DE4219135B4

DE4219135B4 - System zur Erfassung von Fehlzündungen in einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4219135B4
Application number: DE4219135A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Toyoake Nakayama; Yasutoshi Oobu Baba
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1991-06-12
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2012-06-12
Also published as: JPH04365958A; US5275037A; DE4219135A1; JP2982381B2

Abstract

System zur Erfassung von Fehlzündungen für eine Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine, mit:
einer Drehsignal-Ausgabeeinrichtung (5), die auf eine Drehung einer Kurbelwelle der Maschine (1) anspricht und jeweils bei einem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle ein Drehsignal ausgibt;
einer Istwert-Berechnungseinrichtung, die auf der Grundlage der von der Drehsignal-Ausgabeeinrichtung (5) ausgegebenen Drehsignale einen Istwert jedes Zylinders berechnet, in welchem ein Arbeitstakt durchgeführt wird, wobei der Istwert jedes Zylinders einer Zeit entspricht, die für eine Drehung um einen vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle in jedem Zylinder benötigt wird;
einer ersten Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer ersten Abweichung zwischen den Istwerten von zwei Zylindern der Maschine (1) auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse der Istwert-Berechnungseinrichtung, wobei sich die zwei Zylinder aufeinanderfolgend im Arbeitstakt befinden, wobei die erste Abweichung als eine erste Änderung bestimmt wird;
einer zweiten Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer zweiten Abweichung zwischen den Istwerten von zwei Zylindern der Maschine (1) auf der Grundlage einer...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Erfassung des Auftretens von Fehlzündungen in einer Brennkraftmaschine.

Ein derartiges System zum Erfassen des Auftretens von Fehlzündungen bzw. Zündversagen bei einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise in der JP 61-258955A beschrieben. Bei diesem bekannten Erfassungssystem 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 Arbeitstaktes erfasst, um daraus eine Änderung der Maschinendrehzahl zu erhalten, welche wiederum mit einem Fehlzündungs-Erfassungswert 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-Erfassungssystem 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 8 stets konstant ist, wenn keine Fehlzündung auftritt. In 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 ist jedoch das den Kolben mit der Kurbelwelle verbindende Pleuel so angeordnet, das es bezüglich der Kurbelwelle einen vorbestimmten Winkel einnimmt. Aufgrund der Trägheitskraft jedes Zylinders und anderen Einflüssen wird die Durchschnittsdrehzahl Ωn daher selbst dann nicht konstant, wenn die Verbrennung normal abläuft; vielmehr ändert sich die Durchschnittsdrehzahl Ωn bei jeder 360° Kurbelwellenwinkelperiode, wie dies in 4 dargestellt ist. In 4 ist hierbei der typische Verlauf der Durchschnittsdrehzahl Ωn jedes der Zylinder einer V6-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 im Explosions- bzw. Arbeitstakt befindet, an der oberen Totpunktposition (die in 4 mit # 3 TDC bezeichnete Position) des dritten Zylinders auf der horizontalen Achse dargestellt. In ähnlicher Weise besteht im Falle einer Brennkraftmaschine in Form eines Reihenmotors die Möglichkeit, dass die vorstehend genannte Drehzahlschwankung innerhalb der 360° Kurbelwellenwinkelperiode deshalb auftritt, weil im Zuge der Herstellung Unterschiede zwischen den Kurbelwellenwinkel-Sensoren, mechanisches Spiel der Kurbelwelle und weitere Veränderungen auftreten. Wenn demzufolge Änderungen der Durchschnittsdrehzahl Ωn der in 4 gezeigten Art auftreten, besteht häufig die Möglichkeit, dass Fehlzündungen signalisiert werden, die tatsächlich gar nicht auftreten.

Aus der DE 39 17 978 A1 ist es bekannt, die Drehzahländerung gemäß einer Formel zu berechnen, wobei Zeiten verwendet werden, die für Umdrehungen um einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel von aufeinanderfolgenden Zylindern benötigt werden.

Aus der US 4 562 818 ist es bekannt, die Drehzahländerung gemäß einer Formel zu berechnen, wobei eine Fehlzündung auf der Grundlage der Abweichung der Drehzahlen von unterschiedlichen Punkten des gleichen Zylinders berechnet wird,

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Erfassung von Fehlzündungen der eingangs genannten Art 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-Erfassungssystem für eine Brennkraftmaschine berechnet demzufolge aufeinanderfolgend unter Zugrundelegung von Drehungssignalen, 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 Arbeitstakt einnehmen, wobei der zweite Entscheidungswert auf 360° 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 System 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 Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:
1 ein erfindungsgemäßes System zur Erfassung von Fehlzündungen, das für eine Brennkraftmaschine in Form eines V-Motors verwendet wird;
2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Fehlzündungs-Erfassungsvorgangs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 anhand eines Flussdiagramms den Ablauf eines erfindungsgemäßen Diagnosevorgangs;
4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung des typischen Verlaufs einer Durchschnittsdrehzahl der Maschine, wenn sich die Maschine in einem normalen Verbrennungszustand befindet;
5 eine grafische Darstellung zur Erläuterung des typischen Verlaufs einer Durchschnittsdrehzahl der Maschine, wenn eine Fehlzündung auftritt;
6 anhand eines Flussdiagramms einen Ablauf zur Erfassung einer Fehlzündung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
7 anhand eines Flussdiagramms einen Ablauf zur Erfassung einer Fehlzündung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
8 den typischen Drehzahlverlauf einer Brennkraftmaschine.
1 zeigt den schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems zur Erfassung von Fehlzündungen, 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 bezeichente 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 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 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 1 mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnete Warnanzeige dient dazu, die Bedienungsperson oder dergleichen darüber zu informieren, dass eine Fehlzündung auftritt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte Flussdiagramm ein von der elektronischen Steuereinheit durchgeführter Steuerungsablauf zur Erfassung einer Fehlzündung näher erläutert. Dieser Steuerungsablauf wird als Unterbrechungs-Routine bei jedem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel durchgeführt (bei diesem Ausführungsbeispiel bei einem Kurbelwellenwinkel CA von 30°). Gemäß 2 beginnt dieser Steuerungsablauf mit einem Schritt 100, bei dem auf der Basis der Abweichung 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 auf der Basis 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 ω_n zu erhalten. In einem Folgeschritt 140 wird daraufhin eine Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n in Übereinstimmung mit folgender Gleichung berechnet: Δωn = (ωn–1 – ωn) – (ωn–4 – ωn–3) (1)
In dieser Gleichung ist mit ω_n die im Schritt 130 errechnete momentane Durchschnittsdrehzahl bezeichnet; ω_n–1 bezeichnet die vorhergehende Durchschnittsdrehzahl; (ω_n–1 – ω_n) bezeichnet die Änderung (erste Änderung oder erste Differenz) in der Durchschnittsdrehzahl zwischen den Zylindern, die sich aufeinanderfolgend im Arbeitstakt befinden; ω_n–3 bezeichnet die Durchschnittsdrehzahl, die im Verlauf von drei Zyklen (drei Zeitpunkten) vor dem momentanen Betriebsablauf erhalten worden ist; ω_n–4 bezeichnet die im Ablauf von vier Zyklen vor dem momentanen Betriebsablauf erhaltene Durchschnittsdrehzahl; und (ω_n–4 – ω_n–3) stellt die Änderung (zweite Änderung oder zweite Differenz) in der Durchschnittsdrehzahl zwischen denjenigen Zylindern dar, die sich in Aufeinanderfolge im Arbeitstakt befinden, wobei diese zweite Änderung einen Wert darstellt, der einem Kurbelwellenwinkel 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 Δω_n mit einem vorbestimmten Referenzwert CK verglichen, um zu entscheiden, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist. Wenn die Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n 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 Δω_n im Schritt 150 hingegen nicht größer als der Bezugswert CK ist, verzweigt der Ablauf zu einem Schritt 170, bei dem die Fehlzündungs-Erfassungskennung XMF 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 ω_n–1, ω_n–2 und ω_n–3 auf die Werte ω_n–1, ω_n–2, ω_n–3 bzw. ω_n–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 3 zeigt einen Diagnose-Steuerungsablauf, der jeweils zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durchgeführt wird. Gemäß 3 wird zunächst ein Schritt 200 ausgeführt, bei dem eine Diagnose-Erfassungskennung gelesen wird, die Auskunft über verschiedene Sensor-Informationen gibt (beispielsweise 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 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 Haupt-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 Warnanzeige 12 einzuschalten, um die Bedienungsperson darüber zu informieren, dass eine Fehlzündung auftritt.
Die 4 und 5 zeigen die Charakteristiken bzw. den typischen Verlauf der Änderung der Durchschnittsdrehzahl ω_n einer Brennkraftmaschine in Form eines V-Motors, wobei 4 den typischen Verlauf der Änderung für den Fall angibt, dass keine Fehlzündung auftritt, während 5 den typischen Verlauf der Änderung für den Fall angibt, dass eine Fehlzündung im ersten Zylinder auftritt. In den 4 und 5 sind die Durchschnittsdrehzahlen ω_n bezüglich des oberen Totpunkts (TDC) aufgetragen, wenn sich die Zylinder jeweils im Arbeitstakt befinden.
Aus den 4 und 5 ist entnehmbar, dass bei einer Brennkraftmaschine in Form eines V-Motors die Durchschnittsdrehzahlen ω_n 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 ω_n gemäß der Darstellung in 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 Δω_n) zwischen der Änderung der Durchschnittsdrehzahl ω_n (der zweiten Änderung ω_n–4 – ω_n–3), die bei einem Kurbelwellenwinkel 360° zuvor erhalten worden ist, und der momentanen Änderung der Durchschnittsdrehzahl ω_n (der ersten Änderung ω_n–1 – ω_n) getroffen wird. Aus 5, die den typischen Drehzahlverlauf beim Auftreten einer Fehlzündung im ersten Zylinder zeigt, ist ferner zu erkennen, dass die Fehlzündung äußerst genau auf der Basis der Abweichung (der Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n) zwischen der Änderung der bei einem 360°-Kurbelwellenwinkel CA zuvor erhaltenen Durchschnittsdrehzahl ω_n (ω_n–4 – ω_n–3) und der momentanen Änderung der Durchschnittsdrehzahl ω_n (ω_n–1 – ω_n) erfasst werden kann. Obgleich gemäß 5 die Durchschnittsdrehzahl ω_n–3 des vierten Zylinders kleiner als die Durchschnittsdrehzahl ω_n–4 des dritten 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 ω_n der Brennkraftmaschine in Form des V-Motors bei jedem 360° Kurbelwellenwinkel CA in Betracht gezogen wird.
Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel die Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n 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 dω_n zu erhalten, und indem die Durchschnittsdrehzahl-Änderung dω_n 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, die vier Zyklen vor dem momentanen Zylinder liegen und die vier Zyklen vorher ermittelte Durchschnittsdrehzahl ω_n–4 klein wird, wird die im Schritt 140 der 2 errechnete Änderung der Durchschnittsdrehzahl Δω_n 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 6 näher erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gelöst. Bei dem in 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 6, die denen der 2 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nachfolgend zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht mehr erläutert.
Gemäß 6 wird in einem Schritt 105 zunächst eine für eine Drehung um einen Kurbelwellenwinkel von 30° benötigte Zeit T30_i+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 T30_i+4 und den in den dem momentanen Steuerungsablauf unmittelbar vorausgehenden drei Steuerungsabläufen errechneten Zeitdaten T30_i+3, T30_i+2 und T30_i+1 gebildet wird, um daraus eine für eine Drehung um einen Kurbelwellenwinkel von 120° benötigte Zeit T120_i+4 zu erhalten. In einem Folgeschritt 135 wird unter Zugrundelegung der im Schritt 125 berechneten Zeit T120_i+4 die Durchschnittsdrehzahl ω_n+4+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 Δω_n+4 errechnet wird. Anschließend folgt ein Schritt 147, bei dem die im Verlauf der der momentanen Berechnung vorausgegangenen vier Zyklen erhaltene Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n gelesen wird. Wenn in einem Schritt 150 die Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n größer (länger) als der Bezugswert CK wird und wenn zusätzlich in einem Schritt 155 die momentane Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n+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 Verarbeitung durchgeführt werden kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 7 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung 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 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 2 innerhalb des Intervalls vom vorhergehenden Durchführungszeitraum zum momentanen Durchführungszeitraum berechneten Durchschnittsdrehzahl-Änderungen Δω_n (6 in diesem Ausführungsbeispiel) gelesen, worauf in einem Folgeschritt 320 die größte unter diesen Durchschnittsdrehzahl-Änderungen Δω_n herausgezogen oder gewählt wird, um den die Fehlzündung aufweisenden Zylinder anhand der gewählten Durchschnittsdrehzahl-Änderung Δω_n zu ermitteln. Nach Durchführung 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 ω_n 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 Kurbelwellenwinkelsensors 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 ω_n ändert, weil sich der Motor 1 in einem Übergangszustand befindet, ist es erfindungsgemäß möglich, die Fehlzündung unter Zugrundelegung der Abweichung (Δω_n) zwischen der bei einem 360°-Kurbelwellenwinkel zuvor erhaltenen Änderung (ω_n–4 – ω_n–3) und der momentanen Änderung (ω_n–1 – ω_n) der Durchschnittsdrehzahl ω_n 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 (ω_n–1 – ω_n) stattfindende zweite Durchschnittsdrehzahl-Änderung angenommen als (ω_n–5 – ω_n–4). Obgleich gemäß vorstehender Beschreibung die für die Drehung um den vorbestimmten Drehwinkel (30°-Kurbelwellenwinkel) ermittelte Zeit T30i erhalten wird, um die Durchschnittsdrehzahl ω_n 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.

Claims

System zur Erfassung von Fehlzündungen für eine Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine, mit: einer Drehsignal-Ausgabeeinrichtung (5), die auf eine Drehung einer Kurbelwelle der Maschine (1) anspricht und jeweils bei einem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle ein Drehsignal ausgibt; einer Istwert-Berechnungseinrichtung, die auf der Grundlage der von der Drehsignal-Ausgabeeinrichtung (5) ausgegebenen Drehsignale einen Istwert jedes Zylinders berechnet, in welchem ein Arbeitstakt durchgeführt wird, wobei der Istwert jedes Zylinders einer Zeit entspricht, die für eine Drehung um einen vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle in jedem Zylinder benötigt wird; einer ersten Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer ersten Abweichung zwischen den Istwerten von zwei Zylindern der Maschine (1) auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse der Istwert-Berechnungseinrichtung, wobei sich die zwei Zylinder aufeinanderfolgend im Arbeitstakt befinden, wobei die erste Abweichung als eine erste Änderung bestimmt wird; einer zweiten Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer zweiten Abweichung zwischen den Istwerten von zwei Zylindern der Maschine (1) auf der Grundlage einer Information von der Drehsignal-Ausgabeeinrichtung (5) und der Istwert-Berechnungseinrichtung, wobei die zweite Abweichung als eine zweite Änderung bestimmt wird, wobei die Istwerte, welche der zweiten Änderung entsprechen, vor den Istwerten berechnet werden, welche der ersten Änderung entsprechen, wobei die zwei Zylinder, welche der ersten Änderung entsprechen, eine Phasendifferenz von 360° (CA) bezüglich den zwei Zylindern aufweisen, welche der zweiten Änderung entsprechen; und einer Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Auftretens einer Fehlzündung in der Maschine (1) auf der Grundlage der ersten und zweiten Änderungen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Istwert-Berechnungseinrichtung eine Durchschnitts-Drehzeit als den Istwert jedes Zylinders berechnet, in welchem der Arbeitstakt durchgeführt wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Istwert-Berechnungseinrichtung eine Drehzahl als den Istwert jedes Zylinders berechnet, in welchem der Arbeitstakt durchgeführt wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) eine Brennkraftmaschine in Form eines V-Motors ist.
System zur Erfassung von Fehlzündungen für eine Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine, mit: einer Drehwinkelsensoreinrichtung (5) zum Ausgeben eines Drehsignals bei jedem vorbestimmten Drehwinkel einer Kurbelwelle der Maschine (1); einer Zeitberechnungseinrichtung zum aufeinanderfolgenden Berechnen einer Zeit, die für eine Drehung um einen vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle in jedem Zylinder benötigt wird, auf der Grundlage der von der Drehwinkelsensoreinrichtung (5) ausgegebenen Drehsignale; einer Entscheidungswert-Berechnungseinrichtung zum aufeinanderfolgenden Berechnen von ersten und zweiten Entscheidungswerten auf der Grundlage der Zeiten, die von der Zeitberechnungseinrichtung berechnet werden, wobei der erste Entscheidungswert den Zeiten von zwei Zylindern entspricht, wobei sich die Zylinder aufeinanderfolgend im Arbeitstakt befinden, der zweite Entscheidungswert den Zeiten von zwei Zylindern entspricht, wobei sich die zwei Zylinder aufeinanderfolgend im Arbeitstakt befinden, die Zeiten von zwei Zylindern, welche dem zweiten Entscheidungswert entsprechen, vor den Zeiten von zwei Zylindern berechnet werden, welche dem ersten Entscheidungswert entsprechen, die zwei Zylinder, welche dem ersten Entscheidungswert entsprechen, eine Phasendifferenz von 360° (CA) bezüglich den zwei Zylindern aufweisen, welche dem zweiten Entscheidungswert entsprechen; und einer Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Auftretens einer Fehlzündung in der Maschine (1) auf der Grundlage der ersten und zweiten Entscheidungswerte.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) mindestens erste, zweite, dritte und vierte Zylinder aufweist, wobei die Entscheidungswert-Berechnungseinrichtung aufeinanderfolgend eine Durchschnitts-Drehzahl von jedem der ersten bis vierten Zylinder für den vorbestimmten Drehwinkel auf der Grundlage der Zeiten berechnet, die von der Zeitberechnungseinrichtung berechnet werden, um die ersten und zweiten Entscheidungswerte auf der Grundlage der berechneten Durchschnitts-Drehzahl von jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Zylinder zu berechnen.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Entscheidungswert eine erste Änderung zwischen den berechneten Durchschnitts-Drehzahlen der ersten und zweiten Zylinder ist, der zweite Entscheidungswert eine zweite Änderung zwischen den berechneten Durchschnitts-Drehzahlen der dritten und vierten Zylinder ist und die ersten und zweiten Zylinder eine Phasendifferenz von 360° (CA) bezüglich den dritten und vierten Zylindern aufweisen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung eine Differenz zwischen den ersten und zweiten Entscheidungswerten mit einem vorbestimmten Wert vergleicht, um das Auftreten einer Fehlzündung in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis zu erfassen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung den zweiten Entscheidungswert durch den ersten Entscheidungswert dividiert, um das Auftreten einer Fehlzündung in Übereinstimmung mit dem Divisionsergebnis zu erfassen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung aufeinanderfolgend eine Differenz zwischen den ersten und zweiten Entscheidungswerten berechnet, die von der Entscheidungswert-Berechnungseinrichtung berechnet werden, um die größte der Differenzen zwischen den ersten und zweiten Entscheidungswerten auszuwählen, und das Auftreten einer Fehlzündung auf der Grundlage der ausgewählten größten Differenz erfaßt.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung aufeinanderfolgend eine Differenz zwischen den ersten und zweiten Entscheidungswerten berechnet, die von der Entscheidungswert-Berechnungsvorrichtung berechnet werden, und die momentane Differenz und die der momentanen Differenz vorhergehenden Differenz mit einem vor bestimmten Wert vergleicht, um das Auftreten einer Fehlzündung auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zu erfassen.