DE102018220710B4

DE102018220710B4 - Steuereinheit und Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102018220710B4
Application number: DE102018220710.0A
Authority: DE
Inventors: Hideki Hagari
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2038-12-01
Also published as: CN109899160B; CN109899160A; US20190178191A1; JP2019100300A; US10724461B2; DE102018220710A1; JP6407396B1

Abstract

Eine Steuereinheit (50) für einen Verbrennungsmotor (1), welcher mit einer Vielzahl von Detektionseinheiten (25) versehen ist, welche in einem Rotationselement (27) vorgesehen sind, welches integral mit einer Kurbelwelle (2) rotiert, bei einer Vielzahl von vorab eingestellten Kurbelwinkeln, und einen Bestimmten-Kurbelwinkelsensor (6), welcher an einem Nicht-Rotationselement (24) angebracht ist und die Detektionseinheit (25) detektiert, wobei die Steuereinheit (50) für den Verbrennungsmotor (1) umfasst:eine Winkelinformationsberechnungseinheit (51), welche einen Kurbelwinkel (8d) detektiert, basierend auf einem Ausgangssignal des Bestimmten-Kurbelwinkelsensors (6), und eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd) berechnet, welche eine Zeitänderungsrate des Kurbelwinkels (θd) ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd), welche eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (wd) ist, und einen Kurbelwinkelruck (δd) berechnet, welcher eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) ist; undeine Fehlzündungsbestimmungseinheit (72), welche einen Schwankungsbetrag (Δδd) des Kurbelwinkelrucks in einer Bestimmungsperiode berechnet, welche eingestellt ist, zugehörend zu einem Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors (1), basierend auf dem Kurbelwinkelruck (δd); und ein Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung in dem Verbrennungstakt bestimmt, basierend auf dem Schwankungsbetrag (Δδd) des Kurbelwinkelrucks.

Description

Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine Steuereinheit und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor, welcher mit einer Vielzahl von in einem Rotationselement vorgesehenen Detektionseinheiten versehen ist, welches integral mit einer Kurbelwelle rotiert, bei einer Vielzahl von vorläufig eingestellten Kurbelwinkeln, und einem Bestimmten-Kurbelwinkelsensor, welcher an einem nicht-Rotationselement angebracht ist und die Detektionseinheit detektiert.
Die in JP 6 012 892 B1 beschriebene Technologie ist bereits bekannt, bezüglich der obigen Steuereinheit. In der Technologie aus JP 6 012 892 B1 werden die Kurbelwinkelgeschwindigkeit, die Kurbelwinkelbeschleunigung und der Kurbelwellenruck basierend auf dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors berechnet; der Fehler des Kurbelwinkelintervalls wird basierend auf dem Kurbelwinkelruck korrigiert; und der Zylinderinnendruck wird basierend auf der Kurbelwinkelgeschwindigkeit und der Kurbelwinkelbeschleunigung nach einer Korrektur abgeschätzt. Obwohl es in dem Abs. 0119 aus JP 6 012 892 B1 beschrieben ist, dass eine Fehlzündungsdetektion unter Verwendung dieser Technologie ausgeführt werden kann, ist kein konkretes Verfahren einer Fehlzündungsdetektion beschrieben.
Bezüglich einer Fehlzündungsdetektion ist beispielsweise die in JP 3 495 463 B2 beschriebene Technologie bereits bekannt. JP 3 495 463 B2 beschreibt ein Verfahren zum Berechnen von TL(i), welches eine Periode von B76 bis B06 zeigt, TU(i), welches einer Periode von B06 bis B76 zeigt, TA(i), welches eine Periode von B76 bis B76 zeigt, und TS(i), welches einer Periode von B06 bis B06 zeigt, basierend auf einem BTDC76 Gradsignal (nachfolgend B76) und einem BTDC 6 Gradsignal (nachfolgend B06), und weiter zum Berechnen einer Winkelbeschleunigung α und eines Periodenverhältnisses S basierend auf diesen, um eine Fehlzündungsdetektion auszuführen.
Dann hat der Erfinder dieser Offenbarung ein Ausführen einer Fehlzündungsdetektion durch Kombinieren dieser Technologien studiert. Beispielsweise hat der Erfinder ein Berechnen einer jeden oben genannten Periode (TL, TU, TA, TS) bezüglich B76 und B06 (oder Rändern in deren Umgebung) und der Winkelbeschleunigung α studiert, welches die Technologie aus JP 3 495 463 B2 sind, basierend auf einem Kurbelwinkelintervall nach einer Korrektur, wobei ein Fehler des Kurbelwinkelintervalls durch die Technologie aus JP 6 012 892 B1 korrigiert wurde; und ein Ausführen einer Fehlzündungsdetektion basierend darauf. Allerdings kann, falls ein Motorgenerator und ein Verbrennungsmotor wie bei einem Hybrid-Fahrzeug verbunden sind, eine Resonanz bei einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors auftreten und eine zyklische Schwankung kann der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors überlagert sein. In diesem Verfahren gibt es ein Problem, dass eine Genauigkeit einer Fehlzündungsdetektion verschlechtert wird.
Diese Ursache wird, wie folgt, berücksichtigt. Zuerst, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt eines Verbrennens in dem letzten Takt mit der Rotationsgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt einer Verbrennung in dem aktuellen Takt verglichen wird, wenn diese fast dieselbe Rotationsgeschwindigkeit aufweisen, wird die basierend auf TA(i) berechnete Winkelbeschleunigung α≈0; bei einer Beschleunigung, wird α>0; und bei einem Abbremsen, wird α <0. Wenn dies sich von einem Nicht-Fehlzündung-Verbrennungstakt zu einem Fehlzündung-Verbrennungstakt ändert, wird α <0; und wenn dies sich von einem Fehlzündung-Verbrennungstakt zu einem Nicht-Fehlzündung-Verbrennungstakt ändert, wird α> 0. Daher, wenn es eine größere Winkelbeschleunigungsveränderung als einen bestimmten Grenzbereich gibt, wird bestimmt, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist. In Abhängigkeit von einem Muster einer Fehlzündung wie beispielsweise einer dauerhaften Fehlzündung oder einer zwischenzeitlichen Fehlzündung, werden kompliziertere Bestimmungsmuster und Schwellenwerte vorbereitet; und ebenso, wenn diese übereinstimmen, wird bestimmt, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist. Wenn eine Resonanz zwischen dem Motorgenerator und dem Verbrennungsmotor in einer Periode von mehreren Takten des Verbrennungsmotors mit einer größeren Amplitude als ein Abfall der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors zum Fehlzündungszeitpunkt auftritt, wird die Winkelbeschleunigung α durch eine Fehlzündung in der Resonanz des Motorgenerators und des Verbrennungsmotors verdeckt; als ein Ergebnis wird die Genauigkeit einer Fehlzündungsdetektion verschlechtert. Selbst in diesem Fall, obwohl eine Fehlzündung detektiert wahr ist, falls kompliziertere Bestimmungsmuster und Schwellenwerte vorbereitet werden, falls ein solches kompliziertes Bestimmungsmuster verwendet wird, nimmt eine Abgleicharbeitszeit zu und wird eine fehlerhafte Fehlzündungsdetektion verursacht. Daher ist es notwendig eine Fehlzündung mit einer guten Genauigkeit durch eine einfache Berechnung zu detektieren.
Einen Zylinderinnendruck kann mit der in JP 6 012 892 B1 beschriebenen Technologie abgeschätzt werden und eine Fehlzündungsdetektion kann ebenso basierend auf diesem Druck ausgeführt werden. Allerdings gibt es beispielsweise, wenn diese Technologie für eine Fehlzündungsdetektion verwendet wird, ein Problem darin, dass eine Rechenmenge zunimmt.
DE 10 2016 224 709 A1 offenbart eine Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die eine Winkelinformation-Erfassungseinheit, die ein Winkelintervall und ein Zeitintervall durch einen spezifischen Kurbelwinkelsensor erfasst eine Winkelinformation-Korrektureinheit, die das Winkelintervall oder das Zeitintervalldurch den Korrekturwert korrigiert; eine Winkelinformation-Berechnungseinheit, die eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit, eine Kurbelwinkelbeschleunigung und ein Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß auf Grundlage des korrigierten Winkelintervalls und des korrigierten Zeitintervalls berechnet, und eine Korrekturwert-Änderungseinheit enthält, die den Korrekturwert ändert, dass das Winkelbeschleunigung-Änderungsausmaß sich null nähert.
US 2017 / 0 276 083 A1 offenbart ein Fehlzündungserkennungssystem für einen Fahrzeugmotor, das eine Fehlzündung des Motors erkennt, bei dem ein Prozessor bestimmt, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist, indem untersucht wird, ob eine Schwankung des Kurbelwinkels des Motors gleich oder größer als ein Bestimmungsreferenzwert ist, ein Wert bezüglich der Dichte der in den Motor eingeleiteten Ansaugluft erfasst wird und der Bestimmungsreferenzwert entsprechend dem Wert bezüglich der Dichte anpasst wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Probleme, die bei bekannten Detektionsverfahren für Fehlzündungen erkannt wurden, zu lösen und eine Steuereinheit und ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, welche zum Detektieren einer Fehlzündung mit einer guten Genauigkeit durch eine einfache Berechnung geeignet sind, selbst wenn eine Vibration in einer Periode von mehreren Takten in der Kurbelwelle aufträgt.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Steuereinheit für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Steuereinheit für einen Verbrennungsmotor, welcher mit einer Vielzahl von Detektionseinheiten, welche in einem Rotationselement, welches integral mit einer Kurbelwelle rotiert, bei einer Vielzahl von vorläufig eingestellten Kurbelwinkeln vorgesehen sind, und einem Bestimmten-Kurbelwinkelsensor versehen ist, welcher an einem nicht-Rotationselement angebracht ist und die Detektionseinheit detektiert, wobei die Steuereinheit für den Verbrennungsmotor umfasst:

eine Winkelinformationsberechnungseinheit, welche einen Kurbelwinkel basierend auf einem Ausgangssignal des Bestimmten-Kurbelwinkelsensors detektiert und eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit berechnet, welches eine Zeitänderungsrate des Kurbelwinkels ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung, welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ist, und einen Kurbelwinkelruck, welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung ist; und
eine Fehlzündungsbestimmungseinheit, welche einen Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks in einer Bestimmungsperiode berechnet, welche entsprechend einem Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors eingestellt ist, basierend auf dem Kurbelwinkelruck, und ein Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung in dem einen Verbrennungstakt basierend auf dem Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks bestimmt.

Ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor entsprechend der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor, welcher mit einer Vielzahl von Detektionseinheiten, welche in einem Rotationselement, welches sich integral mit einer Kurbelwelle dreht, bei einer Vielzahl von vorläufig eingestellten Kurbelwinkeln versehen ist, und einem Bestimmten-Kurbelwinkelsensor versehen ist, welcher an einem nicht-Rotationselement angebracht ist und die Detektionseinheit detektiert, wobei das Steuerverfahren für den Verbrennungsmotor umfasst:

einen Winkelinformationsberechnungsschritt, welcher einen Kurbelwinkel basierend auf einem Ausgangssignal des Bestimmten-Kurbelwinkelsensors detektiert und eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit, welche eine Zeitänderungsrate des Kurbelwinkels ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung, welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ist, und einen Kurbelwinkelruck berechnet, welcher eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung ist; und
einen Fehlzündungsbestimmungsschritt, welcher einen Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks in einer Bestimmungsperiode berechnet, welche entsprechend einem Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors eingestellt ist, basierend auf dem Kurbelwinkelruck, und ein Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung in dem einen Verbrennungstakt basierend auf dem Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks bestimmt.

Entsprechend der Steuereinheit und dem Steuerverfahren für den Verbrennungsmotor bezüglich der vorliegenden Offenbarung, da das Vorhandensein/Abwesendsein der Fehlzündung basierend auf dem Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks in der Bestimmungsperiode bestimmt ist, welche zu dem einen Verbrennungstakt gehörend eingestellt ist, wird dies kaum durch eine Vibration von in etwa mehreren Taktperioden beeinflusst, und eine Fehlzündung kann mit einer guten Genauigkeit durch eine einfache Berechnung detektiert werden.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmotors und einer Steuereinheit gemäß Ausführungsform 1;
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmotors und einer Steuereinheit gemäß Ausführungsform 1;
3 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit gemäß Ausführungsform 1;
4 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm einer Steuereinheit gemäß Ausführungsform 1;
5 ist ein Zeitablaufsdiagramm zur Erläuterung einer Winkelinformationsdetektionseinheit Arbeit um gemäß Ausführungsform 1;
6 ist eine Fig. zur Erläuterung eines in einer Speichervorrichtung gespeicherten Korrekturwert gemäß Ausführungsform 1;
7 ist ein Zeitablaufsdiagramm zur Erläuterung einer Winkelinformation Berechnungsverarbeitung gemäß Ausführungsform 1;
8 ist eine Fig. zur Erläuterung einer Fehlzündungsdetektion gemäß Ausführungsform 1; und
9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren einer schematischen Verarbeitung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.

Detailbeschreibung der Ausführungsformen
1. Ausführungsform 1
Eine Steuereinheit 50 für einen Verbrennungsmotor (nachfolgend einfach als die Steuereinheit 50 bezeichnet) gemäß Ausführungsform 1 wird mit Bezug zu den Figuren erläutert. 1 und 2 sind ein schematisches Konfigurationsdiagramm des Verbrennungsmotors 1 und der Steuereinheit 50; 3 ist ein Blockdiagramm der Steuereinheit 50 gemäß Ausführungsform 1. Der Verbrennungsmotor 1 und Steuereinheit 50 sind an einem Fahrzeug angebracht; der Verbrennungsmotor 1 fungiert als eine Antriebskraftquelle für das Fahrzeug (Räder).
1-1. Konfiguration des Verbrennungsmotors 1
Die Konfiguration des Verbrennungsmotors 1 wird erläutert. Wie in 1 gezeigt, ist der Verbrennungsmotor 1 mit einem Zylinder 7 versehen, in welchem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Einlasspfad 23 zum Zuführen von Luft zu den Zylindern 7 und einem Auslasspfad 17 zum Auslassen eines Abgases von den Zylindern 7 versehen. Der Verbrennungsmotor 1 ist ein Benzinmotor. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Drosselventil 4 versehen, welches einen Einlasspfad 23 öffnet und schließt. Das Drosselventil 4 ist ein elektronisch gesteuertes Drosselventil, welches durch einen durch eine Steuereinheit 50 gesteuerten elektrischen Motor zum Öffnen/Schließen betrieben wird. Ein Drosselpositionssensor 9 10, welcher ein elektrisches Signal gemäß einem Öffnungsgrad des Drosselventils 4 ausgibt, ist in dem Drosselventil 4 vorgesehen.
Ein Luftflusssensor 3, welcher ein elektrisches Signal gemäß einer in den Einlasspfad 23 eingelassenen Einlassluftmenge ausgibt, ist in dem Einlasspfad 23 auf der vorgelagerten Seite des Drosselventils 4 vorgesehen. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Abgasrückführungsvorrichtung 20 versehen. Die Abgasrückführungsvorrichtung 20 weist einen EGR Kanal 21 auf, welcher Abgas von dem Abgaspfad 17 in den Einlasskrümmer 12 zurückgeführt, und einen EGR Ventil 22, welches den EGR Kanal 21 öffnet und schließt. Der Einlasskrümmer 12 ist ein Teil des Einlasspfads 23 bei der nachgelagerten Seite des Drosselventils 4.das EGR Ventil 22 ist ein elektronisch gesteuertes EGR Ventil, welches durch einen durch eine Steuereinheit 50 gesteuerten elektrischen Motor zum Öffnen/Schließen betrieben wird. In dem Abgaspfad 17 ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis Sensor 18 vorgesehen, welcher ein elektrisches Signal gemäß einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases in dem Abgaspfad 17 ausgibt.
Ein Krümmerdrucksensor 8, welcher ein elektrisches Signal gemäß einem Druck in dem Einlasskrümmer 12 ausgibt, ist in dem Einlasskrümmer 12 vorgesehen. Eine Einspritzeinheit 13 zum Einspritzen eines Kraftstoffs ist auf der nachgelagerten Seite des Einlasskrümmers 12 vorgesehen. Die Einspritzeinheit 13 kann derart vorgesehen sein, sodass ein Kraftstoff direkt in den Zylinder 7 eingespritzt wird. Ein Umgebungsluftdrucksensor 33, welcher ein elektrisches Signal gemäß einem Atmosphärendruck ausgibt, ist in dem Verbrennungsmotor 1 vorgesehen.
Eine Zündkerze zum Zünden eines Kraftstoff-Luftgemisches und eine Zündspulen 16 zum Zuführen einer Zündenergie zu der Zündkerze sind an dem oberen Ende des Zylinders 7 vorgesehen. An dem oberen Ende des Zylinders 7 sind ein Einlassventils 14 zum Einstellen der aus dem Einlasspfad 23 in den Zylinder 7 einzulassenden Einlassluftmenge und ein Abgasventil 15 zum Einstellen der aus dem Zylinder in den Abgaspfad 17 abzulassenden Abgasmenge vorgesehen.
Wie in 2 gezeigt weist der Verbrennungsmotor 1 eine Vielzahl von Zylindern 7 (wie in diesem Beispiel, drei). Ein Kolben 5 ist innerhalb eines jeden Zylinders 7 vorgesehen. Der Kolben 5 eines jeden Zylinders 7 ist mit einer Kurbelwelle 2 über eine Verbindungsstange 9 und eine Kurbel 32 verbunden. Die Kurbelwelle 2 wird durch eine Hin- und Her-Bewegung des Kolbens 5 gedreht. Ein Verbrennungsgasdruck, welcher in jedem Zylinder 7 erzeugt wird, drückt auf die Oberseite des Kolbens 5 und dreht die Kurbelwelle 2 über die Verbindungsstange 9 und die Kurbel 32. Die Kurbelwelle 2 ist mit einer Leistungsumwandlungsvorrichtung verbunden, welche eine Antriebskraft an die Räder überträgt. Die Leistungsübertragungsvorrichtung besteht aus einem Getriebe, einem Differenzialgetriebe und etwas ähnlichem. Das mit dem Verbrennungsmotor 1 versehenen Fahrzeug kann ein Hybrid-Fahrzeug sein, welches mit einem Motorgenerator in der Leistungsübertragungsvorrichtung versehen ist.
Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Signalplatte 10 versehen, welche integral mit der Kurbelwelle 2 rotiert. Eine Vielzahl von Zähnen ist in der Signalplatte 10 bei einer Vielzahl von voreingestellten Kurbelwinkeln vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zähne der Signalplatte 10 bei Intervallen von 10 Grad angeordnet. Die Zähne der Signalplatte 10 sind mit einem ausgebrochenen Zahnabschnitt versehen, bei welchem ein Teil des Zahns ausgebrochen ist. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem ersten Kurbelwinkelsensor 11 versehen, welcher an einem Motorblock 24 angebracht ist und den Zahn der Signalplatte 10 detektiert.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Nockenwellen 29 versehen, welche mit der Kurbelwelle 2 über eine Kette 28 verbunden ist. Die Nockenwellen 29 für den Öffnung-und Schließbetrieb des Einlassventils 14 und das Abgasventils 15 aus. Während die Kurbelwelle 2 zweimal rotiert, rotiert die Nockenwellen 29 einmal. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Signalplatte 31 für einen Nockenwellen vorgesehen, welche integral mit der Nockenwellen 29 rotiert. Eine Vielzahl von Zähnen sind in der Signalplatte 31 für die Nockenwellen bei einer Vielzahl von voreingestellten Nockenwellenwinkeln vorgesehen. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Nockenwinkelsensor 30 versehen, welcher an einem Motorblock 24 angebracht ist und den Zahn der Signalplatte 31 für einen Nockenwellen detektiert.
Basierend auf zwei Arten von Ausgangssignalen des ersten Kurbelwinkelsensor 11 und des Nockenwinkelsensor 30 detektiert die Steuereinheit 50 den Kurbelwinkel auf der Basis des oberen Totpunkts eines jeden Kolbens 5 und bestimmt den Takt eines jeden Zylinders. Der Verbrennungsmotor 1 ist ein Viertaktmotor, welcher einen Einlasstakt, einen Kompressionstakt, einen Verbrennungstakt und einen Abgastrakt aufweist.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Schwungrad 27 versehen, welches integral mit der Kurbelwelle 2 rotiert. Der periphere Teil des Schwungrads 27 ist ein Zahnkranz 25, und eine Vielzahl von Zähnen sind in dem Zahnkranz 25 bei einer Vielzahl von voreingestellten Kurbelwinkeln vorgesehen. Die Zähne des Zahnkranzes 25 sind in der peripheren Richtung bei Intervallen mit einem gleichen Winkelabstand angeordnet. In diesem Beispiel sind 90 Zähne bei einem Intervall von 4 Grad vorgesehen. Die Zähne des Zahnkranzes 25 sind nicht mit einem ausgeschlagenen Zahnabschnitt versehen. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem zweiten Kurbelwinkelsensor 6 versehen, welcher an dem Motorblock 24 angebracht ist und den Zahn des Zahnkranzes 25 detektiert. Der zweite Kurbelwinkelsensor 6 ist gegenüber dem Zahnkranz 25 mit einem Abstand in einer radialen Richtung außerhalb des Zahnkranzes 25 angeordnet. Die gegenüberliegende Seite des Schwungrads 27 zu der Kurbelwelle 2 ist mit der Leistungsübertragungsvorrichtung verbunden. Entsprechend führt das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors 1 durch einen Teil des Schwungrads 27 und wird an die Seite der Räder übertragen.
Der erste Kurbelwinkelsensor 11, der Nockenwinkelsensor 30 und der zweite Kurbelwinkelsensor 6 geben jeweils ein elektrisches Signal entsprechend einer Änderung des Abstands zwischen jedem Sensor und einem Zahn durch eine Rotation der Kurbelwelle 2 aus. Das Ausgangssignal eines jeden Winkelsensors 11, 30, 6 wird eine Rechteckwelle, bei welcher ein Signal ein oder ausgeschaltet wird, wenn der Abstand zwischen einem Sensor und einem Zahn nahe ist, oder wenn der Abstand weit ist. Ein Sensor eines elektromagnetischen Aufnahmetyps wird für jeden Winkelsensor 11, 30, 6 beispielsweise verwendet.
Da das Schwungrad 27 (der Zahnkranz 25) eine größere Anzahl von Zähnen als die Anzahl von Zähnen der Signalplatte 10 aufweist, und es keinen ausgeschlagenen Zahnabschnitt gibt, kann eine hohe Auflösung einer Winkeldetektion erwartet werden. Da das Schwungrad 27 eine größere Masse als die Masse der Signalplatte 10 aufweist und eine Hochfrequenz-Oszillation unterdrückt wird, wird eine hochgenaue Winkeldetektion erwartet.
In der vorliegenden Ausführungsform gehört der zweite Kurbelwinkelsensor 6 zu „einem Bestimmten-Kurbelwinkelsensor“ in der vorliegenden Offenbarung, gehört das Schwungrad 27 zu dem „einen Rotationselement“ in der vorliegenden Offenbarung, gehört der in dem Schwungrad 27 vorgesehene Zahn eines Zahnkranz 25 zu der „Detektionseinheit“ in der vorliegenden Offenbarung, und gehört der Motorblock 24 zu dem „Nicht-Rotationselement“ in der vorliegenden Offenbarung.
1-2. Konfiguration der Steuereinheit 50
Als Nächstes wird die Steuereinheit 50 erläutert. Die Steuereinheit 50 ist diejenige, deren Steuerziel der Verbrennungsmotor 1 ist. Wie in 3 gezeigt, ist die Steuereinheit 50 mit Steuereinheiten wie beispielsweise einer Winkelinformationsberechnungseinheit 51, einer Fehlzündungsbestimmungseinheit 52 und einer Fehlzündungsinformationseinheit 53 versehen. Die jeweiligen Steuereinheiten 51, 52, 53 und etwas Ähnliches der Steuereinheit 50 werden durch Verarbeitungsschaltkreise realisiert, welche in der Steuereinheit 50 umfasst sind. Insbesondere, wie in 4 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 50 als einen Verarbeitungsschaltkreis einen Rechenprozessor (Computer) 90 wie beispielsweise eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), Speichervorrichtungen 91, welche Daten mit dem Rechenprozessor 90 austauschen, einen Eingabeschaltkreis 92, welcher externe Signale an den Rechenprozessor 90 eingibt, einen Ausgabeschaltkreis 93, welcher Signale von dem Rechenprozessor 90 nach außen ausgibt, und etwas Ähnliches.
Als der Rechenprozessor 90 können ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltkreis), ein IC (integrierter Schaltkreis), ein DSP (Digitalsignalprozessor), ein FPGA (feld-programmierbare Gateanordnung), verschiedene Arten von logischen Schaltkreisen, verschiedene Arten von Signalverarbeitungsschaltkreise und etwas Ähnliches vorgesehen sein. Als der Rechenprozessor 90 können eine Vielzahl desselben Typs oder unterschiedlichen Typs vorgesehen sein und jede Verarbeitung kann geteilt und ausgeführt werden.
Als die Speichervorrichtungen 91 werden ein RAM (Arbeitsspeicher), welcher Daten lesen kann und Daten von dem Rechenprozessor 90 schreiben kann, ein ROM (Nurlesespeicher), welcher Daten von dem Rechenprozessor 90 lesen kann, und etwas Ähnliches vorgesehen. Der Eingabeschaltkreis 92 ist mit verschiedenen Arten von Sensoren und Schaltern verbunden und ist mit einem Adekonverter und etwas Ähnlichem zum Eingeben von Ausgabesignalen von den Sensoren und den Schaltern in den Rechten Prozessor 90 versehen. Der Ausgabeschaltkreis 93 ist mit elektrischen Verbrauchern verbunden und ist mit einem Betriebsschaltkreis und etwas Ähnlichem zum Ausgeben eines Steuersignals von dem Rechenprozessor 90 versehen.
Dann läuft der Rechenprozessor 90 in der Speichervorrichtung 91 wie beispielsweise einem ROM gespeicherte Softwareelemente (Programme) und arbeitet mit anderen Hardwarevorrichtungen in der Steuereinheit 50 wie beispielsweise der Speichervorrichtung 91, dem Eingabeschaltkreis 92 und dem Ausgabeschaltkreis 93 derart zusammen, dass die jeweiligen Funktionen der Steuereinheiten 51, 52, 53, welche in der Steuereinheit 50 umfasst sind, realisiert werden. Einstellungsdatenelemente wie beispielsweise konstante Werte, Tabellen und Bestimmungswerte, welche in den Steuereinheiten 51, 52, 53 zu verwenden sind, werden als ein Teil von Softwareelementen (Programmen) in der Speichervorrichtung 91 wie beispielsweise einem ROM gespeichert. Datenelemente wie beispielsweise ein Kurbelwinkel θd, eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit wd, eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd, ein Kurbelwinkelruck δd, jeweilige berechnete Werte und jeweiligen Detektionsfehlerrate, welche die jeweiligen Steuereinheiten 51, 52, 53 berechnen, sind in der überschreibbaren Speichervorrichtung 91 wie beispielsweise einem RAM gespeichert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Eingabeschaltkreis 92 mit dem ersten Kurbelwinkelsensor 11, den Nockenwinkelsensor 30, dem zweiten Kurbelwinkelsensor 6, dem Luftflusssensor 3, dem Drosselpositionssensor 19, dem Krümmerdrucksensor 8, dem Atmosphärendrucksensor 33, dem Luftkraftstoff-Verhältnis-Sensor 18, einem Beschleuniger-Positionssensor 26 und etwas Ähnlichem verbunden. Der Ausgabeschaltkreis 93 ist mit einem Drosselventil 4 (elektrischer Motor), dem EGR Ventil 22 (elektrischer Motor), der Einspritzeinheit 13, der Zündspulen 16, der Informationsvorrichtung 34 und etwas Ähnlichem verbunden. Die Steuereinheit 50 ist mit verschiedenen Arten von nicht dargestellten Sensoren, Schaltern, Stellmotoren und etwas Ähnlichem verbunden. Die Steuereinheit 50 detektiert Betriebsbedingungen der Verbrennungsmotoren 1 wie beispielsweise einer Einlassluftmenge, einem Druck in dem Einlasskrümmer 12, einem Atmosphärendruck, einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem Beschleunigeröffnungsgrad basierend auf den Ausgangssignalen von verschiedenen Sensoren.
Als eine Basissteuerung berechnet die Steuereinheit 50 eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Zündzeitpunkts und etwas Ähnliches basierend auf eingegebenen Ausgangssignalen und etwas Ähnlichem von den verschiedenen Arten von Sensoren und führt dann eine Betriebssteuerung der Einspritzeinheit 13, der Zündspulen 16 und etwas Ähnlichem aus. Basierend auf dem Ausgangssignal des Beschleuniger-Positionssensor 26 und etwas Ähnlichem berechnet die Steuereinheit 50 ein Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 1, welches von dem Fahrer abgerufen wird, und steuert dann das Drosselventil 4 und etwas Ähnliches, sodass eine Einlassluftmenge zum Realisieren des abgerufenen Ausgabe Drehmoments erhalten wird. Insbesondere berechnet die Steuereinheit 50 einen Zieldrosselöffnungsgrad und führt dann eine Betriebssteuerung des elektrischen Motors des Drosselventils 4 derart aus, dass der Drosselöffnungsgrad, welcher basierend auf dem Ausgangssignal des Drosselpositionssensors 19 detektiert ist, sich dem Zieldrosselöffnungsgrad nähert. Und die Steuereinheit 50 berechnet einen Zielöffnungsgrad des EGR Ventils 22 basierend auf eingegebenen Ausgangssignalen und etwas Ähnlichem von den verschiedenen Arten von Sensoren und führt dann eine Betriebssteuerung des elektrischen Motors des EGR Ventils 22 aus.
1-2-1. Winkelinformationsberechnungseinheit 51
Die Winkelinformationsberechnungseinheit 51 detektiert einen Kurbelwinkel θd basierend auf dem Ausgangssignal des zweiten Kurbelwinkelsensor 6, welcher als der bestimmte Kurbelwinkelsensor verwendet wird, und berechnet eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd, welches eine Zeitänderungsrate des Kurbelwinkels θd ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd, welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd ist, und einen Kurbelwinkelruck δd, welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung αd ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Winkelinformationsberechnungseinheit 51 mit einer Winkelinformationsdetektionseinheit 60, einer Winkelinformationskorrektureinheit 61 und einer Nachkorrektur Winkelinformationsberechnungseinheit 62 versehen; und korrigiert einen Fehler der Winkelinformation, welche durch eine Erzeugung einer Variation der Zähne des Zahnkranzes 25 und etwas Ähnlichem verursacht ist.
<Winkelinformationsdetektionseinheit 60>
Wie in 5 gezeigt, detektiert die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 den Kurbelwinkel θd basierend auf dem Ausgangssignal des zweiten Kurbelwinkelsensors 6 und detektiert eine Detektionszeit Td, bei welcher der Kurbelwinkel θd detektiert ist. Dann, basierend auf einem Detektionswinkel θd, welcher der detektierte Kurbelwinkel θd ist, und der Detektionszeit Td, berechnet die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 ein Winkelintervall Δθd und ein Zeitintervall ΔTd, welches zu einer Winkelsektion Sd zwischen den detektierten Winkeln θd gehören.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 den Kurbelwinkel θd, wenn eine abfallende Flanke (oder ansteigende Flanke) des Ausgangssignals (Rechteckwelle) des zweiten Kurbelwinkelsensor 6 detektiert wird. Die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 bestimmt einen Referenzpunktwinkel (beispielsweise 0 Grad, welches ein oberer Totpunkt des Kolbens 5 des ersten Zylinders #1 ist), und bestimmt den Kurbelwinkel θd, welche zu einer Nummer n der abfallenden Flanke gehört, welche hochgezählt wird, auf der Basis der Referenzpunkt-Abfallflanke (nachfolgend als eine Winkelidentifikationsnummer n bezeichnet). Beispielsweise, wenn die Referenzpunkt-abfallende-Flanke detektiert wird, stellt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 den Kurbelwinkel θd auf einen Referenzpunktwinkel (beispielsweise 0 Grad) ein und stellt die Winkelidentifikationsnummer n auf 0 ein. Dann jedes Mal, wenn die abfallende Flanke detektiert wird, erhöht die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 den Kurbelwinkel θd um ein vorläufig eingestelltes Winkelintervall Δθd (in diesem Beispiel 4 Grad) und erhöht die Winkelidentifikationsnummer n um 1. Alternativ kann die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 den Kurbelwinkel θd Auslesen, welcher zu dieser Zeitidentifikationsnummer n gehört, durch Verwenden einer Winkeltabelle, in welcher eine Beziehung zwischen der Winkelidentifikationsnummer n und dem Kurbelwinkel θd vorab eingestellt ist. Die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 korreliert den Kurbelwinkel θd (den detektierten Winkel θd) mit der Winkelidentifikationsnummer n. Die Winkelidentifikationsnummer n kehrt nach einer maximalen Nummer zu 1 zurück (in diesem Beispiel 90). Die letzte Zeitwinkelidentifikationsnummer n der Winkelidentifikationsnummer n = 1 ist 90, und die nächste Zeitwinkelidentifikationsnummer n der Winkelidentifikationsnummer n = 90 ist 1.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie später beschrieben wird, bestimmt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 die Referenzpunkt-Abfallflanke des zweiten Kurbelwinkelsensors 6 mit Bezug zu einem Referenzkurbelwinkel, welcher basierend auf dem ersten Kurbelwinkelsensor 11 und dem Nockenwinkelsensor 30 detektiert ist. Beispielsweise bestimmt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 die abfallende Flanke, bei welcher der Referenzkurbelwinkel, wenn die abfallende Flanke des zweiten Kurbelwinkelsensors 6 detektiert wird, dem Referenzpunktwinkel am nächsten kommt, als die Referenzpunkt-Abfallflanke
Die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 bestimmt den Takt eines jeden Zylinders 7, welche zu dem Kurbelwinkel θ b gehört, mit Bezug zu dem Takt eines jeden Zylinders 7, welcher basierend auf dem ersten Kurbelwinkelsensor 11 und dem Nockenwinkelsensor 30 bestimmt ist.
Die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 detektiert eine Detektionszeit Td, wenn die abfallende Flanke des Ausgangssignals (Rechteckwelle) des zweiten Kurbelwinkelsensors 6 detektiert wird, und korreliert die Detektionszeit Td mit der Winkelidentifikationsnummer n. Insbesondere detektiert die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 die Detektionszeit Td unter Verwendung einer in dem Rechenprozessor 90 vorgesehenen Timerfunktion.
Wie in 5 gezeigt, wenn die abfallende Flanke detektiert wird, stellt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 die Winkelsektion zwischen dem detektierten Winkel θd(n), welcher zu dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört, und dem detektierten Winkel θd(n-1), welcher zu der letzten Zeitwinkelidentifikationsnummer (n-1) gehört, als die Winkelsektion Sd(n) ein, welche zu dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört.
Wie in Gleichung (1) gezeigt, wenn die abfallende Flanke detektiert wird, berechnet die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 eine Abweichung zwischen dem detektierten Winkel θd(n), welcher zu dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört, und dem detektierten Winkel θd (n-1), welcher zu der letzten Zeitwinkelidentifikationsnummer (n-1) gehört, und stellt die berechnete Abweichung als das Winkelintervall Δθd(n) ein, welches zu dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört (die aktuelle Zeit Winkelsektion Sd(n)). $Δθ d (n) = θ d (n) - θ d (n - 1)$
In der vorliegenden Ausführungsform, da alle Winkelintervall zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 25 gleich ausgebildet sind, stellt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 das Winkelintervall Δθd aller Winkelidentifikationsnummern n als einen vorab eingestellten Winkel ein (in diesem Beispiel 4 Grad).
Wie in Gleichung (2) gezeigt, wenn die abfallende Flanke detektiert wird, berechnet die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 eine Abweichung zwischen der Detektionszeit Td(n), welche zu der aktuellen Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört, und der Detektionszeit Td(n-1), welche zu der letzten Zeitwinkelidentifikationsnummer (n-1) gehört, und stellt die berechnete Abweichung als das Zeitintervall ΔTd(n) ein, welche zu dem dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört (die aktuelle Zeit Winkelsektion Sd(n)). $Δ Td (n) = Td (n) - Td (n - 1)$
Basierend auf zwei Arten von Ausgangssignalen des ersten Kurbelwinkelsensors 11 und des Nockenwinkelsensors 30 detektiert die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 den Referenzkurbelwinkel auf der Basis des oberen Totpunkts des Kolbens 5 des ersten Zylinders #1 und bestimmt den Takt eines jeden Zylinders 7. Beispielsweise bestimmt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 die abfallende Flanke gerade nach dem ausgeschlagenen Zahnabschnitt der Signalplatte 10 basierend auf dem Zeitintervall der abfallenden Flanke des Ausgangssignals (Rechteckwelle) des ersten Kurbelwinkelsensor 11. Dann bestimmt die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 eine Korrespondenz zwischen einer jeden abfallenden Flanke auf der Basis der abfallenden Flanke gerade nach dem ausgeschlagenen Zahnabschnitt und dem Referenzkurbelwinkel auf der Basis des oberen Totpunkts, und berechnet den Referenzkurbelwinkel auf der Basis des oberen Totpunkts, wenn jeweils eine abfallende Flanke detektiert wird. Die Winkelinformationsdetektionseinheit 60 bestimmt den Takt eines jeden Zylinders 7 basierend auf einer Beziehung zwischen der Position des ausgeschlagenen Zahnabschnitts in dem Ausgangssignal (Rechteckwelle) des ersten Kurbelwinkelsensor 11 und dem Ausgangssignal (Rechteckwelle) des Nockenwinkelsensor 30.
<Winkelinformationskorrektureinheit 61>
Die Winkelinformationskorrektureinheit 61 korrigiert das Winkelintervall Δθd oder das Zeitintervall ΔTd in jeder Winkelsektion Sd durch einen Korrekturwert Kc, welcher zugehörend zu jeder Winkelsektion Sd bereitgestellt wird. Dieser Korrekturwert Kc dient zum Kompensieren von winzigen Variationen des Winkelintervalls der Zähne des Zahnkranzes 25. Falls dies vor einem Anbringen des Zahnkranzes 25 an dem Verbrennungsmotor 1 ist, beispielsweise unter Verwendung des Verhältnisses des Zeitintervalls ΔTd in jeder der Winkelsektionen Sd zu einem durchschnittlichen Zeitintervall, wenn der Zahnkranz 25 mit einer konstanten Geschwindigkeit alleine rotiert, wird der Korrekturwert Kc in jedem der Winkelsektionen Sd zuvor berechnet, und wird gespeichert und verwendet. Falls dies nach einem Anbringen des Zahnkranz 25 an dem Verbrennungsmotor 1 ist, beispielsweise unter der Bedingung, wobei der Verbrennungsmotor 1 mit einer konstanten Geschwindigkeit während einer Kraftstoffabsperrung rotiert, kann der Korrekturwert Kc in jedem der Winkelsektionen Sd derart geändert werden, dass der Kurbelwinkelruck in jeder der Winkelsektionen Sd sich 0 annähert, auf dieselbe Weise wie die in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 6012892 beschriebenen Technologie. Als ein einfaches Verfahren anstelle einer Korrektur durch den Korrekturwert Kc, kann ein gleitender Durchschnittswert oder ein gewichteter Mittelwert der Zeitintervalle ΔTd vor und nach der Winkelsektion Sd als das korrigierte Zeitintervall ΔTdc in jeder der Winkelsektionen Sd berechnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Winkelinformationskorrektureinheit 61 einen Korrekturwert Kc(n) in jeder Winkelsektion Sd (n) einer jeden Winkelidentifikationsnummer n bereit. In diesem Beispiel, da die Winkelidentifikationsnummer n und die Winkelsektion Sd 90 bereitgestellt sind, wird der Korrekturwert Kc 90 ebenso bereitgestellt. Wie in 6 gezeigt, ist jeder Korrekturwert Kc jeweils mit der Winkelidentifikationsnummer n korreliert und wird in der überschreibbaren Speichervorrichtung 91 wie beispielsweise einem RAM der Steuereinheit 50 gespeichert.
Wie in Gleichung (3) gezeigt, multipliziert die Winkelinformationskorrektureinheit 61 den Korrekturwert Kc(n), welcher zu dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört, mit dem Winkelintervall Δθt(n) oder dem Zeitintervall ΔTd(n), welches zu dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört, um das korrigierte Winkelintervall Δθdc(n) oder das korrigierte Zeitintervall ΔTdc(n) zu berechnen, welches zu dieser Zeitwinkelidentifikationsnummer (n) gehört. $\begin{array}{l} Δθ dc (n) = Kc (n) \times Δθ d (n) \\ oder \\ Δ Tdc (n) = Kc (n) \times Δ Td (n) \end{array}$
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fall erläutert, bei welchem das Zeitintervall ΔTd durch den Korrekturwert Kc korrigiert ist. Das Winkelintervall Δθd, welches nicht durch den Korrekturwert Kc korrigiert wird, wird ebenso als das korrigierte Winkelintervall Δθdc zur Vereinfachung der Erläuterung bezeichnet.
<Nachkorrektur-Winkelinformationskorrektureinheit 62>
Basierend auf dem korrigierten Winkelintervall Δθdc und dem korrigierten Zeitintervall ΔTdc durch den Korrekturwert Kc in jeder der Winkelsektionen Sd berechnet die Nachkorrektur-Winkelinformationsberechnungseinheit 62 eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω, welches eine Zeitänderungsrate des Kurbelwellenwinkel θd ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung αd, welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd ist, und einen Kurbelwinkelruck δd, welcher eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung αd ist, zugehörend zu jedem der detektierten Winkel θd oder den Winkelsektionen Sd.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, basierend auf dem korrigierten Winkelintervall Δ Θ t c (n) und dem korrigierten Zeitintervall Δ C t c (n), welches zu der Winkelsektion S t (n) gehört, welches ein Verarbeitungsziel wird, berechnet die Nachkorrektur Winkelinformationsberechnungseinheit 62 die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω t (n), welche zu der Winkelsektion S b (n) des Verarbeitungsziel gehört.
Insbesondere, wie in Gleichung (4) gezeigt, berechnet die Nachkorrektur Winkelinformationsberechnungseinheit 62 die Kurbelwinkelgeschwindigkeit wd(n) durch Dividieren des korrigierten Winkelintervall Δθdc(n) durch das korrigierte Zeitintervall ΔTdc(n), welches zu der Winkelsektion Sd(n) eines Verarbeitungsziels gehört. $ω d (n) = Δθ dc (n) / Δ Tdc (n)$
Basierend auf der Kurbelwinkelgeschwindigkeit wd(n) und dem korrigierten Zeitintervall ΔTdc(n), welches zu der gerade vorhergehenden Winkelsektion Sd(n) des detektierten Winkels θd(n) gehört, welches ein Verarbeitungsziel wird, und der Kurbelwinkelgeschwindigkeit wd(n+1) und dem korrigierten Zeitintervall ΔTdc(n+1), welches zu der gerade nachfolgenden Winkelsektion Sd(n+1) des detektierten Winkels θd(n) des Verarbeitungsziels gehört, berechnet die Nachkorrektur-Winkelinformationsberechnungseinheit 62 die Kurbelwinkelbeschleunigung αd(n), welche zu dem detektierten Winkel θd(n) des Verarbeitungsziels gehört. Insbesondere, wie in einer Gleichung (5) gezeigt, berechnet die Nachkorrektur-Winkelinformationsberechnungseinheit 62 die Kurbelwinkelbeschleunigung αd(n) durch Dividieren eines Subtraktionswerts, welcher durch Subtrahieren der gerade vorhergehenden Kurbelwinkelgeschwindigkeit wd(n) von der gerade nachfolgenden Kurbelwinkelgeschwindigkeit wd(m+1) erhalten ist, durch einen Durchschnittswert des gerade nachfolgenden korrigierten Zeitintervalls ΔTdc(n+1) und dem gerade nachfolgenden korrigierten Zeitintervall ΔTdc(n). $α d (n) = {ω d (n + 1) −ω d (n)} / {Δ Tdc (n + 1) +Δ Tdc (n)} \times 2$
Insbesondere, wie in Gleichung (6) gezeigt, berechnet die Nachkorrektur-Winkelinformationsberechnungseinheit 62 den Kurbelwinkelruck δd(n) des detektierten Ziellenkwinkels θd(n) durch Dividieren eines Subtraktionswerts, welcher durch Subtrahieren der gerade vorhergehenden Kurbelwinkelbeschleunigung αd(n-1) von der geraden nachfolgenden Kurbelwinkelbeschleunigung αd(n+1) des detektierten Zielwinkels θd(n) erhalten ist, durch einen Gesamtwert des gerade nachfolgenden korrigierten Zeitintervalls ΔTdc(n+1) und des gerade nachfolgenden korrigierten Zeitintervalls ΔTdc(n) des detektierten Ziellenkwinkels θd(n). $δ d (n) = {α d (n + 1) −α d (n - 1)} / {Δ Tdc (n + 1) +Δ Tdc (n)}$
Die Winkelinformationskorrektureinheit 61 und die Nachkorrektur-Winkelinformationsberechnungseinheit 62 Korrigieren in Echtzeit das Winkelintervall Δθd oder das Zeitintervall ΔTd, welche in Echtzeit berechnet werden, durch einen Korrekturwert Kc, und berechnen die Kurbelwinkelgeschwindigkeit wd, die Kurbelwinkelbeschleunigung αd und den Kurbelwinkelruck δd in Echtzeit. Jeder Abschnitt der Winkelinformationsberechnungseinheit 51 speichert jede berechnete Winkelinformation in der Speichervorrichtung 91.
1-2-2. Fehlzündungsbestimmungseinheit 52
1-2-2-1. Prinzip der Fehlzündungsbestimmung
Ein Prinzip zum Bestimmen des Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung durch den Kurbelwinkelruck δd wird erläutert. Im Allgemeinen kann eine Bewegungsgleichung um eine Rotationsachse als eine Gleichung (7) beschrieben werden. $I \times d ω / dt = I \times α = T$
Hierbei ist I eine Trägheit, ist w eine Winkelgeschwindigkeit, ist α eine Winkelbeschleunigung und ist T ein Drehmoment. Diese Gleichung kann derart gedeutet werden, dass die Rotationsachse mit der Winkelbeschleunigung in einem umgekehrten Verhältnis zu einer Größe einer Trägheit rotiert, wenn ein Drehmoment an die Rotationsachse angelegt wird, und dass die Rotationsachse mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit rotiert, wenn ein Drehmoment nicht an die Rotationsachse angelegt wird.
Falls diese Gleichung auf eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angewendet wird, kann dies als eine Gleichung (8) beschrieben werden. $Ieng \times d ω d / dt = Ieng \times α d = Tg - Tload$
Hierbei ist Ieng eine Trägheit des Verbrennungsmotors; ist ωd eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit; ist αd eine Kurbelwinkelbeschleunigung; ist Tg ein durch eine Verbrennung erzeugtes Drehmoment; und ist Tload ein Lastdrehmoment und ist die Summe aller Lasten, wie beispielsweise ein Reibungswiderstand des Verbrennungsmotors und der Leistungsumwandlungsvorrichtung und ein Laufwiderstand des Fahrzeugs.
Wenn diese Gleichung auf dieselbe Weise wie die Gleichung (7) gedeutet wird, sind Ergebnisse etwas unterschiedlich, wenn die Kurbelwinkelbeschleunigung und das erzeugte Drehmoment und das Lastendrehmoment durch Durchschnittswerte in einem Verbrennungstakt berücksichtigt werden, und wenn diese durch Durchschnittswerte in einem Kurbelwinkelintervall (in diesem Beispiel 4 Grad) wie folgt, berücksichtigt werden.
<Wenn berücksichtigt durch Durchschnittswerte in einem Verbrennungstakt>
Da die rechte Seite der Gleichung (8) gleich Null wird, wenn ein Durchschnittswert des erzeugten Drehmoments und ein Durchschnittswert des Lastendrehmoments in einem Verbrennungstakt zusammenfallen, gibt dies an, dass der Verbrennungsmotor mit einer konstanten Geschwindigkeit rotiert. Dies gibt einen stetigen Betriebszustand an, bei welchem die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors beispielsweise konstant ist. Wenn Tg - Tload > 0, ist der Verbrennungsmotor in einem Beschleunigungszustand, und wenn Tg - Tload < 0, ist dieser in dem Bremszustand. Da Tg = 0 zum Zeitpunkt einer Fehlzündung, ist dieser in dem Bremszustand. Es kann gesagt werden, dass dieses Beispiel, welches eine Fehlzündung basierend auf einer Änderung der Beschleunigung, eine Abbremsung und stetig zwischen mehreren Verbrennungstakten detektiert, ein Verfahren ist, wie in der oben genannten JP 3495463 B gezeigt. Allerdings, da der Verbrennungsmotor ein Motor ist, welcher ein Drehmoment zwischenzeitlich erzeugt, wenn eine Drehmomentänderung in einem Verbrennungstakt genau betrachtet wird, verändert sich die Bedingung etwas.
<Wenn Berücksichtigen durch Durchschnittswerte in einem Kurbelwinkelintervall>
Wie oben beschrieben, da der Verbrennungsmotor ein Motor ist, welcher ein Drehmoment zwischenzeitlich erzeugt, gibt es eine schnelle Brennperiode, in welcher ein Kraftstoff-Luft-Gemisch schnell verbrennt, und einen nicht schnelle Brennperiode, bei welcher ein Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht schnell verbrennt, selbst in einem Verbrennungstakt. Da eine Brennperiode normalerweise eine Periode von ungefähr 40 bis 60 Grad im Allgemeinen ist, wird eine Nicht-Brennperiode, in welcher das Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht verbrennt, länger als die Brennperiode in einem Verbrennungstakt (240 Grad für einen Dreizylindermotor, 180 Grad für einen Vierzylindermotor).
Wenn der Fall berücksichtigt wird, bei welchem der Verbrennungsmotor stetig betrieben wird, obwohl der Durchschnittswert des erzeugten Drehmoments und der Durchschnittswert des Lastendrehmoments in einem Verbrennungstakt identisch sind, während das Lastendrehmoment immer angelegt, wird das erzeugte Drehmoment durch eine Verbrennung nur in einer kurzen Periode erzeugt. Das heißt, es kann gesagt werden, dass das erzeugte Drehmoment durch eine Verbrennung momentan groß wird. Wenn dies berücksichtigt wird, selbst wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors konstant ist, wird gesehen, dass das erzeugte Drehmoment als der Durchschnittswert in dem Kurbelwinkelintervall sich deutlich in einem Verbrennungstakt verändert. Da das erzeugte Drehmoment gleich 0 zum Zeitpunkt einer Fehlzündung wird, wird lediglich das Lastendrehmoment angelegt. Somit, falls die Drehmomentschwankung in einem Verbrennungstakt aufgenommen wird, wird gesehen, dass eine Fehlzündungsdetektion einfach ausgeführt werden kann, ohne die Beschleunigung und Bremsänderung zwischen mehreren Verbrennungstakten zu beobachten, wie bei der konventionellen Technologie.
<Berechnungsgleichung einer Drehmomentschwankung>
Ein Verfahren zum Detektieren der Drehmomentschwankung in einem Verbrennungstakt wird erläutert. Wenn erneut berücksichtigt wird, dass eine Trägheit in der Gleichung (7) konstant ist, wird gesehen, dass ein Drehmoment und eine Winkelbeschleunigung in einer Proportionalbeziehung stehen. Da eine Änderung eines Drehmoments nun als bekannt gewünscht wird, wird die Gleichung (9) berücksichtigt, welche durch weiteres Differenzieren der Gleichung (7) erhalten wird. $I \times d α / dt = I \times δ = dT / dt$
δ ist hier der Winkelruck. Da die Gleichung (9) zeigt, dass ein Differenzialwert des Drehmoments, das heißt eine Zeitänderungsrate eines Drehmoments, proportional zu dem Winkelruck ist; wenn dies berücksichtigt wird, um die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, kann gesagt werden, dass eine Drehmomentschwankung eine Beziehung proportional zu dem Kurbelwinkelruck aufweist. Das heißt, falls eine Schwankung des Kurbelwinkelrucks in einem Verbrennungstakt aufgenommen werden kann, bedeutet dies, dass die Drehmomentschwankung in einem Verbrennungstakt aufgenommen wird, und die Fehlzündungsdetektion kann einfach ausgeführt werden, wie oben beschrieben.
Ein Beispiel einer Änderung des Kurbelwinkelrucks wird in 8 gezeigt. Zum Zeitpunkt einer Fehlzündung, gibt es eine große Schwankung in dem Kurbelwinkelruck im Wesentlichen; eine Schwankung des Kurbelwinkelrucks in der schnellen Brennperiode (beispielsweise von B05 Grad bis A55 Grad), und der Verbrennung gerade vor der Periode (beispielsweise von B65 Grad bis B05 Grad, welches der oberen Totpunkt ist, zu und der nicht-schnellen Brennperiode (beispielsweise A55 Grad bis A115 Grad, welches nach einer Verbrennung ist) ist klein. Hierbei stellt BTDC (Vor-Totpunkt) dar und stellt ATDC (Nach-Totpunkt) dar. Andererseits zum Zeitpunkt einer Nicht-Fehlzündung, da der Kurbelwinkelruck in der schnell Brennperiode sich deutlich in der positiven Richtung verändert, wird eine Schwankung des Kurbelwinkelrucks. Um einen Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks in einem Verbrennungstakt zu detektieren, kann beispielsweise eine Differenz Δδd zwischen einem Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks in der schnell Brennperiode und ein Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks in der Verbrennung gerade vor der Periode oder der nicht-schnellen Brennperiode berechnet werden. Da gesagt werden kann, dass diese Kurbelwinkelruckdifferenz Δδd proportional zu der Drehmomentschwankung in einem Verbrennungstakt ist, kann das Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung basierend auf der Kurbelwinkelruckdifferenz Δδd bestimmt werden. Durch dieses Verfahren tritt eine fehlerhafte Fehlzündungsdetektion kaum auf, welches das Problem des konventionellen Verfahrens ist und angenommen wird, dass dieses durch eine Resonanz zwischen dem Motorgenerator und dem Verbrennungsmotor verursacht wird. Da diese Resonanz eine Vibration von mehreren Taktperioden ist, taucht diese nicht als eine Schwankung des in dem Kurbelwinkelintervallberechneten Kurbelwinkelrucks auf.
1-2-2-2. Konfiguration der Fehlzündungsbestimmungseinheit 52
Dann, basierend auf dem Prinzip einer oben erläuterten Fehlzündungsbestimmung berechnet die Fehlzündungsbestimmungseinheit 52 einen Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks in einer Bestimmungsperiode, welche zu gehörend zu einem Verbrennungstakt eingestellt ist, basierend auf dem Kurbelwinkelruck δd und bestimmt das Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung in dem einen Verbrennungstakt basierend auf dem Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Fehlzündungsbestimmungseinheit 52 mit einer Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70, einer Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71 und einer Fluktuationsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72 versehen.
<Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70>
Basierend auf dem durch die Nachkorrekturwinkelinformation-Berechnungseinheit 62 berechneten Kurbelwinkelruck δd berechnet die Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70 einen Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks in der Bestimmungsperiode, welche zugehörend zu dem eilenden Verbrennungstakt eingestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70 einen Maximalwert des Kurbelwinkelrucks δd in einer vorhergehenden Periode, welche auf einer vorhergehenden Seite des einen Verbrennungstakt eingestellt ist, als den Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks. Die vorhergehende Periode wird vorläufig eingestellt, zugehörend zu der schnellen Brennperiode, in welcher ein Kraftstoff-Luft-Gemisch schnell verbrennt wird; und beispielsweise wird diese vorläufig auf eine Periode B05 Grad bis A55 Grad eingestellt. Die Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70 kann die vorhergehende Periode entsprechend Betriebsbedingungen wie beispielsweise einem Zündzeitpunkt verändern.
<Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71>
Basierend auf dem durch die Nachkorrekturwinkelinformation-Berechnungseinheit 62 berechneten Kurbelwinkelruck δd berechnet die Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71 einen Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks in der Bestimmungsperiode, welche zu gehörend zu dem einen Verbrennungstakt eingestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71 einen Minimalwert des Kurbelwinkelrucks δd in einem oder beiden einer gerade vorhergehenden Periode, welche auf eine gerade vorhergehende Periode eingestellt ist, und eine spätere Periode, welche gerade nach der vorhergehenden Periode eingestellt ist, als den Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks (in diesem Beispiel nur die spätere Periode). Die gerade vorhergehende Periode wird vorläufig eingestellt, zugehörend zu einer Periode gerade vor der schnellen Brennperiode; und beispielsweise wird diese auf eine Periode B65 Grad bis B05 Grad eingestellt. Die spätere Periode wird vorläufig eingestellt, zugehörend zu der nicht-schnellen Brennperiode, in welcher ein Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht schnell verbrennt; und beispielsweise wird diese vorab auf eine Periode A55 Grad bis A115 Grad eingestellt. Die Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71 kann die gerade vorhergehende Periode und die spätere Periode entsprechend Betriebsbedingungen wie beispielsweise einem Zündzeitpunkt verändern.
In der vorliegenden Ausführungsform, da die Berechnungsverarbeitung des Maximalwerts in der vorhergehenden Periode ausgeführt wird und die Berechnungsverarbeitung des Minimalwert in einer oder beiden der gerade vorhergehenden Periode und der späteren Periode ausgeführt wird, ist es nicht notwendig sowohl die Berechnungsverarbeitung des Maximalwerts als auch die Berechnungsverarbeitung des Minimalwert über die gesamten Bestimmungsperiode auszuführen, zugehörend zu dem einen Verbrennungstakt (die gerade vorhergehende Periode + die vorhergehende Periode + die spätere Periode), und eine Verarbeitung kann halbiert werden.
<Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72>
Die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72 berechnet eine Differenz Δδd (= δdmax - δdmin) zwischen dem Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks und dem Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks als den Schwankungsbetrag Δδd des Kurbelwinkelrucks. Dann, wenn der Schwankungsbetrag Δδd des Kurbelwinkelrucks größer als ein vorab eingestellter Fehlzündungsbestimmungswert ist, bestimmt die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72, dass eine Fehlzündung nicht aufgetreten ist, sondern eine Verbrennung ausgeführt wurde, in dem zugehörigen einen Verbrennungstakt; und, wenn der Schwankungsbetrag Δδd des Kurbelwinkelrucks geringer oder gleich dem Fehlzündungsbestimmungswert ist, bestimmt die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist und eine Verbrennung nicht ausgeführt wurde, in dem zugehörigen einen Verbrennungstakt. Die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72 speichert das Bestimmungsergebnis einer Fehlzündung auf der Speichervorrichtung 91. Beispielsweise, wenn bestimmt wird, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist, speichert die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72 das Ergebnis einer Bestimmung, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist, auf der Speichervorrichtung 91 durch korrelieren mit Zylindernummern, welche zu dem Verbrennungstakt gehört, für welchen bestimmt ist, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist.
1-2-3. Fehlzündungsbenachrichtigungseinheit 53
Die Fehlzündungsbenachrichtigungseinheit 53 meldet das Bestimmungsergebnis einer Fehlzündung durch die Fehlzündungsbestimmungseinheit 52 an einen Anwender über die Benachrichtigungsvorrichtung 34. Beispielsweise, wenn die Auftrittsfrequenz einer Fehlzündung höher als ein vorab eingestellter Frequenzbestimmungswert ist, veranlasst die Fehlzündungsbenachrichtigungseinheit 53, dass eine Fehlerwarnlampe als die Benachrichtigungsvorrichtung 34 eingeschaltet wird. Die Fehlzündungsbenachrichtigungseinheit 53 zeigt eine Information über das Bestimmungsergebnis einer Fehlzündung auf einem Anzeigebildschirm als die Benachrichtigungsvorrichtung 34 an, welche in einer Anzeigetafel eines Fahrersitzes vorgesehen ist. Die Fehlzündungsbenachrichtigungseinheit 53 überträgt das Bestimmungsergebnis einer Fehlzündung als eine der Fehler Information einer OBD (Fahrzeugdiagnose), an eine Fahrzeugdiagnosevorrichtung als die Benachrichtigungsvorrichtung 34, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist.
1-2-4.Flussdiagramm
Ein Verfahren (ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor 1) einer schematischen Verarbeitung der Steuereinheit 50 bezüglich der vorliegenden Ausführungsform wird basierend auf dem in 9 gezeigten Flussdiagramm erläutert. Die in dem Flussdiagramm in 9 dargestellte Verarbeitung wird sich wiederholende umgesetzt, beispielsweise bei jedem vorbestimmten Betriebszyklus, während der Rechenprozessor 90 eine Software (ein Programm) umsetzt, welches in der Speichervorrichtung 91 gespeichert ist.
In dem Schritt S91, wie oben beschrieben, setzt die Winkelinformationsberechnungseinheit 51 eine Winkelinformation Berechnungsverarbeitung (einen Winkelinformationsberechnungsschritt) um, welcher den Kurbelwinkel θd detektiert, basierend auf dem Ausgangssignal des Bestimmten-Kurbelwinkelsensors 6, und berechnet die Kurbelwinkelgeschwindigkeit öd, welches die Zeitänderungsrate des Kurbelwinkels θd ist, die Kurbelwinkelbeschleunigung αd, welches die Zeitänderungsraten der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ωd ist, und den Kurbelwinkelruck δd, welches die Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung αd ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Winkelinformationsberechnungseinheit 51 mit der Winkelinformationsdetektionseinheit 60, der Winkelinformationskorrektureinheit 61 und der Nachkorrektur-Winkelinformationsberechnungseinheit 62 versehen; und wie oben beschrieben führt diese eine Fehlerkorrekturverarbeitung aus, welche den Fehler der Winkelinformation korrigiert.
In dem Schritt S92, wie oben beschrieben, setzt die Fehlzündungsbestimmungseinheit 52 eine Fehlzündungsbestimmungsverarbeitung (einen Fehlzündungsbestimmungsschritt) um, welcher den Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks in der Bestimmungsperiode berechnet, welche zugehörend zu dem Verbrennungstakt eingestellt ist, basierend auf dem Kurbelwinkelruck δd, und bestimmt das Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung in dem Verbrennungstakt basierend auf dem Schwankungsbetrag des Kurbelwinkelrucks.
In der vorliegenden Ausführungsform setzt die Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70 eine Winkelruckmaximalwert-Berechnungsverarbeitung (einen Winkelruckmaximalwert-Berechnungsschritt) um, welcher den Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks in der Bestimmungsperiode berechnet, welche zugehörend zu dem Verbrennungstakt eingestellt ist, basierend auf dem Kurbelwinkelruck δd.
Die Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71 setzt eine Winkelruck Minimalwert Berechnungsverarbeitung (einen Winkelruck Minimalwert Berechnungsschritt) um, welcher den Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks in der Bestimmungsperiode berechnet, welche zugehörend zu dem Verbrennungstakt eingestellt ist, basierend auf dem Kurbelwinkelruck δd.
Dann berechnet die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72 die Differenz Δδd zwischen dem Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks und den Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks als den Schwankungsbetrag Δδd des Kurbelwinkelrucks. Wenn der Schwankungsbetrag Δδd des Kurbelwinkelrucks größer als der Fehlzündungsbestimmungswert ist, bestimmt die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72, dass die Fehlzündung nicht aufgetreten ist und eine Verbrennung ausgeführt wurde; und, wenn der Schwankungsbetrag Δδd des Kurbelwinkelrucks geringer oder gleich dem Fehlzündungsbestimmungswert ist, bestimmt die Schwankungsbetragsfehlzündung-Bestimmungseinheit 72, dass eine Fehlzündung aufgetreten ist und eine Verbrennung nicht ausgeführt wurde.
In dem Schritt S93, wie oben beschrieben, setzt die Fehlzündungsbenachrichtigungseinheit 53 eine Fehlzündung Benachrichtigungsverarbeitung (einen Fehlzündung Benachrichtigungsschritt) um, welcher das Bestimmungsergebnis einer Fehlzündung an einen Anwender über die Benachrichtigungsvorrichtung 34 meldet.
<Andere Ausführungsformen>
Schließlich werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erläutert. Die Konfigurationen von Ausführungsformen, welche nachstehend zu erläutern sind, sind jeweils nicht auf eine getrennte Nutzung beschränkt, sondern können in Kombination mit den Konfigurationen von anderen Ausführungsformen genutzt werden, solange keine Diskrepanz auftritt.
(1) In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 wurde ein Fall erläutert, bei welchem der zweite Kurbelwinkelsensors 6 zu dem „Bestimmten-Kurbelwinkelsensor“ in der vorliegenden Offenbarung gehört, das Schwungrad 27 zu „dem Rotationselement“ in der vorliegenden Offenbarung gehört, der Zahn eines Zahnkranzes 25, vorgesehen in dem Schwungrad 27, zu der „Detektionseinheit“ in der vorliegenden Offenbarung gehört. Allerdings sind die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf den vorstehenden Fall beschränkt. Das heißt, der erste Kurbelwinkelsensor 11 kann zu dem „Bestimmten-Kurbelwinkelsensor“ in der vorliegenden Offenbarung gehören, die Signalplatte 10 kann zu dem „Rotationselement“ in der vorliegenden Offenbarung gehören, eine Vielzahl von in der Signalplatte 10 vorgesehenen Zähnen kann zu der „Detektionseinheit“ in der vorliegenden Offenbarung gehören.
(2) In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 wurde der Fall erläutert, bei welchem der Verbrennungsmotor 1 ein Benzinmotor ist. Allerdings sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf den vorstehenden Fall beschränkt. Das heißt, der Verbrennungsmotor 1 kann verschiedene Arten von Verbrennungsmotoren sein, wie beispielsweise ein Dieselmotor und ein Motor, welcher eine HCCI Verbrennung (Homogene-Ladung-Kompression-Zündung-Verbrennung) ausführt.
(3) In der oben beschriebenen Ausführungsform 1 wurde der Fall beschrieben, bei welchem die Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70 den Maximalwert des Kurbelwinkelrucks δd in der vorhergehenden Periode als den Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks berechnet; und die Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71 den Minimalwert des Kurbelwinkelrucks δd in einer oder beiden von der gerade vorhergehenden Periode und der späteren Periode als den Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks berechnet. Allerdings sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf den vorstehenden Fall beschränkt. Das heißt, die Winkelruckmaximalwert-Berechnungseinheit 70 kann einen Maximalwert eines Kurbelwinkelrucks δd in allen Bestimmungsperioden nehmen, zugehörend zu dem Verbrennungstakt (beispielsweise die vorhergehende Periode + die spätere Periode, oder die gerade vorhergehenden Periode + die vorhergehende Periode + die spätere Periode) als den Maximalwert δdmax des Kurbelwinkelrucks berechnen. Und die Winkelruckminimalwert-Berechnungseinheit 71 kann einen Minimalwert des Kurbelwinkelrucks δd in allen Bestimmungsperioden, welche zu dem Verbrennungstakt gehören (beispielsweise die vorhergehende Periode + die spätere Periode, oder die gerade vorhergehende Periode + die vorhergehende Periode + die spätere Periode) als den Minimalwert δdmin des Kurbelwinkelrucks berechnen.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Offenbarung werden dem Fachmann klar werden, ohne von dem Schutzbereich und dem Geist dieser Offenbarung abzuweichen, und es versteht sich, dass diese nicht auf die hierin beschriebenen darstellenden Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims

Eine Steuereinheit (50) für einen Verbrennungsmotor (1), welcher mit einer Vielzahl von Detektionseinheiten (25) versehen ist, welche in einem Rotationselement (27) vorgesehen sind, welches integral mit einer Kurbelwelle (2) rotiert, bei einer Vielzahl von vorab eingestellten Kurbelwinkeln, und einen Bestimmten-Kurbelwinkelsensor (6), welcher an einem Nicht-Rotationselement (24) angebracht ist und die Detektionseinheit (25) detektiert, wobei die Steuereinheit (50) für den Verbrennungsmotor (1) umfasst: eine Winkelinformationsberechnungseinheit (51), welche einen Kurbelwinkel (8d) detektiert, basierend auf einem Ausgangssignal des Bestimmten-Kurbelwinkelsensors (6), und eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd) berechnet, welche eine Zeitänderungsrate des Kurbelwinkels (θd) ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd), welche eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (wd) ist, und einen Kurbelwinkelruck (δd) berechnet, welcher eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) ist; und eine Fehlzündungsbestimmungseinheit (72), welche einen Schwankungsbetrag (Δδd) des Kurbelwinkelrucks in einer Bestimmungsperiode berechnet, welche eingestellt ist, zugehörend zu einem Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors (1), basierend auf dem Kurbelwinkelruck (δd); und ein Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung in dem Verbrennungstakt bestimmt, basierend auf dem Schwankungsbetrag (Δδd) des Kurbelwinkelrucks.
Die Steuereinheit (50) für den Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Fehlzündungsbestimmungseinheit (72) einen Maximalwert (δdmax) des Kurbelwinkelrucks und einen Minimalwert (δdmin) des Kurbelwinkelrucks in der Bestimmungsperiode, zugehörend zu dem Verbrennungstakt, basierend auf dem Kurbelwinkelruck (δd) berechnet und eine Differenz zwischen dem Maximalwert (δdmax) des Kurbelwinkelrucks und des Minimalwert (δdmin) des Kurbelwinkelrucks als den Schwankungsbetrag (Δδd) des Kurbelwinkelrucks berechnet.
Die Steuereinheit (50) für den Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 2, wobei die Fehlzündungsbestimmungseinheit (72) einen Maximalwert (δdmax) des Kurbelwinkelrucks in einer vorhergehenden Periode, welche auf einer vorhergehenden Seite des Verbrennungstakt eingestellt ist, als den Maximalwert (δdmax) des Kurbelwinkelrucks berechnet; und einen Minimalwert (δdmin) des Kurbelwinkelrucks in einem oder beiden einer gerade vorhergehenden Periode, welche auf eine gerade vorhergehende der vorhergehenden Periode eingestellt ist, und einer späteren Periode, welche auf eine gerade nachfolgende der vorhergehenden Periode eingestellt ist, als den Minimalwert (δdmin) des Kurbelwinkelrucks berechnet.
Die Steuereinheit (50) für den Verbrennungsmotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend eine Fehlzündungsbenachrichtigungseinheit, welche ein Bestimmungsergebnis einer Fehlzündung durch die Fehlzündungsbestimmungseinheit (72) an einen Anwender über eine Benachrichtigungsvorrichtung meldet.
Ein Steuerverfahren für einen Verbrennungsmotor (1), welcher mit einer Vielzahl von Detektionseinheiten (25) versehen ist, welche in einem Rotationselement (27) vorgesehen sind, welches integral mit einer Kurbelwelle (2) rotiert, bei einer Vielzahl von vorab eingestellten Kurbelwinkeln, und einen Bestimmten-Kurbelwinkelsensor (6), welcher an einem Nicht-Rotationselement (24) angebracht ist und die Detektionseinheit (25) detektiert, wobei das Steuerverfahren für den Verbrennungsmotor (1) umfasst: einen Winkelinformationsberechnungsschritt, welcher einen Kurbelwinkel (θd) basierend auf einem Ausgangssignal des Bestimmten-Kurbelwinkelsensors (6) detektiert und eine Kurbelwinkelgeschwindigkeit (od), welches eine Zeitänderungsrate des Kurbelwinkels (θd) ist, eine Kurbelwinkelbeschleunigung (αd), welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (ωd) ist, und einen Kurbelwinkelruck (δd) berechnet, welches eine Zeitänderungsrate der Kurbelwinkelbeschleunigung (αd) ist; und einen Fehlzündungsbestimmungsschritt, welcher einen Schwankungsbetrag (Δδd) des Kurbelwinkelrucks in einer Bestimmungsperiode berechnet, welche eingestellt ist, zugehörend zu einem Verbrennungstakt des Verbrennungsmotors (1), basierend auf dem Kurbelwinkelruck (δd), und ein Vorhandensein/Abwesendsein einer Fehlzündung in dem Verbrennungstakt bestimmt, basierend auf dem Schwankungsbetrag (Δδd) des Kurbelwinkelrucks.