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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Erkennung von Zündaussetzern
bei Verbrennungsmotoren, und sie betrifft insbesondere verschiedene
Schwellwertstrategien zum Erkennen von Zündaussetzern.
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Hintergrund
der Erfindung
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Moderne
Verbrennungsmotoren arbeiten unter der Regie elektronischer Steuersysteme.
Ein Vorteil elektronischer Steuersysteme besteht darin, dass sie
verwendet werden können,
um einen Verbrennungsaussetzer bzw. eine mangelhafte Verbrennung eines
Luft/Kraftstoff-Gemisches in einem Zylinder festzustellen. Beispiele
für Systeme
zur Erkennung von Zündaussetzern
bei Verbrennungsmotoren umfassen die in US5509302 und US5452604
offenbarten Systeme, wo die Erken nung von Zündaussetzern auf einer Schwankung
in der Kurbelwellendrehung basiert.
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Es
gibt zwar viele Möglichkeiten
zum Erkennen von Zündaussetzern,
aber es wurde kein Verfahren entwickelt, einen Zündaussetzer unter allen Fahrzeugbetriebsbedingungen
zu erkennen. Bei vielen Systemen nach dem Stand der Technik wurde
die Motorgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung gemessen und der
Zündaussetzer
anhand der Tatsache vorhergesagt, dass Motorgeschwindigkeit und/oder
-beschleunigung außerhalb
eines der normalen Verbrennung zuzuschreibenden Verhaltens liegen.
In 1 ist ein typisches bekanntes System zum Messen
des Motorverhaltens veranschaulicht, mit dem die Motorgeschwindigkeit
und/oder -beschleunigung beobachtet werden. Das System umfasst eine
von der Kurbelwelle eines Motors angetriebene Codierscheibe 101.
Ein Sensor 103, wie zum Beispiel einer von veränderlicher
Reluktanz, ist so angebracht, dass er eine radiale Bewegung der
von dem Motor angetriebenen Codierscheibe 101 erfasst,
die von dem Sensor 103 in ein Signalverarbeitungssystem 107 eingespeist
wird. Wie oben erwähnt,
kann das Signalverarbeitungssystem 107 auf das Geschwindigkeits-
oder Beschleunigungsverhalten des Signals 105 oder auf
beides reagieren. Ein Hinweis auf einen Zündaussetzer wird als Zündaussetzersignal 109 bereitgestellt,
wenn die Motorgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung außerhalb des
einer normalen Verbrennung zuzuschreibenden Verhaltens liegt.
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Im
Allgemeinen funktioniert die oben beschriebene Methode nach dem
Stand der Technik nicht gut unter allen Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die
neueren Emissionsgesetze verlangen das Erkennen von Zündaussetzern über einen
immer weiteren Bereich von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Besonders schwierig
ist es, einen Zündaussetzer
zu erkennen, wenn die Kraftübertragung
des Antriebsstrangs eine Störung
verursacht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
das auf eine Störung
der Kraftübertragung zurückzuführende Geschwindigkeits-
und/oder Beschleunigungsverhalten des Motors sich genauso verhalten
kann wie ein Zylinder mit einem Zündaussetzer. Die Perturbation
bzw. Störung
der Kraftübertragung
kann von vielen Quellen verursacht werden. Eine Quelle ist ein schlechter
Straßenzustand,
wie er zum Beispiel vorliegt, wenn man über ein Schlagloch fährt.
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2 ist
eine grafische Darstellung eines Beispiels für eine Wellenform, die das
Beschleunigungsverhalten einer Motorkurbelwelle veranschaulicht,
während
ein Fahrzeug über
ein Schlagloch fährt.
Eine Beschleunigungswellenform 201 ist repräsentativ
für das
Beschleunigungsverhalten einer Motorkurbelwelle über einen Zeitraum von mehreren Sekunden.
Eine Bezugsachse stellt eine durchschnittliche Beschleunigung der
Motorkurbelwelle dar. Während
einer korrekten Verbrennung wird die Beschleunigungswellenform nahe
null bleiben, während
einer unkorrekten bzw. unvollständigen
Verbrennung wird die Beschleunigungswellenform in einen negativen
Abschnitt 207 der Grafik übergehen, und während eines
durch den Antriebsstrang verursachten Rauschens wird die Beschleunigung,
wie nachfolgend kurz beschrieben, sowohl in eine positive als auch
in eine negative Richtung gehen. Bei einem typischen System zum
Erkennen von Zündaussetzern
ist eine Schwelle 209 gesetzt. Wenn die Beschleunigungswellenform
in eine negative Richtung über
die festgelegte Schwelle 209 hinausgeht, dann wird ein
Zündaussetzer
angezeigt. Das Bezugszeichen 211 bezeichnet einen Abschnitt der
Beschleunigungswellenform 201, der ein Fehlzündungsverhalten
anzeigt.
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Wenn
das zu diesem Motor gehörige
Fahrzeug über
ein Schlagloch fährt,
kommt es zu einer großen
Störung
im Beschleunigungsverhalten der Motorkurbelwelle. Es sei angemerkt,
dass diese Störung
eine bipolare Charakteristik hat, d. h. sie erstreckt sich sowohl
in den positiven Abschnitt 205 der Grafik als auch in den
negativen Abschnitt 207 der Grafik. Diese Störung wird
zum Teil durch eine Schwingung des Antriebsstrangs des Fahrzeugs
verursacht, die durch das Überqueren
des Schlaglochs ausgelöst
wird. Von speziellem Interesse ist ein Abschnitt 213 der
Beschleunigungswellenform 213, der die Zündaussetzerschwelle 209 im
Zusammenhang mit der Störung
durch das Schlagloch überschreitet. Dem
System zum Erkennen von Zündaussetzern würde dies
als Fehlzündungszustand
erscheinen, wenn dies vielleicht gar nicht der Fall ist. Bekannte Lösungen dieses
Problems bestanden darin, einen separaten am Fahrzeug angebrachten
Sensor zu haben, um abrupte Schwingungen der Fahrzeugkarosserie
zu erfassen und das System zum Erkennen von Zündaussetzern abzuschalten.
Dies ist nicht nur eine in wirtschaftlicher Hinsicht kostspielige
Lösung,
sondern auch unzuverlässig
und für
Fahrzeugbauer schwieriger wegen des separaten Sensors.
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Ein
weiteres Problem bei bekannten auf der Beschleunigung basierenden
Systemen zum Erkennen von Zündaussetzern
ist die Schwierigkeit, zu erkennen, welcher Zylinder den Zündaussetzer
hat. von der Motorkurbelwelle hergeleitete Beschleunigungswellenformen
sind von Haus aus verrauscht. Ferner ist bei normalem Verbrennungsverhalten
sowie bei einer durch Steifigkeit und verschiedene Trägheitsmomente
der Motorkurbelwelle verursachten Torsionsschwingung ein starkes
Spektralverhalten festzustellen, das im Wesentlichen über dem
einem Zündaussetzer
zuzuschreibenden Spektralverhalten liegt. Deshalb wird das von der
Motorkurbelwelle erhaltene Beschleunigungssignal oft mit einem Tiefpassfilter
spektralgefiltert. Um wirksam zu sein, muss der Tiefpassfilter oft
anhand verschiedener gemessener Motorbetriebsbedingungen wie zum
Beispiel Drehzahl und Last richtig eingestellt werden. Ein Beispiel
für diese
Art des Filterns des Beschleunigungssignals wurde in dem US-Patent
Nr. 5,515,720 beschrieben. Weil das Tiefpassfiltern unter Umständen beachtlich
sein muss (im Hinblick auf die spektrale Nähe zu den Zündaussetzerspektren), kann
das Tiefpassfiltern die Ermittlung des Zylinders mit dem Zündaussetzer
verschleiern. Ein Beispiel dafür
ist in 3 veranschaulicht.
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3 zeigt
verschiedene das Beschleunigungsverhalten einer Motorkurbelwelle
kennzeichnende Wellenformen. Diese Wellenformen wurden tiefpassgefiltert,
um durch Systemrauschen, normales Verbrennungsverhalten und Torsionsverhalten der
Kurbelwelle verursachte Spektren auszuschalten. Eine erste Beschleunigungswellenform 301 wird mit
einem Tiefpassfilter gefiltert, der so eingestellt ist, dass er
Spektren über
einem Zyklus pro Motorumdrehung aussondert. Den Tiefpassfilter so
einzustellen, dass er Spektren über
einem zehntel Zyklus pro Motorumdrehung aussondert, ist nützlich,
wenn der Motor bei einer sehr hohen Drehzahl arbeitet, wenn das durch
mechanische Komponenten verursachte Systemrauschen sehr hoch ist.
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Die
Bezugslinien 305 veranschaulichen die Steuerung der Erfassung
von Beschleunigungsdaten-Abtastwerten von der Motorkurbelwelle durch das
in 1 dargestellte System, und das Bezugszeichen 209 zeigt
die früher
beschriebene Zündaussetzerschwelle.
Die hier dargestellte Geschwindigkeit der Erfassung von Beschleunigungsdaten-Abtastwerten
ist bedeutend langsamer als die tatsächliche Beschleunigungsdaten-Abtastgeschwindigkeit des
in 1 dargestellten Systems. Jede Bezugslinie gibt
eine Beschleunigungsmessung zum Zeitpunkt des Expansions- bzw. Arbeitshubs
jedes Zylinders an. Dies geschieht zur Minimierung der zur Verarbeitung
der erfassten Beschleunigungsdaten notwendigen Ressourcen. Ein Beispiel
für diese
Methode der Dezimierung von Beschleunigungsdaten-Abtastwerten wurde
in dem US-Patent Nr. 5,508,927 beschrieben. In der Grafik von 3 repräsentiert jede
der Bezugslinien 305 ein Zündereignis eines einzelnen
Zylinders in einem Mehrzylindermotor. Leider überschreiten die beiden gefilterten
Beschleunigungswellenformen 301 und 303 die Zündaussetzerschwelle 209 über viele
Zylinderzündungen
hinweg. Dies würde
im Allgemeinen anzeigen, dass es bei vielen Zylindern Zündaussetzer
gibt, wenn dies vielleicht gar nicht der Fall ist. In der Tat findet
im Rahmen dieser aktuellen Daten ein Zündaussetzer in Übereinstimmung
mit der Bezugslinie 307 statt.
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Die
US-A-5 365 780 beschreibt ein System zum Erkennen von Zündaussetzern
bei einem Verbrennungsmotor. Dort versucht das System, das Problem
zu überwinden,
dass ein Zylinder einen "Mitnahmeeffekt" auf die Beschleunigungswerte
der benachbarten normal zündenden
Zylinder ausübt.
Das System verwendet die Leistungsverlustwerte und vergleicht sie
mit bestimmten Leistungsverlust-Schwellwerten.
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Es
wird also ein verbessertes Verfahren zum Erkennen von Zündaussetzern
mit einer verbesserten Schwellwertstrategie benötigt, die das Erkennen von
Zündaussetzern über einen
weiteren Bereich an Fahrzeugbetriebsbedingungen ermöglicht.
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Beschreibung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
wird ein Verfahren zum Erkennen von Zündaussetzern nach Anspruch
1 und ein System zum Erkennen von Zündaussetzern nach Anspruch
7 bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand
der Unteransprüche
2 bis 6.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein System-Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines typischen Systems
zum Messen des Motorverhaltens nach dem Stand der Technik;
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2 ist
eine Grafik einer das Verhalten der Motorkurbelwelle kennzeichnenden
Beschleunigungswellenform, die durch ein verbrennungsbedingtes Drehmoment
und andere Verhaltensweisen des Antriebsstrangs einschließlich einer
Störung
aufgrund einer unebenen Straßenoberfläche verursacht wurde;
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3 ist
eine grafische Darstellung verschiedener tiefpassgefilterter Beschleunigungswellenformen
der Motorkurbelwelle;
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4 ist
ein System-Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer allgemeinen
Konfiguration einer bevorzugten Ausführungsform;
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5 ist
ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung verschiedener Verfahrensschritte
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung; und
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6 ist
ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung verschiedener Verfahrensschritte
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Zündaussetzern
umfasst mehrere zugehörige
Techniken zur Verbesserung der Messung des Fehlzündungsverhaltens über einen
weiteren Bereich an Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die angewandte
Technik hängt
davon ab, ob das Fehlzündungsverhalten
intermittierend (ein weicher Zündaussetzer)
oder regelmäßig (ein
harter Zündaussetzer)
aufzutreten scheint.
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Für den Fall
eines weichen Zündaussetzers (zum
Beispiel eine durch ein Schlagloch verursachte Störung der
Kraftübertragung)
wird die in 2 dargestellte Beschleunigungswellenform 201 der
Motorkurbelwelle beobachtet, um festzustellen, ob das Beschleunigungsverhalten 215 eine
Rauschabschaltschwelle 217 überschreitet. Da die durch
das Schlagloch verursachte Störung
der Kraftübertragung
ein bipolares Verhalten hat, wird die Beschleunigungswellenform 201 die
Rauschabschaltschwelle 217 überschreiten. Wenn dieses Verhalten
festgestellt wird, wird eine Strategie für weiche Zündaussetzer abgeschaltet, bis
die Störung 215 verschwindet.
Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, dass man prüft, ob eine
Größe eines
Beschleunigungsdaten-Abtastwerts
aus der kontinuierlich erfassten Beschleunigungswellenform 201 eine
in dem positiven Abschnitt 205 der in 2 dargestellten
Grafik liegende Rauschabschaltschwelle 217 überschreitet
oder nicht. wenn sie die Rauschabschaltschwelle überschreitet, dann wird die
Strate gie für
weiche Zündaussetzer deaktiviert,
bis die Störung 215 unter
die Rauschabschaltschwelle 217 fällt. Immer wenn also die Beschleunigung
eine Rauschabschaltschwelle 217 überschreitet, kann das System
für eine
bestimmte Zeit keine Zündaussetzer
melden. Damit wird verhindert, dass die ins Negative gehende Hälfte des
Rauschimpulses 213 als Fehlzündungsverhalten erkannt wird.
Andere Methoden zur Erkennung des Rauschens als die später ausführlich beschriebene
Methode mit der Rauschabschaltschwelle können ebenfalls verwendet werden,
um Störungen
der Kraftübertragung
und andere möglicherweise
fehlzündungsartige
Verhaltenweisen zu erkennen. Zum Beispiel könnte eine Schätzung einer
starken Zunahme an Spektralenergie in den Beschleunigungsdaten-Abtastwerten verwendet
werden. Dabei kann es sich um die Messung einer breitbandigen oder
schmalbandigen Energiezunahme handeln.
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Für den Fall
eines harten Zündaussetzers (zum
Beispiel ein Ausfall des Zündkreises,
wo der Tiefpassfilter den Zylinder mit dem Zündaussetzer ausblendet) wird
die in 3 dargestellte Beschleunigungswellenform 301 oder 303 der
Motorkurbelwelle beobachtet, um den niedrigsten Wert unter der Zündaussetzerschwelle 209 zu
finden. Dieser niedrigste Wert, der hier auf die Bezugslinie 307 fällt, wird der
Adresse des Zylinders mit dem Zündaussetzer entsprechen.
Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, dass man prüft, ob eine
Größe eines
zeitlich mittleren Beschleunigungsdaten-Abtastwertes einer ungeraden Zahl von
zeitlich geordneten, fortlaufend von der Motorkurbelwelle erfassten
Beschleunigungsdaten-Abtastwerten eine Größe hat, die kleiner ist als
die Zündaussetzerschwelle
und kleiner als eine Größe mindestens
eines ersten und eines letzten Beschleunigungsda ten-Abtastwertes
der ungeraden Zahl von zeitlich geordneten Beschleunigungsdaten-Abtastwerten.
Dann wird die Zahl der erkannten Zündaussetzer gezählt. Wenn
eine vorbestimmte Zahl von Zündaussetzern
für den
speziellen Zylinder mit dem Zündaussetzer
gezählt
wurde, wird ein Zündaussetzer
angezeigt.
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Um
die Schlüsselaspekte
einer bevorzugten Ausführungsform
besser zu verstehen, werden mehrere neue Figuren eingeführt.
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4 ist
ein System-Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer allgemeinen
Konfiguration eines Systems zum Erkennen von Zündaussetzern mit der neuen
Methode der Ermittlung von Schwellenwerten. Dabei werden abgetastete
Daten oder ein digital implementierter Ansatz verwendet. Die in 4 dargestellten
Schritte werden mit Hilfe eines Allzweck-Controllers ausgeführt, der
in das Signalverarbeitungssystem 107 von 1 eingebettet
ist, das zur digitalen Signalverarbeitung in der Lage ist. Vorzugsweise
ist der Allzweck-Controller mikroprogrammiert, um die verschiedenen
dargestellten Schritte auszuführen.
Alternativ kann auch eine fest verdrahtete Logikschaltung oder eine
andere Einrichtung verwendet werden.
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In
einem ersten Schritt 401 wird ein Zeitintervall zwischen
jedem der Codier-Targets oder -Zähne gemessen,
wenn sich die Codierscheibe 101 dreht. In Schritt 403 werden
dann die gemessenen Zeitintervalle zum Berechnen einer Winkelgeschwindigkeit der
Codierscheibe 101 verwendet. Als Nächstes wird in Schritt 405 die
Geschwindigkeit gefiltert, um durch Systemrauschen, das normale
Verbrennungsverhalten und das Torsionsverhalten der Kurbelwelle
verursachte Spektren im Wesentlichen zu entfernen. Vorzugsweise
wird dieser Filtervorgang in Schritt 405 mit Hilfe eines
Tiefpassfilters erreicht, der ein in Abhängigkeit von der gemessenen
Motorlast und/oder Motordrehzahl programmierbares Filtervermögen hat. Ein
Beispiel für
diese Art von Tiefpassfilter ist in dem US-Patent Nr. 5,515,720
zu finden.
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Als
Nächstes
wird in Schritt 407 eine Beschleunigung der Codierscheibe 101 in
Abhängigkeit von
der gefilterten Geschwindigkeit aus Schritt 405 durch Berechnung
ermittelt. In Schritt 409 wird dann die ermittelte Beschleunigung
mit Hilfe eines Medianfilters gefiltert. Vorzugsweise ist der Medianfilter
in Schritt 409 in Abhängigkeit
von Motorlast und/oder Motordrehzahl gemäß dem US-Patent Nr. 5,515,720 programmierbar.
Die Hauptaufgabe des Medianfilters 409 besteht darin, sehr
niederfrequentes Verhalten aus der Beschleunigung zu entfernen.
Dazu können Störungen der
Kraftübertragung
gehören,
wie sie zum Beispiel beim Fahren über ein Schlagloch auftreten.
In der Praxis entfernt der Medianfilter nicht genügend Störung der
Kraftübertragung,
um beim Erkennen von Zündaussetzern
allen Emissionsvorschriften gerecht zu werden. Bis zu diesem Punkt
in dem Verfahrensablauf wird jeder Codierzahn durch die Signalverarbeitungsschritte 401–409 verarbeitet.
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Als
Nächstes
wird der Verfahrensablauf in zwei Wege aufgeteilt, um ganz unterschiedliche
Arten von Fehlzündungsverhalten – harte
Zündaussetzer
und weiche Zündaussetzer – wirksam
zu erkennen und zu verarbeiten. In einem Schritt 411 bei
harten Zündaussetzern
werden in einem Schritt der gefensterten Erkennung von Spitzen alle
Beschleunigungsdaten-Abtastwerte außer dem negativsten Beschleunigungsdaten-Abtastwert
in einem programmierbaren Fenster um den Zündabschnitt jedes Verbrennungszyklus
des Zylinders herum dezimiert bzw. wahlweise entfernt. Einzelheiten
einer Methode, mit der dies erreicht wird, finden sich in dem US-Patent Nr.
5,508,927. Zweck dieses Schrittes 411 ist die Minimierung
der Ressourcen, die in Nachverarbeitungsschritten erforderlich sind,
um in Schritt 417 einen Zündaussetzer zu erkennen. Der
Ausgang des Schrittes der gefensterten Erkennung von Spitzen wird
als Beschleunigungsdaten-Abtastwerte bei harten Zündaussetzern
bezeichnet.
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In
einem Schritt bei weichen Zündaussetzern wird
eine Musterlöschung
durchgeführt,
um identifizierbares Spektralverhalten bei einem halben Zyklus pro
Umdrehung und Oberschwingungen desselben bei der Motorkurbelwelle
zu eliminieren. Das Verhalten bei einem Zyklus pro Umdrehung bzw.
das Verhalten erster Ordnung kann zumindest teilweise einem Ungleichgewicht
in der Kolbenmasse zuzuschreiben sein, das darauf zurückzuführen ist,
dass einzelne Zylinder eine unterschiedliche Masse haben. Ein Ungleichgewicht
in der Kolbenmasse kann sich in den Beschleunigungsdaten-Abtastwerten
mit einer Periodizität
von einem Zyklus pro Umdrehung manifestieren. Halbordnungseffekte
umfassen das Verbrennungsungleichgewicht zwischen Zylindern und
können
sich in den Beschleunigungsdaten-Abtastwerten mit einer Periodizität von einem
halben Zyklus pro Umdrehung manifestieren. Das Entfernen dieser
identifizierbaren Verhaltensweisen vor der Dezimierung und Erkennung
von Zündaussetzern
kann die Fähigkeit
zum Erkennen von Zündaussetzern
bedeutend verbessern. Einzelheiten der Methode der Musterlöschung finden
sich in dem US-Patent Nr. 5,804,711.
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Als
Nächstes
werden in Schritt 415 in einem weiteren Schritt der gefensterten
Erkennung von Spitzen alle Be schleunigungsdaten-Abtastwerte mit Ausnahme
des negativsten Beschleunigungsdaten-Abtastwertes in einem programmierbaren
Fenster um den Zündabschnitt
jedes Verbrennungszyklus eines Zylinders herum für den Prozess der Erkennung
weicher Zündaussetzer
dezimiert bzw. wahlweise entfernt.
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In
Schritt 417 werden dann die Beschleunigungsdaten-Abtastwerte sowohl
harter als auch weicher Zündaussetzer
nach dem in 5 und 6 veranschaulichten
Verfahren weiter verarbeitet.
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5 ist
ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung verschiedener Verfahrensschritte
zum Schwellwert-Management,
um Zündaussetzer
anzuzeigen, die bei den Beschleunigungsdaten-Abtastwerten weicher
Zündaussetzer
erkannt wurden. Eine Routine 500 ist in den bereits erwähnten Allzweck-Mikrocontroller
mikrocodiert und beginnt in Schritt 501. In Schritt 503 wartet
das Verfahren auf einen nächsten
Beschleunigungsdaten-Abtastwert aus dem Strom von Beschleunigungsdaten-Abtastwerten weicher
Zündaussetzer.
Wenn der nächste
Beschleunigungsdaten-Abtastwert empfangen wird, wird in Schritt 505 eine
Zündaussetzerschwelle
ermittelt. Die Zündaussetzerschwelle
ist im Allgemeinen eine negative Zahl und wird vorzugsweise als Funktion
von Motorlast, Motordrehzahl und Getriebegang ermittelt.
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Als
Nächstes
wird geprüft,
ob eine Größe des aktuellen
Beschleunigungsdaten-Abtastwertes eine Amplitude kleiner als die
ermittelte Zündaussetzerschwelle
hat oder nicht. Wenn die Größe des Beschleunigungsdaten-Abtastwertes
einen Wert kleiner als die Zündaussetzerschwelle
hat, dann wird ein Test 509 ausgeführt.
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Bei
dem Test 509 prüft
das Verfahren, ob ein Rauschabschaltflag gesetzt ist oder nicht.
Das Rauschabschaltflag könnte
schon früher
aufgrund der Erfassung eines Rauschens über der bereits erwähnten Rauschabschaltschwelle 217 gesetzt
worden sein. Wenn das Rauschabschaltflag gesetzt ist, dann wird
der Prozess der Erkennung eines weichen Zündaussetzers abgebrochen. Das
Rauschabschaltflag dient zum Verknüpfen des Beschleunigungsermittlungsprozesses
in Abhängigkeit
von der Messung einer signifikanten Störung der Kraftübertragung
gemäß obiger
Beschreibung.
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Wenn
das Rauschabschaltflag nicht gesetzt ist, wird in Schritt 511 die
Größe des Beschleunigungsdaten-Abtastwertes
geprüft,
um zu sehen, ob er ein lokales Minimum darstellt. Ein lokales Minimum wird
ermittelt durch Vergleichen von Beschleunigungsdaten-Abtastwerten
aus einer ungeraden Zahl aufeinander folgender Beschleunigungsdaten-Abtastwerte.
Wenn ein zeitzentrierter bzw. zeitlich mittlerer Abtastwert eine
Größe hat,
die kleiner ist als eine Größe des ersten
und dritten Abtastwertes, wurde ein lokales Minimum festgestellt.
Wenn es also drei Beschleunigungsdaten-Abtastwerte gibt und der zweite
Beschleunigungsdaten-Abtastwert eine Größe hat, die kleiner (negativer)
ist als der erste und der dritte Beschleunigungsdaten-Abtastwert,
dann wird ein lokales Minimum erklärt und der Zylinder mit dem Zündaussetzer
kann als der Zylinder identifiziert werden, der in Übereinstimmung
mit dem zweiten Abtastwert zündet.
Gewünschtenfalls
können
auch von Drei verschiedene, ungeradzahlige Abtastwerte verwendet
werden. Der Test mit dem lokalen Minimum kann entweder auf einem
Vergleich des mittleren Abtastwertes mit den verbleibenden äußersten
Abtastwerten oder mit allen übrigen
ungeradzahligen Abtastwerten beruhen. Wie oben beschrieben, stellt
dieses lokale Minimum einen durch den Zylinder mit dem Zündaussetzer
verursachten Beschleunigungsdaten-Abtastwert dar. Wenn ein lokales
Minimum festgestellt wurde, dann wird nach der Analyse in Schritt 513 für den aktuellen
Zylinder ein Zündaussetzer
angezeigt.
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Die
Routine 500 wird dann iteriert, bis der Test in Schritt 507 zu
einer Anzeige "Nein" führt. Wenn
die Größe des aktuellen
Beschleunigungsdaten-Abtastwertes keine Größe mit einem Wert kleiner als
die Zündaussetzerschwelle
hat, dann wird Schritt 515 ausgeführt.
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In
Schritt 515 wird eine Rauschabschaltschwelle ermittelt.
Im Allgemeinen ist diese Rauschabschaltschwelle eine positive Zahl
und ist vorzugsweise eine Funktion der Motorlast und/oder Motordrehzahl
und/oder des Getriebeganges.
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Als
Nächstes
wird in Schritt 517 geprüft, ob die Größe der aktuellen
Beschleunigungsdaten-Abtastwerte einen Wert größer als die Rauschabschaltschwelle
hat oder nicht. Wenn die Größe des Beschleunigungsdaten-Abtastwertes
einen Wert größer als
die Rauschabschaltschwelle hat, dann wird Schritt 519 ausgeführt.
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In
Schritt 519 wird das Rauschabschaltflag für eine bestimmte
Zeitdauer gesetzt. Diese bestimmte Zeitdauer kann abhängig sein
von einer Anzahl von Zündereignissen
oder kann eine voreingestellte feste Zeitdauer sein und ist zumindest
teilweise abhängig
von empirischen Faktoren im Zusammenhang mit dem Motor, dem Antriebsstrang
und der Fahrzeuganwendung. Wie oben erwähnt, ist die Zeit, in der das
Rauschabschaltflag gesetzt ist, abhängig von der Zeit, in der die
Kurbelwelle stört
bzw. schwingt. Wenn die Größe des Beschleunigungsdaten-Abtastwertes
keinen Wert größer als
die Rauschabschaltschwelle hat, dann wird die Routine 500 ab
Schritt 503 wiederholt. Mit Hilfe des oben genannten Verfahrens
ist es möglich,
die Fahrzeugbetriebsbedingungen, unter denen das System zum Erkennen
von Zündaussetzern
Zündaussetzer
erkennen wird, auszudehnen. Der Grund dafür ist die Gewährleistung,
dass das Erkennen von Zündaussetzern
bis zu dem Punkt der Erkennung von Störungen durchgeführt werden
kann, wobei das System zum Erkennen von Zündaussetzern an diesem Punkt
vorübergehend
abschalten wird.
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6 ist
ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung verschiedener Verfahrensschritte
zum Schwellwertmanagement, um Zündaussetzer
anzuzeigen, die bei Beschleunigungsdaten-Abtastwerten harter Zündaussetzer
festgestellt wurden, und beginnt bei Schritt 601. In Schritt 603 wartet
das Verfahren auf einen nächsten
Beschleunigungsdaten-Abtastwert aus dem Strom von Beschleunigungsdaten-Abtastwerten
harter Zündaussetzer.
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Wenn
der nächste
Beschleunigungsdaten-Abtastwert empfangen wird, wird in Schritt 605 eine
Zündaussetzerschwelle
ermittelt. Wie bei der in 5 beschriebenen
Routine zum Erkennen weicher Zündaussetzer,
ist die Zündaussetzerschwelle im
Allgemeinen eine negative Zahl und wird vorzugsweise als Funktion
der Motorlast, Motordrehzahl und des Getriebeganges ermittelt.
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In
Schritt 607 wird ein Schwellenwert für die Zahl von Zündaussetzern
in Abhängigkeit
von einer mindestens teilweise empirischen Prüfung ermittelt, um einen Vertrauensfaktor
in Bezug auf die Integrität des
Beschleunigungsdaten-Abtastwertes zu ermitteln.
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Als
Nächstes
wird in Schritt 609 geprüft, ob eine Größe des aktuellen
Beschleunigungsdaten-Abtastwertes eine Amplitude kleiner als die
ermittelte Zündaussetzerschwelle
hat oder nicht. Wenn die Größe des Beschleunigungsdaten- Abtastwertes einen
Wert kleiner als die Zündaussetzerschwelle
hat, dann wird ein Test 611 ausgeführt.
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In
Schritt 611 wird geprüft,
ob die Größe des Beschleunigungsdaten-Abtastwertes
ein lokales Minimum darstellt oder nicht. Dieser Test ist dieselbe Art
Test wie der in Schritt 511 von 5 erläuterte Test.
Wenn die Größe des Beschleunigungsdaten-Abtastwertes
ein lokales Minimum gemäß Schritt 611 darstellt,
dann wird eine dem aktuellen Zylinder zuzuschreibende Zahl von Zündaussetzern
in Schritt 613 inkrementiert.
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Als
Nächstes
wird in Schritt 615 geprüft, ob die Zahl von Zündaussetzern
bei dem aktuellen Zylinder die früher ermittelte Schwelle für die Zahl
von Zündaussetzern überschreitet
oder nicht. Wenn die Zahl von Zündaussetzern
bei dem aktuellen Zylinder die Schwelle für die Zahl von Zündaussetzern überschreitet,
dann wird in Schritt 617 für den aktuellen Zylinder ein
Zündaussetzer
angezeigt, und die Routine 600 wird ab Schritt 603 iteriert.
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Wenn
sich bei dem Test in Schritt 609 ergibt, dass die Größe des Beschleunigungsdaten-Abtastwertes
nicht kleiner ist als die Zündaussetzerschwelle,
dann wird Schritt 619 ausgeführt. In Schritt 619 wird
die Zahl von Zündaussetzern
für den
aktuellen Zylinder auf null gesetzt. Natürlich hat jeder Zylinder eine
von den anderen unabhängige
Zahl von Zündaussetzern.
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Mit
Hilfe des oben genannten Verfahrens ist es möglich, die Fahrzeugbetriebsbedingungen
auszudehnen, unter denen das System zum Erkennen von Zündaussetzern
Zündaussetzer
erkennen wird. Der Grund dafür
ist die Gewährleistung,
dass harte bzw. in regelmäßigen Abständen auftretende
Zündaussetzer
leicht identifizierbar sein werden.
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Abschließend ist
zu sagen, dass oben eine verbesserte Methode zum Erkennen von Zündaussetzern
erläutert
wurde. Die verbesserte Methode umfasst eine Schwellwertstrategie,
die das Erkennen von Zündaussetzern über einen
weiteren Bereich von Fahrzeugbetriebsbedingungen ermöglicht,
indem verschiedene Verhaltensweisen einschließlich jener in Verbindung mit
harten und weichen Zündaussetzern
erkannt werden.