DE69818904T2

DE69818904T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung von Fehlzündungen in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69818904T2
Application number: DE69818904T
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Toyota-shi Aichi-ken Amano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: JPH10318033A; JP3360566B2; US5906651A; EP0880018A2; EP0880018A3; DE69818904D1; EP0880018B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen und einer entsprechenden Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen und einer entsprechenden Vorrichtung für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine.
Hintergrund der Erfindung
Da ein Zündfehler in einer fremdgezündete Maschine, eine sogenannte Fehlzündung, nachteilige Wirkungen auf die Verbrennung, die Konzentrationen von emittierten Substanzen und den Fahrkomfort hat, sind verschiedene Maßnahmen getroffen worden, um das Auftreten von Fehlzündungen zu verhindern. Trotzdem kann eine Fehlzündung aus irgendeinem Grund auftreten. Daher ist es gefordert, das Auftreten von Fehlzündungen so früh und präzise wie möglich zu erkennen.
Ein Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen in einer Brennkraftmaschine ist in der DE 195 35 094 A1 gezeigt.
Die Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. HEI 5-33717 offenbart eine Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen für eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine. Diese Vorrichtung vergleicht eine mittlere Abweichung einer mittleren Drehzahl während einem Expansionshub von aufeinanderfolgend gezündeten Zylindern mit einem ersten und einem zweiten vorgegebenen Wert (erster vorgegebener Wert < zweiter vorgegebener Wert). Wenn die mittlere Abweichung größer als der erste und der zweite vorgegebene Wert ist, wird bestimmt, dass mehrere Zylinder fehlzünden. Wenn die mittlere Abweichung größer als der erste vorgegebene Wert aber kleiner als der zweite vorgegebene Wert ist, wird bestimmt, dass nur ein Zylinder fehlzündet.
Die vorstehend genannte Vorrichtung kann das Auftreten von Fehlzündungen entweder in einem Fall, in dem ein Zylinder fehlzündet, oder in einem Fall, in dem zwei Zylinder nacheinander fehlzünden, erkennen. Die Vorrichtung kann jedoch das Auftreten von Fehlzündungen in einem Fall nicht präzise erfassen, in dem zwei Zylinder intermittierend fehlzünden, d. h. dass ein Zylinder, der zwischen den zwei Zylindern angeordnet ist, in einem normalen Verbrennungszustand ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung des vorstehend genannten Problems erstellt worden. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, die nicht nur das Auftreten von Fehlzündungen erkennen sondern auch bestimmen kann, ob einer der Zylinder fehlzündet, zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden oder zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche offenbaren weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft eine Einrichtung zum Berechnen einer Drehzahlabweichung (Drehungsabweichung) zum sequentiellen Berechnen eines Drehzahlabweichungsbetrags (Drehungsabweichungsbetrag) nacheinander gezündeter Zylinder basierend auf einem Unterschied zwischen einer Zeitdauer korrespondierend zu einem vorgegebenen Kurbelwinkel während einem Expansionshub aufeinanderfolgend gezündeter Zylinder und einer Zeitdauer korrespondierend zu einem vorgegebenen Kurbelwinkel während eines Expansionshubs eines Zylinders, der dem Zylinder in einer Zündsequenz vorhergeht; eine Einrichtung zum Bestimmen von Fehlzündungen zum Bestimmen, wenn der berechnete Drehzahlabweichungsbetrag einen ersten vorgegebenen Wert überschreitet, dass eine Drehzahlabweichung periodisch jedes Mal auftritt, wenn ein bestimmter Zylinder gezündet wird, und zum Bestimmen, wenn der Drehzahlabweichungsbetrag einen zweiten vorgegebenen Wert überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Wert ist, dass die Drehzahlabweichung aus Fehlzündungen resultiert; eine Einrichtung zum Spezifizieren eines Zylinders zum Spezifizieren eines Zylinders, der der Drehzahlabweichung unterliegt, die durch die Einrichtung zum Bestimmen von Fehlzündungen beurteilt wird, dass sie aus einer Fehlzündung resultiert; und einer Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsform zum Bestimmen, ob nur der Zylinder, der durch die Einrichtung zum Spezifizieren des fehlgezündeten Zylinders spezifiziert ist, fehlzündet, der spezifizierte Zylinder und ein Zylinder, der einen Expansionshub unmittelbar nach dem spezifizierten Zylinder durchläuft, nacheinander fehlzünden, oder der spezifizierte Zylinder und ein anderer Zylinder als der, der einen Expansionshub unmittelbar nach dem spezifizierten Zylinder durchläuft, intermittierend fehlzünden, durch Vergleichen eines Drehzahlabweichungsbetrags des Zylinders, der durch die Einrichtung zum Spezifizieren eines fehlgezündeten Zylinders spezifiziert ist, mit Drehzahlabweichungsbeträgen von mindestens zwei Zylindern, die einen Expansionshub unmittelbar nach dem spezifizierten Zylinder durchlaufen.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft ein Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen entsprechend der Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Daher ermöglicht die vorliegende Erfindung es, präzise zu bestimmen, ob einer der Zylinder fehlzündet, zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden oder zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden.
Des Weiteren kann die Einrichtung zum Bestimmen von Fehlzündungen gemäss dem ersten Aspekt eine Einrichtung zum vorübergehenden Bestimmen von Fehlzündungen zum vorübergehenden Bestimmen, wenn der Drehzahlabweichungsbetrag den ersten vorgegebenen Wert überschreitet, dass die Drehzahlabweichung aus Fehlzündungen resultiert; eine Einrichtung zum vorübergehenden Bestimmen einer Erfassung eines Entstehungsintervalls der Drehzahlabweichung zum Erfassen eines Entstehungsintervalls der Drehzahlabweichung, die vorübergehend als aus einer Fehlzündung resultierend beurteilt ist; eine Einrichtung zum Bestimmen der periodischen Abweichung zum Bestimmen, wenn das Entstehungsinterval der Drehzahlabweichung, die vorüberbergehend als aus einer Fehlzündung resultierend beurteilt ist, einen vorgegebenen Wert annimmt, dass die Drehzahlabweichung, die vorübergehend als aus Fehlzündungen resultierend beurteilt ist, periodisch jedes Mal auftritt, wenn ein bestimmter Zylinder gezündet wird; einer Einrichtung zum letzten Bestimmen zum Bestimmen, wenn die Drehzahlabweichung, die als aus vorübergehenden Fehlzündungen resultierend beurteilt ist, und beurteilt ist, dass sie eine periodische Abweichung ist, den zweiten vorgegebenen Wert überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Wert ist, dass die Drehzahlabweichung aus Fehlzündungen resultiert; und eine Einrichtung zum Spezifizieren eines fehlgezündeten Zylinders zum Spezifizieren eines Zylinders haben, der der Drehzahlabweichung ausgesetzt ist, die durch die Einrichtung zum letzten Bestimmen von Fehlzündungen beurteilt ist, dass sie von Fehlzündungen resultiert. Der Schritt zum Bestimmen des Auftretens von Fehlzündungen gemäss dem zweiten Aspekt kann Schritte entsprechend der vorstehend genannten Einrichtungen haben.
Des Weiteren kann die vorstehend genannte Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsform gemäss dem ersten Aspekt bestimmen, ob nur der Zylinder, der durch die Einrichtung zum Spezifizieren des fehlgezündeten Zylinders spezifiziert ist, fehlzündet, der spezifizierte Zylinder und ein Zylinder, der unmittelbar nach dem spezifizierten Zylinder einen Expansionshub durchläuft, nacheinander fehlzünden, oder der spezifizierte Zylinder und ein Zylinder, der einen Expansionshub zwei Zylinder nach dem spezifizierten Zylinder durchläuft, intermittierend fehlzünden, durch Vergleichen eines Drehzahlabweichungsbetrags des Zylinders, der durch die Einrichtung zum Spezifizieren eines fehlgezündeten Zylinders spezifiziert ist, eines Drehzahlabweichungsbetrags des Zylinders, der einen Expansionshub unmittelbar nach dem spezifizierten Zylinder durchläuft, und eines Drehzahlabweichungsbetrags des Zylinders, der einen Expansionshub zwei Zylinder nach dem spezifizierten Zylinder durchläuft. Der Schritt zum Bestimmen der Fehlzündungsform gemäss dem zweiten Aspekt ist ein Schritt entsprechend der Einrichtung zum Bestimmen der Fehlzündungsform.
Ferner kann die Einrichtung zum Bestimmen der Fehlzündungsform gemäss dem ersten Aspekt einen Drehzahlabweichungsbetrag 1 in dem Zylinder N1, der durch die Einrichtung zum Spezifizieren des fehlgezündeten Zylinders spezifiziert ist, einen Drehzahlabweichungsbetrag 2 des Zylinders N2 neben dem Zylinder N1 und einen Drehzahlabweichungsbetrag 3 des Zylinders N3 neben dem Zylinder N3 berechnen und, vorausgesetzt dass k1 und k2 vorgegebene Konstanten sind, bestimmen:

(1) wenn Betrag 1 × k1 < Betrag 3 ist, dass die Zylinder N1 und N3 intermittierend fehlzünden;
(2) wenn Betrag 1 × k1 ≥ Betrag 3 und Betrag 1 × k2 < Betrag 2, dass die Zylinder N1 und N2 nacheinander fehlzünden, und
(3) wenn Betrag 1 × k1 ≥ Betrag 3 und 1 × k2 ≥ Betrag 2, nur der Zylinder N1 fehlzündet.

Der Schritt zum Bestimmen der Fehlzündungsform gemäss dem zweiten Aspekt entspricht der Einrichtung zum Bestimmen der Fehlzündungsform. Basierend auf den vorstehend genannten Kriterien, ist es daher möglich, zu bestimmen, ob die Zylinder N1 und N3 intermittierend fehlzünden, die Zylinder N1 und N2 nacheinander fehlzünden oder nur der Zylinder N1 fehlzündet.
Kurzbeschreibungen der Zeichnungen
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich, wobei:
1 die Gesamtkonstruktion der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 gemessene Zeitperioden darstellt, die für eine Kurbelwelle erforderlich sind, um um einen vorgegebenen Winkel während einem Expansionshub von entsprechenden Zylindern zu drehen;
3 eine Drehzahlabweichung in einem Fall darstellt, in dem einer der Zylinder fehlzündet;
4 eine Drehzahlabweichung in einem Fall darstellt, in dem zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden;
5 eine Drehzahlabweichung in einem Fall darstellt, in dem zwei Zylinder intermittierend fehlzünden;
6 ein Ablaufdiagramm einer Steuerroutine der vorliegenden Erfindung ist;
7 ein Ablaufdiagramm der Steuerroutine der vorliegenden Erfindung ist; und
8 einen Weg darstellt, um zu bestimmen, welcher Zylinder fehlzündet.
Detaillierte Beschreibung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine strukturelle Ansicht einer Vorrichtung zum Erfassen von Fehlzündungen gemäss der vorliegenden Erfindung mit einem zweireihigen Sechs-Zylinder-Motor 1, der an einem Fahrzeug montiert ist. Der Motor 1 hat Zylinder #1, #3 und #5, die an seiner einen Seite angeordnet sind, und Zylinder #2, #4 und #6, die an seiner anderen Seite angeordnet sind. Jeder der Zylinder des Motors 1 ist mit einer Zündkerze 8 versehen. Die Zylinder #1, #2, #3, #4, #5 und #6 werden in dieser Reihenfolge gezündet.
Der Motor 1 hat einen Einlasskanal 2, der mit einem Luftdurchflussmesser 4 zum Messen einer Einlassluftmenge vorgesehen ist, die von einem Luftfilter 3 zugeführt wird, und ein Drosselventil 5. Ein Kurbelwinkelsensor 6 erfasst einen Drehwinkel einer Kurbelwelle. Ein Referenzpositionssensor 7 erzeugt ein Referenzpositionssignal, das auf einer Drehung einer Nockenwelle basiert. Jedes Mal, wenn die Kurbelwelle sich zweimal dreht, d. h. um 720°, erzeugt der Referenzpositionssensor 7 ein Referenzpositionssignal. Insbesondere erzeugt der Referenzpositionssensor 7 ein Referenzpositionssignal, wenn ein Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt während seinem Kompressionshub erreicht.
Eine Motorsteuereinheit 10 (nachstehend als ECU bezeichnet) besteht aus einem digitalen Computer und ist mit einer Eingangsschnittstelle 11, einer CPU 12, einer RAM 13, einer ROM 14 und einer Ausgangsschnittstelle 15 versehen, die miteinander verbunden sind. Die CPU 12 führt einen Fehlzündungserkennungsprozess durch Ausführen einer nachstehend beschriebenen Berechnung aus, die auf Signalen basiert, die durch Eingangsschnittstelle 11 von dem Luftdurchflussmesser 4, dem Kurbelwinkelsensor 6 und dem Referenzpositionssensor 7 eingegeben wird. Ferner kann die CPU 12 viele Steuerprozesse inklusive grundlegender, wie beispielsweise Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, Zündzeitgebungssteuerung und dergleichen, ausführen. Daher ist die CPU 12 mit vielen anderen Sensoren (nicht dargestellt) versehen, die für die nachstehend genannten Steuerprozesse notwendig sind.
2 zeigt, wann und in welcher Reihenfolge die jeweiligen Zylinder einen Expansionshub (180°CA; Kurbelwinkel) durchlaufen, vorausgesetzt, dass die Kurbelwelle einen Kurbelwinkel von 0°CA einnimmt, wenn der Kolben im Zylinder #1 des Motors 1 seinen oberen Todpunkt während dem Kompressionshub erreicht. Die Expansionshübe der jeweiligen Zylinder sind in 2 durch schraffierte Bereiche gekennzeichnet. Jeder schraffierte Bereich ist durch einen Zweirichtungspfeil gekennzeichnet, der mit CN markiert ist, das eine vorgegebene Zeitperiode repräsentiert, die startend, wenn die Kurbelwelle 30°CA annimmt, und endend gemessen wird, wenn die Kurbelwelle 150°CA annimmt. D. h., wenn die vorgegebene Zeitperiode gemessen wird, dass die Kurbelwelle um 120°CA dreht.
Nachstehend wird das Bezugszeichen TN wie folgendermaßen definiert:
T1 ist eine Zeitperiode, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um einen vorgegebenen Bereich C1 während einem Expansionshub eines Zylinders abzudecken, der gerade gezündet worden ist;
T2 ist eine Zeitperiode, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um einen vorgegebenen Bereich C2 während eines Expansionshubs eines Zylinders abzudecken, der einen Zylinder früher in der Zündsequenz als der vorstehend genannte Zylinder gezündet wurde;
T3 ist eine Zeitperiode, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um einen vorgegebenen Bereich C3 während einem Expansionshub eines Zylinders abzudecken, der zwei Zylinder früher in der Zündsequenz als der vorstehend genannte Zylinder gezündet wurde;
T4 ist eine Zeitperiode, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um einen vorgegebenen Bereich C4 während einem Expansionshub eines Zylinders abzudecken, der drei Zylinder früher in der Zündsequenz als der vorstehend genannte Zylinder gezündet wurde; und
TN ist eine Zeitperiode, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um einen vorgegebenen Bereich CN während einem Expansionshub eines Zylinders abzudecken, der (N – 1) Zylinder früher in der Zündsequenz als der vorstehend genannte Zylinder gezündet wurde.
Des Weiteren wird das Bezugszeichen TN (Drehzahlabweichungsbetrag) wie nachstehend definiert:
Drehzahlabweichungsbetrag T1 = T1 – T2;
Drehzahlabweichungsbetrag T2 = T2 – T3;
Drehzahlabweichungsbetrag T3 = T3 – T4;
Drehzahlabweichungsbetrag T4 = T4 – T5; und
Drehzahlabweichungsbetrag TN = TN – T(N + 1).
Jedes dieser Bezugszeichen stellt eine Differenz in der Zeitperiode dar, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um einen vorgegebene Bereich zwischen zwei Zylindern abzudecken, die nacheinander gezündet werden. In anderen Worten stellt es einen Unterschied in einem Drehzahlabweichungsbetrag zwischen zwei Zylindern dar, die nacheinander einen Expansionshub durchlaufen.
3 stellt Änderungen in einem Drehzahlabweichungsbetrag TN in einem Fall dar, in dem nur der Zylinder #1 periodisch fehlzündet, während 4 Änderungen eines Drehzahlabweichungsbetrags TN in einem Fall darstellt, in dem die Zylinder #1 und #2 nacheinander periodisch fehlzünden. 5 stellt Änderungen in einem Drehzahlabweichungsbetrag TN in einem Fall dar, in dem Zylinder #1 und #3 intermittierend periodisch fehlzünden.
In jeder der 3 bis 5 bezeichnet T1 die späteste Drehzahlabweichung zwischen dem Zylinder #3 und dem Zylinder #2, der unmittelbar bevor der Zylinder #3 gezündet wird, gezündet wird.
Wie aus 3 ersichtlich ist, nimmt der Drehzahlabweichungsbetrag T3 in dem Zylinder #1 einen großen positiven Wert an. Dies zeigt an, dass, da der Zylinder #1 fehlzündet, die Zeitperiode (T3), die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C3 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #1 abzudecken, länger als die Zeitperiode (T4) geworden ist, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C4 in 2) während einem Expansionshub des Zylinders #6 abzudecken, der unmittelbar bevor der Zylinder #1 gezündet wird, gezündet wird.
Der Drehzahlabweichungsbetrag T2 in dem Zylinder #2 nimmt einen positiven Wert an, der anzeigt, dass die Zeitperiode (T2), die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C2 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #2 abzudecken, noch länger als die Zeitperiode (T3) geworden ist, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebene Bereich (C3 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #1 abzudecken. In diesem Fall besteht jedoch ein verhältnismäßig kleiner Unterschied zwischen der Zeitperiode (T2) und der Zeitperiode (T3). Daher kann bestimmt werden, dass der Zylinder #2 nicht fehlzündet. Wenn der Zylinder #2 unmittelbar nach dem Zylinder #1 fehlzündet, nimmt der Drehzahlabweichungsbetrag T2 einen viel größeren Wert an, wie aus 4 gesehen werden kann.
Der Drehzahlabweichungsbetrag T1 in dem Zylinder #3 nimmt einen negativen Wert an, der anzeigt, dass die Zeitperiode (T1), die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C1 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #3 abzudecken, kürzer als die Zeitperiode (T2) geworden ist, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C2 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #2 abzudecken. Dies zeigt an, dass die Drehzahl der Kurbelwelle erhöht ist. Daher ist es erwiesen, dass keiner der Zylinder #2 und #3 fehlzündet.
Bezugnehmend auf 4, wie in dem Fall von 3, nimmt der Drehzahlabweichungsbetrag T3 in dem Zylinder #1 einen großen positiven Wert an. Dies zeigt an, dass, da der Zylinder #1 fehlzündet, die Zeitperiode (T3), die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C3 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #1 abzudecken, größer als die Zeitperiode (T4) geworden ist, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C4 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #6 abzudecken, der, unmittelbar bevor der Zylinder #1 gezündet wird, gezündet wird.
Der Drehzahlabweichungsbetrag T2 in dem Zylinder #2 nimmt einen positiven Wert an, der fast ebenso groß wie der Drehzahlabweichungsbetrag T3 in dem Zylinder #1 ist. Dies zeigt an, dass, da der Zylinder #2 fehlzündet, die Zeitperiode (T2), die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C2 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #2 abzudecken, sogar länger als die Zeitperiode (T3) geworden ist, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C3 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #1 abzudecken.
Der Drehzahlabweichungsbetrag T1 in dem Zylinder #3 nimmt einen positiven Wert an, aber es gibt einen verhältnismäßig kleinen Unterschied zwischen der Zeitperiode (T1) und der Zeitperiode (T2). Daher kann bestimmt werden, dass der Zylinder #3 nicht fehlzündet.
Bezugnehmend auf 5, wie es der Fall in 3 ist, nimmt der Drehzahlabweichungsbetrag T3 in dem Zylinder #1 einen großen positiven Wert an. Dies zeigt an, dass, da der Zylinder #1 fehlzündet, die Zeitperiode (T3), die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (T3) in 2 während eines Expansionshubs eines Zylinders #1 abzudecken, größer als die Zeitperiode (T4) geworden ist, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C4 in 2) während einem Expansionshub des Zylinders #6 abzudecken, der, unmittelbar bevor der Zylinder #1 gezündet wird, gezündet wird.
Obwohl der Drehzahlabweichungsbetrag T2 in dem Zylinder #2 einen positiven Wert annimmt, ist er kleiner als der in 4 gezeigte.
Der Drehzahlabweichungsbetrag T1 des Zylinders #3 nimmt einen großen Wert an, was anzeigt, dass der Zylinder #3 fehlzündet, und die Zeitperiode (T1), die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C1 in 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #3 abzudecken, ist größer als die Zeitperiode (T2) geworden, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich (C2 n 2) während eines Expansionshubs des Zylinders #2 abzudecken, der, unmittelbar bevor der Zylinder #3 gezündet wird, gezündet wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, zielt die vorliegende Erfindung darauf, das periodische Auftreten von Fehlzündungen zu erkennen und insbesondere zu erkennen, ob nur einer der Zylinder fehlzündet, zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden oder zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden.
Zuerst ist es notwendig, zu sehen, dass die Drehung der Kurbelwelle periodisch abweicht. Nachstehend bezugnehmend auf 3 bis 5 wird ein erster Anstieg eines Drehzahlabweichungsbetrags, der aus einer Fehlzündung resultiert, alle sechs Zylinder erzeugt. D. h., dass der erste Anstieg des Drehzahlabweichungsbetrag in dem Zylinder #1 unabhängig davon ob nur der Zylinder #1 fehlzündet, die Zylinder #1 und #2 nacheinander fehlzünden, oder die Zylinder #1 und #3 intermittierend fehlzünden, erzeugt wird.
Dementsprechend wird in diesem Fall ein Intervall von einem Anstieg eines Drehzahlabweichungsbetrags in dem Zylinder #1 auf einen anschließenden Anstieg des Drehzahlabweichungsbetrags in dem Zylinder #1 gezählt. Wenn das gezählte Intervall sechs Zylindern entspricht, kann bestimmt werden, dass die Drehung der Kurbelwelle periodisch abweicht.
Konkreter wird ein erster Anhaltswert H1 zum Erfassen eines Anstiegs eines Drehzahlabweichungsbetrags erfasst. Ferner wird ein Zähler zum einer nach dem anderen Hochzählen der Zahl der Zylinder vorgesehen, nachdem der erste Anhaltswert H1 überschritten worden ist. Wenn der Zähler auf eine vorgegebene Zahl (5, in dem Fall von sechs Zylindern) zum Zeitpunkt, bei dem der erste Anhaltswert H1 als nächstes überschritten ist, hochgezählt hat, kann bestimmt werden, dass die Drehung der Kurbelwelle periodisch abweicht.
Der erste Anhaltswert H1 ist bestimmt, um zu erfassen, dass die Drehung der Kurbelwelle periodisch abweicht. Ob eine derartiger Drehzahlabweichungsbetrag der Kurbelwelle von einer Fehlzündung resultiert oder nicht, wird durch einen nachstehend beschriebenen zweiten Anhaltswert H2 bestimmt. Daher sollte der erste Anhaltswert H1 nicht auf einen zu großen Wert festgesetzt werden.
Wenn einer der Zylinder fehlzündet oder wenn zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden oder zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden, kann ein erster Anstieg des Drehzahlabweichungsbetrags leicht erkannt werden. Dies ist so, da ein Drehungszustand der Kurbelwelle normal ist, bevor derartige Fehlzündungen auftreten. Daher muss der erste Anhaltswert H1 nicht auf einen großen Wert festgesetzt werden.
Die Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen gemäss der Erfindung hat eine Einrichtung zum vorübergehenden Bestimmen von Fehlzündungen zum vorübergehenden Bestimmen, dass der berechnete Drehzahlabweichungsbetrag aus dem Auftreten von Fehlzündungen resultiert. Die Einrichtung zum vorübergehenden Bestimmen von Fehlzündungen erfasst den vorstehend genannten Anstieg des Drehzahlabweichungsbetrags. Wenn Fehlzündungen auftreten, kann eine Änderung der Drehung der Kurbelwelle leichter durch Erfassen eines Anstiegs des Drehzahlabweichungsbetrags erkannt werden, als durch Erfassen eines Fallens eines Drehzahlabweichungsbetrags. Daher kann der erste Anhaltswert H1 auf einen kleinen Wert gesetzt werden.
Wenn bestätigt worden ist, dass die Drehung der Kurbelwelle periodisch abweicht, wird dann bestimmt, ob nur einer der Zylinder fehlzündet, zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden oder zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden. Daher ist es notwendig, Drehzahlabweichungsbeträge in drei Zylindern zu überprüfen, die nacheinander unter der Bedingung zünden, dass der erste gezündete der drei Zylinder fehlzündet.
Wenn der Drehzahlabweichungsbetrag entsprechend T1 berechnet worden ist, wird dann bestimmt, ob der Drehzahlabweichungsbetrag entsprechend T3 aus einer Fehlzündung resultiert. Daher wird bestimmt, ob T3 einen zweiten Anhaltswert H2 überschritten hat, der vorhergehend größer als der erste Anhaltswert H1 gesetzt worden ist. Nur wenn bestimmt ist, dass T3 den zweiten Anhaltswert H2 überschritten hat, wird bestimmt, ob nur einer der Zylinder fehlzündet, zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden oder zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden.
Diese Bestimmung wird basierend auf einer entsprechenden Form der Änderung des Drehzahlabweichungsbetrags gemacht, wie in 3 bis 5 dargestellt ist. Ob nur einer der Zylinder fehlzündet, zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden oder drei der Zylinder intermittierend fehlzünden, wird wie nachstehend entsprechend der Form der Änderungen des Drehzahlabweichungsbetrags bestimmt.
(1) Es wird bestimmt, dass nur einer der Zylinder fehlzündet, wenn:
Bei drei nacheinander gezündeten Zylindern der Drehzahlabweichungsbetrag des ersten Zylinders groß ist, der Drehzahlabweichungsbetrag des zweiten Zylinders klein ist und der Drehzahlabweichungsbetrag des dritten Zylinders klein ist.
(2) Es wird bestimmt, dass zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden, wenn:
Bei drei nacheinander gezündeten Zylindern der Drehzahlabweichungsbetrag des ersten Zylinders groß ist, der Drehzahlabweichungsbetrag des zweiten Zylinders groß ist und der Drehzahlabweichungsbetrag des dritten Zylinders klein ist.
(3) Es wird bestimmt, dass zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden, wenn:
Bei drei nacheinander gezündeten Zylindern der Drehzahlabweichungsbetrag des ersten Zylinders groß ist, der Drehzahlabweichungsbetrag des zweiten Zylinders klein ist und der Drehzahlabweichungsbetrag des dritten Zylinders groß ist.
Ein Vergleich der vorstehend genannten entsprechenden Formen der Änderungen deckt auf, dass der Drehzahlabweichungsbetrag in dem dritten Zylinder in dem Fall (3) groß ist und dass in den Fällen (1) und (2) der Drehzahlabweichungsbetrag in dem dritten Zylinder klein ist. Der Drehzahlabweichungsbetrag in dem zweiten Zylinder ist jedoch in dem Fall (2) groß und der Drehzahlabweichungsbetrag in dem zweiten Zylinder ist in dem Fall (1) klein.
Wenn der Drehzahlabweichungsbetrag in dem dritten Zylinder als der letzte Drehzahlabweichungsbetrag T1 erhalten wird und der letzte Drehzahlabweichungsbetrag T1 größer als ein erstes Produkt des Drehzahlabweichungsbetrags in dem Zylinder, der zwei Zylinder früher in der Zündsequenz als der vorstehen genannte dritte Zylinder gezündet wird, und eines experimentell erhaltenen Koeffizienten k1 ist, wird bestimmt, dass zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden. Wenn der Drehzahlabweichungsbetrag T1 nicht größer als das erste Produkt ist, kann nur einer der Zylinder fehlzünden oder zwei der Zylinder können nacheinander fehlzünden. Daher wird bestimmt, ob der Drehzahlabweichungsbetrag T2 in dem Zylinder, der einen Zylinder früher in der Zündsequenz als der dritte Zylinder gezündet wird, größer als ein zweites Produkt des Drehzahlabweichungsbetrags T3 in dem Zylinder, der zwei Zylinder früher in der Zündsequenz als der dritte Zylinder gezündet wird, und einem experimentell erhaltenen Koeffizienten k2 ist oder ob nicht. Wenn der Drehzahlabweichungsbetrag T2 größer als dieses zweite Produkt ist, wird bestimmt, dass zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden. Wenn der zweite Drehzahlabweichungsbetrag T2 nicht größer als dieses zweite Produkt ist, wird bestimmt, dass nur einer der Zylinder fehlzündet. Die nachstehende Beziehung zwischen den vorstehenden Koeffizienten kann hergestellt sein: k1, k2 < 1. Obwohl die Koeffizienten k1, k2 einander gleich sein können, können die Koeffizienten k1, k2 voneinander um einen vorgegebenen Wert verschieden sein.
Es wird dann bestimmt, welcher Zylinder fehlzündet. Für diesen Zweck ist die Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen dieses Ausführungsbeispiels mit dem Kurbelwinkelsensor 6 und dem Referenzpositionssensor 7 versehen. Der Kurbelwinkelsensor 6 erzeugt jedes Mal ein Signal, wenn die Kurbelwelle um 30°CA dreht. Der Referenzpositionssensor 7 erzeugt jedes Mal ein Referenzpositionssignal, wenn die Kurbelwelle um 720°CA dreht und insbesondere, wenn der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt während seinem Kompressionshub erreicht. Es wird dann durch Berechnen der Zahl der Signale, die durch den Kurbelwinkelsensor 6 erzeugt werden, wenn der zweite Anhaltswert H2 durch Fehlzündung überschritten worden ist, bestimmt, welcher Zylinder fehlzündet. Ausgehend von der Referenzposition (der obere Todpunkt des Zylinders #1) erzeugt der Kurbelwinkelsensor 6 jedes Mal ein Signal, wenn die Kurbelwelle um 30°CA dreht. Die detailliertere Beschreibung folgt nachstehend basierend auf einem Ablaufdiagramm.
Eine Fehlzündungserfassungsroutine der vorliegenden Erfindung, die auf den vorstehenden genannten Gedanken basiert, wird nachstehend unter Bezugnahme auf wie in 6 und 7 gezeigte Ablaufdiagramme beschrieben.
Diese Routine durchläuft jedes Mal einen Unterbrechungsbetrieb, wenn die Kurbelwelle um 30°CA dreht.
Bei Schritt 1 wird bestimmt, ob die Routine nach der Erzeugung eines Referenzpositionssignals durch den Referenzsignalsensors 7 einen Unterbrechungsbetrieb zu einer Zeit durchläuft, bei der die Kurbelwelle um 30°CA, 150°CA, 270°CA, 390°CA, 510°CA oder 630°CA dreht. Der Referenzpositionssensor 7 erzeugt jedes Mal ein Referenzpositionssignal, wenn die Kurbelwelle um 720°CA dreht, und insbesondere, wenn der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt während seinem Kompressionshub erreicht. Daher wird ein Startpunkt zum Messen eines Drehzahlabweichungsbetrags bestimmt.
In diesem Ausführungsbeispiel hat ein Rotor (nicht gezeigt) des Kurbelwinkelsensors 6, der an der Kurbelwelle angebracht ist, konvexe Abschnitte, die in Intervallen von 30°CA angeordnet sind, so dass 24 Impulse erzeugt werden, während die Kurbelwelle zweimal dreht. Zusätzlich hat der Kurbelwinkelsensor 6 einen Kurbelwinkelzähler (nicht gezeigt), dessen Zählwert CCRNK im Ansprechen auf eine Erzeugung eines Signals, das durch den Referenzpositionssensor 7 erzeugt wird, wenn der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt während seinem Kompressionshub erreicht, auf Null zurücksetzt. Danach steigt jedes Mal, wenn die Kurbelwelle um 30°CA dreht, d. h. jedes Mal, wenn ein Impuls erzeugt wird, der Zählwert CCRNK um eins. Daher nimmt der Zählwert CCRNK einen Wert von 0 bis 23 reichend an.
Bei Schritt 1 wird der Zählwert CCRNK des Kurbelwinkelzählers gelesen. Bei Schritt 2 wird bestimmt, ob der Zählwert CCRNK 1, 5, 9, 13, 17 oder 21 annimmt. Diese Zahlen entsprechen einer Zeitgebung, bei der die Kurbelwelle um 30°CA, 150°CA, 270°CA, 390°CA, 510°CA oder 630°CA dreht, nachdem der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat. Bei JA bei Schritt 2 schreitet der Vorgang zu Schritt 3 vor. Bei NEIN bei Schritt 2 kehrt der Vorgang zu dem Anfangsschritt zurück.
Ein Zeitgeber nimmt einen Wert T1 an, der zurückgesetzt wird, wenn die Routine einen Unterbrechungsbetrieb durchläuft. Bei Schritt 3 wird dieser Wert T1 gelesen, so dass eine Zeitperiode, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, bis die Routine das nächste Mal einen Unterbrechungsbetrieb durchläuft. Ferner werden bei Schritt 3 verschiedene Parameter, die zum Ausführen einer Berechnung dieser Routine notwendig sind, gelesen. In diesen Parametern sind ein Wert TN, der in der RAM 13 gespeichert ist, und ein Wert CFN, der durch einen nachstehend beschriebenen Abweichungsintervallzähler angenommen wird, enthalten.
Bei Schritt 4 wird T2 von T1 abgezogen, so dass die Differenz der Zeitperiode T1 erhalten wird. T1 stellt einen Unterschied zwischen der Zeitperiode, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA während einem Expansionshub eines Zylinders zu drehen, und der Zeitperiode dar, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA während eines Expansionshub eines anderen Zylinders zu drehen, der, unmittelbar bevor der vorstehend genannte Zylinder gezündet wird, gezündet wird.
Bei Schritt 5 wird bestimmt, ob die Differenz in der Zeitperiode T2, die durch Subtrahieren von T2 von T3 erhalten wird, kleiner als der vorstehend genannte Anhaltswert H1 ist oder ob nicht, und ob die Differenz in der Zeitperiode T1, die durch Subtrahieren von T1 von T2 erhalten wird, größer als der vorstehend genannte Anhaltswert H2 ist oder ob nicht. Der Schritt 5 entspricht der Einrichtung zum vorübergehenden Bestimmen der Fehlzündung.
Bei JA in Schritt 5 wird der Abweichungsintervallzähler CFN bei Schritt 6 gelöscht und der Vorgang schreitet zu Schritt 8 vor. Bei NEIN in Schritt 5, wird der Abweichungsintervallzähler CFN bei Schritt 7 um 1 erhöht und der Vorgang schreitet zu Schritt 8 vor. Bei Schritt 8 wird bestimmt, ob der Abweichungsintervallzähler CFN 5 annimmt oder nicht. Wenn T1 den ersten Anstieg des Drehzahlabweichungsbetrags darstellt, schreitet der Vorgang selbstverständlich von Schritt 6 zu Schritt 8 vor. Der Schritt 7 entspricht einer Einrichtung zum Erfassen zum vorübergehenden Bestimmen eines Entstehungsintervalls der Drehzahlabweichung.
Bei NEIN in Schritt 8 kehrt der Vorgang zu dem Anfangsschritt zurück. Wenn jedoch bestimmt wird, dass die Drehung der Kurbelwelle periodisch bei Schritt 8 abweicht, schreitet der Vorgang zu Schritt 9 vor. Der Schritt 8 entspricht der Einrichtung zum Bestimmen der periodischen Abweichung. Die Bestimmung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird unter der Bedingung gemacht, dass ein gezündeter Zylinder zwei Zylinder früher in der Zündsequenz als der gerade gezündete Zylinder fehlzündet. Daher wird bei Schritt 9 bestimmt, ob T3 den Anhaltswert H2 überschreitet oder ob nicht. Bei NEIN in Schritt 9 kehrt der Vorgang zu dem Anfangsschritt zurück. Wenn jedoch bei Schritt 9 bestimmt wird, dass der gezündete Zylinder zwei Zylinder früher in der Zündsequenz als der nachfolgende gezündete Zylinder fehlzündet, schreitet der Vorgang zu Schritt 10 fort. Der Schritt 9 entspricht der Einrichtung zum letzten Bestimmen der Fehlzündung, und der Schritt 10 entspricht der Einrichtung zum Spezifizieren des fehlgezündeten Zylinders.
Bei Schritt 10 wird bestimmt, welcher Zylinder fehlzündet, vorausgesetzt dass der Zylinder zwei Zylinder früher in der Zündsequenz als der gerade gezündete Zylinder gezündet hat. Wenn der Zählerwert CCRNK des Kurbelwinkelzählers 13 annimmt, wenn diese Routine einen Unterbrechungsbetrieb durchläuft, kann geschlussfolgert werden, dass die Kurbelwelle um 390°CA gedreht hat, da der Kolben in dem Zylinder #1 sein oberen Todpunkt erreicht hat (siehe 2). Dementsprechend stellt T1 eine Zeitperiode dar, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich C1, der in 2 gezeigt ist, während einem Expansionshub des Zylinders #3 abzudecken, wobei die Zeitperiode startet, wenn die Kurbelwelle um 270°CA gedreht hat, da der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat, und endet, wenn die Kurbelwelle um 390°CA gedreht hat, da der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat. Gleichermaßen stellt T2 eine Zeitperiode dar, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich C2, der in 2 gezeigt ist, während einem Expansionshub des Zylinders #2 abzudecken, wobei die Zeitperiode startet, wenn die Kurbelwelle um 150°CA gedreht hat, da der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat, und endet, wenn die Kurbelwelle um 270°CA gedreht hat, da der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat. T3 stellt eine Zeitperiode dar, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA zu drehen, um den vorgegebenen Bereich C3, der in 2 gezeigt ist, während einem Expansionshub des Zylinder #1 abzudecken, wobei die Zeitperiode startet, wenn die Kurbelwelle um 30°CA gedreht hat, da der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat, und endet, wenn die Kurbelwelle um 150°CA gedreht hat, da der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat. T4 stellt eine Zeitperiode dar, die für die Kurbelwelle erforderlich ist, um um 120°CA während einem Expansionshub des Zylinders # 6 zu drehen, wobei die Zeitperiode startet, wenn die Kurbelwelle um 90°CA gedreht hat, bevor der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht, und endet, wenn die Kurbelwelle um 30°CA gedreht hat, wenn der Kolben in dem Zylinder #1 seinen oberen Todpunkt erreicht hat.
Ferner wird T1 durch Subtrahieren von T2 von T1 erhalten, T2 wird durch Subtrahieren von T3 von T2 erhalten und T3 wird durch Subtrahieren von T4 von T3 erhalten. Daher kann, wenn T3 den zweiten Anhaltswert H2 in Schritt 9 überschritten hat, geschlussfolgert werden, dass mindestens der Zylinder #1 fehlzündet.
Dann wird auf die nachstehende Weise bestimmt, welcher Zylinder fehlzündet (siehe 8).
Wenn CCRNK ≥ 12 ist, wird ein Wert, der kleiner als der CCRNK Wert ist, der bei Schritt 1 gelesen wird, durch vier geteilt, und ein somit erhaltener Integer des Werts als CYLW definiert.
Wenn CYLW = 0 ist, ist der Zylinder #1 der erste fehlgezündete Zylinder;
Wenn CYLW = 1 ist, ist der Zylinder #2 der erste fehlgezündete Zylinder; und
Wenn CYLW = 2 ist, ist der Zylinder #3, der erste fehlgezündete Zylinder;
Wenn CCRNK < 12 ist, wird der Wert, der bei Schritt 1 gelesen wird, durch 4 geteilt und ein Integer des somit erhaltenen Werts als CYLW definiert.
Wenn CYLW = 0 ist, ist der Zylinder #4 der erste fehlgezündete Zylinder;
Wenn CYLW = 1 ist, ist der Zylinder #5 der erste fehlgezündete Zylinder; und
Wenn CYLW = 2 ist, ist der Zylinder #6 der erste fehlgezündete Zylinder.
Bei Schritten 11 bis 15 wird bestimmt, ob nur einer der Zylinder fehlzündet, zwei der Zylinder aufeinander folgend fehlzünden oder zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden. Die Schritte 11 bis 15 entsprechen einer Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsform.
Als erstes wird bei Schritt 11 bestimmt, ob T1 größer als k1 × T3 ist oder ob nicht. Bei JA in Schritt 11, wird ein Merker XMF3, der kennzeichnet, dass zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden, gesetzt, und der Vorgang schreitet zu Schritt 16 fort. Bei NEIN in Schritt 11 schreitet der Vorgang zu Schritt 12 fort.
Es wird dann bei Schritt 12 bestimmt, ob T2 größer als k2 × T3 ist oder ob nicht. Bei JA in Schritt 12, wird ein Merker XMF2, der kennzeichnet, dass zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden, gesetzt und der Vorgang schreitet zu Schritt 16 fort. Bei NEIN in Schritt 12, wird ein Merker XMF1, der kennzeichnet, dass nur einer der Zylinder fehlzündet, gesetzt, und der Vorgang schreitet zu Schritt 16 fort. Bei Schritt 16 werden in Vorbereitung auf nachfolgende Berechnung T1, T1 und T2 durch T2 bzw. T2 und T3 ersetzt. Somit endet der Vorgang.
Wenn der Merker, der kennzeichnet, dass nur einer der Zylinder fehlzündet, bei Schritt S13 gesetzt ist, wird der Merker, der kennzeichnet, dass zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden, bei Schritt 14 gesetzt oder der Merker, der kennzeichnet, dass zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden, wird bei Schritt 15 gesetzt, würde es bevorzugt sein, einen Fahrer von dem Auftreten der Fehlzündung mittels eines geeigneten Alarms hinzuweisen.
Obwohl diese Ausführungsbeispiel eine elektronische Steuereinheit (ECU) einsetzt, die nicht nur die Fehlzündungsform sondern auch die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, Zündzeitgebungssteuerung und dergleichen bestimmt, kann ein separates Computergerät zum Bestimmen der Fehlzündungsform vorgesehen werden. Zusätzlich, da der Motor dieses Ausführungsbeispiels sechs Zylinder hat, kann die Fehlzündungsform ausnahmslos in einem Fall, in dem nur einer der Zylinder fehlzündet, einem Fall, in dem zwei der Zylinder nacheinander fehlzünden und einem Fall, in dem zwei der Zylinder intermittierend fehlzünden, klassifiziert werden. In diesem Ausführungsbeispiel dreht die Kurbelwelle vor der Zündung des zu zündenden Zylinders normal um drei Zylindern (entsprechend 360°CA) früher in der Zündsequenz als der letzte gezündete Zylinder. Daher kann anstelle des Verwendens von T1, T2 und T3 die Bestimmung auch basierend auf einem Unterschied in einem Drehzahlabweichungsbetrag zwischen dem letzten fehlgezündeten Zylinder und dem Zylinder, der drei Zylinder früher in der Zündsequenz als dieser Zylinder gezündet wird, ausgeführt werden. Z. B. ist T1₃₆₀ als ein Unterschied zwischen T1 und T4 definiert, T2₃₆₀ ist als ein Unterschied zwischen T2 und T5 definiert und T3₃₆₀ ist als ein Unterschied zwischen T3 und T6 definiert. Die Bestimmung kann basierend auf den Werten von T1₃₆₀, T2₃₆₀ und T3₃₆₀ ausgeführt werden. Daher ist es möglich die Einflüsse der Abweichung in der Herstellungsqualität der Zähne des Rotors zu eliminieren, der den Kurbelwinkelsensor 6 bildet, und um präzise Steuerung auszuführen.
Ein Drehzahlabweichungsbetrag zwischen nacheinander gezündeten Zylindern wird sequentiell berechnet. Wenn die Drehzahlabweichung einen ersten vorgegebenen Wert überschreitet und ein Entstehungsintervall der Drehzahlabweichung einen vorgegebenen Wert annimmt, oder wenn der Drehzahlabweichungsbetrag einen zweiten vorgegebenen Wert überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Wert ist, wird beurteilt, dass die Drehzahlabweichung von einer Fehlzündung herrührt. Ein Zylinder, der einer Drehzahlabweichung unterliegt, wird dann spezifiziert. Durch Vergleichen von Drehzahlabweichungsbeträgen in dem spezifizierten Zylinder und den zwei Zylindern, die unmittelbar nach dem spezifizierten Zylinder zünden, wird eine Bestimmung dahingehend gemacht, ob es nur der spezifizierte Zylinder ist, der fehlzündet, der spezifizierte Zylinder und der Zylinder, der unmittelbar dem spezifizierten Zylinder folgt, nacheinander fehlzünden oder der spezifizierte Zylinder und ein anderer Zylinder als der unmittelbar nachfolgende Zylinder intermittierend fehlzünden.

Claims

Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine (1), die eine Einrichtung zum Berechnen einer Drehzahlabweichung basierend auf einem Unterschied zwischen einer Zeitdauer (T) korrespondierend zu einem vorgegebenen Kurbelwinkel (CA) während einem Expansionshub eines ersten Paars aufeinanderfolgend gezündeter Zylinder (8) und einer Zeitdauer (T) korrespondieren zu einem vorgegeben Kurbelwinkel während eines Expansionshubs eines zweiten Paars aufeinanderfolgend gezündeter Zylinder (8), wobei der zweite der aufeinanderfolgend gezündeten Zylinder (8) dem ersten der aufeinanderfolgend gezündeten Zylinder (8) in einer Zündsequenz vorhergeht, und eine Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündung hat, wenn die berechnete Drehzahlabweichung einen vorgegeben Wert (H1) überschreitet, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bestimmen (S6, S7, S8), wenn der berechnete Drehzahlabweichungsbetrag den ersten vorgegeben Wert (H1) überschreitet, ob eine Drehzahlabweichung periodisch jedes Mal auftritt, wenn ein bestimmter Zylinder gezündet wird, und zum Bestimmen (S9), wenn der Drehzahlabweichungsbetrag einen zweiten vorgegeben Wert (H2) überschreitet, dass die Drehzahlabweichung aus einer Fehlzündung resultiert, wobei der zweite vorgegebene Wert (H2) größer als der erste vorgegebene Wert (H1) ist; eine Einrichtung (S10) zum Identifizieren eines Bestimmten der Zylinder, der fehlgezündet hat; und einer Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündung (S11) durch Vergleichen des Drehzahlabweichungsbetrags in dem bestimmten Zylinder, der durch die Einrichtung zum Identifizieren des fehlgezündeten Zylinders (10) identifiziert ist, mit dem Drehzahlabweichungsbetrag in einem nachfolgenden Zylinder, der einen Expansionshub unmittelbar nachdem bestimmten Zylinder unterläuft und des Drehzahlabweichungsbetrags in einem späteren Zylinder unmittelbar nach dem nachfolgendem Zylinder einen Expansionshub unterläuft.
Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündung eine Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsform (S11, S12) ist, die bestimmt, ob eine Fehlzündungsform eine der nachfolgenden Fehlzündungsformen ist: eine Form von Fehlzündungen eines einzigen Zylinders (S15), wobei nur der bestimmte Zylinder fehlgezündet hat, der durch die Einrichtung zum Identifizieren des fehlgezündeten Zylinders identifiziert ist; eine Form von Fehlzündungen von aufeinanderfolgenden Zylindern (S14), wobei der bestimmte Zylinder und der nachfolgende Zylinder nacheinander fehlgezündet haben; und eine Form von intermittierende Fehlzündungen (S13), wobei der bestimmte Zylinder und ein anderer Zylinder als der nachfolgende Zylinder fehlgezündet haben.
Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsform ferner hat: eine Einrichtung zum vorübergehenden Bestimmen (S5), wenn der Drehzahlabweichungsbetrag den ersten vorgegeben Wert überschreitet, dass die Drehzahlabweichung aus einer Fehlzündung resultiert; eine Einrichtung zum Erfassen (S7) eines Entstehungsintervalls der Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie von einer Fehlzündung resultiert, und zum Bestimmen, wenn das Entstehungsintervall der Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie von einer Fehlzündung resultiert, einen vorgegeben Wert annimmt, dass die Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie von einer Fehlzündung resultiert, periodisch jedes Mal auftritt, wenn ein bestimmter Zylinder gezündet wird; wobei, wenn die Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie von einer Fehlzündung resultiert, und beurteilt wird, dass sie eine periodische Abweichung ist, die den zweiten vorgegeben Wert überschreitet, die Einrichtung zum Bestimmen bestimmt, dass die Drehzahlabweichung aus einer Fehlzündung resultiert, und die Einrichtung zum Identifizieren (S10) einen Bestimmten der Zylinder identifiziert, der fehlgezündet hat.
Vorrichtung zum Erkennen von Fehlzündungen nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsform (S11, S12) einen Drehzahlabweichungsbetrag 1 in dem bestimmten Zylinder N1, einen Drehzahlabweichungsbetrag 2 in dem nachfolgendem Zylinder N2 und einen Drehzahlabweichungsbetrag 3 in dem späteren Zylinder N3 berechnet und bestimmt, wobei k1 und k2 vorgegebene Konstanten sind, dass: (1) wenn Betrag 1 × k1 < Betrag 3 ist, die Zylinder N1 und N3 intermittierend einer Fehlzündung ausgesetzt sind; (2) wenn Betrag 1 × k1 ≥ Betrag 3 und Betrag 1 × k2 < Betrag 2 ist, die Zylinder N1 und N2 nacheinander einer Fehlzündung ausgesetzt sind; und (3) wenn Betrag 1 × k1 ≥ Betrag 3 und Betrag 1 × k2 ≥ Betrag 2 ist, nur der Zylinder N1 einer Fehlzündung ausgesetzt ist.
Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine (1), das die Schritte nacheinander Berechnen eines Drehzahlabweichungsbetrags basierend auf einem Unterschied zwischen einen Zeitraum korrespondierend zu einem vorgegeben Kurbelwinkel (CA) während einem Expansionshub eines ersten Paars nacheinander gezündeter Zylinder und einem Zeitraum korrespondierend zu einem vorgegeben Kurbelwinkel während einem Expansionshub eines zweiten Paars nacheinander gezündeter Zylinder, wobei der zweite Zylinder das Paar nacheinander gezündeter Zylinder dem ersten Paar nacheinander gezündeter Zylinder in einer Zündsequenz vorhergeht, und Bestimmen einer Fehlzündung hat, wenn der berechnete Drehzahlabweichungsbetrag einen ersten vorgegebenen Wert überschreitet, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte: Bestimmen, wenn der berechnete Drehzahlabweichungsbetrag einen ersten vorgegeben Wert (H1) überschreitet, ob eine Drehzahlabweichung periodisch jedes Mal auftritt, wenn ein Bestimmter der Zylinder gezündet wird, und Bestimmen, wenn der Drehzahlabweichungsbetrag einen zweiten vorgegebenen Wert (H2) überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Wert (H1) ist, dass die Drehzahlabweichung aus einer Fehlzündung resultiert; Identifizieren eines Bestimmten der Zylinder, der der Drehzahlabweichung ausgesetzt ist, die in dem Fehlzündungsbestimmungsschritt beurteilt wird, dass sie aus einer Fehlzündung resultiert; und Bestimmung einer Fehlzündung durch Vergleichen des Drehzahlabweichungsbetrags in dem bestimmten Zylinder, der in dem Schritt Identifizieren eines fehlgezündeten Zylinders identifiziert wird, mit dem Drehzahlabweichungsbetrag in einem nachfolgendem Zylinder, der unmittelbar nach dem bestimmten Zylinder einen Expansionshub unterläuft, und dem Drehzahlabweichungsbetrag in einem späteren Zylinder, der einen Expansionshub unmittelbar nach dem nachfolgendem Zylinder unterläuft.
Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Bestimmens einer Fehlzündung durch eine Einrichtung zum Bestimmen einer Fehlzündungsform ausgeführt wird, die bestimmt, ob eine Fehlzündungsform eine von den nachstehenden Fehlzündungsformen hat: einer Form von Fehlzündungen eines einzigen Zylinders, wobei nur der bestimmte Zylinder, der durch die Fehlzündungszylinderidentifizierungseinrichtung identifiziert wird, fehlgezündet haben; einer Form von Fehlzündungen von nacheinander folgenden Zylindern, wobei der bestimmte Zylinder und der nachfolgende Zylinder nacheinander fehlgezündet haben; und einer Form von intermittierenden Fehlzündungen, wobei der bestimmte Zylinder und ein anderer als der nachfolgende Zylinder fehlgezündet haben.
Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Bestimmens des Auftretens einer Fehlzündung ferner die Schritte aufweist: vorübergehendes Bestimmen, wenn der Drehzahlabweichungsbetrag den ersten vorgegebene Wert überschreitet, dass die Drehzahlabweichung aus einer Fehlzündung resultiert; Erkennen eines Entstehungsintervalls der Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie von einer Fehlzündung resultiert; Bestimmen, wenn das Entstehungsintervall der Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie aus einer Fehlzündung resultiert, einen vorgegebene Wert annimmt, dass die Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie von einer Fehlzündung resultiert, periodisch jedes Mal auftritt, wenn der Bestimmte der Zylinder gezündet wird; Bestimmen, wenn die Drehzahlabweichung, die vorübergehend beurteilt wird, dass sie aus einer Fehlzündung resultiert, und beurteilt wird, dass sie eine periodische Abweichung ist, die den zweiten vorgegebenen Wert überschreitet, der größer als der erste vorgegebene Wert ist, dass die Drehzahlabweichung aus einer Fehlzündung resultiert; und Identifizieren des Zylinders, der der Drehzahlabweichung, die durch die Einrichtung zum endgültigen Bestimmen einer Fehlzündung beurteilt wird, dass sie von einer Fehlzündung resultiert, ausgesetzt ist.
Verfahren zum Erkennen von Fehlzündungen nach Anspruch 6, wobei die Fehlzündungsform durch Berechnen eines Drehzahlabweichungsbetrags 1 des bestimmten Zylinders N1, einen Drehzahlabweichungsbetrag 2 für den nachfolgenden Zylinder N2 und einen Drehzahlabweichungsbetrag 3 für den späteren Zylinder N3 bestimmt wird, und Bestimmen, wobei k1 und k2 vorgegebene Konstanten sind, dass: (1) wenn Betrag 1 × k1 < Betrag 3 ist, die Zylinder N1 und N3 intermittierend einer Fehlzündung ausgesetzt sind; (2) wenn Betrag 1 × k1 ≥ Betrag 3 und Betrag 1 × k2 < Betrag 2 ist, die Zylinder N1 und N2 nacheinander einer Fehlzündung ausgesetzt sind; und (3) wenn Betrag 1 × k1 ≥ Betrag 3 und Betrag 1 × k2 ≥ Betrag 2 ist, nur der Zylinder N1 einer Fehlzündung ausgesetzt ist.