DE19962797A1

DE19962797A1 - System und Verfahren zum Detektieren von Motorfehlzündungen unter Einsatz eine optimalen Phasenverzögerungswinkels

Info

Publication number: DE19962797A1
Application number: DE19962797A
Authority: DE
Inventors: Hyoung-Jin Yoon
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2000-10-19
Also published as: JP2000297687A; KR100325162B1; KR20000066048A; US6278934B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Detektieren von Motorfehlzündungen, bei dem falsche Detektionen oder das Nichtdetektieren von Fehlzündungen vermieden ist, die wiederum als Funktion von Antriebsstatusparametern wie U/min des Motors oder der Last auftreten. Wenn die Ausgabe des Motors aufgrund von Fehlzündungen während einer Zeitdauer für jeden vorgegebenen Drehwinkel der Kurbelwelle fortlaufend gemessen (S22) wird, so läßt sich ein Zeitvariationsverhältnis anschließend als ein Referenzwert zum Detektieren der Fehlzündungen (S27) verwenden. Für den Fall, daß eine Veränderung eines Motordrehmoments aufgrund von Fehlzündungen zu einer unzuverlässigen Detektion des Variationsverhältnisses der Zeitdauer für jeden Drehwinkel der Kurbelwelle aufgrund von mechanischen Systemeigenschaften oder einer Trägheit in Zuordnung zu einem Antriebsmodus führt, wird ein optimaler Phasenverzögerungswinkel für jeden Antriebsmodus eingerichtet, und eine Zeitdauer für einen vorgegebenen Drehwinkel der Kurbelwelle wird als Korrektur so verwendet, daß die Fehlzündungen des Motors detektiert werden (S27), wodurch die Zuverlässigkeit der Detektion der Motorfehlzündungen verbessert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Detektieren einer in einem Steuerzylinder auftretenden Fehlzündung mit einer elektronischen Steuereinheit (electric control unit, ECU). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System und Verfahren zum Detektieren einer Fehlzündung, die in einem Motor auftritt, gemäß Antriebsmodus-Statusparameter, wie Motordrehzahl pro Minute (U/min) oder Last.

Zum Vermeiden von durch die Automobilindustrie bedingten Luftverschmutzungen wurden Abgasemissionen fortlaufend eingeschränkt, und demnach wurden Techniken zum elektronischen Steuern der Motoren entwickelt.

Ferner erfordern neue Techniken zum elektronischen Steuern von Motoren das Heranziehen des Standards mit bordinternen Diagnose (On-Board Diagnosis standard, OBD 2), der einen in einem Fahrzeug installierten Computer zum Sammeln von Information einbindet, die zum Detektieren von Fehlfunktionen und zum Erzeugen eines Alarms erforderlich ist, und es sind Systeme und Techniken zum Detektieren einer Erhöhung von Abgas aufgrund einer Fehlzündung und der Möglichkeit der Beschädigung der Katalysatoren nun erforderlich. Demnach besteht nun eine Anforderung für ein System und Verfahren zum Detektieren des Auftretens einer Fehlzündung und des Zylinders, in dem die Fehlzündung auftritt, sowie zum Wiederherstellen des geeigneten Betriebsstatus des Motors.

In einem üblichen System und Verfahren zum Detektieren einer Fehlzündung mißt dann, wenn sich der Kolben zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (top dead center, TDC) und des unteren Totpunkts (bottom dead center, BDC) hin- und herbewegt, das System die zum Erzielen eines vorgegebenen Drehwinkels einer Kurbelwelle erforderlichen Zeitpunkt. Bei diesem Prozeß erhöht sich bei Auftreten einer Motorfehlzündung die oben erwähnte Zeit aufgrund einer Verringerung eines Motordrehmoments. In diesem Zeitpunkt vergleicht die ECU-Einheit ein Zeitvariationsverhältnis dieser gemessenen Zeit mit einem vorgegebenen Referenzwert, und ist das Zeitvariationsverhältnis größer als ein vorgegebener Referenzwert, so wird von dem Auftreten einer Fehlzündung ausgegangen.

Jedoch tritt bei dem üblichen System und Verfahren eine Verringerung des Drehmoments aufgrund einer Motorfehlzündung nicht unmittelbar auf, und zwar aufgrund der mechanischen Eigenschaften des Systems oder der Trägheit im Zusammenhang mit zahlreichen Antriebsmodus-Statusparametern, beispielsweise der Motor-U/min oder -last. Demnach unterscheidet sich das tatsächliche Zeitvariationsverhältnis aufgrund des Auftretens einer Motorfehlzündung etwas von dem durch die ECU-Einheit detektierten Zeitvariationsverhältnis, und hierdurch ergibt sich das Erzeugen falscher Detektionen oder ein Fehler beim Detektieren realer Motorfehlzündungen. Insbesondere während Umdrehungen des Motors mit hoher Geschwindigkeit mit einer betriebsmäßigen hohen Trägheit treten die Änderungen des Drehmoments aufgrund von Motorfehlzündungen nicht schnell auf, und demnach erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers zum Detektieren einer Fehlzündung.

Ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems und Verfahrens zum Detektieren von Motorfehlzündungen, das eine falsche Detektion oder eine Nichtdetektion einer Motorfehlzündung in Zuordnung zu den Antriebsmodus-Statusparametern wie einen Motor-U/min oder -last vermeidet.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden zum Kompensieren inkorrekter Detektionen der Variationsverhältnisse der Zeitdauer für jeden vorgegebenen Rotationswinkel der Kurbelwelle im Fall der Veränderungen des Drehmoments aufgrund von Motorfehlzündungen in Zuordnung zu bestimmten Antriebsmodi optimale Phasenverzögerungswinkel für jeden Antriebsmodus gesetzt, und die Zeit wird anschließend zum Korrigieren der Messung des Zeitvariationsverhältnis und der Detektion von Fehlzündungen kompensiert.

Detaillierter erzeugen ein magnetischer Aufnehmer und eine Schalteinheit ein Kurbelpositionssignal unter Verwendung einer Variation einer Distanz von dem magnetischen Aufnehmer zwischen einem Zahn und einer Vertiefung in dem Raum zwischen dem Zahn an einem Kurbelpositionszielrad, das mit der Nockenwelle verbunden ist. Eine ECU-Einheit erzeugt ein Referenzsignal durch einen Phasensensor zum Festlegen eines optimalen Phasenverzögerungswinkels gemäß einem Antriebsmodus, und sie berechnet das Variationsverhältnis einer Zeitdauer für jeden vorgegebenen Rotationswinkel der Kurbelwelle nach dem Einstellen einer vorgegebenen optimalen Phasenverzögerung gemäß einem Antriebsmodus unter Berücksichtigung dieses Referenzsignals derart, daß sich eine Fehlzündung des Motors detektieren läßt.

Die beiliegende Zeichnung, die als Teil der Beschreibung aufgenommen ist, zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, und zusammen mit der Beschreibung dient sie zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung; es zeigen:

Fig. 1(a) ein Blockschaltbild eines Motorfehlzündungs- Detektionssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1(b) eine Signalform eines Referenzsignals eines Kurbelpositionssignals, mit dem ein optimaler Phasenverzögerungswinkel festgelegt wird;

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren einer Motorfehlzündung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm zum Darstellen eines Verfahrens zum Festlegen des optimalen Phasenverzögerungswinkels unter Heranziehung eines Leistungsindex (Engl.: Performance index);

Fig. 4 einen Leistungsindex zum Bestimmen eines optimalen Phasenverzögerungswinkels für eine konstante Geschwindigkeit während eines Dynamotests;

Fig. 5 einen Leistungsindex zum Bestimmen eines optimalen Phasenverzögerungswinkels für einen allmählichen Beschleunigungsmodus oder Verzögerungsmodus gemäß einem Belgischen Straßentest (Engl.: Belgian Road Test);

Fig. 6 ein vergrößertes Diagramm des variablen Variationsverhältnis der Drehperiode gemäß Fig. 5; und

Fig. 7 einen Leistungsindex zum Bestimmen eines optimalen Phasenverzögerungswinkels gemäß dem Test bei schlechter Straße (Engl.: Wash Board Test).

In der folgenden detaillierten Beschreibung ist lediglich die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben, einfach durch Darstellung des besten Ausführungsmodus, wie er von dem/den Erfinder(n) zum Ausführen der Erfindung gesehen wird. Wie zu erkennen, läßt sich die Erfindung im Hinblick auf zahlreiche offensichtliche Aspekte modifizieren, ohne von der Erfindung abzuweichen. Demnach ist die Zeichnung und die Beschreibung in ihrer Natur als darstellend und nicht einschränkend anzusehen.

Die Fig. 1(a) zeigt ein Blockschaltbild eines Motorfehlzündungs-Detektionssystem. Das System enthält einen Kurbelpositionssensor 100 mit einem Kurbelpositions-Zielrad 110 und einem magnetischen Aufnehmer, ferner eine Schalteinheit 200, einen Zähler/Zeitgeber 300, einen Phasensensor 400 und eine ECU-Einheit 500.

In dem Kurbelpositionssensor 100 detektiert dann, wenn sich das mit der Nockenwelle verbundene Kurbelpositions-Zielrad dreht, der magnetische Aufnehmer 120 Variationen der Magnetfeldlinien aufgrund der Variation der Distanz von dem magnetischen Aufnehmer 120 zu den Zähnen und der Grundfläche der Zahnflächen des Kurbelpositions-Zielrads 100, und er gibt analoge Signale aus.

Die Schalteinheit 200 empfängt analoge Signale, die von dem Kurbelpositionssensor 100 bereitgestellt werden, und sie konvertiert die Signale in digitale Signale, beispielsweise die in Fig. 1(b) dargestellten Kurbelpositionssignale. Der Zähler/Zeitgeber 300 empfängt die Kurbelpositionssignale, und er bestimmt eine Zahnperiode der Kurbelpositionssignale. In diesem Zeitpunkt ist eine Zahnperiode definiert als die Zeit von dem Zeitpunkt, an dem ein Zahn oder eine Zahnraumunterseite des Kurbelpositions-Zielrads 110 den magnetischen Aufnehmer 120 passiert, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der nächste Zahn den magnetischen Aufnehmer 120 passiert.

Gibt der Phasensensor 400 ein Referenzsignal bei der ECU- Einheit 500 gleichzeitig mit einer durch den Zähler/Zeitgeber 300 bereitgestellten Zahnperiode ein, so bildet die ECU- Einheit 500 einen optimalen Phasenverzögerungswinkel unter Einsatz der beiden Signale zum Auffinden des variablen Variationsverhältnis einer Hubperiode (einer Periode zwischen den Totpunkten TDC), und sie führt gleich das Variationsverhältnis der Perioden mit einem vorgegebenen Referenzwert. Übersteigt das Variationsverhältnis der Perioden einen vorgegebenen Referenzwert, so wird von dem Auftreten einer Fehlzündung ausgegangen. In diesem Zeitpunkt stellt eine Hubperiode eine Zeit dar, die für einen Motor zum Durchführen eines Hubs erforderlich ist, und die Periode zwischen den Totpunkten TDC stellt eine Zeit dar, die verstreicht, nachdem ein Kolben den oberen Totpunkt eines Sendes zum Durchführen eines Expansionshubs in einem Zylinder erreicht, und bis ein Kolben erneut den Totpunkt TDC zum Durchführen des nächsten Expansionshubs erreicht.

Die Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren einer Motorfehlzündung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Startet im Schritt s21 ein Fehlzündungs-Detektionsprozeß, so werden das Kurbelwinkelpositionssignal und das Referenzsignal unter Verwendung des Fehlzündungsdetektionssystems im Schritt s22 detektiert. Detektiert die ECU-Einheit 500 den optimalen Phasenverzögerungswinkel im Schritt s23, so wird im Schritt s24 die Hubperiode oder die Periode zwischen den Totpunkten TDC gemessen. Ein Variationsverhältnis jeder Hubperiode oder der Periode zwischen den Totpunkten TDC oder einer Winkelbeschleunigung oder einem Variationsverhältnis der Winkelbeschleunigung werden im Schritt s25 gemessen, und ein Referenzwert zum Detektieren einer Fehlzündung wird so gesetzt, daß er im Schritt s26 mit dem Variationsverhältnis verglichen wird. Zeigt ein Vergleichsergebnis des Referenzwerts und des Variationsverhältnisses der Periode zwischen den Totpunkten TDC im Schritt s27 eine Fehlzündung an, so wird im Schritt s28 der Fehlzündungs-Detektionsprozeß abgeschlossen.

In anderen Worten, wird nach dem Start des Fehlzündungs- Detektionsprozeß im Schritt s21 das in Fig. 1(b) gezeigte Referenzsignal im Schritt s22 durch den Kurbelpositionssensor 100 detektiert, sowie durch die Schalteinheit 200, den Zähler/Zeitgeber 300 und den Phasensensor 400.

Die ECU-Einheit 500 detektiert einen optimalen Phasenverzögerungswinkel unter Verwendung des im Schritt s22 detektierten Kurbelpositionssignals und des Referenzsignals. Bei dem Auftreten einer Fehlzündung in dem Motorzylinder wird aufgrund der Tatsache, daß eine Veränderung des Drehmoments bedingt durch eine Fehlzündung nicht unmittelbar zu dem Kurbelpositions-Zielrad 110 aufgrund einer Trägheit oder anderer mechanischer Eigenschaften übertragen wird, der Winkel, zu dem sich das Kurbelpositions-Zielrad 110 dreht, bevor dieses Rad 110 durch die Fehlzündung beeinflußt wird, der optimale Phasenwinkel.

Die Fig. 3 zeigt ein Verfahren zum Setzen des optimalen Phasenverzögerungswinkels unter Verwendung eines Leistungsindex bzw. Nutzindex (Engl.: performance index). Ein Drehperioden-Variationsverhältnis (DT) in Fig. 3(a) ist ein Variationsverhältnis der berechneten Drehperiode, vorgegeben anhand zweier unterschiedlicher Phasenverzögerungswinkel 1 und 2.

Tatsächliche Detektionssignale (AD) nach Fig. 3(b) bezeichnen die Positionen, bei denen das DT Signal nach Fig. 3(a) einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, der eine Fehlzündung anzeigt.

Die gewünschten Detektionssignale (DD) nach Fig. 3(c) bezeichnen Positionen, bei denen tatsächlich Fehlzündungen auftraten.

Abgleich-Indexsignale (matching index signals, MI) nach Fig. 3(d) sind für die DD- und DT-Signale so definiert, daß sie einen Wert von eins bei gleichen Positionen aufweisen. Die MI-Signale werden durch ein inneres Produkt der DT- und DD- Signale erhalten.

Die Fehlerindexsignale (Err) nach Fig. 3(e) sind so definiert, daß sie einen Wert von eins dann aufweisen, wenn die DD- und AD-Signale nicht identisch sind. Die Err-Signale werden durch eine logische XOR-Verknüpfung erhalten. D. h., bei DD-Signalen von Eins und einem AD-Wert von Null, oder bei einem DD-Signal von Null und dem AD-Wert von Eins zeigt das Err-Signal einen Wert von Eins an.

Da die Fig. 3(d) und (e) anzeigen, ob die Position, bei der eine Fehlzündung auftrat, der Position entspricht, für die eine Fehlzündung bestimmt wird, lassen sich die Fig. 3(d) und (e) als Leistungsindex im Zusammenhang mit der Detektion der Fehlzündung verwenden. Demnach läßt sich der Phasenverzögerungswinkel unter Bezug auf eine Maximalzahl der MI-Signale festlegen, die gleich Eins sind, oder einer Minimalzahl der Err-Signale, die gleich Eins sind, und demnach läßt sich gemäß Fig. 3 der Phasenverzögerungswinkel 1 als optimaler Phasenverzögerungswinkel einrichten.

Zum Festlegen des optimalen Phasenverzögerungswinkels in der ECU-Einheit 500 sind für die zahlreichen Antriebsmodi erhaltene experimentelle Ergebnisse in der ECU-Einheit 500 gespeichert, und der Winkel läßt sich für jeden Antriebsmodus festlegen oder automatisch durch eine Vorrichtung zum Lernen des optimalen Winkels korrigieren.

Bei Abschluß des Einstellens des optimalen Phasenwinkels im Schritt s23 erfolgt im Schritt s24 ein Messen der Hubperiode oder der Periode zwischen den Totpunkten TDC (d. h., der Zeit, die für jede Kurbelwellendrehung eines vorgegebenen Winkels) aufgebracht wird. Die Hubperiode bezeichnet eine Zeit für einen Hub bei einer Viertaktmaschine, und die Periode zwischen den Totpunkten ist beispielsweise eine Zeit zwischen dem Durchführen eines Expansionshubs in einem Zylinder bis zu der Zeit, zu der ein nächster Zylinder einen anderen Expansionshub durchführt, wenn ein Motor mit vier Zylindern Expansionshübe in der Folge erster, dritter, vierter und zweiter Zylinder durchführt. Bei einem Motor mit vier Zylindern treten vier TDC-Perioden vor jeweils einem Zyklus auf.

Die Hubperiode oder Periode zwischen den TDC-Punkten ist die Zeit, die für die Kurbelwelle zum Drehen um 180° aufgebracht wird. Beendet ein Zylinder vier Hübe, so hat sich die Kurbelwelle zweimal gedreht, und demnach hat sich dann, wenn der Zylinder einen Hub beendet, die Kurbelwelle um eine halbe Drehung gedreht. Weiterhin dreht sich dann, wenn alle Zylinder in einem Vierzylindermotor Expansionshübe aufgrund der Kraftstoffverbrennung durchführen, die Kurbelwelle zweimal, und demnach dreht sich während einer Periode zwischen den Totpunkten TDC die Kurbelwelle um eine Hälfte. Demnach dreht sich aufgrund der Tatsache, daß ein Drehverhältnis der Kurbelwelle relativ zu demjenigen der Nockenwelle den Wert 2 : 1 aufweist, das mit der Nockenwelle verbundene Kurbelpositions-Zielrad 11 um einen Wert von 90° während jeder Hubperiode (oder zwischen den Totpunkten TDC). Zusätzlich dreht sich dann, wenn die Zahl der Zähne des Kurbelpositions-Zielrads 11 den Wert t aufweist, das Rad um das t/4-fache.

Unter Bezug auf die Fig. 1(b) werden aufgrund der Tatsache, daß die Zahl der H-Werte bzw. Hoch-Werte des Kurbelpositionssignals die Zahl der Zähne des Kurbelpositions-Zielrads 11 ist, zum Finden der Hubperiode oder Periode Ts zwischen den TDC-Punkten die Zähne, d. h., die Zahl der H-Werte des Kurbelpositionssignals (bis zu einem Wert gleich t/4) hochgezählt, und die Summation der H-Werte der Zähne während jeder Periode wird aufgefunden. Demnach wird dann nach einer Verzögerung gemäß der Zahl der H-Werte des Kurbelpositionssignals gemäß dem optimalen Phasenverzögerungswinkel die Hubperiode oder die Periode zwischen den TDC-Punkten anschließend festgestellt.

Hiernach wird im Schritt s25 das Variationsverhältnis jeder Hubperiode, die Periode der TDC-Punkte oder die Winkelbeschleunigung oder das Variationsverhältnis der Winkelbeschleunigung gemessen, und ein Referenzwert für das Detektieren einer Fehlzündung wird im Schritt s26 festgelegt.

Tritt in dem Motorzylinder eine Fehlzündung auf, so ändert sich die Hubperiode oder die Periode zwischen den TDC-Punkten aufgrund einer Annahme des Drehmoments des Motors, und es treten Variationen der Hubperiode oder der Periode zwischen den TDC-Punkten auf oder der Winkelbeschleunigung oder der Variation der Winkelbeschleunigung. Demnach verwendet die ECU-Einheit 500 ein Variationsverhältnis des Drehzyklus der Kurbelwelle zum Detektieren der Fehlzündung. In diesem Zeitpunkt wird einer der anhand der Variationen der Hubperiode oder der Periode zwischen den TDC-Punkten ausgewählten Werte oder die Winkelbeschleunigung oder die Variation der Winkelbeschleunigung ausgewählt, und der ausgewählte Wert wird mit einem vorgegebenen Referenzwert zum Detektieren einer Fehlzündung verglichen, und hierdurch wird die Fehlzündung detektiert.

Die Variationen der Hubperiode oder der Periode zwischen den TDC-Punkten läßt sich durch Heranziehen der Gleichung (1) erhalten:

derart, daß Ts(n) eine n-te Hubperiode oder eine n-te Periode zwischen den TDC-Punkten ist.

Da die Winkelbeschleunigung oder die Variation der Winkelbeschleunigung die Variation der Winkelgeschwindigkeit ist, ist die Winkelgeschwindigkeit wie folgt definiert:

derart, daß ω die Winkelgeschwindigkeit ist und Ts die Hubperiode oder die Periode zwischen den TDC-Punkten ist.

Demnach ergibt sich die Winkelbeschleunigung wie folgt:

derart, daß Δω eine Variation der Winkelgeschwindigkeit ist und Δ Ts eine Variation der Hubperiode oder der Periode zwischen den TDC-Punkten ist.

Die Variation der Winkelbeschleunigung ergibt sich wie folgt:

Demnach erfolgt durch Verleichen des Referenzwerts zum Detektieren einer Fehlzündung mit der detektieren Winkelbeschleunigung oder Variation der Winkelbeschleunigung das Detektieren einer Fehlzündung.

Ist jedoch der Referenzwert zu hoch, so wird das Fehlzündungs-Detektionssystem sehr sensibel gegenüber dem Variationsverhältnis der momentanen Drehung, und Fehlzündungen werden oft nicht detektiert, und ist der Referenzwert zu niedrig, so kann das System nicht der Variation der Drehung entsprechen, und falsche Detektionen von Fehlzündungen treten oft auf. Demnach muß im Schritt s26 ein geeigneter Referenzwert bestimmt werden.

Beim Einstellen des Referenzwerts zum Detektieren der Fehlzündung wird bei Verwendung der Winkelbeschleunigung nach Gleichung 3 der Referenzwert mit Ts³ festgelegt, ein Wert, der denselben Umfang aufweist wie derjenige des Nenners nach Gleichung 3, und bei Verwenden der Winkelbeschleunigung nach Gleichung 4 wird der Referenzwert ähnlich mit Ts² festgelegt, und lediglich bei Verwendung der Variation der Hubperiode oder des Variationsverhältnis des Periode zwischen den TDC- Punkten wird der Referenzwert mit Ts gesetzt.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen Simulationsergebnisse zum Festlegen des optimalen Phasenverzögerungswinkels und des optimalen Fehlzündungs-Detektions-Referenzwerts und der zahlreichen Antriebsbedingungen.

Unter Bezug auf die Fig. 4 läßt sich das periodische Auftreten einer Fehlzündung erkennen, und zwar einmal bei jeder Periode des ersten Zylinders während einem Dynamotest zum Bestimmen des optimalen Phasenverzögerungswinkels und des Referenzwerts unter konstanten Geschwindigkeitsbedingungen. Die Hubperiode oder die Periode zwischen den TDC-Punkten und der DT-Wert ändern sich in großem Umfang um einen Punkt, bei dem die Fehlzündung auftritt. In diesem Zeitpunkt läßt sich dann, wenn die Abgleichindex (MI)- oder Fehlerindex (Err)- Signale anhand des Variierens des Phasenverzögerungswinkels von null bis vierzig Grad festgestellt werden, der Wert von "10" mit der maximalen Zahl der H-Werte unter den MI-Signalen oder mit der minimalen Zahl der H-Werte unter den Err- Signalen als der optimale Phasenverzögerungswinkel in dem Antriebsmodus unter konstanten Geschwindigkeitsbedingungen festlegen.

In dem DT-Graph ist es geeignet, den Referenzwert zum Detektieren der Fehlzündung als Ts² festzulegen, da sich mit dem Referenzwert Ts³ eine Fehlzündung nicht detektieren läßt, wohingehend es sich erkennen läßt, daß sich mit dem Referenzwert Ts² die Fehlzündung detektieren läßt.

Unter Bezug auf die Fig. 5 wird der optimale Phasenverzögerungswinkel und der Referenzwert zum Detektieren einer Fehlzündung bei einem allmählichen Beschleunigungs- oder Verzögerungsmodus im dritten Gang gemäß dem Belgischen Straßentest festgelegt.

Die Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 5 gezeigten DT-Darstellung zum Darstellen, wann die Fehlzündung in dem ersten Zylinder bei den Beschleunigungs- und Verzögerungsabschnitten dieser Skizze auftritt. Wie sich erkennen läßt, variiert der DT-Wert groß in dem Punkt, bei dem die Fehlzündungen im ersten Zylinder auftritt.

Werden die MI- oder Err-Signale durch Variieren des Phasenverzögerungswinkels von Null bis 40 Grad festgestellt; so ergibt sich der Wert von "3" zum Anzeigen des Maximalwerts der MI-Signale oder der Wert von "4" zum Anzeigen des Minimalwerts der Err-Signale als der optimale Phasenverzögerungswinkel unter dem Antriebsmodus mit allmählichen Beschleunigungs- oder Verzögerungsbedingungen.

Unter Bezug auf die Fig. 6 ist zu erkennen, daß in dem Fall, in dem der Referenzwert zum Detektieren einer Fehlzündung zu Ts³ festgelegt ist, das Fehlzündungs-Detektionssystem sehr empfindlich gegenüber dem Variationsverhältnis der momentanen Drehung ist, und eine Fehlzündung wird oft nicht detektiert. Zudem kann dann, wenn der Referenzwert zu Ts festgelegt ist, das System nicht eine Variation der Drehung handhaben, und eine falsche Detektion von Fehlzündungen tritt oft auf. Wird jedoch der Referenzwert zu Ts² gesetzt, so läßt sich die Fehlzündung detektieren.

Die Fig. 7 zeigt die Periode zwischen den TDC-Punkten, Ts, und das Variationsverhältnis der Drehperiode DT dann, wenn eine Fehlzündung in dem ersten Zylinder erzeugt wird, und zwar bei einem zweiten Gang während einem Test bei schlechter Straße zum Erzeugen einer Störung zum Bestimmen des optimalen Phasenverzögerungswinkels und des Referenzwerts.

Tritt eine Fehlzündung in dem ersten Zylinder auf, so variieren DT und TS in großem Umfang bei dem Punkt, bei dem die Fehlzündung auftritt. In diesem Zeitpunkt ergibt sich dann, wenn die MI- oder Err-Signale durch Variieren des Phasenverzögerungswinkels von Null bis 40 Grad festgestellt werden, der Wert von ungefähr "28", bei dem der Maximalwert des MI-Signals und der Minimalwert des Err-Signals auftreten, als optimaler Phasenverzögerungswinkel im zweiten Gang, wenn eine periodische Störung eingerichtet ist.

Wird der Referenzwert zum Detektieren der Fehlzündung zu Ts³ für DT festgelegt, läßt sich eine Fehlzündung nicht detektieren. Wird jedoch der Wert zu Ts² festgelegt, so lassen sich Fehlzündungen detektieren.

Wie oben erwähnt, ist ein geeigneter Referenzwert zum Detektieren einer Fehlzündung der Wert Ts², und der zum Detektieren einer Fehlzündung in die ECU-Einheit 500 programmierte Referenzwert ist zu A × Ts² festgelegt, mit A als Korrekturkonstante, und die Korrekturkonstanten werden gemäß den Antriebsmodi ausgewählt. Der Referenzwert zum Detektieren der Fehlzündungen wird im Schritt s26 festgelegt.

Ist der Referenzwert festgelegt und sind die Hubperiode oder das Variationsverhältnis der Periode zwischen den TDC-Punkten festgestellt, so wird der Referenzwert mit der Hubperiode oder dem Variationsverhältnis der Periode zwischen den TDC- Punkten verglichen. Wird im Schritt s27 das Auftreten einer Fehlzündung bestimmt, so wird anschließend im Schritt s28 der Prozeß zum Detektieren einer Fehlzündung abgeschlossen.

Zusätzlich läßt sich der Kurbelpositions-Zielrad mit Öffnungen anstelle von Zähnen ausrüsten, und auch die Verwendung von Öffnungssensoren anstelle von magnetischen Abnehmern ist möglich.

Das Kurbelpositions-Zielrad läßt sich auch mit der Kurbelwelle verbinden, und hierdurch läßt sich eine Fehlzündung direkt durch Verwendung der Drehung der Kurbelwelle bestimmen.

Während diese Erfindung im Zusammenhang mit dem beschrieben wurde, was momentan als die praktischste und bevorzugteste Ausführungsform angesehen wird, ist zu erkennen, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegensatz hierzu wird beabsichtigt, daß diese Erfindung zahlreiche Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdeckt, die im Sinngehalt und Schutzbereich der angefügten Patentansprüche enthalten sind.

Claims

1. System zum Detektieren einer Fehlzündung eines Motors, enthaltend:
ein mit einer Nockenwelle verbundenes Kurbelpositions- Zielrad;
einen magnetischen Aufnehmer zum Erzeugen von Analogsignalen gemäß den Variationen des Magnetfelds aufgrund einer Differenz einer Distanz zwischen einem Zahn und einer Zahnraumunterseite bei dem Kurbelpositions-Zielrad;
eine Schalteinheit zum Empfangen der Analogsignale und zum Abgeben digitaler Kurbelpositionssignale;
einen Zähler/Zeitgeber zum Detektieren einer Periode der digitalen Signale und einer Zahl der H-Werte;
einen Phasensensor zum Ausgeben eines Referenzsignals; und
eine elektrische Steuereinheit (ECU) zum Empfangen der Zahnperiode und der Zahl der H-Werte der Kurbelpositionssignale von dem Zähler/Zeitgeber und zum Empfangen des Referenzsignals von dem Phasensensor zum Detektieren von Fehlzündungen des Motors.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler/Zeitgeber einen H-Wert und einen nächsten H-Wert der Kurbelpositionssignale unter Verwendung des Zählwerts detektiert und eine Zeit zwischen den zwei H- Werten unter Verwendung des Zeitgebers berechnet.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ECU-Einheit die Zahnperiode und die Zahl der durch den Zähler/Zeitgeber detektierten H-Werte des Kurbelpositionssignals empfängt und einen optimalen Phasenverzögerungswinkel festlegt, und eine Zeitdauer während einem vorgegebenen Drehwinkel der Kurbelwelle berechnet, und einen Referenzwert für Fehlzündungen zum Bestimmen von Fehlzündungen festlegt.

4. Verfahren zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Motor, enthaltend die Schritte:
Detektieren eines Kurbelpositionssignals und eines Referenzsignals über ein System zum Detektieren einer Fehlzündung in einem Motor;
Selektieren eines optimalen Phasenverzögerungswinkels;
Messen einer Hubperiode oder einer Periode zwischen den Totpunkten (TDC);
Messen der Variation der Hubperiode oder der Periode zwischen den TDC-Punkten;
Setzen eines Referenzwerts zum Detektieren einer Fehlzündung; und
Vergleichen des Referenzwerts mit der Variation der Periode zwischen den TDC-Punkten und Bestimmen eines Auftretens der Fehlzündung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Phasenverzögerungswinkel mit einem Phasenverzögerungswinkel zum Maximieren eines Abgleichindex-(MI)-Signals festgelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Phasenverzögerungswinkel mit einem Phasenverzögerungswinkel zum Minimieren eines Fehlerindex-(Err)-Signals festgelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubperiode oder Periode zwischen den TDC-Punkten detektiert wird, nachdem der optimale Phasenverzögerungswinkel festgelegt ist, und zwar für zahlreiche Antriebsmodi unter Bezug auf die Referenzsignalausgabe von dem Phasensensor.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert zum Detektieren der Fehlzündung gemäß dem Umfang einer Größe eines Variationsverhältnis einer Zeitdauer während einem vorgegebenen Drehwinkel der Kurbelwelle festgelegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert zum Detektieren der Fehlzündung gemäß dem Umfang der Größe des Nenners einer Gleichung festgelegt ist, mit der eine Winkelbeschleunigung aufgefunden wird, unter Verwendung des Variationsverhältnis einer Zeitdauer für einen vorgegebenen Drehwinkel der Kurbelwelle.

10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert zum Detektieren der Fehlzündung gemäß dem Umfang der Größe eines Nenners einer Gleichung festgelegt ist, mit der ein Variationsverhältnis einer Winkelbeschleunigung aufgefunden wird, unter Verwendung des Variationsverhältnisses einer Zeitdauer für einen vorgegebenen Drehwinkel der Kurbelwelle.