DE4319787C2

DE4319787C2 - Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4319787C2
Application number: DE4319787A
Authority: DE
Inventors: Yukinobu Nishimura; Akira Demizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2013-06-16
Also published as: JPH062609A; DE4319787A1; US5415028A; JP2855969B2; KR0137194B1; KR950003618A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fehlzündungserfassungsvorrichtung.

Es gibt eine Vielzahl von Fehlzündungserfassungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik. Ein Fehlzündungserfassungssystem, das Variationen in der Drehzahl des Motors benutzt, wurde beispielsweise vorgeschlagen durch die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Sho-58-19532/(1983). Die herkömmliche Vorrichtung ist wie folgt entworfen: In der Vorrichtung sind Drehzahlerfassungsintervalle in der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte des Expansionstakts der Maschine jeweils vorgesehen und wenn die Differenz in diesen Intervallen erfaßten Drehzahlen größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird bestimmt, daß eine Fehlzündung im Motor aufgetreten ist.

Bei einer weiteren herkömmlichen Fehlzündungserfassungsvorrichtung wird eine Abweichung in der Umdrehungsperiode erfaßt bei jedem Zündzyklus und sie wird geteilt durch den Durchschnittswert der Umdrehungsperioden, um eine Umdrehungsvariationsrate zu erhalten, aus der bestimmt wird, ob oder ob nicht eine Fehlzündung aufgetreten ist.

Wie aus der obigen Beschreibung klar wird, basiert das herkömmliche Verfahren auf Variationen in der Drehzahl des Motors; insbesondere basiert die Erfassung einer Fehlzündung auf der Tatsache, daß, wenn eine Fehlzündung in einem Zylinder des Motors auftritt, die Umdrehungsperiode des Zylinders erhöht ist. Jedoch leidet die herkömmliche Vorrichtung unter der folgenden Schwierigkeit: In den Fällen, in denen in einem Vierzylindermotor eine Fehlzündung andauernd in einem bestimmten Zylinder auftritt und sie darin intermittierend auftritt, sind die Variationen in der Umdrehung von verschiedenem Muster, und deshalb ist es unmöglich, für die Vorrichtung das Auftreten einer Fehlzündung mit hoher Genauigkeit zu erfassen (um die US-Regel OBD-II zu erfüllen, muß die Erfassung gemacht werden zu einem Fehlzündungsanteil von etwa 2%).

Aus DE 40 02 209 A1 ist ein Aussetzer-Erkennungsverfahren für einen Verbrennungsmotor bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird nach lediglich einem Verfahren ermittelt, ob Aussetzer auftreten.

Aus SAE Paper 900232, G. Plapp et al.: "Methods of On-Board Misfire Detection" sind Verfahren zum Erfassen von andauernder Fehlzündung in einem Verbrennungsmotor bekannt. Die Erfassung vereinzelt auftretender Fehlzündungen wird in diesem Dokument nicht erörtert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine so zu verbessern, daß die Zuverlässigkeit des Erfassungsergebnisses erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, wie im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Bei der Fehlzündungserfassungsvorrichtung umfaßt der Detektor für eine andauernde Fehlzündung eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Drehzahlvariationsrate von einer Abweichung in der Umdrehungsperiode von 1 und demselben Segment des Drehzahlerfassungsrotors, und der Detektor für eine intermittierende Fehlzündung umfaßt eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Drehzahlvariationsrate von einer Abweichung in der Umdrehungsperiode entsprechend der Reihenfolge der Verbrennung der Zylinder und hat Fehlzündungserfassungsschwellwerte jeweils für die Zylinder.

Die Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach der Erfindung ist verbessert in der Fehlzündungserfassungscharakteristik durch Anwendung von Verfahren, welche am geeignetsten für die Muster von Fehlzündungen sind; nämlich andauernde Fehlzündungen und intermittierende Fehlzündungen. Für eine andauernde Fehlzündung und eine intermittierende Fehlzündung wird ein Fehlzündungsanteil entschieden für jeden Zylinder, um somit endgültig den Zylinder zu bestimmen, in dem eine Fehlzündung tatsächlich aufgetreten ist. Somit ist die Schwierigkeit positiv eliminiert, daß, obwohl der Motor zufriedenstellend läuft, eine Bestimmung irrtümlicherweise gemacht wird, als ob eine Fehlzündung in dem Motor aufgetreten wäre, weil das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm für eine Beschreibung eines Beispiels einer Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach der Erfindung, welche angewandt wird auf die elektronische Steuervorrichtung eines Motors;

Fig. 2 einen Zeitplan für eine Beschreibung des Zeitablaufs eines Drehzahlsignals, eines Zylinderidentifizierungssignals usw. in Fig. 1;

Fig. 3 ein erklärendes Diagramm zum Zeitpunkt der Anordnung eines Drehzahlerfassungssensors und eines Drehzahlerfassungsrotors;

Fig. 4 ein erklärendes Diagramm für eine Beschreibung der Beziehung zwischen dem Drehzahlerfassungssignal, wie gezeigt in Fig. 2, und Segmenten, wie gezeigt in Fig. 3;

Fig. 5 ein Diagramm zum Zeigen von Signalen, die gehandhabt werden in der Fehlzündungserfassungsvorrichtung beim Auftreten einer intermittierenden Fehlzündung;

Fig. 6 ein Diagramm zum Zeigen von Signalen, welche gehandhabt werden bei der Fehlzündungserfassungsvorrichtung beim Auftreten einer andauernden Fehlzündung;

Fig. 7, 8 und 9 Teile eines Flußplans für eine Beschreibung des Betriebs der Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird beschrieben werden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen eines Beispiels einer Fehlzündungserfassungsvorrichtung der Erfindung, welche angewendet wird auf eine elektronische Steuervorrichtung für einen Motor. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Vierzylinderbenzinmotor. Ein thermischer Luftströmungssensor 2 ist vorgesehen im Ansaugweg des Motors 1, um ein Ansauggasmengensignal 2a auszugeben, welches an eine Steuereinheit 5 angelegt wird. Weiterhin bezeichnet in Fig. 1 das Bezugszeichen 3 einen Drehzahlerfassungssensor, angebracht auf der Kurbelwelle des Motors, um ein Drehzahlsignal 3a auszugeben, welches angelegt wird an die Steuereinheit 5; 4 einen Verteiler, angebracht auf der Nockenwelle des Motors. Der Verteiler 4 beherbergt einen Zylinderidentifizierungssensor 41. Der letztere Sensor 41 gibt ein Zylinderidentifizierungssignal 41a aus, welches an die Steuereinheit 5 angelegt wird.

Die Steuereinheit 5, die das Ansauggasmengensignal 2a, das Drehzahlsignal 3a, das Zylinderidentifizierungssignal 41 und andere Signale, wie z. B. ein Wassertemperatursignal und ein Drosselklappenöffnungsgradsignal (nicht angezeigt in Fig. 1) empfängt, treibt eine Einspritzung 6 und eine Zündung 7 an und erfaßt das Auftreten einer Fehlzündung, um eine Alarmlampe 8 einzuschalten. Das heißt, die Steuereinheit hat eine Kraftstoffsteuerfunktion und eine Zündungssteuerfunktion und eine Fehlzündungserfassungsfunktion. Es ist nicht immer notwendig, die Alarmlampe 8 zur Erfassung einer Fehlzündung nur vorzusehen; das heißt, sie mag auch für andere Zwecke benutzt werden. Die Steuereinheit 5 umfaßt eine analoge Schnittstelle (AIF) 51 und eine digitale Schnittstelle (DIF) 52. Die Ausgaben dieser Schnittstellen werden angelegt an eine CPU 53, wo sie abgearbeitet werden gemäß einem vorbestimmten Programm (später beschrieben), so daß die Kraftstoffsteuerung, Zündungssteuerung, Fehlzündungserfassungssteuerung und Anzeigesteuerung durchgeführt werden durch einen Einspritztreiber (INDR) 54, einen Zündtreiber (IGDR) 55 und einen Lampentreiber (LMDR) 56.

Fig. 2 ist ein Diagramm für eine Beschreibung des Zeitablaufs des durch den Drehzahlerfassungssensor 3 ausgegebenen Drehzahlsignals, des durch den Zylinderidentifizierungssensor ausgegebenen Zylinderidentifizierungssignals usw. Das Zylinderidentifizierungssignal 41 entspricht einem Zyklus von vier Zyklen des Drehzahlsignals 3a. Ein Zylinder, dessen Zylinderidentifizierungssignal auf "1" erhöht ist beim Anstieg des Drehzahlsignals 3a (70°CA (CA = Kurbelwinkel = crank angle) vor dem oberen Totpunkt (TDC) des Motors) ist der Zylinder #1; und die übrigen Zylinder, deren Zylinderidentifikationssignale auf "0" gesetzt sind, sind die Zylinder #2, #3 und #4 in der Reihenfolge der Leistungsverteilung.

In diesem Zusammenhang wird ein Zylinderidentifizierungsprozeß nach einem Flußplan (später beschrieben) ausgeführt nach dem obigen Verfahren. Eine Drehzahlperiode T, welches die Periode zwischen jeweiligen DCs ist, ist in Fig. 2 gezeigt. Diese Drehzahlperiode wird ebenfalls angewendet für die Kraftstoffsteuerung und die Zündungssteuerung.

Der Umdrehungserfassungssensor 3 zum Vorsehen des vorher erwähnten Drehzahlsignals wird beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 3A und 3B. Fig. 3A und 3B zeigen eine Drehzahlerfassungssensoreinheit 31 vom Hall-Typ und einen Erfassungsrotor 32. Der Rotor 32 ist angebracht auf der Kurbelwelle 33 des Motors. Die Drehzahlerfassungssensoreinheit 31 vom Hall-Typ erfaßt zwei Segmente A und B während einer Umdrehung (360°CA). Das heißt, der Drehzahlerfassungssensor 3 erzeugt das Drehzahlsignal 3a in Übereinstimmung mit dem Zündzeitpunkt jedes Zylinders, welches beispielsweise geteilt wird in einen Pegel "0"-Intervall von 110° und einen Pegel von "1"-Intervall von 70° für jede Periode von 180° entsprechend jedem der Segmente A und B mit dem TDC als Referenzpunkt.

Fig. 4 zeigt das Drehzahlsignal bei den Segmenten A und B, welche beschrieben wurden mit Bezug auf Fig. 3. Wie für die Zylinder #1 und #4, wird das Segment A benutzt zur Erfassung der Drehzahl (Messung der Periode T(i)); und wie für die Zylinder #3 und #2, wird das Segment B benutzt für denselben Zweck. Daher werden die mechanischen Dimensionsfehler im Einstellwinkel der Segmente A und B die Drehzahlperiode beeinflussen. Der Grad des Defekts ist so, daß der Fehler von der Größenordnung 0,1°CA bei einem Rotordurchmesser von 100 ⌀ ist, somit entsprechend der Variation in der Drehzahl beim Auftreten einer Fehlzündung, wenn die Motorendrehzahl 6000 Upm und die Belastung -400 mmHg ist. Der Effekt kann nicht vernachlässigt werden. Daher sollte eine Fehlzündungserfassungslogik vorgesehen sein, welche dadurch kaum beeinflußt wird.

Jetzt wird ein arithmetischer Betrieb zur Erfassung einer Fehlzündung beschrieben werden. Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Erfassen des Auftretens einer Fehlzündung in einem Motor aus Variationen in der Drehzahl des Motors wird eine Abweichung in der Periode jedes Zylinders erfaßt. Um die Abweichung dimensionslos zu machen, kann sie durch die mittlere Periode geteilt werden. In diesem Fall kann der folgende arithmetische Ausdruck (1.1) für einen Vierzylindermotor betrachtet werden:

Wenn eine Fehlzündung auftritt, ist in Ausdruck 1.1 T(i) < T(i-1).

Wenn diese Differenz in der Periode groß ist, d. h. wenn S(i) groß ist, wird bestimmt, daß eine Fehlzündung tatsächlich aufgetreten ist, und der Zylinder, bei dem die Fehlzündung aufgetreten ist (im weiteren als ein Fehlzündungszylinder, falls erforderlich bezeichnet) wird identifiziert. Jedoch leidet der oben beschriebene Drehzahlerfassungssensor 3 an dem folgenden Problem: Wie klar ist aus der Struktur des Drehzahlerfassungssensors, beinhaltet die Periodendifferenz (T(i)-T(i-1)) zwischen den nebeneinanderliegenden Zylindern in der Reihenfolge der elektrischen Verteilung den oben beschriebenen Segmentfehler. Somit ist es bei dem Drehzahlerfassungssensor 3 schwierig, das Auftreten einer Fehlzündung, insbesondere wenn die Drehzahl hoch und die Last gering ist, zu erfassen.

In Fig. 5 bedeutet T(i) eine Abweichung in der Drehzahlperiode von einer mittleren Drehzahlperiode an, wenn bei einem Vierzylindermotor eine Fehlzündung intermittierend bei dem Zylinder #1, bei einem Betriebspunkt von 3000 Upm und -400 mmHg auftritt. In ähnlicher Weise bedeutet in Fig. 6 T(i) eine Abweichung in der Drehzahlperiode von einer Durchschnittsdrehzahlperiode an, wenn bei dem Vierzylindermotor eine Fehlzündung andauernd bei dem Zylinder #1 beim selben Betriebspunkt auftritt.

Wie klar erscheint aus Fig. 5 und 6, ist ein Periodenvariationsmuster (Ti) vorgesehen, wenn eine Fehlzündung andauernd auftritt, klar verschieden von dem, welches vorgesehen ist, wenn eine Fehlzündung intermittierend auftritt. Wenn der arithmetische Ausdruck (1.1) angewendet wird, sind die Verhaltensweisen, wie angedeutet, bei S_INT(i) in Fig. 5 und 6. In Fig. 5 und 6 sind die Fehlzündungszylinder angedeutet durch die Pfeile. Deshalb kann im Fall, in dem eine Fehlzündung intermittierend auftritt, der Fehlzündungszylinder erfaßt und identifiziert werden; jedoch in dem Fall, in dem eine Fehlzündung andauernd auftritt, ist es ziemlich schwierig, sie positiv zu erfassen und den Fehlzündungszylinder zu identifizieren.

Jetzt wird ein Fehlzündungserfassungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, welches anwendbar ist auf sowohl die Erfassung intermittierender Fehlzündung als auch die Erfassung andauernder Fehlzündung, wobei die oben erwähnten Effekte des Segmentfehlers des Drehzahlerfassungssensors mit berücksichtigt werden.

Unter der Annahme, daß die Drehzahlperiode eines Zylinders Ti ist, wird seine Drehzahlvariationsrate S_INt (i) (wobei "INT" das Anhängsel ist, das benutzt wird für eine intermittierende Fehlzündung in einem Vierzylindermotor), berechnet aus dem folgenden Ausdruck (1.2):

Zusätzlich wird unter der Annahme, daß die Drehzahlvariationsrate einen Mittelwert von Th_j(i-1) hat, ein Schwellenwert Th_j(i) für eine Entscheidung des Auftretens einer Fehlzündung nach dem folgenden Ausdruck (1.3) berechnet:

Th_j(i) = (1-k) Th_j(i-1) + k S_kj(i) (1.3)

wobei 0 < k < 1 und j ein Anhängsel für einen bestimmten Zylinder ist. Und, wenn der folgende Fehlzündungserfassungsausdruck (1.4) erfüllt ist, wird bestimmt, daß eine intermittierende Fehlzündung aufgetreten ist:

S_INT(i) Th_j(i-1) + g(L, N) (1.4)

wobei g(L, N) die Funktion einer Last L und einer Anzahl von Umdrehungen N ist, wenn der Motor in Betrieb ist.

Der obige Ausdruck (1.2) ist im wesentlichen gleich dem oben beschriebenen Ausdruck (1.1). Ausdruck (1.3) ist ein Parameter zum Bestimmen eines Schwellwertes, um zu entscheiden, ob oder ob nicht eine Fehlzündung aufgetreten ist, und ein primärer Filter von S_INT(i) von jedem Zylinder; das heißt, er entspricht dem Mittelwert der Drehzahlvariationsraten S_INT(i) der Zylinder. Ausdruck (1.4) ist der Fehlzündungserfassungsausdruck, wie oben beschrieben. Wenn der Ausdruck (1.4) erfüllt ist, wird bestimmt, daß eine Fehlzündung im Zylinder (J) aufgetreten ist. Im Ausdruck (1.4) besteht die Funktion g auf der rechten Seite aus einem zweidimensionalen Feld mit N (Drehzahl) und L (Last) als Parameter, so daß er gesetzt werden kann für den Mittelwert Th_j(i-1) von S_INT(i) auf der linken Seite.

Wie aus der obigen Beschreibung klar wird, wird nach der Erfindung eine intermittierende Fehlzündung erfaßt unter Benutzung der obigen Ausdrücke (1.2), (1.3) und (1.4), welche die oben beschriebenen Effekte des Segmentfehlers des Drehzahlerfassungssensors 3 eliminieren. Das ist deshalb so, weil bei der Fehlzündungserfassung der Vergleich bei einem und demselben Zylinder gemacht wird, d. h. bei einem und demselben Segment. In diesem Zusammenhang kann, um die Effekte der Segmente des Drehzahlerfassungssensors 3 zu eliminieren, der Zähler auf der linken Seite des oben erwähnten Ausdrucks (1.2) geändert werden in T(i)-T(i-2). Jedoch ist der Ausdruck (1.2) überlegen in der Empfindlichkeit der Erfassung, wie gezeigt in Fig. 5 (S_INT(1) - Ausdruck (1.2) und S_CNT(i) - die oben beschriebene Modifikation des Ausdrucks (1.2)).

Hierbei wird der Index "CNT" benutzt für Daten bei der Erfassung einer Andauerndfehlzündung und es ist angenommen, daß eine Drehzahlperiode durch Ti dargestellt ist. Unter dieser Bedingung wird eine Drehzahlvariationsrate S_CNT(i) aus dem folgenden Ausdruck (2.2) berechnet:

Und ihre Differenz Δ S_CNT(i) wird aus dem folgenden Ausdruck (2.3) berechnet:

ΔS_CNT(i) = S_CNT(i) - S_CNT(i-2) (2.3)

Wenn der folgende Ausdruck (2.4) erfüllt ist, wird bestimmt, daß eine andauernde Fehlzündung aufgetreten ist:

ΔS_CNT(i) f(L, N) (2.4)

wobei f(L, N) die Funktion von L (Last) und N (Anzahl von Umdrehungen) ist, wenn der Motor in Betrieb ist.

Das heißt, im Fall einer anhaltenden Fehlzündung ändert sich die Drehzahl periodisch entsprechend der Anzahl von Zylindern. Deshalb kann eine anhaltende Fehlzündung im Gegensatz zu einer intermittierenden Fehlzündung nicht erfaßt werden, sogar, wenn der Vergleich gemacht wird bei einem und demselben Zylinder. Daher muß der Vergleich zwischen Zylindern gemacht werden. In diesem Zusammenhang ist es vorzuziehen, daß der Vergleich zwischen den Zylindern gemacht wird, welche nebeneinander liegen in der Reihenfolge der elektrischen Verteilung und von einem und demselben Segment. Das ist der Grund, warum der arithmetische Ausdruck zur Fehlzündungserfassung (2.2) vorgesehen worden ist.

Die Variation in der Drehzahl hat eine Periode entsprechend der Anzahl von Zylindern. Deshalb sollte, um die Empfindlichkeit zu erhöhen, der Vergleich gemacht werden bei jeder halben Periode. Daher wird der Betrieb S_CNT(i)-S_CNT(i-2) des Ausdrucks (2.3) durchgeführt für ΔS_CNT(i) Weiterhin wird, um den Entscheidungswert nach der Betriebsbedingung des Motors zu setzen, der Ausdruck (2.4) mit N (Anzahl von Zylindern) und L (Last) als Parameter angewendet.

Fig. 6 zeigt die Drehzahlperiode T(i) und die Drehzahlvariationsrate S_CNT(i), wenn eine Fehlzündung andauernd auftritt. Es kann leicht verstanden werden aus dem obigen Ausdruck (2.3) von ΔS_CNT(i), daß die Erfassung weiter in der Empfindlichkeit erhöht ist.

Wie es klar erscheint aus der obigen Beschreibung, kann nach der vorliegenden Erfindung eine andauernde Fehlzündung und eine intermittierende Fehlzündung geeignet erfaßt werden unter Benutzung der oben erwähnten Ausdrucke, wobei die Effekte der Segmente des Umdrehungserfassungssensors mit berücksichtigt werden. Zusätzlich können durch Vorsehen von Routinen zum Erfassen einer andauernden Fehlzündung und einer intermittierenden Fehlzündung in separater Weise die Muster, die denen eigentümlich sind, erfaßt werden. Weiterhin kann in dem Fall, beispielsweise, wenn das Fahrzeug auf der unebenen Straße fährt, die Drehzahl sich zufallsmäßig ähnlich wie im Fall des Auftretens von Fehlzündung ändert, das Auftreten einer intermittierenden Fehlzündung und das einer andauernden Fehlzündung erfaßt werden in einem vorbestimmten Erfassungsintervall (beispielsweise in einem Intervall von 1000 Zündungen).

Wenn in diesem Fall betrachtet werden kann, daß Fehlzündungen aufgetreten sind in einer Vielzahl von Zylindern, wird nicht bestimmt, daß eine Fehlzündung tatsächlich aufgetreten ist; d. h. es wird bestimmt, daß die Erfassung irrtümlicherweise gemacht worden ist, da das Fahrzeug auf der unebenen Straße fährt. Das heißt, daß bei der Entscheidung des Auftretens einer Fehlzündung der Erfassungsbetrieb mit hoher Zuverlässigkeit durchgeführt wird. Bei der Ausführungsform wird bestimmt, wenn eine Fehlzündung bei einem Zylinder auftritt, daß eine Fehlzündung tatsächlich aufgetreten ist. Jedoch kann die Prozedur so modifiziert werden, daß, wenn eine Fehlzündung bei zwei Zylindern auftritt, bestimmt wird, daß eine Fehlzündung tatsächlich aufgetreten ist, und wenn mehr als zwei Zylinder in der Drehzahl sich ändern, wird bestimmt, daß das herrührt aus der Tatsache, daß das Fahrzeug beispielsweise auf der unebenen Straße fährt.

Jetzt wird ein Fehlzündungserfassungsprozeß beschrieben werden mit Bezug auf einen Flußplan, wie gezeigt, in Fig. 7 bis 9.

Ein Teil des Flußplans von Fig. 7 ist zum Beschreiben des Betriebs der Ausführungsform. Es gibt zwei Arten von Drehzahlunterbrechungssignalen; eine entspricht der ansteigenden Flanke (BTDC = before top dead center = vor Totpunkt) 70°CA) des Drehzahlsignals 3a in Fig. 2, und die andere der abfallenden Flanke (TDC) desselben Signals 3a. In Schritt 71 wird bestimmt, welches der Drehzahlunterbrechungssignale in Wert gestellt ist. Wenn bestimmt wird, daß das Drehzahlunterbrechungssignal von der ansteigenden Flanke (BTDC 70°CA) ist, wird Schritt 72 bewirkt, indem die oben erwähnte Zylinderidentifizierung ausgeführt wird (im weiteren wird der so identifizierte Zylinder als J-Zylinder bezeichnet werden), und der Prozeß ist zu Ende. In dem Fall, in dem das Umdrehungsunterbrechungssignal von der fallenden Flanke (TDC) ist, wird Schritt 73 bewirkt. In Schritt 73 wird das Zeitintervall zwischen dem Augenblick der fallenden Flanke und dem Zeitpunkt der vorhergehenden Unterbrechung erfaßt, Im eine Drehzahlperiode T(i) zu erhalten, welche Imgewandelt wird in die Anzahl von Umdrehungen Ne in Schritt 74.

Als nächstes wird in Schritt 75 eine Menge von Ansauggas Qa berechnet. Insbesondere wird während der Periode T(i) eine Menge von Ansauggas berechnet mit einer vorbestimmten Abtastperiode in einem Verarbeitungsbetrieb, der nicht gezeigt ist, und in Schritt 75 werden die Mengen des so berechneten Ansauggases gemittelt, um die Daten Qa zu erhalten. In Schritt 76 wird eine Last erhalten. Die Last wird ausgewählt mit einem Ladeeffekt CE als Parameter.

Darauf wird in Schritt 77 eine Erfassungsberechnung für intermittierende Fehlzündung durchgeführt gemäß den obigen Ausdrücken (1.2), (1.3) und (1.4). Bei der Berechnung wird der in Schritt 76 erhaltene Ladeeffekt CE benutzt als die Last, und die Daten Ne, die in Schritt 74 erhalten werden, werden benutzt als die Drehzahl. Wenn bestimmt wird, daß eine intermittierende Fehlzündung aufgetreten ist in Schritt 78, wird Schritt 79 bewirkt. In Schritt 79 wird ein Zähler für intermittierende Fehlzündung inkrementiert, und ein Fehlzündungszähler vorgesehen für den Zylinder, bei dem die Fehlzündung aufgetreten ist, wird inkrementiert. In ähnlicher Weise, wie im oben beschriebenen Fall, wird in den Schritten 80, 81 und 82 ein Verarbeitungsbetrieb für eine anhaltende Fehlzündung ausgeführt. Eine Erfassungsberechnung für eine anhaltende Fehlzündung wird durchgeführt nach den oben erwähnten Ausdrücken (2.2), (2.3) und (2.4).

Danach werden die Verarbeitungen des Flußplans von Fig. 8 ausgeführt. Das heißt, in der Routine wird erfaßt, wieviele Male die intermittierende oder anhaltende Fehlzündung aufgetreten ist, während die Zündung 1000mal durchgeführt wird, und, wenn eine Fehlzündung aufgetreten ist bei einem Zylinder, eine vorbestimmte Anzahl von Malen, wird bestimmt, daß eine Fehlzündung tatsächlich in dem Zylinder aufgetreten ist.

In Schritt 83 wird erfaßt, ob oder ob nicht die Zündung 1000mal durchgeführt ist. Wenn die Anzahl von Malen der Zündung weniger als 1000 ist, wird die Routine beendet. Schritte 85 bis 89 sind in einer Routine des Bestimmens, ob oder ob nicht eine intermittierende Fehlzündung aufgetreten ist. In Schritt 85 wird erfaßt, ob oder ob nicht die Anzahl von Malen einer intermittierenden Fehlzündung N_INT beispielsweise zumindest zwanzig (20) ist. Wenn sie weniger als zwanzig (20) ist, dann wird Schritt 90 bewirkt. Der Wert "zwanzig (20)" ist zum Bestimmen eines Fehlzündungsanteils. In diesem Ball wird er bestimmt als mehr als 0,2% der Fehlzündungsrate.

Als nächstes in Schritt 86 wird einer der Fehlzündungszylinder, welcher der größte in der Anzahl von Malen der Fehlzündung N_INTj (j = 1, 2, 3, 4) ist, gewählt, und seine Anzahl von Malen der Fehlzündung wird auf N_INTmax gesetzt. Wenn N_INTmax 20 in Schritt 87 und N-N_INTmax < 10 in Schritt 88 ist, dann wird Schritt 89 bewirkt. In Schritt 89 bestimmt, daß eine intermittierende Fehlzündung tatsächlich aufgetreten ist bei dem Zylinder, dessen Anzahl von Malen der Fehlzündung N_INTmax ist. Das heißt, Schritt 88 ist zum Verbessern der Erfassung bezüglich der Zuverlässigkeit durch Anwenden eines Verfahrens in dem nur, wenn ein Zylinder hoch im Fehlzündungsanteil ist, und die übrigen Zylinder niedrig im Fehlzündungsanteil sind, bestimmt wird, daß eine Fehlzündung tatsächlich in dem einen Zylinder aufgetreten wird. In ähnlicher Weise, wie bei der oben beschriebenen Routine, sind Schritte 90 bis 94 in einer Routine des Entscheidens, ob oder ob nicht eine andauernde Fehlzündung aufgetreten ist. Darauf wird die Routine im Flußplan von Fig. 9 ausgeführt. In Schritt 95 wird bestimmt, ob eine intermittierende oder andauernde Fehlzündung aufgetreten ist. Abhängig von den Resultaten der Bestimmung wird die Alarmlampe in Schritt 96 eingeschaltet und ausgeschaltet in Schritt 97. In Schritt 98 werden die Zähler zurückgesetzt (N_INT, N_INTj, N_CNT und N_CNTj), um so fertig zu sein für den folgenden Fehlzündungserfassungsbetrieb.

Wie oben beschrieben, hat die Fehlzündungserfassungsvorrichtung zum Erfassen von Fehlzündungen in einem Motor durch Erfassen von Variationen in der Drehzahl des Motors nach der vorliegenden Erfindung die Einrichtung zum Erfassen einer anhaltenden Fehlzündung im Motor und die Einrichtung zum Erfassen intermittierender Fehlzündungen darin. Somit ist die Vorrichtung hoch in der Fehlzündungserfassungsfunktionstüchtigkeit.

Weiterhin gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die oben beschriebenen Ausdrücke (1.2), (1.3) und (1.4) benutzt, um das Auftreten einer intermittierenden Fehlzündung zu erfassen oder die oben beschriebenen Ausdrücke (2.2), (2.3) und (2.4) benutzt, um das Auftreten einer anhaltenden Fehlzündung zu erfassen. Außerdem ist die Erfassung von Fehlzündungen frei von den Effekten der Dimensionsfehler der Segmente bei dem Drehzahlerfassungssensor. Somit ist die Erfassung stark verbessert in ihrer Genauigkeit.

Weiterhin gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden eine anhaltende Fehlzündung und eine intermittierende Fehlzündung separat erfaßt in einem vorbestimmten Erfassungsintervall und für sowohl eine anhaltende Fehlzündung und eine intermittierende Fehlzündung wird ein Fehlzündungsanteil entschieden für jeden Zylinder, um somit endgültig den Zylinder zu bestimmen, bei dem eine Fehlzündung tatsächlich aufgetreten ist, was positiv die Schwierigkeit eliminiert, daß, obwohl der Motor zufriedenstellend läuft, eine Fehlzündungsbestimmung irrtümlicherweise gemacht wird, als ob eine Fehlzündung in dem Motor aufgetreten wäre, da das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt.

Claims

1. Fehlzündungserfassungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit:

a) einer Periodenerfassungseinrichtung (3) zum Erfassen von Perioden (T(i)) eines Sensorausgangssignals mit einem auf der Kurbelwelle angebrachten Rotor (32), der Segmente (A, B) aufweist, und einem Sensor (31), der die Segmente des Rotors erfaßt;
b) einer Erfassungseinrichtung (5) zum Erfassen einer andauernden Fehlzündung nach einem ersten Verfahren (2.2, 2.3, 2.4) auf der Grundlage der erfaßten Perioden (T(i), T(i-2));
c) einer Erfassungseinrichtung (5) zum Erfassen des Auftretens vereinzelter Fehlzündungen nach einem zweiten (1.2, 1.3, 1.4), vom ersten verschiedenen Verfahren auf der Grundlage der erfaßten Perioden (T(-i), T(i-1));
d) einer Entscheidungseinrichtung (5) zum Entscheiden auf eine tatsächlich aufgetretene Fehlzündung, wenn eine andauernde oder eine vereinzelt auftretende Fehlzündung erfaßt wurde.

2. Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer andauernden Fehlzündung eine Arithmetikeinrichtung zum Berechnen einer Abweichung in der Periode von ein und demselben Segment des Rotors beinhaltet.

3. Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arithmetikeinrichtung die Abweichung S_CNT(i) aus dem folgenden Ausdruck berechnet: wobei T(i) die Periode und c die Anzahl von Zylindern ist;
und eine Differenz ΔS_CNT(i) davon aus dem folgenden Ausdruck berechnet:ΔS_CNT(i) = S_CNT(i) - S_CNT(i-c/2),und das Auftreten einer andauernden Fehlzündung entscheidet, wenn der folgende Fehlzündungsentscheidungsausdruck erfüllt ist:ΔS_CNT(i) f(L, N)wobei f(L, N) die Funktion einer Last (L) und der Drehzahl (N) ist, wenn der Motor in Betrieb ist.

4. Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Auftretens vereinzelter Fehlzündungen eine Arithmetikeinrichtung zum Berechnen einer Abweichung in der Umdrehungsperiode entsprechend der Reihenfolge der Verbrennung der Zylinder umfaßt und einen Fehlzündungserfassungsschwellwert für diese Zylinder verwendet.

5. Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arithmetikeinrichtung die Abweichung S_INT(i) aus dem folgenden Ausdruck berechnet: wobei T(i) die Periode ist und c die Anzahl von Zylindern ist, und den Fehlzündungsentscheidungsschwellwert Th_j(i) aus dem folgenden Ausdruck berechnet:Th_j(i) = (1-k) Th_j(i-1) + k S_INT(i)wobei Th_j(i-1) ein Mittelwert der Abweichung ist, 0 < k < 1 und j der Index für einen Zylinder J ist, und das Auftreten einer vereinzelten Fehlzündung entscheidet, wenn der folgende Fehlzündungsentscheidungsausdruck erfüllt ist:S_INT(i) Th_j(i-1) + g(L, N)wobei g(L, N) die Funktion einer Last (L) und der Drehzahl (N) ist, wenn der Motor in Betrieb ist.

6. Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine andauernde Fehlzündung und eine vereinzelt auftretende Fehlzündung separat erfaßt werden während eines Erfassungsintervalls entsprechend einer vorbestimmten Anzahl von Zündungen oder einer vorbestimmter Zeitspanne und das Auftreten einer Fehlzündung entschieden wird, wenn eine vorbestimmte Anzahl von andauernden Fehlzündungen oder vereinzelt auftretenden Fehlzündungen erfaßt worden ist.

7. Fehlzündungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dann auf die tatsächlich aufgetretene Fehlzündung entschieden wird, wenn die Anzahl der Fehlzündungen in dem Zylinder, für den die größte Anzahl von Fehlzündungen erfaßt wurde, gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, und die Summe der Anzahlen der Fehlzündungen der übrigen Zylinder gleich oder kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.