DE4318501C2

DE4318501C2 - Diagnosevorrichtung für Verbrennungsbedingungen eines Mehrzylindermotors

Info

Publication number: DE4318501C2
Application number: DE4318501A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Takaku; Toshio Ishii
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP3479090B2; US5485374A; JPH05332189A; KR100311540B1; DE4318501A1; KR940000742A

Description

Die Erfindung betrifft eine Diagnosevorrichtung für Ver brennungsbedingungen eines Mehrzylindermotors gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Jede Unregelmäßigkeit bei der Verbrennung, beispielsweise das Auftreten von Fehlzündungen in einem Motor, bewirkt Luftverschmutzung aufgrund des Ausstoßes von unverbranntem Treibstoff. Außerdem verbrennt das unverbrannte Kraft stoffgemisch im Katalysator, der zur Reinigung des Abgases eingebaut ist, so daß der Abgasreinigerbereich auf unge wöhnlich hohe Temperatur gebracht wird und seine Wirkung beeinträchtigt wird. Als Gegenmaßnahme müssen daher bei spielsweise die Fehlzündungen erkannt werden, um die Zu fuhr von Kraftstoff in dem fehlzündenden Zylinder des Mo tors zu unterbrechen, sowie um den Kraftfahrzeugfahrer zu warnen.

Der Stand der Technik, der sich auf die Diagnose von Ver brennungsbedingungen in einem Motor und beispielsweise Fehlzündungen bezieht, kennt eine große Zahl von Verfah ren, bei denen beispielsweise die Verbrennungsbedingung aufgrund der Drehzahlschwankungen des Motors, der Druck in der Verbrennungskammer, die Temperatur etc. herangezogen wird, sowie Verfahren, bei denen die Wellenform etc. des durch die Zündspule fließenden Stroms gemessen wird. Unter diesen Verfahren hat jenes, bei welchem die Verbrennungs bedingungen aufgrund der Drehzahlschwankungen der Zylinder ermittelt wird, den Vorzug, daß es relativ kostengünstig ist und daß Unregelmäßigkeiten in den Verbrennungsbedin gungen unabhängig von den Gründen dafür bestimmt werden können (unabhängig von der Kraftstoffanlage, der Zündanla ge und dem Luftsystem des Motors, welche für die Ver schlechterung der Verbrennungsbedingungen verantwortlich sein können). Ein konkretes Beispiel für dieses Verfahren ist aus der JP-A-112646/1990 und der DE 36 15 547 A1 be kannt. Im einzelnen unterscheidet sich die Drehzahl eines Motors bei normalen Verbrennungsbedingungen von der bei anomalen Verbrennungsbedingungen. Daher wird die Drehzahl der jeweiligen Zylinder bei speziellen Kurbelwellenwinkeln gemessen und die Verbrennungsbedingungen werden aufgrund der Drehzahlschwankung bzw. Drehzahlabweichung der einzel nen Zylinder diagnostiziert.

Ein Verfahren, bei dem die Verbrennungsbedingungen aus den Drehzahlschwankungen abgeleitet werden und eine Technik für das Erreichen einer größeren Präzision ist beispiels weise aus JP-A-30098/1989 bekannt.

Die angesprochene Technik soll dabei die Präzision bei der Erfassung der Verbrennungsbedingungen dadurch erhöhen, daß eine große Anzahl von Faktoren, die fehlerbehaftet sein können (insbesondere Fehler in der Masse der beweglichen Teile wie z. B. Kolben und bei der Drehzahlmessung) ver kleinert werden durch die Bestimmung der Differenz der ki netischen Energie beim Beschleunigen und beim Abbremsen bei identischer Drehzahl (dabei muß die Abbremsung so er folgen, daß kein Kraftstoff verbrannt wird, also bei spielsweise durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr).

Im übrigen ist bei einem Verfahren, bei dem die Verbren nungsbedingungen aus den Drehzahlschwankungen abgeleitet werden, die Meßgenauigkeit der Verbrennungsbedingungen na türlich durch die Präzision der Meßvorrichtungen für die Drehzahl bedingt. Dementsprechend sollte die Meßgenauig keit der Drehzahl möglichst verbessert werden, um die Meß genauigkeit für die Verbrennungsbedingungen zu erhöhen. Techniken für die genaue Messung des Kurbelwellenwinkels, um so die Meßgenauigkeit der Drehzahl zu erhöhen, sind beispielsweise aus JP-A-25434/1985 und JP-A-92565/1991 bekannt.

Die erstere Technik arbeitet so, daß der Zeitpunkt des maximalen Drucks in der Verbrennungskammer durch einen Drucksensor ermittelt wird und bei Auftreten von Fehl zündungen der ermittelte Zeitpunkt zur Korrektur des TDC-Kompressionssignals (TDC = top dead center = oberer Totpunkt) des Sensors für den Kurbelwellenwinkel heran gezogen wird. Dagegen arbeitet die zweite Technik so, daß die Abweichungen zwischen den zu bestimmenden Kurbelwel lenwinkeln und den tatsächlichen Kurbelwellenwinkeln in Abhängigkeit der Drehzahl vorher fest gespeichert werden, und zwar so, daß Fehlerkomponenten entsprechend der Dreh zahl in einer Tabelle oder dergleichen vorher registriert sind, mit denen die gemessenen Kurbelwellenwinkel entspre chend korrigiert werden.

Wenn bei der Bestimmung der Verbrennungsbedingungen auf grund der Drehzahlschwankungen der Motor hochtourig läuft, verkürzt sich die Zeit zwischen den Explosionen und Expan sionshub und der Drehzahlrückgang aufgrund von Fehlzündun gen ist im wesentlichen umgekehrt proportional zur Dreh zahl und verschwindet somit. Dadurch wird die Diagnose der Verbrennungsbedingungen aufgrund der Drehzahlunterschiede der Drehzahl zwischen normalem und anomalem Betrieb schwierig. Beispielsweise ändert sich die Drehzahl eines Motors mit geringer Last bei einer Drehzahl von 6000 Upm aufgrund von Fehlzündungen um ungefähr 5 bis 10 Upm. Dem entsprechend ist bei der Bestimmung der Verbrennungsbedin gungen bei hoher Geschwindigkeit und geringer Last eine Präzision in der Größenordnung von etwa 1 Upm bezüglich der Drehzahl erforderlich.

Dieses berücksichtigt die Technik nach JP-A-112646/1990 in keiner Weise. Dementsprechend ergibt sich das Problem, daß die Verbrennungsbedingungen insbesondere bei hoher Dreh zahl nicht genau bestimmt werden können (oder daß die Messung der Drehzahl mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden muß).

Da die Technik nach JP-A-30098/1989 die Fehler aufgrund der berechneten Unterschiede der Schwankungen der Energie zwischen Beschleunigung und Abbremsung bei identischer Drehzahl gegen Null gehen läßt, kann sie tatsächlich die Präzision bei der Diagnose der Verbrennungsbedingungen erhöhen. Dies erfordert jedoch, daß die kinetische Energie sowohl bei der Beschleunigung als auch beim Abbremsen bei identischer Drehzahl gemessen wird. Dieses ist kein Problem, wenn der Motor beim Hersteller oder bei der War tung überprüft wird. Wenn dagegen dieses Verfahren für die sog. Selbstdiagnose, d. h. für die automatische Überprüfung des Motors eingebaut werden soll, tritt das folgende Problem auf: Da das Fahrverhalten des Fahrers des Fahr zeugs sich ändert, ist der Drehzahlbereich, in welchem Daten bei derselben Drehzahl bei Beschleunigung und Ab bremsung erfaßt werden können, sehr schmal und es exi stiert ein Drehzahlbereich, in welchem eine genaue Diagnose der Verbrennung unmöglich ist.

Wenn daneben die Kurbelwellenwinkel-Aufnehmer nach JP-A- 25434/1985 und JP-A-92565/1991 verwendet werden, um eine genaue Diagnose der Verbrennungsbedingungen aufgrund deren Ausgangssignalen durchzuführen, tritt folgendes Problem auf:

Die Verwendung des ersteren Meßwertaufnehmers wirft das Problem auf, daß die Meßgenauigkeit an sich für den Zeit punkt des maximalen Drucks als Kriterium für die Korrektu ren nicht die Meßgenauigkeit erreicht, welche für die Dia gnose der Verbrennungsbedingungen bei dem vorher genannten Zustand mit hoher Geschwindigkeit und geringer Last erfor derlich ist, so daß eine genaue Diagnose der Verbrennungs bedingungen in einem Zustand hoher Geschwindigkeit und ge ringer Last nicht erwartet werden kann. Auf der anderen Seite bringt die Verwendung des letzteren Meßwertaufneh mers das Problem mit sich, daß Unterschiede zwischen ein zelnen Motoren und Unterschiede aufgrund der zeitlichen Entwicklung des Motors nicht berücksichtigt werden können, da Abweichungen im voraus abgespeichert sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Diagnosevorrichtung für Verbrennungsbedingungen eines Mehrzylindermotors zu schaffen, die eine genaue Diagnose der Verbrennunsgbedin gungen in einem großen Drehzahlbereich ermöglicht und eine Unabhängigkeit von einzelnen Motoren und von der zeitli chen Veränderung der Motoren erzielt.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An sprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhaf te Ausführungsbeispiele und Weiterentwicklungen der Erfin dung an.

Eine erfindungsgemäße Verbrennungsbedingungs-Diagnosevor richtung für einen Mehrzylindermotor weist einen Funkti onsmusterspeicher auf, in dem im voraus ein Funktionsmu ster mit Schwankungsbreite für einen Verbrennungsbedin gungsparameter abgespeichert ist in Abhängigkeit von der Drehzahländerung. Weiterhin ist eine Anpassungsvorrichtung vorgesehen, die das besagte Funktionsmuster nach und nach aufgrund der zu messenden Drehzahlen und der zu bestimmen den Verbrennungsbedingungsparameter spezifiziert, während eventuell nötige Korrekturen durchgeführt werden, und die die Schwankungsbreite des Verbrennungsbedingungsparameters für die Drehzahl des vorgegebenen Zylinders errechnet. Au ßerdem ist eine Korrekturvorrichtung vorgesehen, die die errechnete Schwankungsbreite vom Verbrennungsbedingungspa rameter abzieht und die sich aus der Subtraktion ergebende Differenz als neuen Verbrennungsbedingungsparameter fest setzt.

In einem Fall, in dem bei einer Verbrennungsbedingungs- Diagnosevorrichtung für einen Mehrzylindermotor das zu er mittelnde Funktionsmuster eines Motors nicht im voraus an gegeben werden kann, kann es von Nutzen sein, eine Viel zahl von Funktionsmustern in verschiedenen Experimenten zu ermitteln. Dann wird aufgrund der zu bestimmenden Drehzah len und der zu errechnenden Verbrennungsbedingungsparame ter aus der Vielzahl der Funktionsmuster das entsprechende Funktionsmuster ausgewählt.

Eine weitere Verbrennungsbedingungs-Diagnosevorrichtung für einen Mehrzylindermotor weist eine Filtervorrichtung für das Extrahieren der Schwankungsbreite des Verbren nungsbedingungsparameters aus dem berechneten Verbren nungsbedingungsparameter auf. Weiterhin ist eine Anpas sungsvorrichtung für die Korrektur der extrahierten Schwankungsbreite gegenüber der alten Schwankungsbreite und für das Abspeichern der korrigierten Schwankungsbreite entweder für jede Drehzahl oder für jeden vorgegebenen Drehzahlbereich, und eine Korrigiervorrichtung vorgesehen, die die der Drehzahl eines vorgegebenen Motorzylinders entsprechende Schwankungsbreite von dem Verbrennungsbedin gungsparameter abzieht, der für den vorgegebenen Zylinder berechnet wurde, und die die sich aus der Subtraktion er gebende Differenz als neuen Verbrennungsbedingungsparame ter festsetzt.

Eine weitere Verbrennungsbedingungs-Diagnosevorrichtung für einen Mehrzylindermotor enthält eine Zeitmeßvorrich tung, die die für das Durchlaufen des für einzelne Motor zylinder vorgegebenen Drehzahlenmeßintervalls erforderli che Zeit mißt. Zudem ist eine Anpassungsvorrichtung ent halten, die den Korrekturwert für die erforderliche Zeit des jeweiligen Zylinders nach und nach in Abhängigkeit von einer Vielzahl von bis dahin gemessenen Zeitintervallen anpaßt, eine Korrekturvorrichtung enthalten, die die ge messene erforderliche Zeit aufgrund des angepaßten Korrek turwertes korrigiert. Außerdem kann ein Verbrennungsbedin gungsparameter-Rechner vorgesehen sein, der den Verbren nungsbedingungsparameter berechnet, welcher die Größe des Unterschiedes zwischen der Drehzahl eines vorgegebenen Zy linders und der eines anderen unter Verwendung der korri gierten erforderlichen Zeit für den vorgegebenen und einen anderen Zylinder berechnet. Außerdem ist eine Verbren nungsbedingungs-Wertungsvorrichtung enthalten, die die Verbrennungsbedingungen eines vorgegebenen Zylinders in Abhängigkeit von dem berechneten Wert des Verbrennungsbe dingungsparameters diagnostiziert.

Die Drehzahl wird ermittelt, indem das Drehzahlmeßinter vall durch die Zeit dividiert wird, die erforderlich für das Durchlaufen des Intervalls ist. Daher sind die Dreh zahl und erforderliche Zeit miteinander korreliert. In der genannten Verbrennungsbedingungs- Diagnostikvorrichtung für Mehrzylindermotoren kann daher die Drehzahl durch die erforderliche Zeit ersetzt werden und umgekehrt.

Im Betrieb spezifiziert die Anpassungsvorrichtung unmit telbar das im Funktionsmuster-Speicher gespeicherte Funk tionsmuster aufgrund der gemessenen Drehzahl und des er rechneten Verbrennungsbedingungsparameters. Wenn das Funk tionsmuster einmal bestimmt wurde, wird anschließend das Funktionsmuster durch die Anpassungsvorrichtung festgelegt und das vorher bestimmte korrigiert. Des weiteren berech net die Anpassungsvorrichtung die Schwankungsbreite des Verbrennungsbedingungsparameters bei der Drehzahl des vor gegebenen Zylinders unter Anwendung des Funktionsmusters für den vorgegebenen Zylinder und speichert die berechnete Schwankungsbreite als Korrekturwert ab.

Die Korrektureinrichtung subtrahiert den Korrekturwert von dem Verbrennungsbedingungsparameter und nimmt die sich aus der Subtraktion ergebende Differenz als neuen Verbren nungsbedingungsparameter. Die Verbrennungsbedingungs-Wert ungsvorrichtung bewertet die Verbrennungsbedingung ent sprechend dem Wert des neuen Verbrennungsbedingungspara meters.

Wie oben beschrieben ist bei der Erfindung das Funktions muster mit Schwankungsbreite des Verbrennungsbedingungs parameters in Abhängigkeit von der Drehzahländerung im voraus vorgegeben. Daher kann selbst bei abweichenden Be triebsbedingungen des Motors die Schwankungsbreite des Verbrennungsbedingungsparameters in einem großen Bereich durch eine kleine Anzahl von Anpassungsschritten bestimmt werden. Entsprechend kann der Verbrennungsbedingungspara meter, der im wesentlichen keine Schwankungsbreite auf weist, auch in einem Drehzahlbereich bestimmt werden, der nicht vorher angepaßt wurde, und die Verbrennungsbedingung kann über einen großen Drehzahlbereich genau diagnosti ziert werden. Da außerdem das Funktionsmuster nachfolgend unter Verwendung der gemessenen Drehzahl etc. korrigiert wird, spielen Unterschiede zwischen einzelnen Motoren desselben Typs und die zeitliche Entwicklung des Motors keine Rolle.

Selbst wenn ein oder mehrere Funktionsmuster nicht vorge geben werden können, können die Verbrennungsbedingungen über einen großen Drehzahlbereich genau diagnostiziert werden, indem die Filtervorrichtung die Schwankungsbreite des Verbrennungsbedingungsparameters aus dem berechneten Verbrennungsbedingungsparameter extrahiert. Im einzelnen bedeutet dies, daß die Schwankungsbreite des Verbrennungs bedingungsparameters möglichst über die Drehzahl des Mo tors unter Nicht-Verbrennungsbedingungen ermittelt werden sollte. Auf diese Art jedoch wird die Schwankungsbreite nur in einem speziellen Drehzahlbereich unter abweichenden Betriebsbedingungen ermittelt. Die genaue Verbrennungsdia gnose über einen großen Drehzahlbereich wird daher so durchgeführt, daß die Schwankungsbreite aus dem Verbren nungsbedingungsparameter für verhältnismäßig stabile Ver brennungsbedingungen extrahiert wird, wodurch es möglich wird, daß Informationen über die Schwankungsbreite unter anderen als Nicht-Verbrennungsbedingungen gesammelt wer den.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Neben- und Unteransprüchen angegeben, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beziehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Ausführungsform der Erfin dung einschließlich Motor;

Fig. 2 zeigt das Blockdiagramm einer Recheneinheit in einer Ausführungsform;

Fig. 3 zeigt den Zeitverlauf mehrerer Signale in einer Ausführungsform;

Fig. 4 zeigt die Änderung der Motordrehzahl;

Fig. 5 zeigt die Änderung des Motordrehmoments;

Fig. 6a und 6b zeigen die Änderung der Motordrehzahl und den Verbrennungsbedingungsparameter bei einer Fehl zündung des Motors;

Fig. 7 zeigt die Motordrehzahländerung und die Änderung des Verbrennungsbedingungsparameters bei Fehlzün dung des Motors;

Fig. 8 zeigt die Schwankungsbreite des Verbrennungsbedin gungsparameters;

Fig. 9 zeigt den Zusammenhang zwischen Drehzahlmeßinter vallen und Kurbelwellenwinkel in einem Beispiel der Erfindung;

Fig. 10 zeigt ein Blockdiagramm der Arithmetikeinheit nach Fig. 2;

Fig. 11 zeigt, wie die speziellen Betriebsbedingungen auf grund des Verbrennungsbedingungsparameters bei einer Ausführungsform bestimmt werden;

Fig. 12 zeigt, wie die speziellen Betriebsbedingungen auf grund der Motordrehzahl bei einer Ausführungsform bestimmt werden;

Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm für die Anpassungs-Prozedur eines Korrekturwertes in einem Beispiel der Er findung;

Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm für die Korrektur des Ver brennungsbedingungsparameters in einem Beispiel der Erfindung;

Fig. 15 und 16 zeigen Flußdiagramme für die Anpassungspro zedur des Korrekturwertes in einem anderen Bei spiel;

Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm der Extraktion der Merkmals größen in einer anderen Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm für die Anpassungsprozedur des Korrekturwertes in einem weiteren Beispiel;

Fig. 19 zeigt ein Flußdiagramm für die Korrekturprozedur für den Verbrennungsbedingungsparameter in einem anderen Beispiel und

Fig. 20 zeigt ein Blockdiagramm der Arithmetikeinheit in einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der Gesamtkonstruk tion mit Motor 1 einer Ausführungsform der Erfindung. Der Motor 1 ist ausgerüstet mit einem Positionssensor 5, der mit einem elektromagnetischen Aufnehmer 5a das Zahnprofil des Zahnkranzes 4 des Starters für das Anlassen des Motors 1 erfaßt (d. h. der eine Anzahl von Pulsen ausgibt, die der Zahl der Zähne des Zahnkranzes 4 entspricht, die bei einer Umdrehung der Kurbelwelle 7 vorbeilaufen); einem Referenz sensor 6, der mittels elektromagnetischen Aufnehmer 6a in Kombination in einem Vorsprung 4a auf dem Zahnkranz 4 bei einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel bei einer Umdrehung der Kurbelwelle 7 ein Signal aufnimmt, und einem Phasen sensor 3, der auf der Nockenwelle 2 befestigt ist und ein Signal bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 7 ausgibt, um die Zylinder des Mehrzylindermotors 1 zu identifizieren. Es sei erwähnt, daß die Sensoren 5, 6 und 3 nicht auf die als Beispiel angegebenen Typen beschränkt sind. Der Aus gang 5b, 6b und 3b der entsprechenden Sensoren 5, 6 und 3 liegt am Eingang der Arithmetikeinheit 10 an, welche den Kurbelwellenwinkel, die Drehzahl, etc. mißt bzw. berech net. Die Sauerstoffkonzentration des Abgases im Auspuff 23 wird durch einen Sauerstoffkonzentrations-Sensor (O₂-Sen sor) 24 gemessen, wobei das Abgas nachfolgend im Katalysa tor 25 gereinigt wird. Wenn im Motor 1 eine Fehlzündung aufgetreten ist, strömt unverbrannter Kraftstoff aus dem Motor 1 in den Auspuff 23. Wenn dieser Kraftstoff im Kata lysator 25 verbrennt, steigt die Temperatur an dieser Stelle stark an, was den Katalysator 25 schädigt. Wenn der Katalysator 25 geschädigt ist, werden selbstverständlich schädliche Gase nicht umgesetzt, selbst wenn die Fehlzün dung behoben ist, und es kommt zu Luftverschmutzung.

Wie in Fig. 2 dargestellt umfaßt die Arithmetikeinheit 10 einen Eingangsschaltkreis 14 für den Ausgang 5b, 6b und 3b der jeweiligen Sensoren 5, 6 und 3; einen ROM-Speicher 12, in dem verschiedene Programme gespeichert sind; einen RAM- Speicher 13, in welchem verschiedene Daten gespeichert sind; eine CPU 11, die mit den Ausgangswerten 5b, 6b und 3b der entsprechenden Sensoren 5, 6 und 3 als Meßgrößen die Programme im ROM-Speicher 12 abarbeitet; eine I/O- Schaltung 15 (I/O = input/output = Eingang/Ausgang); eine Zündkerzentreiberschaltung 16, die die Zündkerzen 21 ent sprechend den Vorgaben durch die CPU 11 steuert; und eine Einspritzpumpentreiberschaltung 17, welche die Einspritz pumpen 22 entsprechend der Vorgaben der CPU 11 ansteuert. In der dargestellten Ausführungsform liest die Arithmetik einheit 10 nicht nur die oben genannten Ausgänge 5b, 6b und 3b des Positionssensors 5, des Referenzsensors 6 und des Phasensensors 3 ein, sondern auch die Signale des Bremspedal-Betätigungsensors 18 (siehe Fig. 1), des Be schleunigungssensors 19 (siehe Fig. 1), des O₂-Sensors 24, eines Luft-Durchsatzsensors (nicht gezeigt) und eines Kühlflüssigkeits-Temperatursensors (nicht gezeigt). Die Signale der Arithmetikeinheit 10 werden nicht nur an die oben genannten Zündkerzen 21 und Einspritzventile 22 aus gegeben, sondern auch an eine Anzeigeeinheit 29 (siehe Fig. 1), um das Diagnoseergebnis für die Verbrennungsbe dingungen des Motors 1 dem Fahrer anzuzeigen, beispiels weise bei einem Automobil, in dem der Motor 1 eingebaut ist.

Fig. 3 zeigt die Zeitpunkte der Ausgabe der Sensoren 3, 5 und 6 in dem Fall, in dem der Motor ein Vierzylindermotor ist. Das Ausgangssignal 3b läuft durch einen Signalformer, nicht gezeigt, des Phasensensors 3 und wird bei einer von zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erzeugt, wie vorher be schrieben. Der Ausgabezeitpunkt des erzeugten Signalpulses 3b stimmt überein mit der TDC-Verbrennung (oberer Tot punkt) des ersten Zylinders (Zylinder #1) des Vierzylin dermotors 1. Das Ausgangssignal 6b durchläuft den Signal former, nicht gezeigt, des Referenzsensors 6 und wird einmal pro Umdrehung der Kurbelwelle 7 erzeugt. Der Aus gabezeitpunkt des erzeugten Signalpulses 6b stimmt mit dem oberen Totpunkt des Zylinders #1 überein. Das Ausgangs signal 5b durchläuft den Signalformer, nicht gezeigt, des Positionssensors 5 und wird jedesmal beim vorgegebenen Kurbelwellenwinkel entsprechend dem Zahn oder den Zähnen des Zahnkranzes 4 erzeugt. Die Wellenform 31 zeigt den Zählwert der Signalpulse 5b, welcher durch das UND-Signal vom Signal 3b und Signal 6b zurückgesetzt wird. Auf grund des Zählwertes 31 kann der Kurbelwellenwinkel gegenüber dem oberen Totpunkt der Verbrennung des Zylinders #1 be stimmt werden. Die Wellenform 32 zeigt ein Beispiel für die Intervalle, in denen die Drehzahl gemessen wird, die im wesentlichen bei Kurbelwellenwinkeln beginnen, die dem Zünden der jeweiligen Zylinder #1 bis #4 des Vierzylinder motors 1 entsprechen, und die in Abhängigkeit von dem vor her erwähnten Zählwert 31 gestartet werden. In dem darge stellten Beispiel hängen die Zylindernummern der einzelnen Zylinder mit den Drehzahlmeßintervallen zusammen, wenn man annimmt, daß die Zylinder in der Reihenfolge #1, #2, #3 und #4 gezündet werden. Die Zeit, welche bei einer Umdre hung für jedes Drehzahlmeßintervall gebraucht wird, wird durch eine Uhr in der CPU 11 gemessen und mit Tdata(n) be zeichnet (n = Zylindernummer). In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß in der Darstellung in Fig. 3 CMBS den Ver brennungsvorgang, CMPR den Verdichtungsvorgang, INDK den Ansaugvorgang und EXHS den Ausstoßvorgang bezeichnet.

Es sei angemerkt, daß beim Messen der Zeit Tdata(n) der Zählwert 31 nicht immer bei jeder zweiten Umdrehung wie oben gesagt zurückgesetzt werden muß, sondern ein dem Zählwert 31 entsprechender Zählwert kann auch sehr wohl bei jedem Referenz-Kurbelwellenwinkel eines Zylinders zurückgesetzt werden.

Die Drehzahl N des Motors 1 ist selbst unter normalen Ver brennungsbedingungen nicht konstant, sondern fluktuiert in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel. Die Fluktuation der Motordrehzahl N ist zurückzuführen auf die Tatsa che, daß Fluktuationen des erzeugten Drehmoments Tg vom Ansaugen, von der Kompression, von der Verbrennung und vom Ausstoß in der entsprechenden Verbrennungskammer des Mo tors 1 abhängen, und daß die Fluktuation des Drehmoments Ti sich entsprechend den Massenkräften der sich bewegenden Teile verhalten (so wie Kolben 9 und Verbindungselemente 8 in Fig. 1). Bei einem Vierzylindermotor z. B. pulsiert das erzeugte Drehmoment Tg wie in Fig. 5 dargestellt. Das er zeugte Drehmoment Tg wird bestimmt durch den Druck in der Verbrennungskammer und durch die Länge der Kurbelwel lenmechanik des Motors 1. Aufgrund der Fluktuationen des erzeugten Drehmomentes Tg fluktuiert die Drehzahl N wie in Fig. 4 dargestellt beispielsweise bei niedriger Umdre hungszahl, wobei das Drehmoment Ti verhältnismäßig klein ist. Wenn in diesem Fall im Motor 1 eine Fehlzündung auf tritt, wird aufgrund dieser Explosion kein Drehmoment er zeugt. Dementsprechend sind das erzeugte Drehmoment Tg und die Drehzahl N kleiner, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 5 und 4 dargestellt. Daher ergibt sich als Ver brennungsbedingungsparameter D aus der folgenden Gleichung (1) und im Rahmen dieses Beispiel:

D(n) = {N(n)² - N(n - 1)²}/2 (1).

Hierbei bezeichnet n die entsprechende Zylindernummer und N(n) die Drehzahl dieses Zylinders. Der Verbrennungsbe dingungsparameter D hat einen Wert, welcher im wesentli chen proportional zur Schwankung der Rotationsenergie ist. Die Drehzahl N ergibt sich aus Gleichung (2), wenn die Startposition Ws (die keinen positiven Wert annehmen muß) und die Breite W (Einheit: Grad) des Drehzahlmeßinter valls in Bezug auf den oberen Totpunkt der Verbrennung jedes Zylinders gesetzt wird und dann die Zeit Tdata(s) gemessen wird, die für eine Umdrehung durch das Drehzahl meßintervall gebraucht wird:

N = 60 × (W/360)/Tdata (2).

Mit der Gleichung (2) kann die Gleichung (1) für den Ver brennungsbedingungsparameter D reduziert werden zu Glei chung (3).

D(n) = {N(n) - N(n - 1)} . N(n - 1)/2
= k² W² . {Tdata(n - 1) - Tdata(n)}/{Tdata (n) - Tdata(n - 1)²}/2
= k² W² . {Tdata(n) - Tdata(n - 1)}/Tdata(n - 1)³/2

wobei K = (60/360)².

Hierbei kann zur Vereinfachung des Verbrennungsbedingungs parameters -K² W²/2 weggelassen werden.

D(n) = {Tdata(n) - Tdata(n - 1)}/Tdata(n - 1)³ (3).

Die Ausführungsform wird im folgenden als Anwendungsfall des Verbrennungsbedingungsparameters D aus Gleichung (3) beschrieben.

In diesem Fall nimmt der Parameter D einen Wert nahe Null im normalen Zustand und einen positiven Wert bei Fehlzün dungen ein. Nebenbei bemerkt nimmt der Parameter auch in Fällen, bei welchen aus anderen Gründen als wegen Fehl zündungen unvollständige Verbrennung auftritt, einen posi tiven Wert an, der dem Ausmaß der unvollständigen Ver brennung entspricht. Nebenbei bemerkt wächst der bei Fehl zündungen erzeugte Wert bei steigender Last des Motors 1 stark an.

Fig. 6(a) und 6(b) zeigen in einem Diagramm die Schwankun gen der Drehzahl N und des Verbrennungsbedingungsparame ters D, wenn der erste Zylinder (Zylinder #1) eines Sechs zylindermotors (der in der Reihenfolge #1, #2, #3 ... und #6 gezündet wird) mit einer Rate von 1 zu 48 Fehlzündungen hat. In dem dargestellten Beispiel ist die mittlere Dreh zahl des Motors 1 etwa 2400 Upm (und somit niedrig) und der Verbrennungsbedingungsparameter D zeigt einen klaren Unterschied zwischen Fehlzündung und normaler Zündung des Zylinders #1. Es ist dementsprechend möglich, beispiels weise eine Verbrennungsbedingungswertung vorzunehmen, bei welcher zum Diskriminieren von Fehlzündungen für den Pa rameter D ein positiver Schwellenwert gesetzt ist, so daß als Fehlzündung eines entsprechenden Zylinders betrachtet wird, was den Schwellenwert überschreitet. Man beachte, daß Fig. 6(b) ein Teil des Diagramms ist, in dem der Ver lauf des Parameters D in Fig. 6(a) vergrößert dargestellt ist. Es ergibt sich aus der Darstellung, daß sich der Pa rameter D lediglich bei dem Zylinder mit Fehlzündung än dert, oder mit anderen Worten, daß die Identifizierung des Zylinders mit Fehlzündungen möglich ist. (Tatsächlich kommt es zu Verzögerungen bei der Messung der Zeit Tdata und der Berechnung des Parameters D, jedoch sind hier die Drehzahl N und der Parameter D in Phase dargestellt).

Fig. 7 zeigt die graphische Darstellung von Werten, die unter denselben Bedingungen wie in Fig. 6(a) aufgenommen wurden, außer daß die mittlere Drehzahl des Motors 1 mit etwa 6000 Upm höher liegt. Es ergibt sich aus Fig. 7, daß der Unterschied der Werte des Verbrennungsbedingungspa rameters D bei Fehlzündungen und bei normalen Zündungen nicht so klar ist wie im Fall mit niedriger Drehzahl. Man sieht ebenso, daß der Abfall der Drehzahl N bei Fehlzün dungen klein ist (da der Zündvorgang des normalen Zylin ders neben dem Zylinder mit Fehlzündungen in kürzerer Zeit abläuft) und daß Fluktuationen der Drehzahl N sich in den Abläufen zweier Umdrehungen vergrößern (da sich das vorhe rige Drehmoment Ti entsprechend den Massenkräften der be wegenden Teile wie beispielsweise des Kolbens 9 verhält und damit vergrößert).

Die wichtigsten Gründe, welche bei hoher Drehzahl die Un terschiede zwischen den Verbrennungsbedingungsparametern D bei Fehlzündungen und bei normaler Zündung verwischen, sind unter anderem die Toleranz der Fehler in der Breite W des Drehzahlmeßintervalls, die Toleranz der Massen der be weglichen Teile, z. B. der Kolben 9, und die Toleranz der Länge der Verbindungselemente 8. Hierbei wird die Toleranz der Breite W des Drehzahlmeßintervalls kritisch in der Ordnung von (1/100°) W. Dabei ist zu bedenken, daß die Drehzahl bei 6000 UpM liegt und sich lediglich um 5 bis 10 UpM bei Fehlzündungen verringert. Nichtsdestotrotz ist es in der Massenproduktion schwierig, die Breite W aller Drehzahlmeßintervalle mit einer solchen Präzision (die Präzision eines Zahns des Zahnrings 4, etc.) einzuhalten.

Unter den oben aufgezählten Toleranzen führen die Toleran zen der. Massen der beweglichen Teile, wie beispielsweise der Kolben 9, zu einer Toleranz bei der Fluktuation des Drehmomentes Ti, und zwar wie oben erläutert aufgrund der Massenkräfte, und letztendlich zur Toleranz der Drehzahl fluktuation. Es ist jedoch schwierig, die Toleranz der Drehzahlfluktuation aufgrund obiger Toleranzen von dem Fehler der Drehzahlfluktuation aufgrund der Fluktuation der Verbrennungsbedingungen zu unterscheiden. Die der Fluktuation des Drehmomentes Ti entsprechende Drehzahl fluktuation ω_c kann als Produkt von Drehzahl (Winkelge schwindigkeit) ω und Funktion h(θ) des Kurbelwellenwinkels θ angegeben, wie aus Gleichung (4) folgt:

ω_c = ω . h(θ) (4)

wobei ω_c die Drehzahlfluktuation ist, welche sich aufgrund der Massenkräfte der sich bewegenden Teile wie z. B. des Kolbens 9 ergibt, ω die Drehzahl (beispielswiese die durchschnittliche Drehzahl innerhalb eines Zündungs-Zy klus'), θ der Kurbelwellenwinkel und h(θ) eine Funktion des Kurbelwellenwinkels θ ist, die durch die Massen der beweglichen Teile, wie beispielsweise der Kolben 9, durch die Länge der Verbindungselemente 8 etc. gegeben ist. (Die Einzelheiten der Funktion h(θ) sind in JP-A-42458/1990 dargelegt.)

Dementsprechend kann der Fehler oder die Toleranz ω'_c der Fluktuation der Drehzahl durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt werden, wenn h'(θ) der Fehler der Funktion h(θ) ist.

ω_c' = ω . h'(θ) (5)

Aus Gleichung (5) folgt, daß der Fehler der Drehzahlfluk tuation desto größer ist je größer die Drehzahl ist.

Wenn man auf der anderen Seite den Fehler W' der Breite W des Drehzahlmeßintervalls betrachtet, so kann der Fehler Tdata' der ermittelten Zeit Tdata beispielsweise ausge drückt werden durch die folgende Gleichung (6)

Tdata' = (W'/W) . Tdata (6)

Aus Gleichung (6) folgt, daß der Fehler Tdata' direkt pro portional zu der Zeit Tdata oder umgekehrt proportional zur Drehzahl N ist.

Im folgenden wird die Toleranz des Verbrennungsbedingungs parameters D diskutiert. Hierbei sei W'(n) der Fehler der Breite W des Drehzahlmeßintervalls für den Zylinder #n und D' der Fehler des Verbrennungsbedingungsparameters D. Wenn die Zeit Tdata konstant ist, d. h. die Drehzahl N konstant ist, kann der Fehler D'(n) des Verbrennungsbedingungspara meters D des Zylinders #n unter Berücksichtigung der Glei chungen (3) und (6) durch die folgende Gleichung (7) aus gedrückt werden:

D'(n) = {Tdata'(n) - Tdata'(n - 1)}/Tdata(n - 1)³
= [W'(n)/W Tdata(n) - W'(n - 1)/W Tdata(n - 1)]/Tdata(n - 1)³ = [{W'(n) - W'(n - 1)}/W]/Tdata(n - 1)² (7)

Es ergibt sich aus Gleichung (7), daß der Fehler D' des Verbrennungsbedingungsparameters D umgekehrt proportional zum Quadrat der Zeit Tdata bzw. proportional zum Quadrat der Drehzahl N ist, da die Fehler W'(n) und W'(n - 1) der Drehzahlmeßintervalle konstant sind.

Aus den obigen Betrachtungen kann gefolgert werden, daß der Einfluß verschiedener Faktoren auf die Zeit Tdata, namentlich der Fehler Tdata' als Funktion der Drehzahl N entsprechend Gleichung (6) ausgedrückt werden kann. Daraus folgt, daß der Einfluß verschiedener Faktoren auf den Ver brennungsbedingungsparameter D, namentlich der Fehler D' des Parameters D als Funktion der Drehzahl N entsprechend Gleichung (7) ausgedrückt werden kann.

Fig. 8 zeigt die experimentellen Werte für den Fehler des Verbrennungsbedingungsparameters D.

Bei diesem Experiment war der Motor 1 ein Sechszylinder motor (dessen Zylinder in der Reihenfolge #1, #2, #3, #4, #5 und #6 gezündet wurden) und die Werte D wurden unter Nicht-Verbrennungsbedingung gemessen (beispielsweise läuft der Motor im Startbetrieb des Automobils oder wenn das Automobil einen Abhang hinunterrollt und die Kraftstoff zufuhr ist unterbrochen). Im Fall des Sechszylindermotors werden bei jeder Motorumdrehung drei Zünd- und drei Ar beitsvorgänge durchlaufen. Daher sind drei Drehzahlmeß intervalle so gesetzt, daß das Drehzahlmeßintervall A den Zylindern #1 und #4 entspricht, das Drehzahlmeßintervall B den Zylindern #2 und #5 und das Drehzahlmeßintervall C den Zylindern #3 und #6. Aus der Darstellung läßt sich able sen, daß der Einfluß der verschiedenen Fehler vom Dreh zahlmeßintervall abhängt (das Drehzahlmeßintervall ist nicht nur durch die Intervallbreite W, sondern auch durch den Anfangspunkt des Intervalls Ws bestimmt) und daß es einen funktionalen Zusammenhang mit der Drehzahl N gibt.

Die Abhängigkeit von dem Drehzahlmeßintervall soll genauer erläutert werden. Wie in Fig. 9 als Beispiel dargestellt ist der Fehler des Parameters für die Zylinder #1 und #4 bestimmt durch Faktoren, wie dem Fehler in der Änderung der Drehzahl (das ist der Fehler der Fluktuation ω_c), wel cher in Zusammenhang steht mit dem Fehler zwischen den Breiten W der Drehzahlmeßintervalle A und B und den Tole ranzen der Massen der beweglichen Teile, die eingehen in die Kurbelwellenwinkel der entsprechenden Drehzahlmeßin tervalle A und B. Obgleich in Gleichung (7) die Schwan kungsbreite des Parameters D proportional zum Quadrat der Drehzahl N ist, findet man im experimentellen Ergebnis, daß sie proportional zur vierten Potenz der Drehzahl N ist, wie in Fig. 8 und 9 dargestellt (drei Proportionali tätskonstanten wurden in Abhängigkeit von den Zylindernum mern eingesetzt). Der Fehler der Zeit Tdata ist umgekehrt proportional zu dieser Zeit Tdata bzw. direkt proportional zur Drehzahl N. Dabei kann die Fluktuationstoleranz bzw. Schwankungsbreite des Parameters D nicht immer durch eine einzige Funktion ausgedrückt werden, sondern muß in ver schiedenen Funktionen abhängig vom Motortyp, vom Grad der Einstellung des Motors etc. ausgedrückt werden.

Im folgenden wird der funktionelle Aufbau der Steuerein heit 10 (Arithmetikeinheit in Fig. 1) und ihrem Betrieb näher erläutert.

Wie in Fig. 10 dargestellt, enthält die Steuereinheit 10 eine Meßvorrichtung 41 zum Messen der Zeit Tdata; einen Parameterrechner 42 für die Berechnung des Verbrennungsbe dingungsparameters D; einen Funktionsmusterspeicher 44 für die Speicherung eines Funktionsmusters (siehe Gleichung (8) unten), welches Abweichungen des Verbrennungsbedin gungsparameters D berücksichtigt; eine Anpassungsvorrich tung 45 für das Anpassen des Koeffizienten des Funktions musters, um so deren Korrekturwert zu bestimmen; einen Sonderbetriebsbedingungsaufnehmer 43 für die Wertung, ob der Motor 1 unter zulässigen Betriebsbedingungen läuft oder nicht, wenn die Anpassung erfolgt; Korrekturvorrich tung 46 für die Korrektur des Verbrennungsbedingungspara meters D aufgrund des Korrekturwertes, der durch Anpassung bestimmt wurde; und Verbrennungsbedingungs-Wertevorrich tung 47 für das Werten der Verbrennungsbedingung des Mo tors 1 unter Verwendung des korrigierten Verbrennungsbe dingungsparameters Dc. Aufgebaut sind diese verschiedenen Vorrichtungen mit einem ROM-Speicher 12 und einem RAM- Speicher 13 in der Kontrolleinheit 10 und mit einer CPU 11, die die Berechnung entsprechend der im ROM-Speicher 12 abgespeicherten Programme ausfährt.

Wie oben erwähnt wertet aufgrund der Signale der verschie denen Sensoren der Sonderbetriebsbedingungsaufnehmer 43, ob der Motor unter Betriebsbedingungen läuft, die für das An passen des Korrekturwertes geeignet sind.

Hier bedeutet "Betriebsbedingungen, die für die Anpassung des Korrekturwertes geeignet sind", daß beispielsweise die Nicht-Verbrennungsbedingung gemeint ist, welche frei von Fehlern der Verbrennung ist und bei welcher die Kraft stoffzufuhr unterbrochen ist. Solch eine Nicht-Verbren nungsbedingung tritt beispielsweise auf, wenn das Automo bil einen Abhang ohne Betätigung des Gaspedals hinunter rollt, d. h. bei Motorbremsung. Die Anpassung des Korrek turwertes wird daher beschleunigt, wenn die Einspritzpum pen-Treiberschaltung 17 die Kraftstoffzufuhr unterbricht. Aber selbst unter solchen Nicht-Verbrennungsbedingungen wird die Anpassung des Korrekturwertes ausgesetzt, wenn beispielsweise wie in Fig. 11 und 12 dargestellt Stö rungen auftreten (Fluktuationen des Lastdrehmomentes etc.) und als solche über den Verbrennungsbedingungsparameter D und die Drehzahl N klar erkannt werden. Konkret bezogen auf Fig. 11 bedeutet dies, daß der Wert des Parameters D sehr groß wird (b), der Parameter D über einen ausgedehn ten Bereich groß ist (c) oder das Vorzeichen des Parame ters D sich umdreht (d). Obgleich der Verbrennungsbedin gungsparameter D noch korrigiert werden muß, ist klar, daß Störungen aufgetreten sind, und die Anpassung des Korrek turwertes wird ausgesetzt. Andere Beispiele zeigt Fig. 12, wo in einem größeren Bereich die Drehzahl N erniedrigt ist (b) bzw. wo die Drehzahl N ansteigt (c). Auch in diesen Fällen wird die Anpassung des Korrekturwertes ausgesetzt. In den Fig. 11 und 12 ist jeweils unter (a) ein Fehl zündung dargestellt.

Die Anpassung des Korrekturwertes wird nicht nur in den obigen Fällen ausgesetzt, sondern auch beispielsweise, wenn die Schwingungen des Fahrzeugrahmens auf einer schlechten Wegstrecke stark werden oder wenn das Bremspe dal betätigt wird. Wenn die Schwingungen des Fahrzeug rahmens stärker werden oder wenn das Bremspedal betätigt wurde, ergibt sich eine Drehzahländerung, die mit der Än derung des Lastdrehmomentes zusammenhängt und die Anpas sung mit dem Ziel, den richtigen Korrekturwert zu finden, versagt. Daher wird das Ausgangssignal des Bremspedalbe tätigungssensors 18 und des Beschleunigungssensors 19 in Fig. 1 von der Arithmetikeinheit 10 eingelesen, wobei die Anpassung des Korrekturwertes wenn nötig ausgesetzt wird.

Nebenbei bemerkt wird der Motor unter bestimmten Betriebs bedingungen bei vergleichsweise geringer Last kaum beein flußt durch erzwungene Nicht-Verbrennungsbedingungen. In solch einem Fall kann der Korrekturwert unter Nicht-Ver brennungsbedingungen angepaßt werden, welche beispielswei se erzeugt wurden durch Erfassung der Betriebsbedingung und dann durch zeitweilige, erzwungene Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr, um den Korrekturwert anzupassen. Alter nativ dazu, wenn auch bei eingeschränkter Präzision bezüg lich des Anpassens der Korrekturwertes unter Nicht-Ver brennungsbedingungen, kann die Anpassung des Korrektur wertes auch erfolgen, wenn verhältnismäßig stabile Ver brennung registriert wurde oder wenn die Verbrennung des Kraftstoffs beispielsweise durch Erhöhung der Kraftstoff zufuhr bzw. zeitweilige, erzwungene Korrektur des Zünd zeitpunktes des entsprechenden Zylinders stabilisiert ist, um den Korrekturwert anzupassen (selbst mit einem Hilfs mittel, welches bezüglich der Betriebsbedingungen, wie sie vor dem Einsetzen des Hilfsmittels erfaßt wurden, keinen schädlichen Einfluß auf das Abgas- und das Fahrverhalten des Fahrzeugs hat).

Als nächstes wird ein Anpassungsverfahren für den Koef fizienten des Funktionsmusters durch die Anpassungsvor richtung 45 erläutert.

In der folgenden Erläuterung wird von dem Verbrennungsbe dingungsparameter D von Gleichung (7) ausgegangen. Wie in Fig. 8 dargestellt, gibt es einen funktionalen Zusammen hang zwischen der Abweichung D' vom Parameter D und der Drehzahl N. Beispielsweise wurden aus verschiedenen Ex perimenten die funktionalen Zusammenhänge entsprechend der Gleichung (8) und (9) abgeleitet:

D' = k1 . N⁴ (Fig. 8) (8)

D' = k2 . N⁴ + k3 . N² (9)

Dabei bedeutet D' die Abweichung vom Parameter D und N die Drehzahl, k1 bis k3 sind Koeffizienten. Es wird vermutet, daß die Funktion der Abweichung D' vom Verbrennungsbedin gungsparameter D, teilweise davon abhängt, welcher Art der Parameter D ist, und daß die Abweichung D' wesentlich vom Typ des Motors 1 abhängt, wenn der Verbrennungsbedingungs parameter D vorgegeben ist. Daher muß zunächst der funk tionale Zusammenhang zwischen der Abweichung D' vom Pa rameter D und der Drehzahl Nim gesamten Drehzahlbereich wie mit Gleichung (8) und (9) angedeutet gefunden werden, um die Koeffizienten der Korrekturwerte zu bestimmen und die angepaßten Werte für die Korrektur des Verbrennungsbe dingungsparameters D zu verwenden.

Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm mit einem Beispiel für die Anpassung des Korrekturwertes.

Das Beispiel zeigt den Prozeß der Anpassung der Proportio nalitätskonstanten im Fall, in dem die Abweichung D' vom Verbrennungsbedingungsparameter D direkt proportional zur vierten Potenz der Drehzahl N ist bei einem Sechszylinder motor. Das dargestellte Programm wird jedesmal zur Berech nung des Parameters D gestartet. In Schritt 101 wird zu nächst geprüft, ob der Motor im für die Anpassung des Kor rekturwerts zulässigen Betriebsbereich läuft. Wenn der Mo tor nicht unter den Sonderbetriebsbedingungen läuft, wird das Programm abgebrochen, und zwar vor seiner Ausführung. Wenn andererseits die Sonderbetriebsbedingungen vorliegen, wird die Gleichung (10) im Schritt 102 berechnet:

k = D(n)/N⁴ (10)

Hierbei bedeutet N die Drehzahl und k den wahrscheinlichen Wert der Proportionalitätskonstanten, welche bei jeder Be rechnung des Parameters D bestimmt wird. Nebenbei bemerkt sollte der Parameter D unter Betriebsbedingungen wie der Nicht-Verbrennungsbedingung im wesentlichen Null werden und ein Wert, der nicht Null ist, ist der Fehler des Para meters D, bedingt durch die verschiedenen Faktoren. In Schritt 103 werden die verschiedenen Zylinder des Motors entsprechend ihrer Zylindernummern unterschieden. Wie oben bereits erwähnt, haben die Zylinder #1 und #4, die Zylin der #2 und #5 und die Zylinder #3 und #6 bei jeder zweiten Umdrehung jeweils dieselben Drehzahlmeßintervalle. Daher folgen auf den Schritt 103 die Schritte 104, 105 und 106 entsprechend den Zylindernummern n. Nebenbei bemerkt kön nen in dem Fall, daß die Drehzahlmeßintervalle einzeln für die entsprechenden Zylinder gesetzt werden, alle Zylinder einzeln berücksichtigt werden. In Schritt 104 wird der Un terschied e_a zwischen der zuletzt berechneten Proportiona litätskonstanten k_a und dem augenblicklich wahrscheinli chen Wert k bestimmt. Als nächstes wird dieser Wert der Differenz e_a mit einem Wichtungsfaktor α multipliziert, dann zu dem Koeffizienten k_a addiert und als neuer Wert k_a aufgefaßt. Der Wichtungsfaktor α dient zur Stabilisierung des Koeffizienten k_a, welcher der anzupassende Wert ist und sollte vorzugsweise im abgeschlossenen Intervall zwi schen 0 und 1 liegen. Dabei kann der Wichtungsfaktor α beispielsweise auch so gewählt werden, daß er beim Start der Anpassung einen größeren Wert einnimmt, um die Anpas sungsgeschwindigkeit zu erhöhen, oder der Faktor α kann entsprechend der Drehzahl N im niedrigen Drehzahlbereich geändert werden, da der Wert des Parameters D selbst in diesem Bereich klein ist, womit die Präzision der Anpas sung gering ist. Jeder Schritte 105 und 106 ist im Prinzip der gleiche wie der Schritt 104.

Daraus folgend wird die Abweichung D' unter Einsetzen der angepaßten Koeffizienten k_a, k_b und k_c der entsprechenden Zylinder als Koeffizient k1 in der Gleichung (8) bestimmt. Die Abweichung D' dient als Korrekturwert für die Korrek tur des Verbrennungsbedingungsparameters D durch die Kor rekturvorrichtung 46.

Wie in Fig. 14 dargestellt, liest die Korrekturvorrichtung 46 die Korrekturwerte D_a (= k_a . N⁴), D_b = (k_b . N⁴) und D_c = (k_c . N⁴) ein, die sich durch die Anpassung ergeben. Dann werden die einzelnen Zylinder entsprechend ihrer Zy lindernummern in Schritt 110 unterschieden, auf den die Schritte 111, 112 und 113 folgen. In diesen Schritten werden die jeweiligen Abweichungen D' von dem Wert D(n) abgezogen, der vom Parameterrechner (42) bestimmt wurde, wodurch sich die korrigierten Werte D_c(n) ergeben, welche im wesentlichen frei von Abweichungen D' sind.

In der Verbrennungsbedingungs-Wertevorrichtung 47 wird unter Verwendung des Verbrennungsbedingungsparameters Dc(n) die Verbrennungsbedingung des Motors 1 gewertet, wobei Dc(n) im wesentlichen frei von Abweichungen D' ist. Konkret bedeutet dies, wenn der Verbrennungsbedingungs parameter Dc(n) größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, wird davon ausgegangen, daß es in dem entsprechenden Zylinder zu einer Fehlzündung gekommen ist und diese Beur teilung wird mit der Nummer des Zylinders an die Anzeige einheit 29 ausgegeben. Die Anzeigeeinheit 29 zeigt die Fehlzündung des entsprechenden Zylinders an und der Fahrer des Automobils ist somit gewarnt.

Wenn eine Fehlzündung registriert wurde, wird über die Einspritzpumpen-Treiberschaltung 17 und die entsprechenden Einspritzpumpen 22 die Kraftstoffzufuhr in dem entspre chenden Zylinder unterbrochen.

Ein anderer Schwellenwert kann vorgegeben werden, um neben der Fehlzündung jede weitere außergewöhnliche Verbren nungsbedingung außer einer Fehlzündung zu erfassen, bei spielsweise bei langsamer Verbrennung. In diesem Fall wird der Motor über Änderung des Zündzeitpunkts der entspre chenden Zündkerze 21 und der Kraftstoffmenge gesteuert, die von der entsprechenden Einspritzpumpe 22 eingespritzt wird.

Wie oben beschrieben ist in dieser Ausführungsform der funktionale Zusammenhang zwischen der Abweichung D' vom Verbrennungsbedingungsparameter D und der Drehzahl N über den gesamten Drehzahlbereich von vornherein vorgegeben, so daß die Verbrennungsbedingungen über einen großen Dreh zahlbereich genau diagnostiziert werden können, und zwar bei nur einer kleinen Zahl von Anpassungsschritten des Korrekturwertes. Außerdem werden die Korrekturwerte se quentiell angepaßt, so daß selbst bei Veränderungen des Motors 1 im Laufe der Zeit der Verbrennungsbedingungs parameter D mit kleiner Abweichung berechnet werden kann und somit eine genaue Verbrennungsdiagnose sichergestellt ist.

Wenn die Abweichung D' durch Gleichung (9) ausgedrückt werden kann bei dieser Ausführungsform, dann werden die Koeffizienten k2 und k3 angepaßt aufgrund wenigstens zweier Sonderbetriebsbedingungen mit unterschiedlichen Drehzahlen. Das Anpassungsverfahren etc. ist in diesem Fall ähnlich wie in den Beispielen (Fig. 15 und 16), das im folgenden beschrieben werden wird, bei dem das Funktionsmuster der Abweichung D' vom Verbrennungsbedin gungsparameter D nicht von vornherein vorgegeben werden kann.

Es sei angefügt, daß davon ausgegangen wird, daß die Ab weichung D' vom Verbrennungsbedingungsparameter D bei spielsweise durch den gewählten Gang und die Drehzahl N beeinflußt wird. In einem solchen Fall sollte eine Funk tion, deren Variablen die Drehzahl N und das Übertragungs verhältnis sind, als Funktion für die Abweichung D' vom Verbrennungsbedingungsparameter D genommen werden.

Auch in dieser Ausführungsform gibt es zwischen der Dreh zahl N und der Zeit Tdata einen Zusammenhang, wie er durch Gleichung (2) angegeben ist. Es ist daher überflüssig zu sagen, daß die Funktion der Abweichung auch als Funktion der Zeit Tdata unter Berücksichtigung der Gleichung (2) ausgedrückt werden kann, um die Abweichung durch die Zeit Tdata und den Verbrennungsbedingungsparameter D zu be stimmen.

Bisher wurde beschrieben, wie eine Funktion, die die Ab weichung vom Verbrennungsbedingungsparameter betrifft, im voraus für einen bestimmten Motor angegeben werden kann. Als nächstes soll der Fall beschrieben werden, in dem eine solche Funktion für die Abweichung vom Verbrennungsbedin gungsparameter nicht von vornherein angegeben werden kann.

Obgleich die Funktion der Abweichung vom Verbrennungsbe dingungsparameter sich in Abhängigkeit vom Motor etc. än dert, genügt es eine Vielzahl von Funktionsmustern für ei ne Vielzahl von Motoren anzugeben. Eine Vielzahl von Funk tionsmustern wird im voraus durch Experimente bestimmt und welches aus der Vielzahl der Funktionsmuster dann vorzugs weise zur Anwendung kommt wird durch Anpassung ermittelt. Somit ergibt sich daraus, daß die Funktion nicht von vorn herein für einen bestimmten Motor angegeben werden kann, keine Schwierigkeit.

Als Beispiel sei angenommen, daß das Funktionsmuster nach Gleichung (8) und ein Funktionsmuster nach Gleichung (11) aus einer Vielzahl von Funktionsmustern ausgewählt wurde:

D' = k2 . N² (11).

Dann werden die rechte Seite der Gleichung (8) und die Gleichung (11) zusammengezählt zur Gleichung (12), welche in dem Funktionsmusterspeicher (44) abgespeichert ist. Es wird hier davon ausgegangen, daß die Funktion für den Motor bekannt ist, für den Gleichung (12) gelten soll und zwar entweder als Gleichung (8) oder als Gleichung (11).

D' = k1 . N⁴ + k2 . N² (12).

Die Anpassung des Korrekturwertes wird nach Fig. 15 und 16 ausgeführt. Zunächst wird in Schritt 250 entschieden, ob die Betriebsbedingungen des Motors für die Anpassung des Korrekturwertes geeignet sind oder nicht. Bei geeigne ten Betriebsbedingungen fährt das Programm fort mit Schritt 251, während es bei ungeeigneten Betriebsbedingun gen sofort abbricht.

In Schritt 251 werden die Daten N1, N2, D1(n) und D2(n) für die Berechnung der Koeffizienten k1 und k2 aktuali siert. Hierbei bedeuten N1 und N2 unterschiedliche Dreh zahlen und D1(n) und D2(n) die den Drehzahlen entsprechen den Parameter. In diesem Schritt werden die im momentanen Zyklus gemessenen Daten verglichen mit denen aus vergange nen Zyklen, so daß eine Aktualisierung nur dann stattfin det, wenn sie erforderlich ist. Der Grund für die Aktuali sierung der Daten ist, daß möglichst aktuelle Daten zur Verfügung stehen, um einer zeitlichen Veränderung des Mo tors Rechnung zu tragen. Wenn die abgespeicherte Drehzahl kleiner als die aktuelle Drehzahl ist oder wenn der Unter schied zwischen den gespeicherten Drehzahlen N1 und N2 kleiner als der Unterschied zwischen den Drehzahlen N1 und N2 im aktuellen Zyklus ist, so ist die Abweichung vom Pa rameter bei den abgespeicherten Daten kleiner und die Da ten werden aktualisiert.

Wenn die Daten in Schritt 251 nicht aktualisiert werden oder wenn die den zwei Drehzahlen entsprechenden Daten nicht vollständig sind, da die Anpassung im Anfangsstadium ist, folgt auf den Schritt 252 nicht der nächste Schritt 253, sondern das Programm wird hier abgebrochen.

In Schritt 253 werden die Koeffizienten k1 und k2 entspre chend der Gleichung (13) berechnet.

Hierbei ist die Berechnung der inversen Matrix der Dreh zahlen relativ aufwendig und erfordert somit eine entspre chende Rechenleistung der CPU (11 in Fig. 2). Insbeson dere, wenn die Zahl der anzupassenden Koeffizienten groß ist, steigt der Rechenaufwand beträchtlich. Der Rechenauf wand wird daher dadurch verringert, daß ab einem gewissen Grad der Anpassung die Funktion im wesentlichen unter Ver nachlässigung von Koeffizienten bestimmt wird, die nahe Null sind. Anschließend werden die Korrekturwerte auf ähnliche Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform bestimmt (Schritte 254, 255, 256 und 257 in Fig. 16).

Bei einem anderen Beispiel für ein Verfahren, bei dem die die Abweichung vom Verbrennungsbedingungsparameter betref fende Funktion nicht in dem ganzen Drehzahlbereich von vornherein angegeben werden kann, wird der gesamte Dreh zahlbereich in eine Vielzahl von Drehzahlabschnitten un terteilt und Korrekturwerte für diese Drehzahlabschnitte werden vorher eingespeichert.

Bei diesem Verfahren jedoch, bei dem die oben genannte Nicht-Verbrennungsbedingung als geeignete Betriebsbedin gung für die Anpassung angesehen wird, betrifft eine Ände rung der Betriebsbedingungen des Motors sowohl den Dreh zahlabschnitt, in welchem die Anpassung vorzugsweise durchgeführt werden soll als auch den Drehzahlabschnitt, in dem die Anpassung schwierig durchzuführen ist, und be wirkt, daß der gesamte Drehzahlbereich nicht abgedeckt werden kann. In dem Abschnitt, in welchem die Anpassung noch nicht durchgeführt worden ist, muß entsprechend eine fehlerhafte Wertung von Fehlzündungen oder dergleichen bei der Beurteilung der Verbrennungsbedingungen vermieden wer den, und zwar beispielsweise derart, daß ein Schwellenwert für die Annahme einer Fehlzündung oder dergleichen korri giert wird (der Schwellenwert wird erhöht). Außerdem muß die Anpassung dieses Abschnittes durch die zeitweilig er zwungene Erzeugung einer Nicht-Verbrennungsbedingung wie oben beschrieben fortgeführt werden. Jedoch, selbst wenn die Anpassung auf diese Art fortgeführt wird, ist es schwierig, die Anpassung für den gesamten Drehzahlbereich zu erreichen. Daher muß auch eine andere als die Nicht- Verbrennungsbedingung als spezielle Betriebsbedingung für die Anpassung der Korrekturwerte zugelassen werden.

Als Beispiel sei davon ausgegangen, daß ein Stadium als spezielle Betriebsbedingung oder Sonderbetriebsbedingung ausgewählt wurde, bei der die Verbrennung in jedem Zylin der stabil ist. Die Anpassung der Korrekturwerte muß dann durchgeführt werden durch einen speziellen Filterprozeß, mit dem die Abweichung vom Verbrennungsbedingungsparameter D herausgefiltert wird, um den Einfluß des Fehlers der Verbrennung (des Fehlers des Drehmoments, der durch die Verbrennung erzeugt wird) zu eliminieren, welcher ur sprünglich nicht als (drehzahlabhängige) Abweichung von dem Verbrennungsbedingungsparameter D abgezogen wurde. Der spezielle Filterprozess kann beispielsweise mit einem Tiefpaßfilter durchgeführt werden. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens wird mit Bezug auf Fig. 17 erläutert.

Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm des Filterprozesses, wenn der Verbrennungsbedingungsparameter D(n) jeder Umdrehung dem Filterprozeß unterworfen wird, beispielsweise bei einem Sechszylindermotor (dessen Zylinder in der Reihen folge #1, #2, #3, #4, #5 und #6 gezündet wird und bei dem die Drehzahlmeßintervalle der Zylinder #1 und #4, #2 und #5 und #3 und #6 den jeweils gleichen Kurbelwellenwinkel haben). Der Parameter D(n) wird in Schritt 151 eingelesen. In Schritt 152 werden die Parameter D(n) (die einzelnen Zylinder) entsprechend den Zylindernummern unterschieden. Da die Drehzahlmeßintervalle derselben Kurbelwellenwinkel jeweils für die Zylinder #1 und #4, #2 und #5 und #3 und #6 die gleichen sind, werden die eingelesenen Parameter D(n) entsprechend den Zylinderpaaren durch die gleichen Schritte 153, 154 und 155 verarbeitet. In diesen Schritten werden verschiedene Variablen für die Filtereingänge ent sprechend eingesetzt (die Variablen werden durch den Index des Buchstaben U unterschieden). Der im Programm folgende Schritt ist Schritt 156. Der Buchstabe m in den Schritten 153 bis 156 bezeichnet einen der Abtastzeit entsprechenden Wert.

In Schritt 156 wird der Filterprozeß ausgeführt. Eine Be rechnungsformel in diesem Schritt ist die allgemeine For mel für einen Filter zweiter Ordnung, das nicht auf einen Tiefpaßfilter beschränkt ist und das Tiefpaßfilter kann durch Einsetzen der oben beschriebenen Koeffizienten (Ma trix) realisiert werden. In diesem Fall ist das Ausgangs signal y(m) der Wert der extrahierten Fehlerkomponente. Diese Ausführungsform ist so aufgebaut, daß unterschied liche Zustandsvariablen entsprechend der Unterscheidung der Eingangssignale aufbereitet werden, um das Filterpro gramm des Computers gemeinsam zu nutzen. In Schritt 157 wird der Ausgangswert y(m) aus Schritt 156 als Abweichung Df(n) ausgegeben.

Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens, bei wel chem die Korrekturwerte unter Verwendung der Komponenten Df(n) angepaßt werden, die wie oben beschrieben bestimmt wurden.

Zunächst werden in Schritt 201 die Komponenten Df(n) (die entsprechenden Zylinder) entsprechend den Zylindernummern n unterscheiden, woraufhin das Programm zu einem der ent sprechenden Schritte 202, 203 oder 204 springt. Wenn die Drehzahlmeßintervalle für alle Zylinder unterschiedlich gesetzt sind, können die Eingangswerte der Komponenten Df(n) entsprechend den einzelnen Zylindern aufgeteilt wer den. In Schritt 202 wird der Unterschied e_a zwischen der Komponente Df(n) und einem Korrekturwert de_a(N), der zu letzt berechnet wurde, bestimmt. Danach wird die Differenz e_a mit dem Wichtungsfaktor α multipliziert und zu dem Kor rekturwert de_a(N) des letzten Zyklus' addiert, womit sich ein neuer Korrekturwert de_a(N) ergibt. Hierbei wird die Größe des Korrekturwertes de_a(N) für den jeweiligen Dreh zahlabschnitt abgespeichert, wobei die Werte durch Auf teilung des ganzen Drehzahlbereichs in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt wird und sie je nach Drehzahl N ausgesucht und aktualisiert werden. In den jeweiligen Schritten 203 und 204 werden auf ähnliche Weise die neuen Korrekturwerte de_b(N) und de_c(N) bestimmt. Die neuen Kor rekturwerte de_a(N), de_b(N) und de_c(N), die auf diese Art und Weise bestimmt wurden, werden von dem Verbrennungsbe dingungsparameter D(n) ähnlich dem Verfahren in Fig. 14 wie in dem Flußdiagramm nach Fig. 19 gezeigt subtrahiert, um auf diese Art den Verbrennungsbedingungsparameter zu erhalten, der im wesentlichen frei von Abweichungen ist (Schritte 211, 212 und 213 in Fig. 19). Nach dem obigen Verfahren ist sogar eine relativ stabile Verbrennungsbe dingung erlaubt, die sich aber von der Nicht-Verbrennungs bedingung unterscheidet, um die Anpassung des Korrektur wertes unter speziellen Verbrennungsbedingungen mittels Filterprozeß durchzuführen. Dementsprechend können die Korrekturwerte über den gesamten Drehzahlbereich relativ einfach angepaßt werden, selbst wenn die Korrekturwerte lediglich in einem Teil des gesamten Drehzahlbereiches nur unter Nicht-Verbrennungsbedingungen angepaßt werden kön nen, weil die Betriebsbedingungen abweichen und somit die Funktion der Abweichung vom Verbrennungsbedingungspara meter nicht im voraus vorgegeben werden kann.

Bei der obigen Ausführungsform wird die Abweichung Df(n) vom Verbrennungsbedingungsparameter D bestimmt und dieser Wert danach von dem Verbrennungsbedingungsparameter D ab gezogen, wodurch sich ein im wesentlichen von Abweichung freier Verbrennungsbedingungsparameter ergibt. Im Folgen den wird mit Bezug auf Fig. 20 eine Ausführungsform be schrieben, in welcher ein Verbrennungsparameter D, der im wesentlichen frei von Abweichungen ist, durch die Korrek tur der erforderlichen Zeit Tdata des Verbrennungsbedin gungsparameters D bestimmt wird, wie in Gleichung (3) ausgedrückt.

Bei dieser Ausführungsform wird die Zeit Tdata von der An passungsvorrichtung 45a eingelesen. Das Anpassungsverfahren und Korrekturverfahren sind in diesem Fall im wesentlichen gleich wie im vorhergehenden Fall, wo der Verbrennungsbe dingungsparameter D von der Anpassungsvorrichtung 45 eingele sen wird. In diesem Fall ist jedoch die Zeit nicht Null, selbst dann nicht, wenn die Betriebsbedingungen gleich der Nicht-Verbrennungsbedingung sind, und eine Fehlerkomponente muß beispielsweise durch Hochpaßfilter extrahiert werden. Die Anwendung einer solchen Fehlerextraktion ist effektiv, ohne daß die Zeit Tdata von der Anpassungsvorrichtung 45a eingele sen werden muß. Beispielsweise ist es ebenso möglich, die Drehzahl N aus der Zeit Tdata zu errechnen und dann die An passungsvorrichtung 45a die berechnete Drehzahl einlesen zu lassen oder die Zeit Tdata einlesen zu lassen und dann einen Korrekturwert für den Verbrennungsbedingungsparameter D anzu passen.

Konkrete Beispiele für Verfahren zum Anpassen des Korrek turwertes und zur Berechnung des Verbrennungsbedingungs parameters D bei dieser Ausführungsform werden im folgenden erläutert.

Die Zeit Tdata, gemessen mit der Zeitmeßvorrichtung 41 wird von der Anpaßvorrichtung 45a eingelesen. Die Anpaßvorrichtung 45a bestimmt einen Korrekturkoeffizienten k_i unter Verwendung der Gleichung (14):

k_i = T_avc/(Ti)_avc (14).

Hierbei bedeutet i a, b oder c und zeigt das zugehörige Drehzahl meßintervall A, B oder C in Fig. 9 an. (Ti)_avc bezeichnet den Durch schnittswert der Zeit Tdata in verschiedenen Zyklen von jedem Drehzahlmeßintervall und T_avc bezeichnet den Durchschnitt der Zei ten Tdata aller Drehzahlmeßintervalle.

Der Korrekturkoeffizient k_i nach Gleichung (14) geht ähnlich wie in Schritt 104 im Flußdiagramm in Fig. 13 ein, womit ein neuer Korrekturkoeffizient k_i" bestimmt wird. Das heißt, die Differenz e_i = k_i - k' zwischen dem Korrekturkoeffizienten k_i nach Gleichung 14 und dem zuletzt berechneten Korrekturkoeffizienten k_i' wird mit einem Wichtungsfaktor α multipliziert, wobei das Resultat α . e_i zum zuletzt berechneten Korrekturkoeffizienten k_i' addiert wird und die resultierende Summe als neuer Korrekturkoeffizient k_i" = α . e_i + k_i" den alten ersetzt.

In der Nachführvorrichtung 46a wird die erforderliche Zeit Tc(n) nach Gleichung (15) bestimmt, wobei Tc(n) frei von Fluktuationsfehlern der Zeit Tdata ist.

Tc(n) = k_i" . Tdata(n) (15).

In dem Parameterrechner 42 wird der Verbrennungsbedingungs parameter D mit der Zeit Tc(n) nach Gleichung (3) berechnet.

Die auf diese Art mit dem oben genannten Anpassungsverfahren be stimmten Werte müssen im Speicher gespeichert werden. Daher sollte der Speicher vorzugsweise ein beschreibbarer, nicht-flüchtiger Speicher sein. Der Speicher kann ein batteriegepufferter Speicher sein.

Die Initialwerte der Korrekturwerte für die Verbrennungs bedingungsparameter zum Zeitpunkt der Herstellung des Mo tors oder Fahrzeuges können in dem Speicher abgespeichert werden. Beispielsweise kann der erste Anpassungsschritt für verschiedene Betriebsbedingungen (beispielsweise für den gesamten Drehzahlbereich) implementiert werden, indem man den Motor (mit dem Starter des Motors) auf einem Chassis-Dynamo in einem Zustand laufen läßt, in dem zeit lich begrenzt erzwungenermaßen die Kraftstoffzufuhr un terbrochen ist. In diesem Fall ist es außerdem möglich, den Korrekturwert mit einem speziellen Hilfsmittel zu be stimmen oder die Anpassungsgeschwindigkeit beispielsweise durch Erhöhung des vorher genannten Wichtungsfaktors α zu erhöhen. Dieses kann durchgeführt werden während einer Routineinspektion des Kraftfahrzeugs. Wenn der Korrektur wert anomal groß ist, kann dies eventuell auf eine Fehl funktion des Drehzahlmessers zurückzuführen sein (bei spielsweise können die Zähne des Zahnkranzes 4 abgebrochen sein). Dementsprechend ist es ebenso möglich, einen Grenz wert für den Korrekturwert zu setzen (der Wert sollte auf grund gewöhnlicher Herstellungstoleranzen vorzugsweise etwas größer als der Grenzwert gewählt werden) und bei Fehlfunktion eine Warnung beispielsweise den Drehzahlmes ser betreffend auszulösen, wenn der Grenzwert überschrit ten wurde und somit die Diagnose der Verbrennungsbedin gungen auszusetzen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden ein oder mehrere Funktionsmuster mit der Abweichung vom Verbren nungsbedingungsparameter über den Drehzahlbereich im voraus festgelegt. Daher kann selbst wenn sich die Be triebsbedingungen des Motors ändern die Abweichung vom Verbrennungsbedingungsparameter in einem weiten Bereich bei kleiner Anzahl von Anpassungsschritten bestimmt wer den. Dementsprechend ergibt sich ein Verbrennungsbedin gungsparameter, welcher im wesentlichen frei von Abwei chungen ist, selbst wenn die Anpassung in einem Drehzahl abschnitt nicht erfolgte, und die Verbrennungsbedingung des Motors kann über einen großen Drehzahlbereich genau diagnostiziert werden. Im übrigen, da die Funktion nach und nach anhand der gemessenen Drehzahlen korrigiert wird, kann dem Unterschied zwischen einzelnen Motoren desselben Typs und der zeitlichen Veränderung des Motors etc. Rech nung getragen werden.

Claims

1. Diagnosevorrichtung für Verbrennungsbedingungen eines Mehrzylindermotors, mit
einer Einrichtung (3, 5, 6) zur Erfassung der Motordreh zahl N,
einer Einrichtung (42) zur Ermittlung eines zylinder spezifischen Verbrennungsbedingungsparameters D ba sierend auf einer Drehzahlveränderung des Motors (1) und einer Einrichtung (47) zum Bestimmen von zylin derspezifischen Verbrennungsbedingungen, basierend auf dem Verbrennungsbedingungsparameter D dadurch gekennzeichnet, daß

1. ein Speicher (44) zur Speicherung eines Funktions musters eines Fehlers D' des Verbrennungsbedingungs parameters D als Funktion der Motordrehzahl N und eines Koeffizienten k vorgesehen ist,
2. ein Betriebsbedingungsaufnehmer (43) zur Ermittlung einer Sonderbetriebsbedingung des Motors (1) vorge sehen ist, bei der nur geringe oder keine Verbren nungsfehler auftreten,
3. eine Anpassungseinrichtung (45) für den Koeffizien ten des Speichers (44) vorgesehen ist, die beim Vorliegen der Sonderbetriebsbedingung den Koeffizi enten k als Funktion der Motordrehzahl N und den Verbrennungsbedingungsparameter D für einen vorbe stimmten Zylinder des Motors (1) ermittelt und mit dem ermittelten Koeffizienten k den Fehler D' für diese Motordrehzahl N ermittelt,
4. eine Korrektureinrichtung (46) vorgesehen ist, die den Verbrennungsbedingungsparameter D, basierend auf dem ermittelten Fehler D', korrigiert und einen kor rigierten Verbrennungsbedingungsparameter D_c aus gibt und
5. die Einrichtung (47) die entsprechende Verbren nungsbedingung, basierend auf dem Verbrennungsbedin gungsparameter D_c, ermittelt.

2. Diagnosevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Speicher (44) mehrere Funktionsmuster aufnimmt und
2. die Anpassungseinrichtung (45) ein bevorzugtes Funktionsmuster, basierend auf der Motordrehzahl N und dem Verbrennungsbedingungsparameter D, während der Sonderbetriebsbedingung auswählt, den Koeffizi enten k für dieses Funktionsmuster bestimmt und den Fehler D' für die betreffende Motordrehzahl N er mittelt.

3. Diagnosevorrichtung für Verbrennungsbedingungen eines Mehrzylindermotors, mit
einer Einrichtung (3, 5, 6) zur Erfassung der Motordreh zahl N,
einer Einrichtung (42) zur Ermittlung eines zylinder spezifischen Verbrennungsbedingungsparameters D, ba sierend auf einer Drehzahlveränderung des Motors (1), und
einer Einrichtung (47) zum Bestimmen von zylinderspe zifischen Verbrennungsbedingungen, basierend auf dem Verbrennungsbedingungsparameter D, dadurch gekennzeichnet, daß

1. ein Betriebsbedingungsaufnehmer (43) zur Ermittlung einer Sonderbetriebsbedingung des Motors (1) vorge sehen ist, bei der nur geringe oder keine Verbren nungsfehler auftreten,
2. eine Einrichtung zur Ermittlung eines Fehlers D_f, ba sierend auf dem Verbrennungsbedingungsparameter D, vorgesehen ist, der für einen vorbestimmten Zylinder während einer Sonderbetriebsbedingung bestimmt wird,
3. Speichermittel zur Speicherung des Fehlers D_f als einen Korrekturwert des Verbrennungsbedingungspara meters D für entsprechende Motordrehzahlen N,
4. eine Anpassungseinrichtung vorgesehen ist, zum Er mitteln einer Abweichung e zwischen dem Fehler D_f und dem Korrekturwert d_e für die entsprechende Motordreh zahl N und zur Anpassung des Korrekturwerts d_e, basie rend auf der Abweichung e,
5. eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die den Ver brennungsbedingungsparameter D, basierend auf dem der Motordrehzahl N entsprechenden Korrekturwert d_e, kor rigiert und den korrigierten Verbrennungsbedingungs parameter D_c ausgibt und
6. die Einrichtung (47) die entsprechende Verbrennungs bedingung, basierend auf dem Verbrennungsbedingungs parameter D_c, ermittelt.

4. Diagnosevorrichtung für Verbrennungsbedingungen eines Mehrzylindermotors, mit
einer Einrichtung (3, 5, 6) zur Erfassung der Motordrehzahl N,
einer Einrichtung (42) zur Ermittlung eines zylinder spezifischen Verbrennungsbedingungsparameters D, ba sierend auf einer Drehzahlveränderung des Motors (1), und einer Einrichtung (47) zum Bestimmen von zylinder spezifischen Verbrennungsbedingungen, basierend auf dem Verbrennungsbedingungsparameter D, dadurch gekennzeichnet, daß

1. eine Zeitmeßeinrichtung (41) zum Messen einer ver strichenen Zeitdauer eines für jeden Zylinder vorgege benen Drehzahlmeßintervalls vorgesehen ist,
2. ein Betriebsbedingungsaufnehmer (43) zur Ermittlung einer Sonderbetriebsbedingung des Motors (1) vorgese hen ist, bei der nur geringe oder keine Verbrennungs fehler auftreten,
3. eine Anpassungsvorrichtung (45a) für einen Koeffizien ten k_i vorgesehen ist, der aus einem Verhältnis zwischen der während der Sonderbetriebsbedingung ge messenen Zeitdauer T_i und einem Durchschnittswert T_avc von vorher gemessenen Zeitdauern T_i während Sonderbe triebsbedingungen bestimmt wird, wobei der Koeffizient k_i für eine Korrektur der Zeitdauer T_i für jedes Dreh zahlmeßintervall verwendet wird,
4. Speichermittel zum Speichern des Koeffizienten k_i für jedes Drehzahlmeßintervall vorgesehen sind,
5. die Anpassungsvorrichtung (45a) eine Abweichung e_i zwischen dem neu ermittelten Koeffizienten k_i und dem in den Speichermitteln abgespeicherten Koeffizienten k_i' ermittelt, zum Ändern des Koeffizienten k_i', basie rend auf der Abweichung e_i, in einen geänderten Wert k_i", der als neuer Korrekturkoeffizient k_i" verwendet wird,
6. eine Korrektureinrichtung (46a) vorgesehen ist, die die verstrichene Zeitdauer T_i dadurch korrigiert, daß sie mit dem Koeffizienten k_i multipliziert wird,
7. die Einrichtung (42) zur Ermittlung des Verbren nungsbedingungsparameters D, basierend auf einer Dif ferenz zwischen der korrigierten, verstrichenen Zeit dauer eines vorbestimmten Zylinders und der korrigier ten, verstrichenen Zeitdauer des anderen Zylinders, vorgesehen ist, und
8. die Einrichtung (47) die entsprechende Verbren nungsbedingung, basierend auf dem Verbrennungsbedin gungsparameter D, ermittelt.

5. Diagnosevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgabevorrichtung (29) für eine Ausgabe des Diagnoseresultates zu dem vorbestimmten Zylinder vorge sehen ist.

6. Diagnosevorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Diagnose der Ver brennungsbedingung für den entsprechenden Zylinder vor gesehen ist, über eine Steuereinrichtung (16; 17) ent weder die durch ein Einspritzventil (22) eingespritzte Kraftstoffmenge oder den Zündzeitpunkt einer Zündkerze zu ändern.