DE4203247C2 - Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine Fehlzündung erfaßt, die beispielsweise in der Maschine auftritt, wenn das Zündsystem fehlerhaft ist.

Zum Stand der Technik: Wird beispielsweise in einer Brennkraftmaschine das Zündsystem fehlerhaft, so wird eine große Gasmenge ausgeschoben, so daß der Katalysator eine abnormal hohe Temperatur erzeugt. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wurde eine Einrichtung gemäß dem Stand der Technik vorgeschlagen, die die Schwankung eines Betriebsparameters, beispielsweise die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine oder der Zylinderinnendruck, der den Verbrennungszustand darstellt, erfaßt, um dadurch den Operator über den abnormalen Zustand mittels einer Warnlampe oder dergleichen zu informieren. Eine Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung dieser Art ist in der japanischen Druckschrift JP 58-19532 A beschrieben.

Die in der vorstehend aufgeführten japanischen Patentanmeldung angegebene Anordnung arbeitet wie folgt:
Ist der Unterschied zwischen den Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle vor und nach dem Expansionshub in der Brennkraftmaschine kleiner als ein vorgegebener Wert, wird entschieden, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist.

Andererseits arbeitet eine in der japanischen Druckschrift JP 62-26345 A gezeigte Anordnung wie folgt: Der Zylinderinnendruck der Maschine wird mit einem Zylinderinnendrucksensor erfaßt und es wird ein Kurbelwinkel erhalten, bei dem der Zylinderinnendruck sein Maximum erreicht. Liegt der Kurbelwinkel innerhalb eines vorgegebenen Kurbelwinkelbereiches, wird entschieden, daß die Verbrennung normal ist.

Das heißt, es wird ausgehend von der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle oder vom Zylinderinnendruck in jedem Verbrennungszyklus entschieden, ob eine normale Verbrennung vorliegt oder eine Fehlzündung auftritt, und wenn eine Fehlzündungsrate (die Häufigkeit des Auftretens von Fehlzündungen je 100 Verbrennungszyklen oder 100 Umdrehungen der Maschine) größer als ein vorgegebener Wert ist, so wird ein Fehlzündungserfassungssignal erzeugt, um eine Warnlampe oder dergleichen einzuschalten.

Die bekannte Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung ist wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Um somit in der Vorrichtung die Erzeugung einer abnormal hohen Temperatur durch den Katalysator als Folge von Fehlzündungen zu vermeiden, oder um einen Schutz selbst beim Betrieb sowohl bei höchster Drehzahl und Last, der am meisten durch Fehlzündungen beeinträchtigt wird, zu erhalten, wird ein niedriger Schwellenwert zur Bestimmung der Fehlzündungsrate vorgesehen, d. h. die Empfindlichkeit der Erfassung wird verringert.

Deshalb wird selbst bei einem Betrieb mit niedriger Drehzahl und Last, bei dem der Umlauf leicht durch andere Faktoren als eine Fehlzündung verändert wird, beispielsweise in dem Fall, bei dem ein durch eine Brennkraftmaschine angetriebenes Fahrzeug während der Fahrt Stöße oder Schwingungen erleidet und dabei keine Beschädigung auftritt, selbst wenn Fehlzündungen in einem Ausmaß vorliegen, daß die Fehlzündungsrate den kritischen Wert überschreitet, das Fehlzündungserfassungssignal irrtümlich erzeugt. Das heißt, der Fehlzündungserfassungsvorgang hat eine geringe Zuverlässigkeit.

Ferner ist die in der vorstehend aufgeführten japanischen Druckschrift JP 58-19532 A angegebene Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung ausgeführt, um Fehlzündungen bei allen Betriebszuständen zu erfassen. Ist die Last der Brennkraftmaschine sehr gering, wie im Falle eines Betriebes bei hoher Drehzahl ohne Last, so ist der Reibungsverlust der Brennkraftmaschine gering oder die Trägheitsenergie groß, und daher ist die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle als Folge von Fehlzündungen geringer als im Falle einer schweren Last. Infolgedessen ist es der Vorrichtung nicht möglich, Fehlzündungen genau zu erfassen oder es werden, wenn die Erfassungsempfindlichkeit erhöht wird, Fehlzündungen irrtümlich infolge von äußeren Geräuschen erfaßt. Das heißt, das von der Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung gelieferte Ergebnis der Erfassung hat eine geringe Zuverlässigkeit. Daher können beispielsweise in dem Fall, bei dem die Vorrichtung mit einer Anzeigeeinheit gekoppelt ist, um einen Fehler im Zündsystem entsprechend dem Ergebnis der Erfassung anzuzeigen, um den Operator diesbezüglich zwecks einer Reparaturanforderung zu benachrichtigen, folgende Schwierigkeiten auftreten: Obgleich die Verbrennung abnormal ist, wird dies nicht angezeigt; oder obgleich die Verbrennung normal ist, wird sie als abnormal angegeben. Das heißt, der Operator kann sich nicht auf die Anzeige verlassen, die auf dem von der Vorrichtung gelieferten Ergebnis der Erfassung basiert.

In der DE 40 09 285 A1 sind ein Verfahren zur zylinder­ selektiven Überwachung des Energieumsatzes bei einer Mehr­ zylinder-Brennkraftmaschine sowie eine Fehlzündungsüber­ wachungsvorrichtung beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren wird für jeden Zylinder über einen bestimmten Kurbelwellen- Drehwinkel die momentane Drehzahl ermittelt und deren Quadrat (n²) gebildet. Es wird dann eine Dynamik-Kompensation durch­ geführt, indem vom tatsächlichen n²-Verlauf der mittlere lineare n²-Anstieg bzw. n²-Abfall innerhalb dieses Arbeitsspiels subtrahiert wird. Dann wird für jeden Zylinder die Differenz zwischen dem korrigierten n²-Wert im Zünd-OT dieses Zylinders und dem korrigierten n²-Wert im Zünd-OT des in der Zündfolge nächsten Zylinders gebildet und die Differenzwerte mit vorbestimmten, in Abhängigkeit von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine festgelegten Schwellenwerten verglichen. Als letzter Schritt wird dann die relative Häufigkeit des Überschreitens dieser Schwellenwerte in allen Zylindern ermittelt und im Falle der Überschreitung einer lastunabhängigen kritischen Häufigkeitsschwelle eine Fehleranzeige ausgelöst.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit zu schaffen, bei der ein Fehlzündungserfassungssignal nur dann ausgegeben wird, wenn es erforderlich ist.

Dieses technische Problem wird durch eine Fehlzündungsüber­ wachungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung weist den Vorteil auf, daß kein Erfassungsausgang irrtümlich geliefert wird, wenn die Maschine einer Drehzahlschwankung unterliegt, d. h. wenn Fehlzündungen irrtümlich erfaßt werden können.

In der erfindungsgemäßen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform steuert eine Einrichtung den Fehlzündungsrate-Entscheidungswert in solcher Weise, daß er bei geringer Last der Maschine erhöht wird und bei hoher Last verringert wird, d. h., die Einrichtung stellt den Fehlzündungsrate-Entscheidungswert entsprechend der Maschinenlast auf einen am besten geeigneten Wert ein und gibt das Fehlzündungserfassungssignal aus, wenn die Fehlzündungsrate der Maschine den auf diese Weise eingestellten, am besten geeigneten Wert überschreitet.

Eine Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet eine Vorrichtung zum Sperren der Fehlzündungsdetektorvorrichtung für die Erfassung einer Fehlzündung oder Annullierung der Erfassung einer von der Fehlzündungsdetektorvorrichtung erfolgten Erfassung einer Fehlzündung, wenn die Last geringer als ein vorgegebener Wert ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fehlzündungsüberwachungsanordnung umfaßt zusätzlich eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der Erfassung einer Fehlzündung, die durch die Fehlzündungsdetektorvorrichtung erfolgt ist und eine Vorrichtung zum Sperren der Anzeige der Erfassung einer Fehlzündung, wenn die Last kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung wird, wenn die Last der Brennkraftmaschine kleiner als der vorgegebene Wert ist, d. h. bei geringer Last, die Anzeige der Erfassung einer Fehlzündung gesperrt. Daher ist bei dieser Vorrichtung das Problem nicht vorhanden, daß das Auftreten einer Fehlzündung irrtümlich erfaßt wird.

In den anliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine;

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung zur Beschreibung der Anordnung einer Brennkraftmaschine, bei welcher die in Fig. 1 gezeigte Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung verwendet wird;

Fig. 3 eine Kurvendarstellung, die Winkelgeschwindigkeiten in dem Fall angibt, bei dem eine Vierzylinder-Viertaktmaschine bei schwerer Last betrieben wird, zwecks Beschreibung der in Fig. 1 gezeigten Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung;

Fig. 4 eine Kurvendarstellung, die das Verhältnis der Zeiten angibt, die für vorgegebene Kurbelwinkelintervalle vor und nach dem oberen Totpunkt im Verbrennungshub bei einer Vierzylinder-Viertaktmaschine bei schwerer Last vorliegen, zwecks Beschreibung der in Fig. 1 dargestellten Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung;

Fig. 5 eine Kurvendarstellung, die Innendrücke in den Zylindern bei einer Vierzylinder-Viertaktmaschine unter schwerer Last anzeigt, zwecks Beschreibung einer in Fig. 1 angegebenen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung;

Fig. 6 eine Ablaufdarstellung zur Beschreibung des Betriebes der in Fig. 1 angegebenen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung für den Fall, bei dem eine Unterbrechung entsprechend einem Ausgangssignal einer Kurbelwinkeldetektoranordnung durchgeführt wird, um einen Zählungswert zu lesen und zu speichern, so oft der Kurbelwinkel einen Wert von 45° vor dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub erreicht;

Fig. 7 eine Ablaufdarstellung zur Beschreibung des Betriebes der in Fig. 1 angegebenen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung für den Fall, bei dem eine Unterbrechung entsprechend einem Ausgangssignal der Kurbelwinkeldetektoranordnung durchgeführt wird, um einen Zählungswert zu lesen und zu speichern, so oft der Kurbelwinkel beim Verdichtungshub den oberen Totpunkt erreicht;

Fig. 8 eine Ablaufdarstellung, die einen Unterbrechungsverarbeitungsbetrieb angibt, der durchgeführt wird, so oft der Kurbelwinkel einen Wert von 45° nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub erreicht, zwecks Beschreibung des Betriebes der in Fig. 1 angegebenen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung;

Fig. 9 eine Ablaufdarstellung zur Beschreibung des gesamten Betriebes der Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung;

Fig. 10 eine Ablaufdarstellung zur Beschreibung des Betriebes eines ersten Ausführungsbeispiels einer Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung; und

Fig. 11 ebenfalls eine Ablaufdarstellung zur Beschreibung des Betriebes eines zweiten Ausführungsbeispiels der in Fig. 10 angegebenen Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Zunächst wird ein Ausführungsbeispiel der Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Brennkraftmaschine und 2 eine Kurbelwinkeldetektoranordnung zur Ausgabe eines Impulssignals, wenn der Kurbelwinkel auf einer Bezugswinkelposition (beispielsweise am oberen Totpunkt) liegt oder auf Winkelpositionen, die einen vorgegebenen Winkel (beispielsweise 45° Kurbelwinkel) vor und nach der Bezugswinkelposition bilden.

Die Kurbelwinkeldetektoranordnung 2 ist gemäß Fig. 2 an der Brennkraftmaschine vorgesehen, um die Drehung der Kurbelwelle zu erfassen.

Ferner bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen 3 die Lastdetektoranordnung und 4 die Fehlzündungsdetektorvorrichtung. Die Lastdetektoranordnung soll die Last der Brennkraftmaschine 1 erfassen. Insbesondere kann die Lastdetektoranordnung ein Luftströmungsmesser 31, ein Saugrohrdrucksensor 32 oder ein Drosselklappen- Öffnungsgradsensor 33 sein, die in Fig. 2 angegeben sind, oder eine Maschinendrehzahldetektoranordnung 34 für die Anzahl der Umdrehungen je Minute, die die Zeitspanne der vorgegebenen Kurbelwinkel mißt, beispielsweise ausgehend von einem Bezugswinkelpositionssignal, das von der Kurbelwinkeldetektoranordnung 2 geliefert wird, um die Anzahl der Umdrehungen je Minute der Brennkraftmaschine zu erfassen. Die Fehlzündungsdetektoranordnung 4 arbeitet, um ausgehend von einem von der Lastdetektoranordnung 3 gelieferten Signal zu entscheiden, ob es erforderlich oder nicht erforderlich ist, einen Fehlzündungserfassungsvorgang durchzuführen. Die Fehlzündungsdetektorvorrichtung 4 arbeitet ferner entsprechend einem Signal aus der Kurbelwinkeldetektoranordnung 2 zur Berechnung, ausgehend von der Bezugswinkelposition des Kurbelwinkels, des Verhältnisses der Zeiten, die für die vorgegebenen Winkelintervalle vor und nach der Bezugswinkelposition erforderlich sind, um dadurch das Auftreten einer Fehlzündung zu erfassen.

Die vorstehend beschriebene Maschinendrehzahldetektoranordnung 34 und die Fehlzündungsdetektorvorrichtung 4 sind in einem in Fig. 2 angegebenen Mikrocomputer 10 enthalten. Der Mikrocomputer 10 enthält eine Eingabeschnittstelle zur Eingabe von Signalen aus dem Luftströmungsmesser 31, dem Saugrohrdrucksensor 32, dem Drosselklappen-Öffnungsgradsensor 33, und der Kurbelwinkeldetektoranordnung 2; einen Einchip- Mikrocomputer, der einen A/D (Analog/Digital)-Umsetzer zum Umsetzen analoger Eingabesignale in digitale Signale aufweist, und einen Zeitgeber-Zähler (oder freilaufenden Zähler), der jedes vorgegebene Zeittaktsignal vorwärts zählt und Speicher (ROM und RAM).

Es wird nunmehr der Betrieb der in dieser Weise aufgebauten Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung beschrieben.

Zunächst wird das Grundprinzip der Erfassung von Fehlzündungen unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 5 beschrieben. Fig. 3 zeigt Winkelgeschwindigkeiten bei einer Vierzylinder- Viertaktmaschine unter schwerer Last (mit völlig geöffneter Drosselklappe bei einer Drehzahl von 1000 U/min). Fig. 4 zeigt das Verhältnis der Zeiten TU/TL, die für vorgegebene Kurbelwinkelintervalle vor und nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub erforderlich sind, wenn die Maschine unter schwerer Last arbeitet. Fig. 5 zeigt die Innendrücke der Zylinder während des Betriebes mit schwerer Last.

Das in Fig. 4 angegebene Verhältnis TU/TL wird mit dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub als Bezugspunkt erhalten. Das heißt, es ist das Verhältnis der Zeit TU, die für ein vorgegebenes Winkelintervall (beispielsweise 45° Kurbelwinkelintervall) nach dem oberen Totpunkt erforderlich ist, zur Zeit TL, die für ein vorgegebenes Winkelintervall (beispielsweise 45° Kurbelwinkel) vor dem oberen Totpunkt erforderlich ist. Die in Fig. 4 gezeigte Wellenform ist derart, daß während eines Verbrennungszyklus die Verbrennung normalerweise in den Zylindern (Z1, Z2, Z3, Z4) erfolgt, und anschließend aus irgendeinem Grund eine Fehlzündung im Zylinder Z1 erfolgt, beispielsweise durch einen Fehler im Brennsystem.

Falls angenommen wird, daß gemäß den Fig. 4 und 5 der Zylinder Z1, in dem die Verbrennung normal erfolgt, mit Z1a bezeichnet wird, und das Zeitverhältnis gleich TUa/TLa ist, während der Zylinder Z1, in dem eine Fehlzündung auftritt, mit Z1b bezeichnet wird, und das Zeitverhältnis gleich TUb/TLb ist, so ist ersichtlich, daß TUb/TLb größer als TUa/TLa ist. Dies beruht auf folgendem: Erfolgt die Verbrennung normal, so ist das Intervall, das TLa erfordert, im Verdichtungshub mit verringerter Winkelgeschwindigkeit gemäß Fig. 3, und das Intervall, das TUa erfordert, ist im Expansionshub mit erhöhter Winkelgeschwindigkeit; dagegen ist beim Auftreten einer Fehlzündung TLb ähnlich wie TLa und bezüglich des Intervalls, das TUb erfordert, ist die Winkelgeschwindigkeit weiter verringert, und die Zeit TUb ist erhöht.

Wie aus obiger Beschreibung ersichtlich ist, ist das Zeitverhältnis TU/TL des Zylinders, bei dem eine Fehlzündung auftritt, größer als jenes des gleichen Zylinders, bei dem die Verbrennung normal verläuft. Dies wird erfaßt, um in jedem Verwendungszyklus zu bestimmen, ob eine Fehlzündung aufgetreten oder nicht aufgetreten ist.

Dieser Fehlzündungserfassungsvorgang wird konkret unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 9 beschrieben, die nämlich Ablaufdarstellungen der arithmetischen und logischen Operationen des Computers 10 angeben. Im konkreten Ausführungsbeispiel, mit einem vorgegebenen Kurbelwinkel (beispielsweise dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub) als Bezugswinkel, erfolgt eine Messung der Zeit, die für ein vorgegebenes Winkelintervall (beispielsweise 45° Kurbelwinkelintervall) vor dem Bezugswinkel erforderlich ist und der Zeit, die für ein vorgegebenes Winkelintervall (beispielsweise 45° Kurbelwinkelintervall) nach dem Bezugswinkel erforderlich ist, und eine Fehlzündung wird aus dem somit errechenbaren Verhältnis der Zeiten erfaßt.

In Fig. 6 erfolgt eine Unterbrechung abhängig von einem Signal aus der Kurbelwinkeldetektoranordnung 2, so daß der Zählungswert des Zählers, der zu jedem vorgegebenen Zeittaktsignal aufwärts zählt, in einem Pufferspeicher MB45 gespeichert wird, so oft die Kurbelwinkel 45° vor dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub erreichen.

In Fig. 7 tritt eine Unterbrechung abhängig von einem Signal aus der Kurbelwinkeldetektoranordnung 2 auf, so daß der Zählungswert des Zählers, der jedes vorgegebene Zeittaktsignal vorwärts zählt, in einem Pufferspeicher MTDC gespeichert wird, so oft der Kurbelwinkel den oberen Totpunkt im Verdichtungshub erreicht. Diese Werte, die in den Pufferspeichern MB45 und MTDC gespeichert sind, zeigen die Zeitpunkte an, die entsprechend dem 45° Kurbelwinkel vor dem bzw. im oberen Totpunkt liegen.

Fig. 8 ist eine Ablaufdarstellung, die Stufen S1, S2, S4, S5, S6 für arithmetische und logische Operationen zeigt, die ausgeführt werden, so oft der Kurbelwinkel 45° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub erreicht.

In der Stufe S1 der Fig. 8 wird der Zählungswert des Zählers, der jedes vorgegebene Zeittakt-Signal vorwärtszählt, in einem Pufferspeicher MA45 gespeichert, so oft die Position 45° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt erreicht wird. In der Stufe S2 wird das Zeitverhältnis TU/TL aus folgender Gleichung 1 erhalten:

TU/TL = (MA45 - MTDC)/(MTDC - MB45) (1)

In Gleichung (1) ist MA45 - MTDC die Zeit, die für das Intervall vom oberen Totpunkt bis zu 45° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt erforderlich ist und MTDC - MB45 ist die Zeit, die für das Intervall von 45° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt bis zum oberen Totpunkt erforderlich ist.

Nach Berechnung des Zeitverhältnisses TU/TL wird die Stufe S4 durchgeführt. In der Stufe S4 wird entschieden, ob das in der Stufe S2 erhaltene Zeitverhältnis TU/TL größer als ein vorgegebener Wert ist oder nicht, der dem Auftreten einer Fehlzündung entspricht. Ist das Verhältnis größer (ja), so wird die Stufe S5 ausgeführt, d. h.), es wird entschieden, daß eine Fehlzündung in dem Zylinder aufgetreten ist. Somit ist der Vorgang beendet. Ist das Verhältnis nicht größer, so wird die Stufe S6 durchgeführt, so daß entschieden wird, daß die Verbrennung im Zylinder normal ist, und der Vorgang wird beendet.

Zusammengefaßt: Es wird mit einem vorgegebenen Kurbelwinkel als Bezugskurbelwinkel das Verhältnis der Zeit, die für ein vorgegebenes Winkelintervall vor dem Bezugskurbelwinkel erforderlich ist, zu der Zeit erhalten, die für ein vorgegebenes Winkelintervall nach dem Bezugskurbelwinkel erforderlich ist, und es wird anhand des Verhältnisses der somit erhaltenen Zeiten entschieden, ob eine Fehlzündung aufgetreten oder nicht aufgetreten ist.

Der Betrieb der in dieser Weise aufgebauten Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung in ihrer Gesamtheit wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben, die eine Ablaufdarstellung ist. In Fig. 9 sind die Stufen S1 bis S6 die gleichen wie jene der Fig. 8; d. h. nachdem in der Stufe S5 der Fig. 8 entschieden wurde, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist, werden die Stufe S7 und die folgenden Stufen durchgeführt. Wird abhängig von einem Ergebnis des Vergleiches der Stufe S4 in der Stufe S5 entschieden, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist, so wird die Stufe S7 durchgeführt. In der Stufe S7 wird der Zählungswert N1 eines Fehlzündungszählers, der jede Entscheidung für eine Fehlzündung zählen kann, erhöht. Wird andererseits in der Stufe S6 entschieden, daß die Verbrennung normal ist, so wird der Zählungswert N2 eines Zählers für normale Verbrennung, der jede Entscheidung für eine normale Verbrennung zählen kann, erhöht.

Anschließend wird die Stufe S9 durchgeführt. In der Stufe S9 werden die Zählungswerte N1, N2 addiert, und es wird entschieden, ob die Summe N1 + N2 eine vorgegebene Anzahl Verbrennungszyklen erreicht oder nicht erreicht, beispielsweise 100 Verbrennungszyklen. Ist der Zählungswert kleiner als die vorgegebene Anzahl Verbrennungszyklen, so ist der Entscheidungsvorgang bezüglich einer Fehlzündung beendet und die vorstehend beschriebene Stufe S1 wird gestartet, wobei die Unterbrechung abhängig vom nächsten Ausgangssignal der Kurbelwinkeldetektoranordnung 2 bewirkt wird.

Wird in der Stufe S9 entschieden, daß die Summe N1 + N2 die vorgegebene Anzahl erreicht hat, so wird die Stufe S10 ausgeführt. In der Stufe S10 wird das Ausgangssignal der Lastdetektoranordnung gelesen. In der folgenden Stufe S11 wird ein Fehlzündungsrate-Entscheidungswert entsprechend einer gegebenen Lastgröße gesetzt.

Darauf wird in der Stufe S12 der Fehlzündungsrate- Entscheidungswert mit einer tatsächlichen Fehlzündungsrate N1/(N1 + N2) verglichen, der aus einem Ergebnis einer Fehlzündungsentscheidung erhalten wird. Wird entschieden, daß die tatsächliche Fehlzündungsrate N1/(N1 + N2) größer als der Fehlzündungsrate-Entscheidungswert ist, so wird die Stufe S13 durchgeführt, um ein Fehlzündungssignal auszugeben.

Wird in der Stufe S12 entschieden, daß ersterer kleiner ist als letzterer, so wird die Stufe S14 durchgeführt, um ein Normalzustandssignal auszugeben.

Wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform in der Stufe S9 entschieden, daß N1 + N2 größer als die vorgegebene Anzahl Verbrennungszyklen ist, so wird in der Stufe S12 die Fehlzündungsrate N1/(N1 + N2) bezüglich N1 + N2 Verbrennungszyklen mit dem Fehlzündungsrate-Entscheidungswert verglichen. Jedoch kann die gleiche Wirkung erhalten werden, indem die Anzahl Fehlzündungen bestimmt wird, die während einer vorgegebenen Anzahl Umdrehungen, beispielsweise 100 Umdrehungen, auftritt.

Wie vorausgehend bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform in der Stufe S11 der Fig. 9 beschrieben wurde, wird der Fehlzündungsrate-Entscheidungswert auf einen am meisten geeigneten Wert gesetzt, so daß bei Schwerlastbetrieb, in der Katalysator selbst bei einer niedrigen Fehlzündungsrate abnormal hohe Temperaturen erzeugt, der Fehlzündungsrate- Entscheidungswert auf einen niedrigen Wert gesetzt wird, und während eines Betriebes mit geringer Last, bei dem selbst bei hoher Fehlzündungsrate keine Schwierigkeiten auftreten, der Fehlzündungsrate-Entscheidungswert auf einen hohen Wert gesetzt wird. Somit wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Fehlzündungserfassungssignal nur erzeugt, wenn es erforderlich ist. Ferner liefert die Vorrichtung keinen fehlerhaften Ausgang selbst bei einem Zustand wie beispielsweise in dem Fall, bei dem das Fahrzeug mit hoher Last bei geringer Drehzahl betrieben wird, die Drehzahl leicht durch andere Faktoren als eine Fehlzündung verändert wird, und das Fehlzündungserfassungssignal leicht irrtümlich erzeugt werden kann. Somit hat die Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung eine hohe Zuverlässigkeit.

Es wird nunmehr ein weiteres Ausführungsbeispiel der Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung, die eine zweite Ausführung der Erfindung darstellt, unter Bezugnahme auf Fig. 10, eine Ablaufdarstellung, beschrieben.

In der Stufe S7 wird das Ausgangssignal der Lastdetektoranordnung 3 ausgelesen. In der folgenden Stufe S8 wird entschieden, ob die erfaßte Maschinenlast größer als ein vorgegebener Wert ist oder nicht ist. Wird entschieden, daß die erfaßte Maschinenlast größer als der vorgegebene Wert ist, so wird die Stufe S9 durchgeführt, um eine Fehlzündungserfassung durchzuführen. Anschließend wird der vorstehend beschriebene Fehlzündungserfassungsvorgang, Stufen S1 bis S6 in Fig. 8, durchgeführt. Wird entschieden, daß die erfaßte Last gleich groß wie oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, so wird die Stufe S10 durchgeführt, um den Fehlzündungserfassungsvorgang zu sperren, und die Routine wird beendet.

In der zweiten in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform wird die Maschinenlast erfaßt, und wenn die in dieser Weise erfaßte Last gleich groß wie oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird der Fehlzündungserfassungsvorgang gesperrt. Dieses Verfahren kann durch das folgende Verfahren ersetzt werden, bei dem die Lasterfassung und die Fehlzündungserfassung in der Reihenfolge der Durchführung geändert werden und die Fehlzündungserfassung wird in jeder Periode durchgeführt, und für den Fall, daß die erfaßte Last gleich groß wie oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird die Fehlzündungserfassung in dieser Periode annulliert. Die Fehlzündungen, die in der Brennkraftmaschine auftreten, die mit geringer Last betrieben wird, erzeugen kaum nachteilige Wirkungen; beispielsweise beeinträchtigen sie nicht nachträglich das Abgas.

Ein weiteres Beispiel einer Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 11, eine Ablaufdarstellung, beschrieben.

In den Stufen S1 bis S6 wird der vorausgehend beschriebene Fehlzündungserfassungsvorgang durchgeführt. Wird in der Stufe S5 entschieden, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist, so wird die Stufe S7 durchgeführt, um das Ausgangssignal der Lastdetektoranordnung 3 auszulesen. Wird in der Stufe S8 entschieden, daß die erfaßte Maschinenlast größer als ein vorgegebener Wert ist, so wird die Stufe S11 durchgeführt, um eine Warnlampe zur Anzeige des Auftretens einer Fehlzündung einzuschalten. Falls die Maschinenlast gleich groß wie oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, so wird die Stufe S12 durchgeführt, um die Warnlampe abzuschalten. Wird ferner in der Stufe S6 entschieden, daß die Verbrennung normal ist, so wird die Warnlampe abgeschaltet.

Das heißt, die dritte Ausführungsform ist so ausgestattet, daß während eines Betriebes mit geringer Last, bei dem eine Fehlzündung nicht genau erfaßt werden kann, die Warnlampe nicht eingeschaltet wird. Somit hat bei der Vorrichtung die Anzeige von Fehlzündungserfassungen eine hohe Zuverlässigkeit.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hängt die Erfassung einer Fehlzündung davon ab, ob das Verhältnis der Zeitspannen, für vorgegebene Winkelintervalle vor und nach dem oberen Totpunkt im Verdichtungshub größer als der vorgegebene Wert ist oder nicht ist. Jedoch könnte das technische Erfindungskonzept prinzipiell auch für den Fall angewendet werden, in dem die Erfassung einer Fehlzündung entsprechend dem Unterschied zwischen den Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle durchgeführt wird, die vor und nach dem Expansionshub der Brennkraftmaschine vorliegen, oder für den Fall, bei dem eine Fehlzündung aus der Erfassung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ermittelt wird.

Wie aus vorstehender Beschreibung hervorgeht, ist abhängig von dem Umstand, daß das Auftreten von Fehlzündungen von der an der Brennkraftmaschine vorliegenden Last abhängt, die Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung so ausgeführt, daß der Fehlzündungsrate-Entscheidungswert entsprechend der Last gesteuert wird und daß, wenn die Fehlzündungsrate der Brennkraftmaschine den Fehlzündungsrate-Entscheidungswert überschreitet, entschieden wird, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist. Somit weist die Vorrichtung das Problem nicht auf, daß das Fehlzündungserfassungssignal erzeugt wird, wo es unnötig ist, oder daß, obgleich keine Fehlzündung aufgetreten ist, das Fehlzündungserfassungssignal infolge von sich von Fehlzündungen unterscheidenden Faktoren ausgegeben wird. Somit hat die Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung eine hohe Zuverlässigkeit.

Claims (3)

1. Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1) mit:

• - einer Fehlzündungsdetektorvorrichtung (4) zur Erfassung einer Fehlzündung in einem Zylinder anhand des Verhältnisses der Zeiten (TU/TL) für vorgegebene Kurbelwinkelintervalle vor (TL) und nach (TU) einer Bezugswinkelposition,
• - einer Lastdetektoranordnung (3) zum Erfassen einer an der Brennkraftmaschine (1) anliegenden Last,
• - einer Einrichtung (10) zum Setzen eines Fehlzündungsrate-Entscheidungswertes entsprechend der Last, die von der Lastdetektoranordnung (3) erfaßt wurde,
• - einer Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsrate aus der Häufigkeit des Auftretens einer mit der Fehlzündungsdetektorvorrichtung (4) erfaßten Fehlzündung in einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen und
• - einer Einrichtung zum Ausgeben eines Fehlzündungs- Erfassungssignals, wenn die bestimmte Fehlzündungsrate den gesetzten Fehlzündungsrate-Entscheidungswert übersteigt.

2. Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Setzen des Fehlzündungsrate-Entscheidungswertes bei hoher Last der Brennkraftmaschine (1) einen niedrigen Fehlzündungsrate- Entscheidungswert setzt, und bei niedriger Last der Brennkraftmaschine (1) einen hohen Fehlzündungsrate- Entscheidungswert setzt.

3. Fehlzündungsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Erfassung einer Fehlzündung mit der Fehlzündungsdetektorvorrichtung (4) sperrt oder annulliert, wenn die Last gleich groß wie oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist.