DE102014107151B4

DE102014107151B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors

Info

Publication number: DE102014107151B4
Application number: DE102014107151.4A
Authority: DE
Inventors: Seungeun YU; Kihoon Nam; Kyoungchan Han
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2034-05-22
Also published as: US9453783B2; KR20150059541A; US20150143883A1; DE102014107151A1; KR101566733B1

Abstract

Ein Fehlzündung-Erfassungsverfahren eines Motors für ein Fahrzeug, aufweisend:Berechnen (S100) eines Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts auf der Basis einer Motordrehzahl,Berechnen (S110) eines Variationswerts eines Winkelbeschleunigungsfaktors auf der Basis des Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts,Berechnen (S120) eines Schwellenwerts eines Fehlzündung-Starts und eines Schwellenwerts eines Fehlzündung-Endes,Vergleichen (S130) des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Starts,Vergleichen (S160) des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Endes, undErfassen (S180) eines Motorzylinders, in welchem die Fehlzündung auftritt, mittels der Vergleichsergebnisse.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors (z.B. eines Verbrennungsmotors) für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung des präzisen Erfassens, ob jeder Motorzylinder eine Fehlzündung hat oder nicht, wenn die Motorzylinder kontinuierlich Fehlzündungen haben.
Beschreibung der bezogenen Technik
Im Allgemeinen treten Leistungsverlust, erhöhter Kraftstoffverbrauch und Vibrationen eines Motors auf, wenn in einem Motor eines Fahrzeugs eine Fehlzündung anstatt einer normalen Verbrennung auftritt. Der Motor hat nicht nur ein Problem mit Leistungsverlust, sondern auch mit einem Gesamtschaden, da unverbranntes Verbrennungsgas eine Nach/Folgeexplosion im Auslasskrümmer verursacht. Darüber hinaus wird eine Umweltverschmutzung erhöht, da viel schädliches Abgas produziert wird.
Um dieses Phänomen zu verhindern, wurde ein Fehlzündung-Erfassungsverfahren des Motors studiert, welches einen Motorzylinder erfasst und den Motor (bzw. den Motor-Ausgangszustand) wiederherstellt, wenn im Motor eine Fehlzündung auftritt. Ein herkömmliches Verfahren und eine herkömmliche Vorrichtung berechnen eine Winkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle, welche zum Motorzylinder korrespondiert, und erfassen eine Fehlzündung des Motors gemäß einem Variationsbetrag oder einer Variationsrate der Winkelgeschwindigkeit.
Das herkömmliche Verfahren und die herkömmliche Vorrichtung können nur eine Fehlzündung von einem oder zwei Motorzylindern erfassen, sodass sie eine Fehlzündung von drei oder mehr Motorzylindern nicht erfassen können.
Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist.
Beispielsweise sind aus US 5 808 186 A ein Fehlzündung-Erfassungsverfahren und eine Vorrichtung zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Vorrichtung eine Fahrzustand-Erfassungseinheit, eine Schwellenwert-Berechnungseinheit, eine Fehlzündung-Ermittlungseinheit und eine Anzeigeeinheit aufweist. Eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors für ein Fahrzeug sind z.B. aus DE 698 18 904 T2 bekannt. Ein weiteres Fehlzündung-Erfassungsverfahren ist beispielsweise aus DE 43 34 068 C2 bekannt.
Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in einem Bestreben getätigt, um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors (z.B. eines Verbrennungsmotors) für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug) bereitzustellen, welche die Vorteile des präzisen Erfassens eines Fehlzündungsauftretens, wenn eine Fehlzündung kontinuierlich in drei oder mehr Motorzylindern auftritt, und des Erfassens eines Motorzylinders (z.B. eines Verbrennungsmotorzylinders) haben, in welchem die Fehlzündung auftritt. Das heißt, es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fehlzündung eines Motors sicher zu erfassen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors für ein Fahrzeug bereit, welches aufweisen kann Berechnen eines Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts auf der Basis einer Motordrehzahl, Berechnen eines Variationswerts eines Winkelbeschleunigungsfaktors auf der Basis des Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts, Berechnen eines Schwellenwerts (bzw. eines Schwellenwert-Punkts) des Fehlzündung-Starts und eines Schwellenwerts (bzw. eines Schwellenwert-Punkts) des Fehlzündung-Endes, Vergleichen des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Starts (Fehlzündung-Beginns), Vergleichen des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Endes und Erfassen eines Motorzylinders, in welchem die Fehlzündung auftritt, mittels der Vergleichsergebnisse.
Die Berechnung des Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts auf der Basis der Motordrehzahl kann ausgeführt werden mittels Berechnens einer Winkelbeschleunigung eines Kurbelwellenwinkels und unter Berücksichtigung einer Zeit pro Segment (bzw. eines Zeitabschnitts) und einer Durchschnittsvariation der Motordrehzahl.
Der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes können mittels der Motordrehzahl und eines Fahrzustands des Fahrzeugs gemäß einer Kraftstoffeinspritzmenge ermittelt werden und können korrigiert werden mittels Erhaltens einer Kühlmitteltemperatur, eines Verbrennungsmodus, einer Startbedingung und einer Kupplungsbetätigung (bzw. eines Kupplungsbetriebs).
Der Vergleich des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Starts kann aufweisen Korrelieren einer Motorzylindernummer mit einer Segmentnummer, wenn ein korrespondierender Motorzylinder einen Explosionshub (bzw. einen Verbrennungshub) beendet, und Ermitteln des Fehlzündungsauftretens und Aufzeichnen der Segmentnummer, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist.
Es kann ermittelt werden, dass die Fehlzündung endet, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, und beim Vergleichen des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Endes kann eine Segmentnummer aufgezeichnet werden.
Beim Erfassen eines Motorzylinders, in welchem die Fehlzündung auftritt, mittels der Vergleichsergebnisse kann erfasst werden, dass die Fehlzündung in all den Motorzylindern, ausgehend von einem Motorzylinder, in welchem der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, bis zu einem Motorzylinder, in welchem der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, auftritt.
Eine Vorrichtung zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors für ein Fahrzeug kann aufweisen :eine Fahrzustand-Erfassungseinheit, welche konfiguriert ist, um einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu erkennen, eine Schwellenwert-Berechnungseinheit (bzw. eine Schwellenwert-Punkt-Berechnungseinheit), welche eingerichtet ist, um einen Schwellenwert (bzw. einen Schwellenwert-Punkt) des Fehlzündung-Starts und einen Schwellenwert (bzw. einen Schwellenwert-Punkt) des Fehlzündung-Endes zu berechnen, eine Fehlzündung-Ermittlungseinheit, welche konfiguriert ist, um eine Fehlzündung auf der Basis von Signalen, welche von der Fahrzustand-Erfassungseinheit und der Schwellenwert-Berechnungseinheit ausgegeben werden, zu ermitteln, und eine Anzeigeeinheit, welche konfiguriert ist, um ein Fehlzündungsauftreten eines Motorzylinders einem Fahrer anzuzeigen.
Die Fahrzustand-Erfassungseinheit kann aufweisen eine Motordrehzahl-Erfassungseinheit, welche eingerichtet ist, um eine Motordrehzahl zu erfassen, eine Kraftstoffeinspritzmengen-Erfassungseinheit, welche eingerichtet ist, um eine in einen Motorzylinder hinein eingespritzte Kraftstoffmenge zu messen, eine Kühlmitteltemperatur-Erfassungseinheit, welche konfiguriert ist, um eine Kühlmitteltemperatur (z.B. eine Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur) zu messen, eine Verbrennungsmodus-Erfassungseinheit, welche konfiguriert ist, um einen vorbestimmten Verbrennungsmodus zu erfassen, eine Startbedingung-Erfassungseinheit, welche konfiguriert ist, um eine Startbedingung zu erfassen, und eine Kupplungsbetätigung-Erfassungseinheit (bzw. eine Kupplungsbetrieb-Erfassungseinheit), welche konfiguriert ist, eine Kupplungsbetätigung (bzw. einen Kupplungsbetrieb) zu erfassen.
Die Schwellenwert-Berechnungseinheit kann einen Schwellenwert abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs, welcher von der Fahrzustand-Erfassungseinheit erfasst wird, ermitteln.
Die Fehlzündung-Ermittlungseinheit kann das Fehlzündungsauftreten des Motorzylinders ermitteln mittels Vergleichens eines Variationswerts eines Winkelbeschleunigungsfaktors mit einem Schwellenwert, welcher von der Schwellenwert-Berechnungseinheit berechnet wird.
Die Fehlzündung-Ermittlungseinheit kann ermitteln, dass eine Fehlzündung auftritt, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als ein Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, und dass die Fehlzündung endet, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als ein Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, und dass eine Fehlzündung in all den Motorzylindern, ausgehend von einem Motorzylinder, welcher einen Explosionshub zum Zeitpunkt des Fehlzündung-Starts ausführt, bis zu einem Motorzylinder, welcher einen Explosionshub gerade vor dem Zeitpunkt des Fehlzündung-Endes ausführt, auftritt.
Gemäß einer wie oben beschrieben beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das Verfahren und die Vorrichtung präzise das Fehlzündungsauftreten erfassen, wenn eine Fehlzündung kontinuierlich in drei oder mehr Motorzylindern auftritt, und können den Motorzylinder erfassen, in welchem die Fehlzündung auftritt, mittels Korrelierens der Motorzylindernummer mit der zum Motorzylinder korrespondierenden Segmentnummer. Deshalb kann der Motor, in welchem die Fehlzündung auftritt, schnell wieder im Ausgangszustand wieder hergestellt werden (bzw. schnell wieder den Ausgangszustand herstellen).
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Fehlzündung-Erfassungsvorrichtung eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Fehlzündung-Erfassungsverfahrens eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Zeichnung, welche einen beispielhaften Prozess des Fehlzündung-Erfassens eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
Die 1 ist ein Blockdiagramm einer Fehlzündung-Erfassungsvorrichtung eines Motors gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Fehlzündung-Erfassungsvorrichtung weist eine Fahrzustand-Erfassungseinheit 100, eine Steuerungseinheit 200 und eine Anzeigeeinheit 300 auf.
Die Fahrzustand-Erfassungseinheit 100 erfasst Daten zur Fehlzündung-Erfassung des Motors. Die Fahrzustand-Erfassungseinheit 100 weist auf eine Motordrehzahl-Erfassungseinheit 110, eine Kraftstoffeinspritzmengen-Erfassungseinheit 120, eine Kühlmitteltemperatur-Erfassungseinheit 130, eine Verbrennungsmodus-Erfassungseinheit 140, eine Startbedingung-Erfassungseinheit 150 und eine Kupplungsbetätigung-Erfassungseinheit 160.
Die Motordrehzahl-Erfassungseinheit 110 kann eine sich ändernde Motordrehzahl gemäß einem Fahrzustand des Fahrzeugs erfassen. Die Motordrehzahl-Erfassungseinheit 110 kann ein Kurbelwellen(drehwinkel)sensor oder ein Nockenwellen(drehwinkel)sensor sein, jedoch ist sie nicht darauf beschränkt.
Die Kraftstoffeinspritzmengen-Erfassungseinheit 120 kann eine sich gemäß einem Betriebszustand des Motors ändernde in einen Motorzylinder hinein eingespritzte Kraftstoffmenge messen. Im Allgemeinen ermittelt eine Motorsteuerungseinheit (ECU) eine gemäß dem Betriebszustand des Motors in einen Motorzylinder hinein eingespritzte Kraftstoffmenge. Deshalb sollte in dieser Beschreibung und im Umfang der anhängigen Ansprüche die Kraftstoffeinspritzmengen-Erfassungseinheit 120 als jedes Mittel verstanden werden, welches die in einen Motorzylinder hinein eingespritzte Kraftstoffmenge messen oder bestätigen kann.
Die Kühlmitteltemperatur-Erfassungseinheit 130 kann eine sich gemäß dem Betriebszustand des Motors ändernde Temperatur eines Kühlmittels erfassen.
Die Verbrennungsmodus-Erfassungseinheit 140 kann einen sich gemäß dem Betriebszustand des Motors ändernden Verbrennungsmodus erfassen. Zum Beispiel ist der Verbrennungsmodus ein Haupt-Einspritzmodus, das heißt ein Modus, in welchem eine Haupteinspritzung und eine Piloteinspritzung (bzw. eine Voreinspritzung) einmal auftritt, oder ein Modus, in welchem die Haupteinspritzung und die Piloteinspritzung zwei oder mehrmals auftreten, jedoch ist er nicht darauf beschränkt.
Die Startbedingung-Erfassungseinheit 150 kann eine Startbedingung erfassen, bei welcher eine Kraftstoffmenge zum Verhindern eines schlechten Startens oder einer Startverzögerung gemäß dem Betriebszustand des Motors gesteuert wird.
Die Kupplungsbetätigung-Erfassungseinheit 160 kann eine Kupplungsbetätigung, welche die Leistungsübergabe des Motors zu einem Getriebe verbindet oder trennt, erfassen.
Wie beschrieben gibt die Fahrzustand-Erfassungseinheit 110 ein Erfassungssignal aus, welches den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnet, und das ausgegebene Signal wird zu einer Schwellenwert-Berechnungseinheit 210 der Steuerungseinheit 200 übermittelt. Die Steuerungseinheit 200, welche die Schwellenwert-Berechnungseinheit 210 und eine Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 aufweist, kann in einer ECU installiert sein.
Die Schwellenwert-Berechnungseinheit 210 kann einen Schwellenwert des Fehlzündungsauftretens berechnen unter Verwendung der Motordrehzahl, welche von der Motordrehzahl-Erfassungseinheit 110 erfasst wird, und der Kraftstoffeinspritzmenge, welche von der Kraftstoffeinspritzmengen-Erfassungseinheit 120 erfasst wird. In diesem Zusammenhang kann der Schwellenwert des Fehlzündungsauftretens aufweisen einen Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und einen Schwellenwert des Fehlzündung-Endes. Darüber hinaus kann die Schwellenwert-Berechnungseinheit 210 einen Schwellenwert korrigieren unter Verwendung von Daten, welche von der Kühlmitteltemperatur-Erfassungseinheit 130, der Verbrennungsmodus-Erfassungseinheit 140, der Startbedingung-Erfassungseinheit 150 und der Kupplungsbetätigung-Erfassungseinheit 160 erfasst werden. Deshalb kann die Schwellenwert-Berechnungseinheit 210 letztendlich den Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und den Schwellenwert des Fehlzündung-Endes mittels Korrigierens des Schwellenwerts berechnen.
Die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 ermittelt das Auftreten der Fehlzündung des Motorzylinders basierend auf dem Schwellenwert der Fehlzündung, welcher von der Schwellenwert-Berechnungseinheit 210 berechnet wird. Das heißt, die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 ermittelt, dass eine Fehlzündung in all den Motorzylindern, ausgehend von einem Motorzylinder, welcher einem Explosionshub zum Zeitpunkt des Fehlzündung-Starts ausgesetzt ist, bis zu einem Motorzylinder, welcher dem Explosionshub gerade vor dem Zeitpunkt des Fehlzündung-Endes ausgesetzt ist, auftritt. Zum Beispiel kann ein Zeitpunkt des Fehlzündung-Starts der Zeitpunkt sein, bei welchem ein Variationswert eines Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, und ein Zeitpunkt des Fehlzündung-Endes kann der Zeitpunkt sein, bei welchem der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist.
Außerdem ermittelt die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 das Fehlzündungsauftreten des Motorzylinders mittels Korrelierens einer Explosionssequenz (bzw. einer Zündsequenz), welche in der ECU gespeichert ist, und kann ein vorbestimmtes Steuersignal zum Zeitpunkt des Fehlzündung-Starts und/oder Endes ausgeben.
Wie beschrieben berechnet die Steuerungseinheit 200, welche die Schwellenwert-Berechnungseinheit 210 und die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 aufweist, den Schwellenwert des Fehlzündungsauftretens und Ermittelt das Fehlzündungsauftreten des Motorzylinders basierend auf dem Schwellenwert des Fehlzündungsauftretens. Deshalb kann die Steuerungseinheit 200 den Motor schnell in seinem Ausgangszustand (bzw. dessen Ausgangszustand) wiederherstellen. Zu diesem Zweck kann die Steuerungseinheit 200 zumindest als ein Prozessor implementiert sein, welcher von einem vorbestimmten Programm betrieben wird, und das vorbestimmte Programm kann programmiert sein, um jeden Schritt eines Verfahrens des Fehlzündung-Erfassens des Motors für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Die Anzeigeeinheit 300 schaltet eine Motorwarnleuchte ein, um einem Fahrer das Fehlzündungsauftreten des Motors anzuzeigen mittels Einspielens des vorbestimmten Steuersignals, welches von der Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 ausgegeben wird.
Hieran nachfolgend ist ein Verfahren des Fehlzündung-Erfassens des Motors im Detail mit Bezug auf die 2 beschrieben. Die 2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
Als Erstes erfasst die Steuerungseinheit 200 die für den Explosionshub von jedem Motorzylinder erforderliche Zeit abhängig von einer Motordrehzahl und berechnet die Winkelbeschleunigung einer Kurbelwelle. Danach berechnet die Steuerungseinheit 200 bei Schritt S100 einen Winkelbeschleunigungsfaktor-Wert unter Berücksichtigung der benötigten Zeit für den Explosionshub von jedem/für jeden Motorzylinder und einer Durchschnittsvariation der Motordrehzahl.
Hier repräsentiert der Winkelbeschleunigungsfaktor-Wert ein Verhältnis der Drehzeit (Rotationszeit) während des Explosionshubs des vorliegenden Motorzylinders zu einer Drehzeit während des Explosionshubs des vorhergehenden Motorzylinders. Zum Beispiel wird der Winkelbeschleunigungsfaktor-Wert wie in der folgenden Gleichung ermittelt.
$l u t s (n) = \frac{t s k (n + 1) - t s k (n) - t k o m p (n)}{t s k {(n)}^{3}}$
In der Gleichung bezeichnet „luts“ den Winkelbeschleunigungsfaktor-Wert, bezeichnet „tsk“ die Drehzeit während des Explosionshubs des Motorzylinders und bezeichnet „tkomp“ eine dynamische Kompensation.
Eine Segmentzeit (bzw. eine Abschnittszeit), welche die vom Motorzylinder zum (bzw. für den) Explosionshub benötigte Zeit repräsentiert, kann mittels eines Kurbelwellen-Positionssensors gemessen werden mittels Erfassens der Phase (z.B. des Drehungs-Phasenwinkels) der Kurbelwelle, und die gemessene Segmentzeit wird in der ECU gespeichert.
Danach berechnet die Steuerungseinheit 200 bei Schritt S110 einen Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors unter Verwendung einer Differenzialgleichung und des Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts.
Ein normaler Arbeitshub des Motorzylinders hat einen konstanten Bereich einer Winkelbeschleunigung, während andererseits, falls eine Fehlzündung im Motorzylinder auftritt, das Ausgabe-Drehmoment schlechter wird und die Winkelbeschleunigung über den konstanten Bereich hinausgehend geändert wird. Deshalb wird der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors zum Ermitteln des Fehlzündungsauftretens verwendet.
Falls die Steuerungseinheit 200 den Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors berechnet, berechnet die Steuerungseinheit 200 bei Schritt S120 den Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und den Schwellenwert des Fehlzündung-Endes.
Der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes werden mittels der Motordrehzahl, welche von der Motordrehzahl-Erfassungseinheit 110 erfasst wird, und eines Fahrzustands des Fahrzeugs gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge, welche von der der Kraftstoffeinspritzmengen-Erfassungseinheit 120 erfasst wird, ermittelt. Der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes werden korrigiert mittels Empfangens variabler Daten, welche vom Fahrzustand des Fahrzeugs abhängig sind, von der Fahrzustand-Erfassungseinheit 100, welche die Kühlmitteltemperatur-Erfassungseinheit 130, die Verbrennungsmodus-Erfassungseinheit 140, die Startbedingung-Erfassungseinheit 150 und die Kupplungsbetätigung-Erfassungseinheit 160 aufweist. Daher werden der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes korrekter ermittelt.
Falls bei Schritt S110 der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors berechnet wird und der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes bei Schritt S120 berechnet werden, vergleicht die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 bei Schritt S130 den Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Starts.
Die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 vergleicht den Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Starts, und das Verfahren wird bei Schritt S140 fortgesetzt, falls der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist. Andererseits, falls der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S100 zurück.
Bezugnehmend auf die 3, welche eine Zeichnung ist, die ein Verfahren des Fehlzündung-Erfassens eines Motors gemäß zahlreicher Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, beginnt eine Fehlzündung im Motorzylinder aufzutreten.
Falls der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, korreliert die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 bei Schritt S140 die Motorzylindernummer, welche in der ECU gespeichert ist, mit einer Segmentnummer von Vorkommen des Auftretens von Fehlzündungen, um das Auftreten der Fehlzündung des Motorzylinders zu ermitteln.
Danach ermittelt die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 wie in der 3 gezeigt, dass das Fehlzündungsauftreten im Motorzylinder begonnen hat, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, und zeichnet (speichert) die Segmentnummer auf, welche bei Schritt S140 korreliert wurde, um alle Motorzylinder zu ermitteln, in welchen bei Schritt S150 die Fehlzündung auftritt.
Nach den vorhergehenden Schritten, welches Schritt S130 bis Schritt S150 sind, vergleicht die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 den Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Endes, um bei Schritt S160 den Zeitpunkt des Fehlzündung-Endes zu erfassen.
Falls der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, wird der Schritt S160 wiederholt, wobei, falls der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, wird das Verfahren bei Schritt S170 fortgesetzt.
Falls der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, ermittelt die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 bei Schritt S170, dass das Fehlzündungsauftreten im Motorzylinder beendet ist und zeichnet die Segmentnummer auf.
Danach ermittelt die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 bei Schritt S180 das Fehlzündungsauftreten des Motorzylinders mittels Korrelierens der Motorzylindernummer, welche in der ECU gespeichert ist, mit der Segmentnummer, welche bei den Schritten S150 und S170 aufgezeichnet wird.
Die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220 ermittelt, dass die Fehlzündung in all den Motorzylindern auftritt, welche ausgehend von der Segmentnummer des Motorzylinders, bei welchem das Fehlzündungsauftreten bei Schritt S150 beginnt, vor der Segmentnummer des Motorzylinders liegen, bei welchem das Fehlzündungsauftreten bei Schritt S170 endet.
Zum Beispiel korrespondieren vier Zylinder von 1 bis 4 in einem Vierzylindermotor zu den (jeweiligen) Segmentnummern 2, 0, 4 und 6, wenn jeder Motorzylinder den Explosionshub beendet (hat). Wie in der 3 gezeigt korrespondiert die Segmentnummer, welche 0 ist, wo der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, zum zweiten Zylinder, und die Segmentnummer, welche 6 ist, wo der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, korrespondiert zum vierten Zylinder. In diesem Fall ermittelt die Fehlzündung-Ermittlungseinheit 220, dass die Fehlzündung kontinuierlich in drei Motorzylindern auftritt, welche der zweite, der erste und der dritte Motorzylinder sind, da die Motorzylinder den Explosionshub in der Reihenfolge erster, dritter, zweiter und vierter Zylinder ausführen.
Das Verfahren des Fehlzündung-Erfassens des Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mit anderen herkömmlichen Verfahren des Fehlzündung-Erfassens parallel angewendet werden, so dass das Verfahren präzise das Fehlzündungsauftreten erfassen kann, wenn eine Fehlzündung kontinuierlich in drei oder mehr Motorzylindern auftritt, und den Motorzylindern erfassen kann, in welchem die Fehlzündung auftritt.
Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Ein Fehlzündung-Erfassungsverfahren eines Motors für ein Fahrzeug, aufweisend: Berechnen (S100) eines Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts auf der Basis einer Motordrehzahl, Berechnen (S110) eines Variationswerts eines Winkelbeschleunigungsfaktors auf der Basis des Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts, Berechnen (S120) eines Schwellenwerts eines Fehlzündung-Starts und eines Schwellenwerts eines Fehlzündung-Endes, Vergleichen (S130) des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Starts, Vergleichen (S160) des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Endes, und Erfassen (S180) eines Motorzylinders, in welchem die Fehlzündung auftritt, mittels der Vergleichsergebnisse.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Berechnung (S100) des Winkelbeschleunigungsfaktor-Werts auf der Basis der Motordrehzahl ausgeführt wird mittels Berechnens einer Winkelbeschleunigung eines Kurbelwellenwinkels und Berücksichtigens einer Zeit pro Segment und einer Durchschnittsvariation der Motordrehzahl.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes mittels der Motordrehzahl und eines Fahrzustands des Fahrzeugs gemäß einer Kraftstoffeinspritzmenge ermittelt werden.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts und der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes mittels Empfangens einer Kühlmitteltemperatur, eines Verbrennungsmodus, einer Startbedingung und einer Kupplungsbetätigung korrigiert werden.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vergleichen (S130) des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Starts aufweist: Korrelieren (S140) einer Motorzylindernummer mit einer Segmentnummer, wenn ein korrespondierender Motorzylinder einen Explosionshub beendet, und Ermitteln (S150) des Auftretens einer Fehlzündung und Aufzeichnen der Segmentnummer, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ermittelt wird, das die Fehlzündung endet, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, und eine Segmentnummer wird beim Vergleichen (S160) des Variationswerts des Winkelbeschleunigungsfaktors mit dem Schwellenwert des Fehlzündung-Endes aufgezeichnet.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Erfassen eines Motorzylinders, in welchem die Fehlzündung auftritt, mittels Vergleichsergebnissen ermittelt wird, dass die Fehlzündung in all den Motorzylindern, ausgehend von einem Motorzylinder, in welchem der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, bis zu einem Motorzylinder, in welchem der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist, auftritt.
Eine Vorrichtung zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Fahrzustand-Erfassungseinheit (100), welche eingerichtet ist, um einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu erkennen, eine Schwellenwert-Berechnungseinheit (210), welche eingerichtet ist, um einen Schwellenwert eines Fehlzündung-Starts und einen Schwellenwert eines Fehlzündung-Endes zu berechnen, eine Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220), welche eingerichtet ist, um auf der Basis von Signalen, welche von der Fahrzustand-Erfassungseinheit (100) und der Schwellenwert-Berechnungseinheit (210) ausgegeben werden, eine Fehlzündung zu ermitteln, und eine Anzeigeeinheit (300), welche eingerichtet ist, um ein Fehlzündungsauftreten eines Motorzylinders einem Fahrer anzuzeigen, wobei die Fahrzustand-Erfassungseinheit (100) aufweist: eine Motordrehzahl-Erfassungseinheit (110), welche eingerichtet ist, um eine Motordrehzahl zu erfassen, eine Kraftstoffeinspritzmengen-Erfassungseinheit (120), welche eingerichtet ist, um eine in einen Motorzylinder hinein eingespritzte Kraftstoffmenge zu messen, eine Kühlmitteltemperatur-Erfassungseinheit (130), welche eingerichtet ist, um eine Kühlmitteltemperatur zu messen, eine Verbrennungsmodus-Erfassungseinheit (140), welche eingerichtet ist, um einen vorbestimmten Verbrennungsmodus zu erfassen, eine Startbedingung-Erfassungseinheit (150), welche eingerichtet ist, um eine Startbedingung zu erfassen, und eine Kupplungsbetätigung-Erfassungseinheit (160), welche eingerichtet ist, um eine Kupplungsbetätigung zu erfassen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Schwellenwert-Berechnungseinheit (210) einen Schwellenwert abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs korrigiert, welcher von der Fahrzustand-Erfassungseinheit (100) erfasst wird.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220) das Fehlzündungsauftreten des Motorzylinders ermittelt mittels Vergleichens eines Variationswerts eines Winkelbeschleunigungsfaktors mit einem Schwellenwert, welcher von der Schwellenwert-Berechnungseinheit (210) berechnet wird.
Die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220) ermittelt, dass eine Fehlzündung auftritt, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, und dass eine Fehlzündung endet, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist.
Die Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220) ermittelt, dass eine Fehlzündung in all den Motorzylindern, ausgehend von einem Motorzylinder, welcher einen Explosionshub zum Zeitpunkt des Fehlzündung-Starts ausführt, bis zu einem Motorzylinder, welcher den Explosionshub gerade vor einem Zeitpunkt des Fehlzündung-Endes ausführt, auftritt.
Eine Vorrichtung zur Fehlzündung-Erfassung eines Motors für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Fahrzustand-Erfassungseinheit (100), welche eingerichtet ist, um einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu erkennen, eine Schwellenwert-Berechnungseinheit (210), welche eingerichtet ist, um einen Schwellenwert eines Fehlzündung-Starts und einen Schwellenwert eines Fehlzündung-Endes zu berechnen, eine Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220), welche eingerichtet ist, um auf der Basis von Signalen, welche von der Fahrzustand-Erfassungseinheit (100) und der Schwellenwert-Berechnungseinheit (210) ausgegeben werden, eine Fehlzündung zu ermitteln, und eine Anzeigeeinheit (300), welche eingerichtet ist, um ein Fehlzündungsauftreten eines Motorzylinders einem Fahrer anzuzeigen, wobei die Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220) das Fehlzündungsauftreten des Motorzylinders ermittelt mittels Vergleichens eines Variationswerts eines Winkelbeschleunigungsfaktors mit einem Schwellenwert, welcher von der Schwellenwert-Berechnungseinheit (210) berechnet wird und wobei die Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220) ermittelt, dass eine Fehlzündung auftritt, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors größer als der Schwellenwert des Fehlzündung-Starts ist, und dass eine Fehlzündung endet, wenn der Variationswert des Winkelbeschleunigungsfaktors niedriger als der Schwellenwert des Fehlzündung-Endes ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Fehlzündung-Ermittlungseinheit (220) ermittelt, dass eine Fehlzündung in all den Motorzylindern, ausgehend von einem Motorzylinder, welcher einen Explosionshub zum Zeitpunkt des Fehlzündung-Starts ausführt, bis zu einem Motorzylinder, welcher den Explosionshub gerade vor einem Zeitpunkt des Fehlzündung-Endes ausführt, auftritt.