DE3922447A1

DE3922447A1 - Regeleinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3922447A1
Application number: DE3922447A
Authority: DE
Inventors: Takanori Fujimoto; Toshirou Hara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1990-02-01
Anticipated expiration: 2009-07-08
Also published as: DE3922447C2; JPH0237149A; KR930000348B1; US4930481A; KR910003244A; JP2730692B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die insbesondere Fehlzündungen in irgendeinem der Motorzylinder erfaßt und verhindert, daß unverbranntes Gas aus dem fehlzündenden Zylinder im Bereich des Auspuffrohrs verbrennt, wodurch die Lebensdauer des dort angeordneten Katalysators verkürzt würde.

Es gibt bereits eine konventionelle Regeleinrichtung zur Durchführung der Kraftstoffeinspritzregelung und der Zünd einstellung für jeden Motorzylinder. Dabei wird eine Mehr punkteinspritzvorrichtung für die Einspritzregelung ver wendet, und für die Zündeinstellung wird eine Niederspan nungs-Zündverteilervorrichtung verwendet.

Bei dieser konventionellen Regeleinrichtung für Brennkraft maschinen kann der Motor auch dann weiterlaufen, wenn in einem Motorzylinder eine Fehlzündung auftritt. Wenn jedoch unverbranntes Gas aus dem fehlzündenden Zylinder austritt, wird es im Bereich des Auspuffrohrs verbrannt und erhitzt einen dort vorgesehenen Katalysator. Dadurch wird nicht nur die Lebensdauer des Katalysators verkürzt, sondern es be steht auch Brandgefahr.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Lösung der vorgenannten Probleme unter Bereitstellung einer verbesserten Regelein richtung für eine Brennkraftmaschine, wobei diese Regelein richtung einfach aufgebaut ist und eine Beschädigung des Katalysators sowie einen Brand verhindern kann.

Die Regeleinrichtung nach der Erfindung für eine Brenn kraftmaschine ist gekennzeichnet durch einen Zylinderdis kriminiersensor, der ein Zylinderdiskriminiersignal er zeugt; einen Kurbelwinkelsensor, der ein Kurbelwinkelsi gnal erzeugt; ein in jedem Motorzylinder vorgesehenes Kraftstoffeinspritzventil; eine entsprechend den Zylindern vorgesehene Zündspule; eine Fehlzündungs-Detektiervorrich tung, die einen Fehlzündungszustand in irgendeinem Zylinder auf der Basis des Zustands eines Signals von der Zündspule detektiert; und eine Erfassungsvorrichtung für den fehl zündenden Zylinder, die das Zylinderdiskriminiersignal, das Kurbelwinkelsignal und das Ausgangssignal der Fehlzündungs- Detektiervorrichtung empfängt und erfaßt, daß der Fehlzün dungszustand kontinuierlich am selben Zylinder auftritt, und das dem fehlzündenden Zylinder zugeordnete Kraftstoff einspritzventil schließt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausfüh rungsbeispiels der Regeleinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltbild der Fehlzündungs-Detektiervor richtung;

Fig. 3 und 4 Signalverläufe wichtiger Teile der Regelein richtung gemäß dem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Funktionsweise einer Fehlzündungs-Detektiervorrichtung in der Regeleinrichtung nach der Erfindung zeigt.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei vorgesehen sind ein Motorsteuerteil 1, ein Mikrocomputer 2, Kraftstoffein spritzventil-Treiberspulen 3, die für den ersten bis vier ten Zylinder (Zylinder Nr. 1-4) vorgesehen sind, mit dem Mikrocomputer 2 verbundene Zeitgeber 4 und Transistoren 5, die jeweils zwischen den Zeitgebern 4 und den Treiberspulen 3 angeordnet und deren Emitter geerdet sind.

Eine Zündspule 6 ist für den ersten und dritten Zylinder (Nr. 1, Nr. 3) vorgesehen, wobei ein Ende der Primärwick lung an eine Stromversorgung angeschlossen ist; eine Zünd spule 7 ist für den zweiten und vierten Zylinder (Nr. 2, Nr. 4) vorgesehen, und ein Ende der Primärwicklung ist an die Stromversorgung angeschlossen; es sind Transistoren 8 und 9 vorgesehen, deren Emitter geerdet und deren Kollek toren jeweils an das andere Ende der Primärwicklung der Zündspulen geführt sind, um die Zündspulen zu aktivieren. Ferner sind Dioden 10 und 11 vorgesehen, deren Anoden jeweils mit dem anderen Ende der Primärwicklungen der Zünd spulen verbunden sind; die Anode einer Zener-Diode 12 ist mit den Kathoden der Dioden 10, 11 verbunden, Zeitgeber 13 und 14 sind mit dem Mikrocomputer 2 verbunden, um Zünd steuersignale I _{g 1} und I _{g 2} an die Transistoren 8 und 9 zu führen, und zwischen den Mikrocomputer 2 und die Zener- Diode 12 ist eine Fehlzündungs-Detektiervorrichtung 15 geschaltet.

Dem Eingangsanschluß des Motorsteuerteils 1 werden ferner ein Ausgangssignal eines Zylinderdiskriminiersensors 16, der ein Zylinderdiskriminiersignal für einen bestimmten Zylinder erzeugt, sowie ein Ausgangssignal eines Kurbel winkelsensors 17 zugeführt, der synchron mit einer vorbe stimmten Kurbelwinkelstellung ein Kurbelwinkelsignal erzeugt.

Fig. 2 zeigt den konkreten Aufbau einer beispielsweisen Fehlzündungs-Detektiervorrichtung 15, wobei ein D-Anschluß und ein Q-Anschluß eines D-Flipflops miteinander verbun den sind und der Q-Ausgang abwechselnd aufeinanderfolgend mit jedem Anstieg des Taktsignals ein H-Pegelsignal und ein L-Pegelsignal erzeugt.

Nachstehend wird die Funktionsweise der vorstehend erläu terten Regeleinrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Das Zylinderdiskriminiersignal wird für einen bestimmten Zylinder, z.B. den Zylinder Nr. 1, er zeugt, während das Kurbelwinkelsignal für alle vier Zylin der mit einer Impulsdauer von 75° vor OT bis 5° vor OT ausgegeben wird. Der Mikrocomputer 2 bestimmt den Treib zeitpunkt und den Zündzeitpunkt des Einspritzventils für jeden Zylinder auf der Basis dieser Signale. Dann werden Einspritzventiltreibsignale I _{nj 1} bis I _{nj 4} nacheinander an jede Treiberspule 3 durch den Zeitgeber 4 und den Transi stor 5 geführt, so daß die Kraftstoffeinspritzung durchge führt wird. Andererseits werden Zündsteuersignale I _{g 1} und I _{g 2} durch die Zeitgeber 13 bzw. 14 an die Transistoren 8 bzw. 9 geführt, um abwechselnd nacheinander auf der Primär seite der Zündspulen 6 und 7 die Primärspannungen I _{c 1} und I _{c 2} zu erzeugen so daß sekundärseitig eine Hochspannung erzeugt wird, um nacheinander diejenigen Zylinder zu zün den, die den Verdichtungshub ausführen. Die Primärspannun gen I _{c 1} und I _{c 2} werden der Zener-Diode 12 durch die Dioden 10, 11 zugeführt. Wenn der anliegende Signalpegel den Zener-Pegel übersteigt, wird die Signalspannung der Fehl zündungs-Detektiervorrichtung 15 (Signal a) zugeführt, und deren Ausgangssignal b wird dem Mikrocomputer 2 zugeführt.

Bei regelmäßiger Zündung der Zylinder wiederholt das Aus gangssignal b der Fehlzündungs-Detektiervorrichtung 5 zu jedem Zündzeitpunkt seinen Hochpegel H und seinen Niedrig pegel L. Wenn in der Zündspule 6 für die Zylinder Nr. 1 und Nr. 3 eine Leiterunterbrechung oder eine andere Störung auftritt, wird die Primärspannung I _{c 1} nicht mehr erzeugt, wie durch die Strichpunktlinie in Fig. 4 gezeigt ist; somit erfolgt keine Zündung mehr. In einem solchen Fall gibt es kein Eingangssignal a zur Fehlzündungs-Detektiervorrichtung 15, und deren Ausgangssignal b wird nicht abwechselnd nach einander mit vorbestimmter Dauer umgeschaltet, so daß der Mikrocomputer 2 die Fehlzündung im ersten und im dritten Zylinder erfaßt.

Das Flußdiagramm von Fig. 5 zeigt die Funktionsweise der Fehlzündungs-Detektiervorrichtung in einem Mikrocomputer 2, der die Anzahl Fehlzündungen eines Zylinders zählt. Ein Detektiervorgang wird bei jedem Anstieg (75° vor OT) des Kurbelwinkelsignals durchgeführt. Mit ML 2, ML 1 und ML 0 sind jeweils die Pegel des Ausgangssignals b der Fehlzündungs- Detektiervorrichtung bezeichnet, die an vorbestimmten Stel len in einem RAM gespeichert sind, und dabei bezeichnet ML 2 den Pegel des Signals b zum vorletzten Zeitpunkt, ML 1 den Pegel des Signals b zum letzten Zeitpunkt und ML 0 den Pegel des Signals b zum momentanen Zeitpunkt.

In Schritt 100 wird ML 1, das als Pegel des Signals b zum letzten Zeitpunkt gespeichert ist, als ML 2 als der Pegel des Signals b zum vorletzten Zeitpunkt neueingeschrieben. In Schritt 101 wird ML 0, das als Pegel des Signals b zum momentanen Zeitpunkt gespeichert ist, als ML 1 als der Pegel des Signals b zum letzten Zeitpunkt neueingeschrieben. In Schritt 102 wird das Signal b von der Fehlzündungs-Detek tiervorrichtung 15 ausgelesen, und der Pegel des ausgele senen Signals wird zu ML 0 als der Pegel des Signals b zum momentanen Zeitpunkt erneuert.

In Schritt 103 wird ML 0, das als Pegel des Signals b zum momentanen Zeitpunkt gespeichert ist, mit ML 1, das als Pegel des Signals b zum letzten Zeitpunkt gespeichert ist, verglichen. Wenn die beiden verglichenen Pegel gleich sind, tritt eine Fehlzündung auf. Dann wird in Schritt 101 von einem Zählwert MC, der in einem Fehlzündungs-Detektierzäh ler gespeichert ist, der Wert "1" subtrahiert, um den Wert MC im Fehlzündungs-Detektierzähler zu erneuern. Damit ist eine Serie von Verarbeitungsvorgängen beendet.

Wenn dagegen ML 0=ML 1, d. h. wenn beide Werte nicht iden tisch sind, wird der Pegel ML 0 des Signals b zum momentanen Zeitpunkt mit dem Pegel ML 2 des Signals b zum vorletzten Zeitpunkt in Schritt 105 verglichen. ML 0=ML 2 bedeutet, daß die Zündung normal ist. Dann wird in Schritt 106 ein An fangswert (z.B. "3") als Wert MC in dem Fehlzündungs- Detektierzähler gesetzt. Damit ist eine Serie von Verar beitungsvorgängen beendet. Der Wert "3" wird bei dem Aus führungsbeispiel benützt, um festzustellen, daß eine Fehl zündung kontinuierlich dreimal stattfindet. Wenn dagegen in Schritt 105 ML 0=ML 2, d. h. wenn die Pegel von ML 0 und ML 2 nicht gleich sind, bleibt der Wert von MC im Fehlzündungs- Detektierzähler erhalten, weil unklar ist, ob eine Fehl zündung auftritt. Damit ist eine Serie von Verarbeitungs vorgängen beendet.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 die Funktionsweise der Einspritzregeleinrichtung von der Er fassung einer Fehlzündung bis zum Schließen des Einspritz ventils des fehlzündenden Zylinders beschrieben.

In Fig. 4 sind mit t ₁-t ₁₅ jeweils Zeitpunkte bezeichnet, bei denen die Verarbeitung entsprechend dem Flußdiagramm von Fig. 5 bei jedem Anstieg des Kurbelwinkelsignals durch geführt wird. Während eines Zeitintervalls von t ₁-t ₃ wird der Zählwert des Fehlzündungs-Detektierzählers auf dem Anfangswert "3" gehalten, da ein normaler Betriebszustand ohne Fehlzündung erfaßt wird. Zum Zeitpunkt t ₄ wird der Pegel des Signals b nicht umgekehrt, weil eine Fehlzündung im dritten Zylinder erfaßt wird. Infolgedessen wird die Verarbeitung von Schritt 104 in Fig. 5 durchgeführt, d. h. der Zählwert MC im Fehlzündungs-Detektierzähler wird zu "2", indem "1" von "3" subtrahiert wird. Zum nächstfolgen den Zeitpunkt t ₅ wird der Pegel des Signals b umgekehrt, weil im vierten Zylinder keine Fehlzündung auftritt. In folgedessen wird die Verarbeitung von Schritt 105 (Fig. 5) durchgeführt. Es findet jedoch keine Änderung des Zählwerts MC im Fehlzündungs-Detektierzähler statt, weil der Pegel des Signals b zum vorletzten Zeitpunkt t ₃ von dem Pegel des Signals b zum momentanen Zeitpunkt t ₅ verschieden ist. In der oben beschriebenen Weise wird der Zählwert MC im Fehl zündungs-Detektierzähler entsprechend dem Ablauf von Fig. 5 um "1" vermindert, bis der Zeitpunkt t ₇ erreicht ist. Zum vorher eine Fehlzündung auftrat, wieder normal. Infolge dessen wird der Ablauf von Schritt 106 in Fig. 5 durchge führt, so daß der Zählwert MC im Fehlzündungs-Detektier zähler auf den Anfangswert "3" gesetzt wird. Dann wird eine Fehlzündung im ersten und im dritten Zylinder erfaßt, so daß der Zählwert MC im Fehlzündungs-Detektierzähler zu jedem Zeitpunkt t ₁₀, t ₁₂ und t ₁₄ jeweils um Eins vermindert wird, so daß schließlich der Zählwert MC des Fehlzündungs- Detektierzählers "0" wird. Wenn der Zählwert MC im Fehl zündungs-Detektierzähler zu "0" wird und das Zylinderdis kriminiersignal und das Kurbelwinkelsignal empfangen wer den, erfaßt der Mikrocomputer 2 das ständige Auftreten von Fehlzündungen in den Zylindern Nr. 1 und Nr. 3 und sperrt die Zuführung der den fehlzündenden Zylindern Nr. 1 und Nr. 3 entsprechenden Einspritzventiltreibsignale I _{nj 1}, I _{nj 3}, wodurch die Kraftstoffeinspritzung in diese Zylinder unter brochen wird. Somit kann der Austritt unverbrannter Gase verhindert werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das dem fehlzündenden Zylinder entsprechende Einspritzventil ge schlossen, wenn eine vorbestimmte Anzahl Fehlzündungen, z.B. drei aufeinanderfolgende Fehlzündungen, erfaßt wird. Das Einspritzventil kann aber auch nach Ablauf einer vor bestimmten Zeitdauer geschlossen werden.

Wenn also bei der Regeleinrichtung ständig Fehlzündungen im selben Motorzylinder auftreten, wird die Einspritzung in den fehlzündenden Zylinder unterbrochen, indem die ständi gen Fehlzündungen in diesem Zylinder erfaßt werden. Somit ist es also möglich, eine Fehlzündung ohne die Gefahr einer fehlerhaften Erfassung zu erkennen, so daß ein nachteiliges Verbrennen unverbrannter Gase im Auspuffrohr verhindert werden kann. Außerdem kann die Standzeit des Katalysators verlängert und das unerwünschte Auftreten von Fehlzündungen verhindert werden.

Claims

1. Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch
einen Zylinderdiskriminiersensor (16), der ein Zylinder diskriminiersignal erzeugt;
einen Kurbelwinkelsensor (17), der ein Kurbelwinkelsi gnal erzeugt;
ein in jedem Motorzylinder vorgesehenes Kraftstoffein spritzventil;
eine entsprechend den Zylindern vorgesehene Zündspule (6, 7);
eine Fehlzündungs-Detektiervorrichtung (15), die einen Fehlzündungszustand in irgendeinem Zylinder auf der Basis des Zustands eines Signals von der Zündspule (6, 7) detektiert; und
eine Erfassungsvorrichtung (2) für den fehlzündenden Zylinder, die das Zylinderdiskriminiersignal, das Kur belwinkelsignal und das Ausgangssignal der Fehlzündungs- Detektiervorrichtung (15) empfängt und erfaßt, daß der Fehlzündungszustand kontinuierlich am selben Zylinder auftritt, und das dem fehlzündenden Zylinder zugeordnete Kraftstoffeinspritzventil schließt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlzündungs-Detektiervorrichtung (15) ein Si gnal erzeugt, das sich für jedes den Zündspulen (6, 7) zugeführte Signal regelmäßig zwischen einem Hochpegel und einem Niedrigpegel ändert, wenn die Zündspulen (6, 7) normal funktionieren.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung (2) für den fehlzündenden Zylinder erfassen soll, daß, wenn sich das Signal von der Fehlzündungs-Detektiervorrichtung (15) in bezug auf eine bestimmte Zündspule nicht regelmäßig ändert, eine vorbestimmte Anzahl Fehlzündungen ununterbrochen aufge treten ist, so daß ein Ausgangssignal zu dem der Zünd spule entsprechenden Kraftstoffeinspritzventil gestoppt wird.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzahl Fehlzündungen drei ist.