DE102013206209B4

DE102013206209B4 - Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102013206209B4
Application number: DE102013206209.5A
Authority: DE
Inventors: Yuhei Matsushima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: JP2014084835A; US9212647B2; JP5502176B2; DE102013206209A1; CN103790751B; CN103790751A; US20140116383A1

Abstract

Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (1) mit: einem Klopfsensor (11), der eine Vibration des Verbrennungsmotors (1) erfasst und eine Ausgabe mit einem der erfassten Vibration entsprechenden Signal erzeugt; einem Kurbelwinkelsensor (9), der einen Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors (1) erfasst und ein dem erfassten Kurbelwinkel entsprechendes Signal ausgibt; einer Vibrationswellenform-Berechnungseinheit (20), die eine Vibrationswellenform einer klopfspezifischen Frequenzkomponente des Verbrennungsmotors (1) über eine Vielzahl von Zündzyklen des Verbrennungsmotors (1) gemäß einer Ausgabe des Klopfsensor und einer Ausgabe des Kurbelwinkelsensor (9) berechnet; einer Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit (21), die eine Standardabweichung der berechneten Vibrationswellenform über die Vielzahl von Zündzyklen berechnet; einer Vibrationspositions-Erfassungseinheit (22), die als eine Vibrationsposition durch eine Verbrennung des Verbrennungsmotors (1) eine Position erfasst, die dem Kurbelwinkel entspricht, bei dem die berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform einen vorbestimmten ersten Bestimmungspegel überschreitet; einer Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit (24), die einen tatsächlichen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors (1) gemäß der erfassten Vibrationsposition berechnet; und einer Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit (25), die fähig ist zum Einstellen eines Zündzeitpunktes des Verbrennungsmotors (1) gemäß dem berechneten tatsächlichen Zündzeitpunkt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors und im Besonderen eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors, welche(r) mit einer Funktion zum Erfassen eines Zündzeitpunkts eines an den Verbrennungsmotor gelieferten Kraftstoffs ausgestattet ist.
HINTERGRUNDTECHNIK
Eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung ist vorgeschlagen worden für einen Verbrennungsmotor, der Dieselmotor genannt wird, der eine Diffusionsverbrennung mittels Kraftstoffeinspritzung durchführt. Diese Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung erfasst einen Verbrennungszeitpunkt, d. h. ein Zündzeitpunkt eines Kraftstoffs, auf der Grundlage einer Vibration, die induziert wird, wenn Kraftstoff verbrennt, mit Verwendung eines Beschleunigungssensors (Klopfsensor), der einem Motorblock bereitgestellt ist, und steuert einen Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt gemäß dem erfassten Zündzeitpunkt. Diese Ausgestaltung wird beispielsweise in Patentdokument 1 beschrieben.
Es gibt eine andere Kraftstoffeinspritzung Steuervorrichtung, die bestimmt, ob die erfasste Vibration induziert wird durch die Zündung oder eine Störung, auf der Grundlage einer Korrelation zwischen einem Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt und einem Zündzeitpunkt und einen Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt gemäß dem Bestimmungsergebnis steuert. Diese Ausgestaltung ist beispielsweise in Patentdokument 2 beschrieben.
Zitierungsliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP-A-4-237845
Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. 3780549

Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung in der in Patentdokument 1 offenbarten verwandten Technik hat jedoch ein Problem, dass es einen Fall gibt, wo eine Störungsvibration, die eine nicht durch eine Zündung sondern durch Betätigungen von Komponenten, die dem Verbrennungsmotor bereitgestellt sind, so wie Einlassventile und Auslassventile, induzierte Vibration ist, einer Frequenzkomponente/einer Vibrationswellenform überlagert ist, und in solch einem Fall erfasst die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung die Störungsvibration fehlerhaft als eine zündungsinduzierte Vibration.
Unterdessen hat die Kraftstoffeinspritzung-Steuervorrichtung in der in Patentdokument 2 offenbarten verwandten Technik ein Problem, dass die Kraftstoffeinspritzung-Steuervorrichtung versagt, einen exakten Zündzeitpunkt zu erfassen, wenn die erfasste Vibration als eine störungsinduzierte Vibration bestimmt wird, und deshalb unfähig wird zum Korrigieren des Kraftstoffeinspritzungszeitpunkts. Weil eine Störungsbestimmung auf der Grundlage einer Korrelation zwischen dem Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt und dem Zündzeitpunkt gemacht wird, hat die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung auch noch ein anderes Problem, dass eine Störungsbestimmung nicht gemacht werden kann, wenn weder der Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt noch der Zündzeitpunkt variiert, d. h. wenn eine Antriebsbedingung unverändert bleibt, und die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung versagt, einen exakten Zündzeitpunkt zu erfassen. Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung hat noch ein anderes Problem, dass eine Störungsbestimmung nicht gemacht werden kann beispielsweise in einem Fall, wo eine Korrelation nicht notwendigerweise errichtet ist zwischen dem Kraftstoffeinspritzungszeitpunkt und dem Zündzeitpunkt wie mit einem Verbrennungsmotor (HCCI-Motor genannt), der ausgestaltet ist zum Durchführen einer Vorgemischkomprimierungs-gezündeten Verbrennung (Engl.: pre-mixed compression ignited combustion), und deshalb die Kraftstoffeinspritzung-Steuervorrichtung versagt, einen exakten Zündzeitpunkt zu erfassen.
Aus der EP 2 226 485 A2 ist eine für einen Dieselmotor vorgesehene Steuervorrichtung bekannt mit einem Klopfsensor zum Ausgeben eines Vibrationsbeschleunigungssignals, einem Integrator zum Integrieren des Vibrationsbeschleunigungssignals von einem vorbestimmten, einem Zündpunkt vorgelagerten Integrationsstartzeitpunkt, einer Vergleichseinheit zum Vergleichen eines Integrationswertes mit einem vorbestimmten Zündzeitpunkt-Beurteilungspegel, und einer Beurteilungseinheit zum Beurteilen eines echten Zündzeitpunktes auf der Grundlage eines erreichten Zeitpunktes, bei dem der Integrationswert den Zündzeitpunkt-Beurteilungspegel erreicht hat.
Aus der DE 10 2012 206 279 A1 ist eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor zum Durchführen einer Zündzeitpunktverzögerung beim Erfassen eines Klopfens des Verbrennungsmotors auf Grundlage eines Klopfsensorsignals bekannt. Die Steuervorrichtung verfügt außerdem über eine Einheit zum Bestimmen einer Frühzündung oder Spätzündung als eine abnormale Zündung auf Grundlage des gefilterten Klopfsensorsignals und der durchgeführten Zündzeitpunktverzögerung.
Aus der DE 10 2012 220 764 A1 ist eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, die zur Vermeidung eines Klopfens des Verbrennungsmotors einen Verzögerungswinkel für den Zündzeitpunkt berechnet. Die Berechnung erfolgt auf Grundlage eines verarbeiteten Klopfsensorssignals und eines Signals einer Pseudoklopf-Bestimmungseinheit, die basierend auf nicht durch den Klopfsensor erfassten Sensorsignalen bestimmt, ob ein Pseudo-Klopfen vorliegt.
US 5 821 412 A beschreibt eine Messvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Aus bei verschiedenen Kurbelwinkelpositionen gemessenen Vibrationsamplituden wird eine Einhüllende ermittelt, die zum Analysieren des Verbrennungsmotors verwendet wird.
INHALTSANGABE DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird zum Lösen der Probleme der Kraftstoffeinspritzung-Steuervorrichtungen in der wie oben erläuterten verwandten Technik hergeleitet und hat eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, die fähig ist zum Erfassen eines Zündzeitpunkts mit Genauigkeit und ohne Auswirkungen einer Störungsvibration unabhängig von einem Verbrennungsverfahren des Verbrennungsmotors, und die somit fähig ist zum Steuern eines Zündzeitpunkts mit Genauigkeit.
Eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält: einen Klopfsensor, der eine Vibration des Verbrennungsmotors erfasst und eine Ausgabe mit einem der erfassten Vibration entsprechenden Signal erzeugt; einen Kurbelwinkelsensor, der einen Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors erfasst und ein dem erfassten Kurbelwinkel entsprechendes Signal ausgibt; eine Vibrationswellenform-Berechnungseinheit, die eine Vibrationswellenform einer klopfspezifischen Frequenzkomponente des Verbrennungsmotors über eine Vielzahl von Zündzyklen des Verbrennungsmotors gemäß einer Ausgabe des Klopfsensor und einer Ausgabe des Kurbelwinkelsensor berechnet; eine Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit, die eine Standardabweichung der berechneten Vibrationswellenform über die Vielzahl von Zündzyklen berechnet; eine Vibrationspositions-Erfassungseinheit, die als eine Vibrationsposition durch eine Verbrennung des Verbrennungsmotors eine Position erfasst, die dem Kurbelwinkel entspricht, bei der/dem die berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform einen vorbestimmten ersten Bestimmungspegel überschreitet; eine Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit, die einen tatsächlichen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors gemäß der erfassten Vibrationsposition berechnet; und eine Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit, die fähig ist zum Einstellen eines Zündzeitpunktes des Verbrennungsmotors gemäß dem berechneten tatsächlichen Zündzeitpunkt.
Die Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors enthält: die Vibrationswellenform-Berechnungseinheit, die eine Vibrationswellenform einer klopfspezifischen Frequenzkomponente des Verbrennungsmotors über eine Vielzahl von Zündzyklen des Verbrennungsmotors berechnet; die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit, die eine Standardabweichung der berechneten Vibrationswellenform über die Vielzahl von Zündzyklen berechnet; die Vibrationspositions-Erfassungseinheit, die als eine Vibrationsposition durch eine Verbrennung des Verbrennungsmotors eine Position erfasst, die dem Kurbelwinkel entspricht, bei der/dem die berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform einen vorbestimmten ersten Bestimmungspegel überschreitet; die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit, die einen tatsächlichen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors gemäß der erfassten Vibrationsposition berechnet; und die Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit, die fähig ist zum Einstellen eines Zündzeitpunktes des Verbrennungsmotors gemäß dem berechneten tatsächlichen Zündzeitpunkt. Dank dieser Ausgestaltung kann ein exzellenter Vorteil erreicht werden, dass die Steuervorrichtung fähig ist zum Erfassen eines Zündzeitpunkts mit Genauigkeit und ohne Auswirkungen einer Störungsvibration unabhängig von einem Verbrennungsverfahren des Verbrennungsmotors und somit fähig ist zum Steuern eines Zündzeitpunkts mit Genauigkeit.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, die eine Gesamtausgestaltung einer Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Zündzeitpunkt-Steuereinheit in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
3 ist ein Charakteristikkennfeld, das eine Beziehung zwischen einer Vibrationsposition und einem tatsächlichen Zündzeitpunkt in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist eine Ansicht, die verwendet wird zum Beschreiben einer Vibrationspositionserfassung in einem Fall, wo eine verbrennungsinduzierte Vibration und eine Störungsvibration, die durch eine Betätigung des Motors induziert worden ist, einer Frequenzkomponente/einer Vibrationswellenform überlagert sind in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Operation gemäß einer Zündzeitpunkt-Steuerfunktion abbildet, die der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Hier wird im nachfolgenden eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Detail mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben werden. 1 ist eine Ansicht, die eine Gesamtausgestaltung der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in einem Fall zeigt, wo die Erfindung auf einen Verbrennungsmotor (SI-Motor) angewendet wird, der eine Vorgemischverbrennung (Engl.: pre-mix combustion) mittels Funkenzündung durchführt.
Mit Verweis auf 1 sind ein Einlassventil 1c, ein Auslassventil 1d und ein Kolben 1e einem Verbrennungsraum 1b eines Zylinders 1a in einem Verbrennungsmotor (hier im nachfolgenden einfach als der Motor bezeichnet) 1 bereitgestellt. Ferner sind eine Zündkerze 2 und ein Injektor 3 bereitgestellt, um einem Inneren des Kraftstoffverbrennungsraums 1b gegenüberzustehen. Außerdem wird eine Ansaugluftmenge des Motors 1 durch eine in einer Einlassöffnung 4 bereitgestellte Elektronische-Steuerung-Drosselklappe 5 reguliert. Die Elektronische-Steuerung-Drosselklappe 5 ist gebildet aus einem Drosselklappenventil 5a, einem Motor 5b, der das Drosselklappenventil 5a antreibt, und einem Drosselklappenöffnungssensor 5c, der eine Öffnung des Drosselklappenventils 5a erfasst.
Eine Motorsteuereinheit (hier im nachfolgenden als ECU abgekürzt) 6 erhält ein Ausgabesignal eines Akzeleratorpositionssensors 8, der ein Ausmaß einer Betätigung eines Gaspedals 7 erfasst, und sendet ein Steuersignal an den Motor 5b, so dass das Drosselklappenventil 5a gesteuert wird zum Öffnen bei einer adäquaten Öffnung gemäß einem Drosselklappenventil-Öffnungssignal von dem Drosselklappenöffnungssensor 5c. Ein Kurbelwinkelsensor 9 erfasst einen Kurbelwinkel einer Kurbelwelle 1f, und ein Nockenwinkelsensor 10 erfasst einen Nockenwinkel einer Nockenwelle 1g auf einer Einlassseite. Außerdem erfasst ein Klopfsensor 11 eine Vibration des Motors 1. Jeder der Sensoren 9, 10 und 11 gibt ein Ausgabesignal auf Grundlage eines Erfassungswertes in die ECU 6 ein.
Die ECU 6 erhält Ausgabesignale von dem Akzeleratorpositionssensor 8, dem Kurbelwinkelsensor 9, dem Nockenwellensensor 10, einem Luftstromsensor 12 und dem Klopfsensor 11 als auch von vielfältigen Sensoren (nicht gezeigt) und bestimmt einen Funkenzeitpunkt (bzw. Zündzeitpunkt) und eine Kraftstoffeinspritzungsmenge oder dergleichen. Gemäß den jeweiligen bestimmten Werten liefert die ECU 6 Kraftstoff durch Antreiben des Injektors 3 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungsraum 1b und entlädt einen Funken von einem Zündkerzenspalt der Zündkerze 2 durch Antreiben einer mit der Zündkerze 2 verbundenen Zündspule 13.
Ein Durchsatz einer Ansaugluft, von der Staub und Fremdmaterie durch einen Luftfilter 14 entfernt worden sind, wird durch den Luftstromsensor 12 gemessen. Dann wird die Ansaugluft in einen Ausgleichsbehälter 15 zugeführt durch Passieren durch die Elektronische-Steuerung-Drosselklappe 5. Ferner wird die Ansaugluft in dem Ausgleichsbehälter 15 in den Verbrennungsraum 1b zugeführt durch Passieren durch das Einlassventil 1c. Die in den Verbrennungsraum 1b zugeführte Ansaugluft und von dem Injektor 3 eingespritzter Kraftstoff werden zusammengemischt und bilden ein Luft-Kraftstoff-Gemisch. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch eine Funkenentladung der Zündkerze 2 zum Brennen gezündet.
Ein Verbrennungsdruck des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird an den Kolben 1e übertragen, um den Kolben 1e hin und her zu bewegen. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 1b wird an die Kurbelwelle 1f über einen Verbindungsstab 1h übertragen und in eine Drehbewegung umgewandelt, die als eine Ausgangsleistung des Motors 1 extrahiert wird. Das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch produziert ein Abgas, das an einen Auslasskrümmer 16 ausgestoßen wird durch Passieren durch das Auslassventil 1d. Das Abgas wird dann durch einen Katalysator 17 gesäubert und an die Atmosphäre freigegeben.
Eine Zündzeitpunkt-Steuereinheit, die in der ECU 6 der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist, wird nun mit Verweis auf 2 beschrieben werden. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Zündzeitpunkt-Steuereinheit in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Mit Verweis auf 2 sind ein Kurbelwinkelsensor 9 und ein Klopfsensor 11 der Kurbelwinkelsensor 9 bzw. der Klopfsensor 11, die in 1 gezeigt sind.
Die ECU 6 enthält einen Schnittstellenschaltkreis 61 und einen Mikrocomputer 62. Der Schnittstellenschaltkreis 61 enthält ein Tiefpassfilter (hier im nachfolgenden als LPF abgekürzt) 18, das zum Entfernen einer Hochfrequenzkomponente von einem Ausgabesignal des Klopfsensors 11 verwendet wird. Eine Vorspannung von beispielsweise 2,5 [V] wird an den LPF 18 angelegt, so dass eine Mitte der Vibrationskomponenten, die in dem Ausgabesignal des Klopfsensors 11 enthalten sind, auf 2,5 [V] fällt. Für sämtliche der Vibrationskomponenten, die in einem Ausgabesignal des Klopfsensor 11 enthalten sind, die in einen A-D-Wandler 19 aufzunehmen sind, wird eine Ausgangscharakteristik des LPF 18 derart gesetzt, dass die Vibrationskomponenten eines Ausgabesignals des Klopfsensors 11 in einen Bereich von 0 [V] bis 5 [V] mit der Vorspannung von 2,5 [V] bei der Mitte fallen. Das LPF 18 ist mit einer Verstärkungsgrad-Umwandlungsfunktion versehen, die ein Ausgabesignal von dem Klopfsensor 11 mit 2,5 [V] bei der Mitte verstärkt, wenn die Vibrationskomponenten des Ausgabesignals klein sind, und das Ausgabesignal mit 2,5 [V] bei der Mitte reduziert, wenn die Vibrationskomponenten groß sind.
Der Mikrocomputer 62 ist gebildet aus einem A-D-Wandler, der ein analoges Signal in ein digitales Signal umwandelt, einer ROM-Region, in der ein Steuerprogramm und Steuerkonstanten gespeichert werden sollen, einer RAM-Region, in der Variablen gespeichert werden sollen, wenn das Programm läuft, usw.. Der Mikrocomputer 62 enthält als Hauptkomponenten der Zündzeitpunkt-Steuereinheit den A-D-Wandler 19, eine Vibrationswellenform-Berechnungseinheit 20, eine Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit 21, eine Vibrationspositions-Erfassungseinheit 22, eine Vibrationspegel-Erfassungseinheit 23, eine Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit 24 und eine Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit 25.
Der A-D-Wandler 19 wandelt ein analoges Signal von dem Klopfsensor 11, das durch das LPF 18 gefiltert worden ist, in ein digitales Signal zu regulären Zeitintervallen um (zum Beispiel jede 10 [μs] oder jede 20 [μs]). Alternativ kann der A-D-Wandler 19 ausgestaltet sein, konstant eine A-D-Wandlung durchzuführen und Daten nur in einem Kurbelwinkelabschnitt erforderlich zur Verarbeitung nach der A-D-Umwandlung auszugeben. Ferner kann der A-D-Wandler 19 ausgestaltet sein, eine A-D-Umwandlung nur für einen Kurbelwinkelabschnitt erforderlich zur Verarbeitung nach der A-D-Umwandlung durchzuführen und das Umwandlungsergebnis auszugeben.
Die Vibrationswellenform-Erfassungseinheit 20 wendet eine Frequenzanalyse auf ein digitales Signal von dem A-D-Wandler 19 mittels einer Digitalsignalverarbeitung an auf den Empfang des digitalen Signals von dem A-D-Wandler 19 und eines Ausgabesignals von dem Kurbelwinkelsensor 9 als Eingaben und berechnet eine Vibrationswellenform einer vorbestimmten Frequenzkomponente (zum Beispiel 5 [kHz] bis 7 [kHz]). Als die Digitalsignalverarbeitung wird beispielsweise eine Verarbeitung verwendet, die Diskrete Fourier-Transformation (DFT) oder Kurzzeit-Fourier-Transformation (STFT) genannt wird. Mittels der Digitalsignalverarbeitung wird ein Spektrum der vorbestimmten Frequenzkomponente (hier im nachfolgenden als die Vibrationsintensität VI bezeichnet) als die Vibrationswellenform zu jeder vorbestimmten Zeit oder zu jedem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet.
Alternativ kann die vorbestimmte Frequenzkomponente extrahiert werden mit Verwendung eines IIR-(Infinite Impulse Response)Filters oder eines FIR-(Finite Impulse Response)Filters als die Digitalsignalverarbeitung. Ferner kann die Vibrationswellenform-Erfassungseinheit 20 eine Operation ausführen, während die A/D-Umwandlung auf ein analoges Signal von dem LPF 18 angewendet wird, oder Operationen kollektiv durch Unterbrechungsverarbeitung synchron mit Drehungen des Motors 1 ausführen.
Übrigens enthalten Vibrationen des Motors 1 eine durch eine Betätigung des Motors 1 induzierte Störungsvibration neben einer verbrennungsinduzierten Vibration, und es kann einen Fall gegeben, wo diese Störungen der vorbestimmten Frequenzkomponente überlagert sind. Solch eine Störungsvibration ist eine Vibration, die durch eine Betätigung von dem Motor 1 bereitgestellten Komponenten, so wie die Injektoren 3, die Einlassventile 1c und die Auslassventile 1d, induziert wird, oder eine motorsspezifische Vibration, die durch eine Betätigung der Kolben 1e usw. induziert wird. In einem Fall, wo die durch die Vibrationswellenform-Erfassungseinheit 20 erfasste Vibrationswellenform intakt bzw. vollständig für eine Vibrationspositionserfassung verwendet wird, gibt es demgemäß eine Möglichkeit, dass diese Störungsvibrationen fehlerhaft als die verbrennungsinduzierte Vibration erfasst werden.
Um solch eine Unannehmlichkeit zu eliminieren, ist die Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgestaltet, eine Standardabweichung einer Vibrationswellenform zu berechnen durch Unterziehen der Vibrationswellenform über eine Vielzahl von Zündzyklen, berechnet durch die Vibrationswellenform-Erfassungseinheit 20, einer Filterverarbeitung über eine Vielzahl von Zündzyklen durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit 21, und eine Vibrationsposition mit Verwendung der berechneten Standardabweichung der Vibrationswellenform durch die Vibrationspositions-Erfassungseinheit 22 zu erfassen. Die Steuervorrichtung ist deshalb fähig zum Berechnen einer verbrennungsinduzierten Vibration allein ohne Auswirkungen der Störungsvibration.
Genauer genommen berechnet die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit 21 eine Standardabweichung der Vibrationswellenform über die vorbestimmten Zündzyklen, berechnet durch die Vibrationswellenform-Erfassungseinheit 20, gemäß Gleichungen (1) und (2) wie folgt: VIA [n] = KVIA × VIA [n – 1] + (1 – KVIA) × VI [n] Gleichung (1) wo VIA [n] ein Mittelwert einer Vibrationsintensität (Vibrationswellenform-Mittelwert) ist, VI [n] eine Vibrationsintensität ist, und KVIA ein Filterkoeffizient zur Berechnung eines Mittelwertes ist; VSGM [n] = KVSGM × VSGM [n – 1] + (1 – KVSGM) × (VI [n] – VIA [n]) Gleichung (2) wo VSGM [n] eine Standardabweichung einer Vibrationsintensität (Vibrationswellenform-Standardabweichung) ist, KVSGM ein Filterkoeffizient zur Berechnung einer Standardabweichung ist.
Hierbei meint [n] eine Verarbeitung bei dem Zündzeitpunkt zu dieser Zeit, und [n – 1] meint eine Verarbeitung bei dem Zündzeitpunkt zu der letzten Zeit. Außerdem ist die Vibrationsintensität VI ein Wert, der durch die Vibrationswellenform-Erfassungseinheit 20 bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet worden ist. Der Mittelwert der Vibrationsintensität, VIA, und die Standardabweichung der Vibrationsintensität, VSGM [n], werden bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel berechnet.
Die Vibrationsposition-Erfassungseinheit 22 erfasst eine Position, bei der die Standardabweichung der Vibrationswellenform, die durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit 21 berechnet worden ist, zuerst einen vorbestimmten ersten Bestimmungspegel J1 überschreitet, als eine Vibrationsposition VPOS. Hierbei wird der erste Bestimmungspegel J1 empirisch für jeden Zylinder im Voraus auf der Grundlage einer Drehzahl und einer Last des Motors 1 festgelegt.
Die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit 24 berechnet einen tatsächlichen Zündzeitpunkt VIG aus einem Charakteristikkennfeld, wie in 3 gezeigt, gemäß der durch die Vibrationspositions-Erfassungseinheit 22 erfassten Vibrationsposition VPOS. Genauer genommen ist 3 ein Charakteristikkennfeld, das eine Beziehung zwischen einer Vibrationsposition und einem tatsächlichen Zündzeitpunkt in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und das erschaffen worden ist unter Berücksichtigung einer Übertragungsverzögerung, bis die verbrennungsinduzierte Vibration an den Klopfsensor 11 übertragen wird. Mit Verweis auf 3 wird die Ordinate verwendet für den tatsächlichen Zündzeitpunkt VIG [Grad ATDC (After Top Death Center bzw. nach oberem Totpunkt)], und die Abzisse wird verwendet für die Vibrationsposition VPOS [Grad ATDC], bei der die Standardabweichung der Vibrationswellenform zuerst den ersten Bestimmungspegel J1 überschreitet. Wenn zum Beispiel gegeben ist, dass die Vibrationsposition VPOS [Grad ATDC], bei der die Standardabweichung der Vibrationswellenform zuerst den ersten Bestimmungspegels J1 überschreitet, 10 [Grad ATDC] ist, dann wird der tatsächliche Zündzeitpunkt VIG berechnet, ungefähr 6 [Grad ATDC] zu sein.
Die Vibrationspegel-Erfassungseinheit 23 erfasst einen Spitzenwert der Standardabweichung der Vibrationswellenform für den Kurbelwinkel, berechnet durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit 21, als einen Vibrationspegel VPK. In einem Fall, wo der somit erfasste Vibrationspegel VPK unterhalb eines vorbestimmten zweiten Bestimmungspegels J2 ist, unterbindet bzw. sperrt die Vibrationspegel-Erfassungseinheit 23 eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts VIG durch die oben beschriebene Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit 24. Hierbei wird der zweite Bestimmungspegel J2 empirisch für jeden Zylinder im Voraus auf der Grundlage einer Drehzahl und einer Last des Motors 1 festgelegt und oberhalb des ersten Bestimmungspegels J1 festgelegt.
Die Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit 25 stellt einen Erregungszeitpunkt der Zündspule 13 gemäß dem durch die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit 24 berechneten tatsächlichen Zündzeitpunkt VIG ein, um einen optimalen Zündzeitpunkt des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu erzielen, und variiert einen Zeitpunkt (Funkenzeitpunkt) einer Funkenentladung der Zündkerze 2 durch Vorstellen oder Verzögern des Zeitpunkts. In einem Fall, wo eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts VIG durch die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit 24 unterbunden wird durch die Vibrationspegel-Erfassungseinheit 23, unterbindet die Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit 25 eine Einstellung zum Verzögern des Zündzeitpunkts.
Die oben beschriebene sequenzielle Verarbeitung beseitigt den Bedarf, eine Störungsbestimmung durchzuführen auf der Grundlage einer Korrelation zwischen dem Funkenzeitpunkt (Kraftstoffeinspritzungs-Zeitpunkt für den Dieselmotor von Patentdokument 2) und dem Zündzeitpunkt wie mit dem Zündzeitpunkt-Erfassungsverfahren von Patentdokument 2, und macht es möglich, einen Zündzeitpunkt mit Genauigkeit unabhängig von einem Verbrennungsverfahren des Motors zu erfassen und somit einen Zündzeitpunkt mit Genauigkeit zu steuern. Es sollte beachtet werden, dass jeweilige obige Gleichungen lediglich Beispiele sind zum Beschreiben einer Operation der ersten Ausführungsform, und dass die Erfindung nicht auf die obigen Gleichungen beschränkt ist.
Eine Erfassung der Vibrationsposition in einem Fall, wo die verbrennungsinduzierte Vibration und die durch eine Betätigung des Motors induzierte Störungsvibration der Vibrationswellenform überlagert sind, wird nun beschrieben werden. 4 ist eine Ansicht, die verwendet wird zum Beschreiben einer Vibrationspositionserfassung in einem Fall, wo die verbrennungsinduzierte Vibration und die durch eine Betätigung des Motors 1 induzierte Störungsvibration der Vibrationswellenform in der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung überlagert sind. Kästen (a), (b), (c) und (d) von 4 enthalten Wellenformdiagramme bei unterschiedlichen Funkenzeitpunkten, und jeder Kasten enthält Wellenformdiagramme, die einen Druck im Zylinder, eine durch die Vibrationswellenform-Berechnungseinheit 20 berechnete Vibrationswellenform und eine durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit 21 berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform zeigen. Genauer genommen ist in jedem der Kästen (a) bis (d) von 4 ein Diagramm (1) ein Wellenformdiagramm eines Drucks im Zylinder, das einen Druck im Zylinder überlagert auf dem Kurbelwinkel über eine Vielzahl von Zündzyklen zeigt, ist Diagramm (2) ein Vibrationswellenformdiagramm, das die Vibrationswellenform zeigt, die durch die Vibrationswellenform-Berechnungseinheit 20 berechnet worden ist und dem Kurbelwinkel über eine Vielzahl von Zündzyklen überlagert worden ist, und ist Diagramm (3) ein Wellenformdiagramm einer Vibrationswellenform-Standardabweichung, die eine Standardabweichung der Vibrationswellenform zeigt, die durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit 21 berechnet worden ist und dem Kurbelwinkel über eine Vielzahl von Zündzyklen überlagert worden ist. Die Funkenzeitpunkte sind sequentiell vorgestellt bzw. vorwärts bewegt von den Kästen (a), (b), (c) und (d) von 4.
Wenn der Funkenzeitpunkt variiert, variieren auch die Positionen der Druck-im-Zylinder-Wellenform, der Vibrationswellenform und der Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Wellenform bezüglich des Kurbelwinkels. Wenn der Funkenzeitpunkt sequenziell von den Kästen (a), (b), (c) und (d) von 4 vorgestellt wird, wie in den Druck-im-Zylinder-Wellenformdiagrammen (1), den Vibrationswellenformdiagrammen (2) und den Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Wellenformdiagrammen (3) in den jeweiligen Kästen (a), (b), (c) und (d) von 4 gezeigt, werden die Positionen der Druck-im-Zylinder-Wellenform, der Vibrationswellenform und der Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Wellenform bezüglich des Kurbelwinkels auch sequenziell von den Kästen (a), (b), (c) und (d) von 4 vorgestellt bzw. vorwärts bewegt.
Wie in den Vibrationswellenformdiagrammen (2) in den Kästen (a), (b), (c) und (d) von 4 gezeigt, wird die durch eine Betätigung des Motors 1 induzierte Störungsvibration der Vibrationswellenform bei derselben Position überlagert, selbst wenn der Funkenzeitpunkt variiert. Obwohl die Funkenposition sequenziell von den Kästen (a), (b), (c) und (d) von 4 vorgestellt wird bzw. sich vorwärts bewegt, ist genauer genommen die Störungsvibration immer der Vibrationswellenform von dem TDC (Top Death Center bzw. Oberer Totpunkt) bis 5 [Grad ATDC (After Top Death Center bzw. nach oberem Totpunkt)] unabhängig von der Bewegung der Funkenposition überlagert. Auf diese Weise wird die durch eine Betätigung des Motors 1 induzierte Störungsvibration der Vibrationswellenform bei derselben Position unabhängig von dem Funkenzeitpunkt überlagert. In einem Fall, wo die Vibrationsposition der Vibrationswellenform intakt für eine Erfassung des Zündzeitpunkt verwendet wird, wird daher die Störungsvibration fehlerhaft als der Zündzeitpunkt erfasst.
Um diese Unannehmlichkeit zu beseitigen, erfasst die Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die Vibrationsposition durch eine Verbrennung gemäß der Standardabweichung der Vibrationswellenform, die bei jedem Winkel gemäß obigen Gleichungen (1) und (2) berechnet worden ist. Genauer genommen erfasst die Steuervorrichtung eine Position, bei der die Standardabweichung der Vibrationswellenform den ersten Bestimmungspegels J1 überschreitet, als die Vibrationsposition. Weil die verbrennungsinduzierte Vibration klein ist in einem Zustand, wo der Funkenzeitpunkt verzögert ist, wird es außerdem schwierig, die Vibrationsposition zu erfassen. In solch einem Zustand wird die Erfassungsgenauigkeit der Vibrationsposition durch eine Verbrennung, d. h. des Zündzeitpunktes, schlecht. Daher wird eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts gemäß der Vibrationsposition unterbunden. Genauer genommen wird eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts durch die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit 24 in einem Zustand unterbunden, wo der Spitzenwert der Standardabweichung der Vibrationswellenform unterhalb des zweiten Bestimmungspegels J2 ist.
Durch Berechnen des tatsächlichen Zündzeitpunkts gemäß der Standardabweichung der Vibrationswellenform wie oben beschrieben wird es möglich, eine Unannehmlichkeit zu beseitigen, dass die Störungsvibration fehlerhaft als die verbrennungsinduzierte Vibration erfasst wird. Es wird somit möglich, den Zündzeitpunkt mit Genauigkeit zu erfassen und somit den Zündzeitpunkt mit Genauigkeit einzustellen.
Eine Operation der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Verwendung eines Flussdiagramms beschrieben werden. 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Operation gemäß der Zündzeitpunkt-Steuerfunktion abbildet, die der Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereitgestellt ist. Mit Verweis auf 5 erfasst im Schritt S101 die Steuervorrichtung eine Vibrationsintensität bezüglich eines Kurbelwinkels als die Vibrationswellenform gemäß Ausgabesignalen von dem Klopfsensor 11 und dem Kurbelwinkelsensor 9. Ein Abschnitt, über den die Vibrationswellenform erfasst werden soll, wird im Voraus empirisch festgelegt, um den tatsächlichen Zündzeitpunkt zu enthalten.
Die Steuervorrichtung schreitet dann zum Schritt S102, in dem die Steuervorrichtung die Standardabweichung der Vibrationswellenform, VSGM, berechnet durch Anwenden einer Filterverarbeitung auf die im Schritt S101 erfasste Vibrationswellenform über eine Vielzahl von Zündzyklen bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (z. B. jede 1 [Grad CA]). Die Steuervorrichtung berechnet die Standardabweichung der Vibrationswellenform, VSGM, gemäß obigen Gleichungen (1) und (2).
Anschließend schreitet die Steuervorrichtung zum Schritt S103, in dem die Steuervorrichtung bestimmt, ob die Standardabweichung der Vibrationswellenform, VSGM, die im Schritt S102 berechnet worden ist, oberhalb des ersten Bestimmungspegels J1 ist. In einem Fall, wo die Steuervorrichtung im Schritt S103 bestimmt, dass die Standardabweichung der Vibrationswellenform, VSGM, oberhalb des ersten Bestimmungspegels J1 ist (JA), wie in den Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Wellenformdiagrammen (3) in den Kästen (b), (c) und (d) von 4 gezeigt, schreitet die Steuervorrichtung zum Schritt S104. Die Steuervorrichtung erfasst dann den Kurbelwinkel, bei dem die Standardabweichung der Vibrationswellenform, VSGM, den ersten Bestimmungspegel J1 überschreitet, als die Vibrationsposition VPOS. In einem Fall, wo die Steuervorrichtung im Schritt S103 bestimmt, dass die Standardabweichung der Vibrationswellenform, VSGM, nicht oberhalb des ersten Bestimmungspegels J1 ist (NEIN), wie in dem Kasten (a) von 4 gezeigt, bestimmt andererseits die Steuervorrichtung, dass die verbrennungsinduzierte Vibration klein ist. Daher schreitet die Steuervorrichtung zum Schritt S109, in dem eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts unterbunden wird. Im anschließenden Schritt S110 wird eine Einstellung zum Verzögern des Funkenzeitpunkts unterbunden.
Im anschließenden Schritt S105 erfasst die Steuervorrichtung den Spitzenwert der Standardabweichung der Vibrationswellenform, VSGM, berechnet im Schritt S102, als den Vibrationspegel. Im anschließenden Schritt S106 bestimmt die Steuervorrichtung, ob der im Schritt S105 erfasste Vibrationspegel oberhalb des zweiten Bestimmungspegels J2 ist.
In einem Fall, wo die Steuervorrichtung im Schritt S106 bestimmt, dass der Vibrationspegel oberhalb des zweiten Bestimmungspegels J2 ist (JA), schreitet die Steuervorrichtung zum Schritt S107. Die Steuervorrichtung berechnet dann den tatsächlichen Zündzeitpunkt VIG gemäß der im Schritt S104 erfassten Vibrationsposition VPOS und dem in 3 gezeigten Charakteristikkennfeld. Im anschließenden Schritt S108 macht die Steuervorrichtung eine Einstellung durch Vorstellen oder Verzögern des Funkenzeitpunkts gemäß dem im Schritt S107 berechneten tatsächlichen Zündzeitpunkt VIG, um einen optimalen Zündzeitpunkt zu erzielen.
In einem Fall, wo die Steuervorrichtung im Schritt S106 bestimmt, dass der Vibrationspegel nicht oberhalb des zweiten Bestimmungspegels J2 ist (NEIN), bestimmt die Steuervorrichtung andererseits, dass die verbrennungsinduzierte Vibration klein ist. Daher schreitet die Steuervorrichtung zum Schritt S109, in dem eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts VIG unterbunden wird. Im anschließenden Schritt S110 wird eine Einstellung zum Verzögern des Funkenzeitpunkts unterbunden. Folglich wird es möglich, eine schlechte Verbrennung, so wie eine Fehlzündung, die verursacht wird, wenn der Zündzeitpunkt zu spät wird, zu vermeiden.
Die oben beschriebene Steuervorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verkörpert Erfindungen, die in (1) bis (4) wie folgt bekannt gemacht sind.

(1) Eine Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors enthält: einen Klopfsensor, der eine Vibration des Verbrennungsmotors erfasst und eine Ausgabe mit einem der erfassten Vibration entsprechenden Signal erzeugt; einen Kurbelwinkelsensor, der einen Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors erfasst und ein dem erfassten Kurbelwinkel entsprechendes Signal ausgibt; eine Vibrationswellenform-Berechnungseinheit, die eine Vibrationswellenform einer klopfspezifischen Frequenzkomponente des Verbrennungsmotors über eine Vielzahl von Zündzyklen des Verbrennungsmotors gemäß einer Ausgabe des Klopfsensor und einer Ausgabe des Kurbelwinkelsensor berechnet; eine Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit, die eine Standardabweichung der berechneten Vibrationswellenform über die Vielzahl von Zündzyklen berechnet; eine Vibrationspositions-Erfassungseinheit, die als eine Vibrationsposition durch eine Verbrennung des Verbrennungsmotors eine Position erfasst, die dem Kurbelwinkel entspricht, bei der/dem die berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform einen vorbestimmten ersten Bestimmungspegel überschreitet; eine Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit, die einen tatsächlichen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors gemäß der erfassten Vibrationsposition berechnet; und eine Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit, die fähig ist zum Einstellen eines Zündzeitpunktes des Verbrennungsmotors gemäß dem berechneten tatsächlichen Zündzeitpunkt.
Die wie oben ausgestaltete Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors ist fähig zum Erfassen eines Zündzeitpunkts mit Genauigkeit und ohne Auswirkungen einer Störungsvibration unabhängig von einem Verbrennungsverfahren des Verbrennungsmotors und ist somit fähig zum Steuern eines Zündzeitpunkts mit Genauigkeit.
(2) Die im obigen (1) bekannt gemachte Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors enthält ferner eine Vibrationspegel-Erfassungseinheit, die einen Spitzenwert der durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit berechneten Standardabweichung der Vibrationswellenform als einen Vibrationspegel des Verbrennungsmotors berechnet, und eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts durch die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit wird unterbunden, wenn der erfasste Vibrationspegel unterhalb eines vorbestimmten zweiten Bestimmungspegels ist.
Die wie oben ausgestaltete Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors ist fähig zum Vermeiden einer Einstellung des Zündzeitpunkts gemäß einem fehlerhaften tatsächlichen Zündzeitpunkt durch Unterbinden einer Berechnung des Zündzeitpunkt gemäß der Vibrationsposition in einem Fall, wo beispielsweise der durch eine Verbrennung induzierte Vibrationspegel aufgrund eines zu späten Zündzeitpunkt abfällt, weil eine Korrelation zwischen der erfassten Vibrationsposition und dem Zündzeitpunkt nicht in solch einem Fall gewährleistet werden kann.
(3) Die im obigen (1) oder (2) bekannt gemachte Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors ist derart ausgestaltet, dass eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts durch die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit unterbunden wird, wenn die durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform den ersten Bestimmungspegel nicht überschreitet.
In einem Fall, wo der Vibrationspegel durch eine Verbrennung klein ist, wie in einem Fall, wo eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts unterbunden wird, ist der Zündzeitpunkt bereits zu spät. Daher ist die wie oben ausgestaltete Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors fähig zum Vermeiden einer schlechten Verbrennung, so wie eine Fehlzündung, die verursacht worden ist durch weiteres Verzögern des Zündzeitpunkts.
(4) Die im obigen (2) oder (3) bekannt gemachte Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors ist derart ausgestaltet, dass eine Einstellung zum Verzögern des Zündzeitpunkts durch die Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit unterbunden wird, während die Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts unterbunden wird.
In einem Fall, wo der Vibrationspegel durch eine Verbrennung klein ist, wie in einem Fall, wo eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts unterbunden wird, ist der Zündzeitpunkt bereits zu spät. Daher ist die wie oben ausgestaltete Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors fähig zum Vermeiden einer schlechten Verbrennung, so wie eine Fehlzündung, die verursacht worden ist durch weiteres Verzögern des Zündzeitpunkts.

Vielfältige Modifizierungen und Abänderungen dieser Erfindung werden dem Fachmann ersichtlich sein, ohne von dem Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen, und es sollte verstanden werden, dass diese nicht auf die hierin bekannt gemachten veranschaulichenden Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims

Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (1) mit: einem Klopfsensor (11), der eine Vibration des Verbrennungsmotors (1) erfasst und eine Ausgabe mit einem der erfassten Vibration entsprechenden Signal erzeugt; einem Kurbelwinkelsensor (9), der einen Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors (1) erfasst und ein dem erfassten Kurbelwinkel entsprechendes Signal ausgibt; einer Vibrationswellenform-Berechnungseinheit (20), die eine Vibrationswellenform einer klopfspezifischen Frequenzkomponente des Verbrennungsmotors (1) über eine Vielzahl von Zündzyklen des Verbrennungsmotors (1) gemäß einer Ausgabe des Klopfsensor und einer Ausgabe des Kurbelwinkelsensor (9) berechnet; einer Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit (21), die eine Standardabweichung der berechneten Vibrationswellenform über die Vielzahl von Zündzyklen berechnet; einer Vibrationspositions-Erfassungseinheit (22), die als eine Vibrationsposition durch eine Verbrennung des Verbrennungsmotors (1) eine Position erfasst, die dem Kurbelwinkel entspricht, bei dem die berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform einen vorbestimmten ersten Bestimmungspegel überschreitet; einer Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit (24), die einen tatsächlichen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors (1) gemäß der erfassten Vibrationsposition berechnet; und einer Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit (25), die fähig ist zum Einstellen eines Zündzeitpunktes des Verbrennungsmotors (1) gemäß dem berechneten tatsächlichen Zündzeitpunkt.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors (1) gemäß Anspruch 1 mit ferner: einer Vibrationspegel-Erfassungseinheit (23), die einen Spitzenwert der durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit (21) berechneten Standardabweichung der Vibrationswellenform als einen Vibrationspegel des Verbrennungsmotors (1) berechnet, wobei eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts durch die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit (24) unterbunden wird, wenn der erfasste Vibrationspegel unterhalb eines vorbestimmten zweiten Bestimmungspegels ist.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts durch die Tatsächlicher-Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit (24) unterbunden wird, wenn die durch die Vibrationswellenform-Standardabweichungs-Berechnungseinheit (21) berechnete Standardabweichung der Vibrationswellenform den ersten Bestimmungspegel nicht überschreitet.
Steuervorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei eine Einstellung zum Verzögern des Zündzeitpunkts durch die Zündzeitpunkt-Einstellungseinheit unterbunden wird, während die Berechnung des tatsächlichen Zündzeitpunkts unterbunden wird.