ein Kraftstoffeinspritzen gestartet wird von einem Zylinder in der Brennkraftmaschine, in dem neue Luft eingeführt wurde bei dem Neustarten der Brennkraftmaschine.
Das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: einen Ölzuführbestimmungsabschnitt (211), der bestimmt, ob oder ob nicht es sofort nach einer Kraftstoffzuführung ist auf Grundlage eines Detektionssignals von dem Öldetektiermittel (3); einen Klopfdetektierabschnitt (212), der ein Klopfen detektiert auf Grundlage eines Detektionssignals von dem Klopfdetektiermittel (4); einen Vorzündungsdetektierabschnitt (213), der eine Vorzündung detektiert auf Grundlage eines Detektionssignals von dem Klopfdetektiermittel (4); und einen Oktanzahl-Schätzabschnitt (214), der eine Oktanzahlschätzung von Kraftstoff einstellt auf einen Anfangswert, wenn der Ölzuführ-Bestimmungsabschnitt (211) bestimmt, dass es sofort nach einer Kraftstoffversorgung ist, die Anzahl der Klopfauftritte berechnet, die detektiert werden durch den Klopfdetektierabschnitt (212), die Oktanzahlschätzung auf einen niedrigeren Wert aktualisiert, wenn die Anzahl der Klopfauftritte in einem vorbestimmten Zyklus gleich ist zu oder größer als ein Schwellenwert der Anzahl der Auftritte, die Oktanzahlschätzung auf einen niedrigeren Wert aktualisiert, und auch die Anzahl der Klopfauftritte neu einstellt, wenn eine Vorzündung detektiert wurde durch den Vorzündungsdetektierabschnitt (213), und keine Aktualisierung der Oktanzahlschätzung, hervorgerufen durch Klopfdetektion und Vorzündungsdetektion, durchführt, wenn die Einlasslufttemperatur, detektiert durch den Einlassluft-Temperatursensor (1), gleich ist zu oder großer als ein Einlasslufttemperatur-Schwellenwert und die Wassertemperatur, detektiert durch den Wassertemperatursensor (2), gleich ist zu oder größer als ein Wassertemperatur-Schwellenwert,
Das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Vorzündungsauftrittsindex-Berechnungsabschnitt (216) einen ersten Vorzündungsauftrittsindex berechnet von einer ”Einlasslufttemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle auf Grundlage der Einlasslufttemperatur, detektiert durch den Einlassluft-Temperatursensor (1), einen zweiten Vorzündungsauftrittsindex berechnet von einer ”Wassertemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle auf Grundlage der Wassertemperatur, detektiert durch den Wassertemperatursensor (2), einen dritten Vorzündungsauftrittsindex berechnet von einer ”Oktanzahl-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle auf Grundlage der Oktanzahl, detektiert durch den Oktanzahl-Schätzabschnitt (214), und einen Gesamtvorzündungsauftrittsindex berechnet durch Addieren der ersten, zweiten und dritten Vorzündungsauftrittsindize.
Das Verzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, wobei in der ”Einlasslufttemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle ein positiver Wert eingestellt wird als der Vorzündungsauftrittsindex in einem Temperaturbereich, wo eine Vorzündung leicht auftritt, und ein negativer Wert eingestellt wird als der Vorzündungsauftrittsindex in einem Temperaturbereich, wo eine Vorzündung mit Schwierigkeiten auftritt.
Das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, wobei in der ”Wassertemperatur-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle ein positiver Wert eingestellt wird als der Vorzündungsauftrittsindex in einem Temperaturbereich, wo eine Vorzündung leicht auftritt, und ein negativer Wert eingestellt wird als der Vorzündungsauftrittsindex in einem Temperaturbereich, wo eine Vorzündung mit Schwierigkeiten auftritt.
Das Vorzündungsschätzungs-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, wobei in der ”Oktanzahl-Vorzündungsauftrittsindex”-Tabelle ein positiver Wert eingestellt wird als der Vorzündungsauftrittsindex bei einer Oktanzahl, bei der eine Vorzündung leicht auftritt, und ein negativer Wert eingestellt wird als der Vorzündungsauftrittsindex bei einer Oktanzahl, bei der eine Vorzündung mit Schwierigkeiten auftritt.