DE4219135A1 - Geraet zur fehlzuendungs-erfassung in einer brennkraftmaschine - Google Patents
Geraet zur fehlzuendungs-erfassung in einer brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Erfassung des
Auftretens von Fehlzündungen in einer Brennkraftmaschine.
Ein derartiges Gerät zum Erfassen des Auftretens von Fehlzündungen
bzw. Zündversagen bei einer Brennkraftmaschine ist
beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift 61-2 58 955
beschrieben. Bei diesem bekannten Erfassungsgerät
wird von der Tatsache ausgegangen, daß das Auftreten einer
Fehlzündung die gesamte Verbrennung innerhalb der Verbrennungskammer
der Maschine so stören kann, daß sich die Maschinendrehzahl
verringert; daher wird die Maschinendrehzahl
an mindestens zwei Punkten innerhalb des Einzelzündungs-Zyklus
umfaßt, um daraus eine Änderung der Maschinendrehzahl
zu erhalten, welche wiederum mit einem Fehlzündungs-Erfassungsgerät
verglichen wird, der unter Zugrundelegung des Zustands
der Maschine derart eingestellt ist, daß immer dann
das Auftreten einer Fehlzündung signalisiert wird, wenn die
Änderung der Maschinendrehzahl den Fehlzündungs-Erfassungswert
überschreitet. Bei diesem bekannten Fehlzündungs-Erfassungsgerät
wird die Entscheidung über das Auftreten einer
Fehlzündung aufgrund der Annahme durchgeführt, daß die
Durchschnittsgeschwindigkeit bzw. Durchschnittsdrehzahl Ωn
während jeder Zündungsperiode (Verbrennungsperiode) gemäß
der Darstellung in Fig. 8 stets konstant ist, wenn keine
Fehlzündung auftritt. In Fig. 8 stellt die gestrichelte Linie
den typischen Verlauf der momentanen Drehzahl der Maschine
dar, während mit der durchgezogenen Linie der typische
Verlauf bzw. die Charakteristik der Durchschnittsdrehzahl
Ωn innerhalb jeder Zündungsperiode dargestellt ist. Bei
einer Brennkraftmaschine in Form eines V-Motors, bei dem die
Zylinder um die Kurbelwelle herum eine V-Anordnung bilden,
ist jedoch die den Kolben mit der Kurbelwelle verbindende
Verbindungsstange bzw. das Pleuel so angeordnet, daß es bezüglich
der Kurbelwelle einen vorbestimmten Winkel einnimmt.
Aufgrund der Trägheitskraft jedes Zylinders und dergleichen
wird die Durchschnittsdrehzahl Ωn daher selbst dann nicht
konstant, wenn die Verbrennung normal abläuft; vielmehr ändert
sich die Durchschnittsdrehzahl Ωn bei jeder 360°-Kurbelwellenperiode,
wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
In Fig. 4 ist hierbei der typische Verlauf der Durchschnittsdrehzahl
Ωn jedes der Zylinder einer V-6-Zylinder-
Brennkraftmaschine gezeigt, bei der 6 Zylinder so angeordnet
sind, daß eine V-Anordnung aus zwei Zylinderreihen mit jeweils
3 Zylindern gebildet wird. So ist beispielsweise die
Durchschnittsdrehzahl Ωn, die man erhält, wenn sich der
dritte Zylinder in Explosions- bzw. Arbeitshub befindet, an
der oberen Totpunktposition (die in Fig. 4 mit 3 TDC bezeichnete
Position) des dritten Zylinders auf der horizontalen
Achse gezeichnet. In ähnlicher Weise besteht im Falle
einer Brennkraftmaschine in Form eines Reihenmotors die Möglichkeit,
daß die vorstehend genannte Drehzahlschwankung innerhalb
der 360°-Kurbelwellenperiode deshalb auftritt,
weil im Zuge der Herstellung Unterschiede zwischen den Kurbelwellenwinkel-
Sensoren,
mechanische Lockerungen der Kurbelwelle
und weitere Veränderungen auftreten. Wenn demzufolge
Änderungen der Durchschnittsdrehzahl Ωn der in Fig. 4
gezeigten Art auftreten, besteht häufig die Möglichkeit, daß
Fehlzündungen signalisiert werden, die tatsächlich gar nicht
auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fehlzündungs-
Erfassungsgerät zu schaffen, das in der Lage ist, das
Auftreten von Fehlzündungen unabhängig von Schwankungen der
Durchschnittsdrehzahl sicher zu erfassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den Ansprüchen
1 und 5 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Das erfindungsgemäße Fehlzündungs-Erfassungsgerät für eine
Brennkraftmaschine berechnet demzufolge aufeinanderfolgend
unter Zugrundelegung von Dehnungssignalen, die bei jedem
vorbestimmten Drehwinkel von einem Drehwinkelsensor ausgegeben
werden, eine von der Maschine für die Drehung um einen
vorbestimmten Winkel benötigte Zeit und stellt daraufhin
einen ersten und zweiten Entscheidungswert ein, die für eine
Entscheidung über ein Auftreten einer Fehlzündung in der Maschine
auf der Basis der berechneten Zeiten in Verbindung
mit zwei Zylindern der Maschine zu verwenden sind, die aufeinanderfolgend
den Arbeitshub einnehmen, wobei der zweite
Entscheidungswert auf 360°C in dem Maschinen-Drehwinkel noch
vor der Einstellung des ersten Entscheidungswerts eingestellt
wird, wodurch das Auftreten von Fehlzündungen auf der
Basis der beiden Entscheidungswerte erfaßt werden kann. Insbesondere
berechnet das erfindungsgemäße Gerät aufeinanderfolgend
eine Durchschnittsdrehzahl der Maschine für den vorbestimmten
Winkel unter Zugrundelegung der berechneten Zeit
und stellt die beiden Entscheidungswerte unter Zugrundelegung
der berechneten Durchschnittsdrehzahlen der Maschine
ein, worauf eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten
Entscheidungswert mit einem vorbestimmten Wert verglichen
wird, um das Auftreten einer Fehlzündung in Übereinstimmung
mit dem Vergleichsergebnis zu erfassen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Fehlzündungs-Erfassungsgerät,
das für eine Brennkraftmaschine in Form eines V-
Motors
verwendet wird;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Fehlzündungs-
Erfassungsvorgangs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 3 anhand eines Flußdiagramms den Ablauf eines
erfindungsgemäßen Diagnosevorgangs;
Fig. 4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung
des typischen Verlaufs einer Durchschnittsdrehzahl der Maschine,
wenn sich die Maschine in einem normalen Verbrennungszustand
befindet;
Fig. 5 eine grafische Darstellung zur Erläuterung
des typischen Verlaufs einer Durchschnittsdrehzahl der Maschine,
wenn eine Fehlzündung auftritt;
Fig. 6 anhand eines Flußdiagramms einen Ablauf zur
Erfassung einer Fehlzündung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 7 anhand eines Flußdiagramms einen Ablauf zur
Erfassung einer Fehlzündung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
Fig. 8 den typischen Drehzahlverlauf einer Brennkraftmaschine.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Fehlzündungs-Erfassungsgeräts,
das für eine Brennkraftmaschine in Form eines 6-Zylinder-V-
Motors 1 verwendet wird, bei dem sechs Zylinder so angeordnet
sind, daß eine V-Anordnung aus zwei Zylinderreihen mit
jeweils drei Zylindern gebildet wird. Der Motor 1 ist mit
einem Ansaugrohr 2 verbunden, das dem Motor 1 über ein
(nicht gezeigtes) Luftfilter Ansaugluft zuführt. Im Ansaugrohr
2 ist ein Ansaugdruck-Sensor vorgesehen, der den im Ansaugrohr
2 herrschenden Druck erfaßt und dessen entsprechendes
Erfassungssignal einer später beschriebenen elektronischen
Steuereinheit zugeführt wird. In geeigneter Lagebeziehung
zur Kurbelwelle des Motors 1 ist ein Drehwinkelsensor 5
angeordnet, der bei jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel
ein Signal erzeugt, aus dem eine Drehzahl Ne (Motordrehzahl)
des Motors 1 erhalten werden kann. Innerhalb eines Verteilers
7 ist ein Bezugspositions-Sensor 6 angeordnet, der ein
einen bestimmten Zylinder bezeichnendes Signal ausgibt, wobei
dieses Signal beispielsweise immer dann ausgegeben wird,
wenn der Kolben des ersten Zylinders seine oberste Stellung
erreicht (die in den Figuren mit 1 TDC bezeichnete Totpunktposition).
Die jeweiligen Erfassungssignale des Drehwinkelsensors
5 und des Bezugsposition-Sensors 6 werden
gleichfalls der elektronischen Steuereinheit zugeführt. In
einem Kühlwassersystem des Motors ist darüber hinaus ein Wassertemperatur-
Sensor 8 vorgesehen, der die Temperatur des
Kühlwassers erfaßt und dessen entsprechendes Erfassungssignal
gleichfalls der elektronischen Steuereinheit zugeführt
wird.
Die erwähnte elektronische Steuereinheit ist in Fig. 1 mit
dem Bezugszeichen 9 bezeichnet und dient dazu, auf der Basis
der Erfassungssignale der vorgenannten Sensoren geeignete
Steuerbeträge für das Zündungssystem und das Brennstoffsystem
zu errechnen und einer Einspritzvorrichtung 10, einer
Zündungsvorrichtung 11 sowie weiteren Komponenten entsprechende
Steuersignale zuzuführen. Die elektronische
Steuereinheit (ECU) 9 enthält eine Zentraleinheit bzw. CPU
9a, einen Festwertspeicher bzw. ROM 9b zum Speichern von
Steuerprogrammen sowie von für Berechnungen benötigten
Steuerungskonstanten, einen Schreib/Lese-Speicher bzw. RAM
9c zum temporären Speichern von Berechnungsdaten während des
Betriebs der CPU 9a sowie einen Eingabe/Ausgabe-Kanal (E/A-
Port) 9d zum Eingeben von Daten aus externen Vorrichtungen
sowie zum Ausgeben von Steuersignalen zu externen Vorrichtungen.
Die elektronische Steuereinheit 9 stellt unter
Zugrundelegung des von dem Drehwinkelsensor 5 abgegebenen
Erfassungssignals eine erste und eine zweite Änderung ein,
um das Auftreten einer Fehlzündung innerhalb des Motors 1
auf der Basis dieser ersten und zweiten Änderung zu erfassen.
Eine in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnete
Warnanzeige dient dazu, die Bedienungsperson oder dgl. darüber
zu informieren, daß eine Fehlzündung auftritt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 gezeigte
Flußdiagramm ein von der elektronischen Steuereinheit durchgeführter
Steuerungsablauf zur Erfassung einer Fehlzündung
näher erläutert. Dieser Steuerungsablauf wird als Unterbrechungs-
Routine (Interrupt-Routine) bei jedem vorbestimmten
Kurbelwellenwinkel durchgeführt (bei diesem Ausführungsbeispiel
bei einem Kurbelwellenwinkel CA von 30°). Gemäß Fig. 2
beginnt dieser Steuerungsablauf mit einem Schritt 100, bei
dem unter Zugrundelegung der Abweichung bzw. zeitlichen Differenz
zwischen dem Zeitpunkt der vorhergehenden Unterbrechung
und dem Zeitpunkt der momentanen Unterbrechung eine
für die Umdrehung um den Kurbelwellenwinkel von 30° benötigte
Zeit T30i berechnet wird. Daraufhin wird zu einem
Schritt 110 verzweigt, bei dem geprüft wird, ob der momentane
Unterbrechungs-Zeitpunkt dem oberen Totpunkt (TDC) entspricht.
Falls dies nicht der Fall ist, endet der Steuerungsablauf
an dieser Stelle. Wenn demgegenüber der obere
Totpunkt mit dem errechneten Zeitpunkt zusammenfällt, verzweigt
der Ablauf zu einem Schritt 120, bei dem unter Zugrundelegung
der im Schritt 100 errechneten Zeit T30i sowie
von Zeiten T30i-1, T30i-2, T30i-3, die bei den drei unmittelbar
vor dem momentanen Steuerungsablauf durchgeführten
Steuerungsabläufen erhalten worden sind, die zur Drehung um
einen Kurbelwellenwinkel CA von 120° benötigte Zeit T120i
berechnet wird. In einem nachfolgenden Schritt 130 wird die
während des Kurbelwellenwinkels CA von 120° vorliegende
Durchschnittsdrehzahl Ωn berechnet. Genauer gesagt wird der
Kehrwert der im Schritt 120 erhaltenen Zeit T120i berechnet,
um die Durchschnittsdrehzahl bzw. Durchschnitts-Drehgeschwindigkeit
Ωn zu erhalten. In einem Folgeschritt 140 wird
daraufhin eine Durchschnittsdrehzahl-Änderung (Differenz)
ΔΩn in Übereinstimmung mit folgender Gleichung berechnet:
ΔΩn = (Ωn-1-Ωn) - (Ωn-4-Ωn-3) (1)
In dieser Gleichung ist mit Ωn die im Schritt 130 errechnete
momentane Durchschnittsdrehzahl bezeichnet; Ωn-1 repräsentiert
die vorhergehende Durchschnittsdrehzahl; (Ωn-1-Ωn)
bezeichnet die Änderung (erste Änderung oder erste Differenz)
in der Durchschnittsdrehzahl zwischen den Zylindern,
die sich aufeinanderfolgend im Explosions- bzw. Arbeitshub
befinden; Ωn-3 bezeichnet die Durchschnittsdrehzahl, die im
Verlauf von drei Zyklen (drei Zeitpunkten) vor dem momentanen
Betriebsablauf erhalten worden ist; Ωn-4 bezeichnet die
im Ablauf von vier Zyklen vor dem momentanen Betriebsablauf
erhaltene Durchschnittsdrehzahl; und (Ωn-4-Ωn-3) stellt
die Änderung (zweite Änderung oder zweite Differenz) in der
Durchschnittsdrehzahl zwischen denjenigen Zylindern dar, die
sich in Aufeinanderfolge im Arbeitshub befinden, wobei diese
zweite Änderung einen Wert darstellt, der einemKurbelwellenwinkel
zuzuordnen ist, der 360° vor der ersten Änderung
liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die erste und
die zweite Änderung mittels des gleichen Steuerungsablaufs
erhalten; es ist jedoch ebenso möglich, die zweite Änderung
im voraus in einem unterschiedlichen Steuerungsablauf zu
ermitteln, im RAM 9c der elektronischen Steuereinheit 9 zu
speichern und zum Zeitpunkt der Durchführung des betreffenden
Steuerungsablaufs auszulesen.
In einem Schritt 150 wird die im vorhergehenden Schritt 140
errechnete Durchschnittsdrehzahl-Änderung ΔΩn mit einem
vorbestimmten Bezugs- bzw. Referenzwert CK verglichen, um zu
entscheiden, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Wenn die
Durchschnittsdrehzahl-Änderung ΔΩn größer als der Bezugswert
CK ist, wird entschieden, daß eine Fehlzündung aufgetreten
ist, worauf der Ablauf zu einem Schritt 160 verzweigt,
bei dem eine Fehlzündungs-Erfassungskennung XMF auf
den Wert "1" gesetzt und dann zu einem Schritt 180 verzweigt
wird. Wenn ΔΩn im Schritt 150 hingegen größer als der
Bezugswert CK ist, verzweigt der Ablauf zu einem Schritt
170, bei dem die Fehlzündungs-Erfassungskennung MF auf den
Wert "0" gesetzt und dann gleichfalls zum Schritt 180 verzweigt
wird. Der genannte Schritt 180 dient dazu, die momentane
Durchschnittsdrehzahl Ωn sowie die drei vorangehenden
Durchschnittsdrehzahlen Ωn-1, Ωn-2 und Ωn-3 auf die Werte
Ωn-1, Ωn-2, Ωn-3 bzw. Ωn-4 zu verschieben (Daten der vier
vorangegangenen Durchschnittsdrehzahlen) und diese Werte im
RAM 9c der elektronischen Steuereinheit 9 zu speichern; daraufhin
kehrt der Ablauf zum Haupt-Steuerungsablauf zurück.
Das Flußdiagramm der Fig. 3 zeigt einen Diagnose- bzw. Prüf-
Steuerungsablauf, der jeweils zu einem vorbestimmten Zeitpunkt
durchgeführt wird. Gemäß Fig. 3 wird zunächst ein
Schritt 200 ausgeführt, bei dem eine Diagnose-Erfassungskennung
gelesen wird, die Auskunft über verschiedene Sensor-Informationen
gibt (beispielweise eine Information darüber,
ob ein Betätigungsorgan normal arbeitet), und bei dem ferner
die Fehlzündungs-Erfassungskennung XMF gelesen wird, die gesetzt
ist, wenn in Übereinstimmung mit dem in Fig. 2 gezeigten
Steuerungsablauf eine Fehlzündung erfaßt worden ist.
Daraufhin werden in einem Schritt 210 die Zustände der Kennungen
überprüft. Wenn sich beispielsweise die Fehlzündungs-
Erfassungskennung XMF im gesetzten Zustand befindet, verzweigt
der Ablauf zu einem Schritt 220, während der Ablauf
zur Haut-Steuerungsroutine zurückkehrt, wenn diese Kennung
nicht gesetzt ist. Der Schritt 220 dient dazu, betriebssichere
Abläufe durchzuführen, bei denen die Brennstoffzufuhr
zu den fehlgezündeten Zylindern unterbrochen wird, um den
Katalysator zu schützen und um zu verhindern, daß die HC-
Dichte im Abgas ansteigt, oder um die Warzanzeige 12 einzuschalten,
um die Bedienungsperson darüber zu informieren,
daß eine Fehlzündung auftritt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die Charakteristiken bzw. den typischen
Verlauf der Änderung der Durchschnittsdrehzahl Ωn einer
Brennkraftmaschine in Form eines V-Motors, wobei Fig. 4
den typischen Verlauf der Änderung für den Fall angibt, daß
keine Fehlzündung auftritt, während Fig. 5 den typischen
Verlauf der Änderung für den Fall angibt, daß eine Fehlzündung
im ersten Zylinder auftritt. In den Fig. 4 und 5 sind
die Durchschnittsdrehzahlen Ωn bezüglich des oberen Totpunkts
(TDC) aufgetragen, wenn sich die Zylinder jeweils im
Explosions- bzw. Arbeitshub befinden.
Aus den Fig. 4 und 5 ist entnehmbar, daß bei einer Brennkraftmaschine
in Form eines V-Motors die Durchschnittsdrehzahlen
Ωn zwischen den jeweiligen Zylindern unterschiedlich
sind wobei eine Änderung der Durchschnittsdrehzahl mit einer
Periode von 360° im Kurbelwellenwinkel CA auftritt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist es zum Beispiel selbst dann,
wenn sich die Durchschnittsdrehzahl Ωn gemäß der Darstellung
in Fig. 4 zwischen dem sechsten Zylinder und dem vierten Zylinder
im Sinne einer Abnahme ändert, möglich, zu verhindern,
daß die Fehlzündungs-Erfassung von der genannten Änderung
in der 360°-Periode des Kurbelwellenwinkels CA beeinflußt
wird, da die Entscheidung über die Fehlzündung auf der
Basis der Abweichung (der Durchschnittsdrehzahl-Änderung
ΔΩn) zwischen der Änderung der Durchschnittsdrehzahl Ωn (der
zweiten Änderung Ωn-4-Ωn-3), die bei einem Kurbelwellenwinkel
360° zuvor erhalten worden ist, und der momentanen
Änderung der Durchschnittsdrehzahl Ωn (der ersten Änderung
Ωn-1-Ωn) getroffen wird. Aus Fig. 5, die den typischen
Drehzahlverlauf beim Auftreten einer Fehlzündung im ersten
Zylinder zeigt, ist ferner zu erkennen, daß die Fehlzündung
äußerst genau unter Zugrundelegung der Abweichung (der
Durchschnittsdrehzahl-Änderung ΔΩn) zwischen der Änderung
der bei einem 360°-Kurbelwellenwinkel CA zuvor erhaltenen
Durchschnittsdrehzahl Ωn (Ωn-4-Ωn-3) und der momentanen
Änderung der Durchschnittsdrehzahl Ωn (Ωn-1-Ωn) erfaßt
werden kann. Obgleich gemäß Fig. 5 die Durchschnittsdrehzahl
Ωn-3 des vierten Zylinders ist, ist es bei diesem
Ausführungsbeispiel darüber hinaus gleichwohl möglich, eine
fehlerhafte Erfassung dergestalt zu verhindern, daß die
Fehlzündung im vierten Zylinder auftreten würde. Demzufolge
kann bei diesem Ausführungsbeispiel das Auftreten der Fehlzündung
dadurch genau erfaßt werden, daß die Änderung der
Durchschnittsdrehzahl Ωn der Brennkraftmaschine in Form des
V-Motors bei jedem 360°-Kurbelwellenwinkel CA in Betracht
gezogen wird.
Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel die Durchschnittsdrehzahl-
Änderung ΔΩn unter Zugrundelegung der Abweichung
zwischen der zweiten Änderung und der ersten Änderung eingestellt
wird, um mit dem Bezugswert CK zum Zwecke der Erfassung
einer Fehlzündung verglichen zu werden, ist es gleichfalls
möglich, gemäß der nachfolgenden Gleichung (2) das
Auftreten einer Fehlzündung zu erfassen, indem die zweite
Änderung durch die erste Änderung dividiert wird, um eine
Durchschnittsdrehzahl-Änderung dΩn zu erhalten, und indem
die Durchschnittsdrehzahl-Änderung dΩn mit dem Bezugswert CK
verglichen wird:
dΩn = (Ωn-4-Ωn-3)/(Ωn-1-Ωn) (2)
Da im Falle des Auftretens einer Fehlzündung in einem Zylinder,
der vier Zyklen bzw. Arbeitstakte vor dem momentanen
Zylinder liegt, die vier Zyklen vorher ermittelte Durchschnittsdrehzahl
Ωn-4 klein wird, wird die im Schritt 140
der Fig. 2 errechnete Änderung der Durchschnittsdrehzahl
ΔΩn groß, wodurch es möglich ist, daß eine fehlerbehaftete
Entscheidung dergestalt getroffen wird, die Fehlzündung
würde im momentanen Zylinder auftreten. Dieses Problem wird
jedoch mit dem nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 näher
erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gelöst.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Steuerungsablauf handelt
es sich ebenfalls um eine Unterbrechungs-Routine, die jeweils
bei einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel (von 30°
bei diesem Ausführungsbeispiel) wie beim ersten Ausführungsbeispiel
durchgeführt wird. Diejenigen Verarbeitungsschritte
der Fig. 6, die denen der Fig. 2 entsprechen, sind mit den
gleichen Bezugszeichen versehen und werden nachfolgend zur
Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht mehr erläutert.
Gemäß Fig. 6 wird in einem Schritt 105 zunächst eine für
eine Drehung um einen Kurbelwellenwinkel von 30° benötigte
Zeit T30i+4 errechnet. Nach der Durchführung eines Schritts
110 wird in einem Folgeschritt 125 die Summe aus den im
Schritt 105 des momentanen Steuerungsablaufs errechneten
Zeitdaten T30i+4 und den in den dem momentanen Steuerungsablauf
unmittelbar vorausgehenden drei Steuerungsabläufen errechneten
Zeitdaten T30i+3, T30i+2 und T30i+1 gebildet wird,
um daraus eine für eine Drehung um einen Kurbelwellenwinkel
von 120° benötigte Zeit T120i+4 zu erhalten. In einem Folgeschritt
135 wird unter Zugrundelegung der im Schritt 125 berechneten
Zeit T120i+4 die Durchschnittsdrehzahl Ωn-4 innerhalb
des Kurbelwellenwinkels von 120° berechnet, worauf in
einem Schritt 125 in Übereinstimmung mit einer der vorgenannten
Gleichung (1) ähnlichen Gleichung die Durchschnittsdrehzahl-
Änderung ΔΩn-4 errechnet wird. Anschließend folgt
ein Schritt 147, bei dem die im Verlauf der der momentanen
Berechnung vorausgegangenen vier Zyklen erhaltene Durchschnittsdrehzahl-
Änderung ΔΩn gelesen wird. Wenn in einem
Schritt 150 die Durchschnittsdrehzahl-Änderung ΔΩn größer
(länger) als der Bezugswert CK wird und wenn zusätzlich in
einem Schritt 155 die momentane Durchschnittsdrehzahl-Änderung
ΔΩn-4 größer als der Bezugswert CK wird, wird entschieden,
daß die Fehlzündung in dem vier Zyklen voranliegenden
Zylinder auftritt, worauf zu einem Schritt 160 verzweigt
wird.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, genau
denjenigen Zylinder zu erfassen, in dem die Fehlzündung auftritt;
folglich ist es möglich, die Brennstoffzufuhr lediglich
zu demjenigen Zylinder zu unterbrechen, in dem die
Fehlzündung auftritt, womit eine effektive betriebssichere
(fail-safe) Verarbeitung durchgeführt werden kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme näher erläutert, mittels
dem ebenfalls entschieden werden kann, in welchem Zylinder
die Fehlzündung auftritt. Dieser Steuerungsablauf wird bei
jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel durchgeführt (und
zwar im Falle einer 6-Zylinder-Brennkraftmaschine jeweils
bei einem Kurbelwellenwinkel von 720°). Gemäß Fig. 7 startet
der Steuerungsablauf mit einem Schritt 300, bei dem geprüft
wird, ob sich die Fehlzündungs-Erfassungskennung XMF im gesetzten
Zustand befindet. Falls diese gesetzt ist, wird ein
Schritt 310 durchgeführt, während der Steuerungsablauf endet,
falls dies nicht der Fall ist. Im Schritt 310 werden
alle im Steuerungsablauf der Fig. 2 innerhalb des Intervalls
vom vorhergehenden Durchführungszeitraum zum momentanen
Durchführungszeitraum berechneten Durchschnittsdrehzahl-Änderungen
ΔΩn (6 in diesem Ausführungsbeispiel) gelesen, worauf
in einem Folgeschritt 320 die größte unter diesen
Durchschnittsdrehzahl-Änderungen ΔΩn herausgezogen oder gewählt
wird, um den die Fehlzündung aufweisenden Zylinder anhand
der gewählten Durchschnittsdrehzahl-Änderung ΔΩn zu
ermitteln. Nach Durchführen des Schritts 320 wird in einem
Schritt 330 die betriebssichere Verarbeitung durchgeführt,
wie zum Beispiel die Unterbrechung der Brennstoffzufuhr zum
fehlgezündeten Zylinder.
Obgleich gemäß vorstehender Beschreibung eine Fehlzündung
erfaßt wird, indem die Durchschnittsdrehzahl Ωn in einer
Kurbelwellenwinkelperiode von 360° in einer Brennkraftmaschine
in Form eines V-Motors in Betracht gezogen wird, um
dadurch Fehlentscheidungen zu verhindern, die auf periodische
Änderungen zurückzuführen sind, die ihrerseits auf
Streuungen in der Leistung des Kurbelwellenwinkel- bzw.
Drehwinkelsensors 5 sowie der mechanischen Lockerung der
Kurbelwelle beruhen, ist die Erfindung gleichwohl auch für
einen Reihenmotor verwendbar, bei dem die Zylinder in Reihe
angeordnet sind.
Selbst wenn sich die Durchschnittsdrehzahl Ωn ändert, weil
sich der Motor 1 in einem Übergangszustand befindet, ist es
erfindungsgemäß möglich, die Fehlzündung unter Zugrundelegung
der Abweichung (ΔΩn) zwischen der bei einem 360°-Kurbelwellenwinkel
zuvor erhaltenen Änderung (Ωn-4-Ωn-3) und
der momentanen Änderung (Ωn-1-Ωn) der Durchschnittsdrehzahl
Ωn genau zu erfassen. Obgleich die Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand einer 6-Zylinder-Brennkraftmaschine erläutert
wurden, ist die Erfindung gleichfalls für andere
Brennkraftmaschinen verwendbar. So wird beispielsweise im
Falle eines 8-Zylinder-Motors die zweite, um einen Kurbelwellenwinkel
von 360° vor der ersten Änderung (Ωn-1-Ωn)
stattfindende zweite Durchschnittsdrehzahl-Änderung angenommen
als (Ωn-5-Ωn-4). Obgleich gemäß vorstehender Beschreibung
die für die Drehung um den vorbestimmten Drehwinkel
(30°-Kurbelwellenwinkel) ermittelte Zeit T30i erhalten wird,
um die Durchschnittsdrehzahl Ωn zur Berechnung der ersten
und zweiten Änderung zu berechnen, ist es jedoch gleichfalls
möglich, die erste und zweite Änderung unmittelbar unter Zugrundelegung
der Zeit T30i zu erhalten, die zur Drehung um
den vorbestimmten Drehwinkel benötigt wird.
Bezüglich weiterer, nicht näher erläuterter Vorteile und
Wirkungen der Erfindung wird ausdrücklich auf die Zeichnungen
verwiesen.
Claims (11)
1. Fehlzündungs-Erfassungsgerät für eine Brennkraftmaschine,
mit:
einer Drehungssignal-Ausgabeeinrichtung (5), die auf eine Drehung der Maschine (1) anspricht und jeweils bei einem vorbestimmten Drehungswinkel ein Drehungssignal ausgibt;
einer Istwert-Berechnungseinrichtung, die unter Zugrundelegung des von der Drehungssignal-Ausgabeeinrichtung (5) ausgegebenen Drehungssignals einen Istwert durch Messen einer für eine Drehung um einen vorbestimmten Drehwinkel in einem Arbeitshub jedes Zylinders benötigten Zeit berechnet;
einer ersten Änderungs-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer ersten Änderung durch Ermittlung einer Abweichung zwischen den in Verbindung mit zwei Zylindern der Maschine (1), die sich aufeinanderfolgend im Arbeitshub befinden, erhaltenen Istwerten unter Zugrundelegung der Rechenergebnisse der Istwert-Berechnungseinrichtung;
einer zweiten Änderungs-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer zweiten Änderung durch Ermittlung einer Abweichung zwischen den in Verbindung mit zwei Zylindern der Maschine (1), die sich aufeinanderfolgend im Arbeitshub befinden, erhaltenen Istwerten auf der Basis der Information aus der Drehungssignal-Ausgabeeinrichtung (5) und der Istwert- Berechnungseinrichtung, wobei die von der zweiten Änderungs- Einstelleinrichtung verwendeten Istwerte um einen Drehwinkel von 360° (CA) vor den vor der ersten Änderungs-Einstelleinrichtung verwendeten Istwerten liegen; und
einer Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Auftretens einer Fehlzündung in der Maschine (1) unter Zugrundelegung der ersten und zweiten Änderung.
einer Drehungssignal-Ausgabeeinrichtung (5), die auf eine Drehung der Maschine (1) anspricht und jeweils bei einem vorbestimmten Drehungswinkel ein Drehungssignal ausgibt;
einer Istwert-Berechnungseinrichtung, die unter Zugrundelegung des von der Drehungssignal-Ausgabeeinrichtung (5) ausgegebenen Drehungssignals einen Istwert durch Messen einer für eine Drehung um einen vorbestimmten Drehwinkel in einem Arbeitshub jedes Zylinders benötigten Zeit berechnet;
einer ersten Änderungs-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer ersten Änderung durch Ermittlung einer Abweichung zwischen den in Verbindung mit zwei Zylindern der Maschine (1), die sich aufeinanderfolgend im Arbeitshub befinden, erhaltenen Istwerten unter Zugrundelegung der Rechenergebnisse der Istwert-Berechnungseinrichtung;
einer zweiten Änderungs-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer zweiten Änderung durch Ermittlung einer Abweichung zwischen den in Verbindung mit zwei Zylindern der Maschine (1), die sich aufeinanderfolgend im Arbeitshub befinden, erhaltenen Istwerten auf der Basis der Information aus der Drehungssignal-Ausgabeeinrichtung (5) und der Istwert- Berechnungseinrichtung, wobei die von der zweiten Änderungs- Einstelleinrichtung verwendeten Istwerte um einen Drehwinkel von 360° (CA) vor den vor der ersten Änderungs-Einstelleinrichtung verwendeten Istwerten liegen; und
einer Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Auftretens einer Fehlzündung in der Maschine (1) unter Zugrundelegung der ersten und zweiten Änderung.
2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Istwert-Berechnungseinrichtung
eine Durchschnitts-Drehzeit im Arbeitshub
berechnet.
3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Istwert-Berechnungseinrichtung
eine Drehzahl der Maschine (1) im Arbeitshub
berechnet.
4. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Maschine (1) eine
Brennkraftmaschine in Form eines V-Motors ist.
5. Fehlzündungs-Erfassungsgerät für eine Brennkraftmaschine,
mit:
einer Drehwinkelsensoreinrichtung (5) zur Ausgabe eines Drehungssignals bei jedem vorbestimmten Drehungswinkel der Maschine (1);
einer Zeitberechnungseinrichtung zur aufeinanderfolgenden Berechnung einer von der Maschine (1) zur Dehnung um einen vorbestimmten Winkel benötigten Zeit unter Zugrundelegung der von der Drehungswinkel-Sensoreinrichtung (5) ausgegebenen Drehungssignale;
einer Entscheidungswert-Einstelleinrichtung zum Einstellen eines ersten und zweiten Entscheidungswerts, die für eine Entscheidung über ein Auftreten einer Fehlzündung in der Maschine (1) zu verwenden sind, unter Zugrundelegung der mittels der Zeitberechnungseinrichtung in Verbindung mit zwei Zylindern der Maschine (1), die sich aufeinanderfolgend im Arbeitshub befinden, berechneten Zeiten, wobei der zweite Entscheidungswert im Maschinen-Drehungswinkel um 360° vor der Einstellung des ersten Entscheidungswerts eingestellt ist; und
einer Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Auftretens einer Fehlzündung unter Zugrundelegung des ersten und zweiten Entscheidungswerts.
einer Drehwinkelsensoreinrichtung (5) zur Ausgabe eines Drehungssignals bei jedem vorbestimmten Drehungswinkel der Maschine (1);
einer Zeitberechnungseinrichtung zur aufeinanderfolgenden Berechnung einer von der Maschine (1) zur Dehnung um einen vorbestimmten Winkel benötigten Zeit unter Zugrundelegung der von der Drehungswinkel-Sensoreinrichtung (5) ausgegebenen Drehungssignale;
einer Entscheidungswert-Einstelleinrichtung zum Einstellen eines ersten und zweiten Entscheidungswerts, die für eine Entscheidung über ein Auftreten einer Fehlzündung in der Maschine (1) zu verwenden sind, unter Zugrundelegung der mittels der Zeitberechnungseinrichtung in Verbindung mit zwei Zylindern der Maschine (1), die sich aufeinanderfolgend im Arbeitshub befinden, berechneten Zeiten, wobei der zweite Entscheidungswert im Maschinen-Drehungswinkel um 360° vor der Einstellung des ersten Entscheidungswerts eingestellt ist; und
einer Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Auftretens einer Fehlzündung unter Zugrundelegung des ersten und zweiten Entscheidungswerts.
6. Gerät nach Anspruch 5, bei dem die Entscheidungswert-
Einstelleinrichtung aufeinanderfolgend eine Durchschnittsdrehzahl
der Maschine (1) für den vorbestimmten Winkel unter
Zugrundelegung der mittels der Zeitberechnungseinrichtung
berechneten Zeit berechnet, um den ersten und zweiten Entscheidungswert
auf der Basis der berechneten Durchschnitts-
Drehzahlen der Maschine (1) einzustellen.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der erste und
zweite Entscheidungswert eine Änderung zwischen aufeinanderfolgend
berechneten Durchschnitts-Drehzahlen ist.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die
Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung eine Differenz zwischen
dem ersten und zweiten Entscheidungswert mit einem vorbestimmten
Wert vergleicht, um das Auftreten einer Fehlzündung
in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis zu erfassen.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die
Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung den zweiten Entscheidungswert
durch den ersten Entscheidungswert dividiert, um
das Auftreten einer Fehlzündung in Übereinstimmung mit dem
Divisionsergebnis zu erfassen.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die
Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung aufeinanderfolgend eine
Differenz zwischen dem ersten und zweiten Entscheidungswert,
die von der Entscheidungswert-Einstelleinrichtung eingestellt
sind, berechnet, um die größte unter den Differenzen
zwischen dem ersten und zweiten Entscheidungswert auszuwählen
und um das Auftreten einer Fehlzündung auf der Basis der
gewählten größten Differenz zu erfassen.
11. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die
Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung aufeinanderfolgend eine
Differenz zwischen dem mittels der Entscheidungswert-Einstelleinrichtung
eingestellten ersten und zweiten Entscheidungswert
berechnet und die momentane Differenz mit der der
momentanen Differenz vorausgehenden Differenz mit einem vorbestimmten
Wert vergleicht, um das Auftreten einer Fehlzündung
auf der Basis des Vergleichsergebnisses zu erfassen.
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