JP4365064B2 - 多シリンダ内燃機関におけるミスファイア識別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載された特徴を有する、多シリンダ内燃機関におけるミスファイア識別方法に関する。
【０００２】
従来の技術
請求項１の上位概念に記載された特徴を有する内燃機関ミスファイア識別方法は基本的に従来技術において公知である。この方法は実質的につぎに基づいている。すなわちエンジン内で求めた内燃機関の個別のシリンダの運転非静粛性に対する値から、所定の閾値との比較によりミスファイアを検出することに基づいており、ここでこの検出が行われるのは求めた運転非静粛性値が閾値を上回る場合である。
【０００３】
燃焼時のミスファイア識別の基準となる、シリンダ毎の運転非静粛性値は、内燃機関のシリンダ内で発生しなかった燃焼または不完全な燃焼によって、通常動作に比してエンジンのトルクの経過は必然的に特徴的に変化するという知識を利用して得ることができる。これによりトルク経過、ないしは個別のシリンダがトルクに及ぼす寄与を比較することによって、ミスファイアのないこの内燃機関の通常動作と、ミスファイアを伴う動作とを区別することができるのである。トルク経過における相違は、セグメント時間を求めることによって決定され、この際に考慮されるのは、ミスファイアに起因して発生する比較的低いトルクへの寄与により、クランク軸のセグメント時間が必然的に変化し、ここでクランク軸セグメントには、トルクが形成される膨張期間における個別のシリンダのピストン運動がそれぞれ相応する。クランク軸セグメント時間は、適切なセンサを介して、例えば、クランクまたはカム軸に固定された検出ホイールにおいて走査され、ここでこの検出ホイールにはセグメント領域の境界がマークされている。クランク軸セグメント時間は、通例、点火に同期して求められ、エンジン制御装置に記憶されて評価される。ここでこの評価は、求めたクランク軸セグメント時間から運転非静粛性値を計算することによって行われ、ここでこの運転非静粛性値により、閾値との目標値比較によってミスファイア識別が可能になる。このミスファイア識別は、所定の閾値を上回ったことを、対応するシリンダにおけるミスファイアとして評価することに基づいている。
【０００４】
上記のミスファイア識別方法は、基本的に中央の１つのエンジン制御装置を有する多シリンダ内燃機関において有利であることが示されている。複数の制御装置を有する気筒数の多いエンジンでは問題が発生し、連続するセグメント時間からの運転非静粛性値を評価することは極めて複雑である。それは各制御装置は、それに接続された所定の数のシリンダだけを担当し、これらの制御装置のそれぞれにおいては、点火出力段および噴射バルブの一部のデータだけが処理されるからである。シリンダを複数の制御装置に割り当てることから相応してつぎのような事態になるのである。すなわちセグメント時間から得られる運転非静粛性値は、相応の記憶装置コストおよび計算コストをかけてのみ求めることができるようになり、ミスファイア識別に利用できることになるのある。
【０００５】
この他に計算時間の問題が発生し得る。
【０００６】
分かりやすくするために２つの制御装置を有するエンジンの場合を考察する。ここでこれらの制御装置のそれぞれは、１つずつのシリンダグループに対する点火および噴射を制御し、また燃焼時のミスファイア識別は１つの制御装置にまとめられている。この制御装置は以下では診断制御装置とも称する。
【０００７】
本発明は、制御装置に割り当てられたシリンダグループ内の２つの点火の間で、診断制御装置の計算時間が有利に分配されるという特徴を有する。
【０００８】
このような点火の間の期間は基本的に、第１の点火のデータを処理し、別の制御装置の点火に割り当てられる別の割り込みを形成し、対するセグメント時間を検出してこれをミスファイア検出のために処理するのに十分である。
【０００９】
点火が診断制御装置によって制御されるシリンダの割り込みルーチンでは、ミスファイア検出のために、対応するセグメント時間の評価だけが行われるのではない。このルーチン内では付加的に、点火および噴射などの別の機能の計算も行われるのである。
【００１０】
これに対して、第２の制御装置によって計算される、別のシリンダの点火に割り当てられている割り込みのルーチンでは、セグメント時間だけが検出され、これがミスファイア識別のために評価される。
【００１１】
したがって診断制御装置によって制御されるシリンダの割り込みルーチンは、時間的な経過において、第２の制御装置によって制御されるシリンダの割り込みルーチンよりもはるかに長い。
【００１２】
ここでの問題は、第１点火データの処理が長くかかってしまう可能性があり、別の割り込みが（第１点火データの処理完了時に）第２制御装置の点火割り込みと同期して行われないことである。
【００１３】
第１の割り込みのデータ処理を中断して、同期して行われる別の割り込みにそのデータの計算も含めて優先権を与えると、つぎのような事態が発生し得る。すなわちこの別の割り込みの計算結果が、第１の割り込みの計算結果の時間的に前になることがあるのである。この場合、運転非静粛性の計算順序が不所望にも取り違えられてしまうことがあり得る。
【００１４】
本発明では第１の点火のデータ処理は、別の割り込みのトリガのために中断され、この別の割り込みをトリガした後、対応するセグメント時間が、第２制御装置の点火割り込みと同相で検出されて記憶される。
【００１５】
この後、はじめに第１の点火のデータ処理が終わりまで行われ、これは運転非静粛性値が、別の割り込みのセグメント時間によって計算される前に行われる。
【００１６】
これにより有利にも保証されるのは、この制御装置における第１点火の運転非静粛性値が、第２制御装置の直後の点火割り込みの運転非静粛性値のつねに前になることである。これによって、運転非静粛性に対する計算順番の取り違えの発生が回避される。
【００１７】
別の重要な利点は、診断制御装置に接続されていないシリンダに対する付加的な割り込みによって、ミスファイア識別のためのアルゴリズムと、ひいては２制御装置構成に対するソフトウェアの実現とが、１制御装置構成に対するソフトウェアの実現に十分に相応し得ることである。
【００１８】
その理由はつぎのとおりである。この場合、セグメント時間を評価するためのソフトウェアは、両方の割り込みにおいて、すなわち接続されたシリンダの割り込みにおいて、および接続されていないシリンダの割り込みにおいて動作する。接続されたシリンダの割り込みだけが設けられているであれば、ミスファイア識別のためのアルゴリズムないしは２制御装置構成に対するソフトウェアの実現を根本的に変更しなければならないことになる。それはこの場合、単一の割り込みルーチンにおいて２つの点火に対するセグメント時間を評価しなければならないからである。
【００１９】
付加的な割り込みを用いることによって、接続されたシリンダの割り込みルーチンの走行時間を短縮することができる。
【００２０】
詳しくいうと本発明の解決手段は、多シリンダ内燃機関におけるミスファイア識別方法であり、ここでこの内燃機関は、少なくとも１つの第１のエンジン制御装置と、少なくとも１つの別のエンジン制御装置（診断制御装置）とを有しており、第１のエンジン制御装置によって、少なくとも噴射および点火をこの内燃機関の複数のシリンダの第１の部分集合に対して制御し、上記の別のエンジン制御装置によって、噴射および点火を複数のシリンダの別の部分集合に対して制御し、またこの別のエンジン制御装置において付加的に、シリンダの前記の第１の部分集合および別の部分集合に対してミスファイア識別を行い、上記の制御装置はエンジン制御プログラムを使用し、ここでこのプログラムを、クランク軸の回転運動に位相同期して、少なくとも噴射および点火に必要なデータを処理する割り込みルーチンによって中断し、またこの方法では、ミスファイア識別は、クランク軸セグメント時間の形成および評価に基づいており、ここでこのクランク軸セグメント時間ではクランク軸は、対応する円形セグメント角度領域をスイープし、クランク軸セグメント時間の形成および評価も同様に所定の割り込みルーチンで行い、シリンダの別の部分集合に対するクランク軸セグメント時間の形成および評価を点火を制御する上記の割り込みルーチンで行い、その第１のシリンダに対するクランク軸セグメントの形成および評価を、付加的に形成される所定の割り込みルーチンによって行う。
【００２１】
有利な実施例では、第１のシリンダのうちの１つのクランク軸セグメント時間が、エンジン回転に位相同期して検出されなければならず、また点火の順序で先行する別のシリンダの割り込みルーチンがまだ終了していない場合、点火の順序で先行する別のシリンダのまだ処理が完了していない割り込みルーチンの中断と、第１のシリンダのうちの１つのクランク軸セグメント時間の検出および記憶と、点火の順序で先行する別のシリンダのまだ実行されていない割り込みルーチンの処理とが行われ、その後はじめて第１のシリンダのうちのクランク軸セグメント時間の処理がミスファイア識別のために行われる。
【００２２】
発明の利点
請求項１に記載した特徴を有する、多シリンダ内燃機関におけるミスファイアする本発明の方法により、前述の従来技術に対してつぎのような利点が得られる。すなわち、内燃機関動作時の点火および噴射のためにシリンダの部分集合毎に発生するデータを処理する少なくとも２つのエンジン制御装置を使用する際も、燃焼時のミスファイアが高い信頼性で検出されることを保証することができ、その際に複雑なデータ検出およびデータ評価をこれらの別個の制御装置において行う必要がないという利点が得られる。エンジン制御装置のうちの１つにおいて、内燃機関のすべてのシリンダに対して、ミスファイア識別に必要なクランク軸セグメント時間を検出し、記憶し、評価することによって、もはや個々のエンジン制御装置間でデータを伝送する必要がない。ここではクランク軸セグメント時間の検出、記憶および評価は、基準となる制御装置において行われる。これは一方ではこの制御装置に接続されたシリンダの点火割り込みを形成することによって行われ、また他方では時間的にこれらの点火割り込みの間にある、計算による割り込みを、１つまたは複数の別のエンジン制御装置に割り当てられているシリンダに対して形成することによって行われる。この手段によって、個々のシリンダにおける運転非静粛性を評価することによってミスファイアを識別するアルゴリズムに対して、連続する点火のセグメント時間が制御装置において得られ、これによりセグメント時間を問題なく評価することができる。
【００２３】
上記の計算によって求められる１つまたは複数の割り込みの形成は、ミスファイア識別に利用される制御装置において、目下点火すべきシリンダの駆動制御を担当する制御装置の点火割り込みと同時に行われる。
【００２４】
本発明の方法の殊に有利な実施形態は、請求項１の技術的事項と合わせて従属請求項に特徴部分に記載されている。
【００２５】
計算によって付加的に形成される割り込みによって点火割り込みを中断する際、燃焼時のミスファイア識別の計算順序を取り違いないようにするためにつぎようにすると有利であることが判明した。すなわち計算によって形成されるこれら割り込みによって、実際の点火割り込みが、セグメント時間の形成および記憶のためだけに中断されると有利である。計算によって形成される割り込みのデータの処理は、通常の点火割り込みのデータ集合を完全に処理し終えた後、はじめて行われる。したがって本発明の方法によって可能になるのは、内燃機関の制御に使用されるエンジン制御装置の数に依存しないで、エンジン制御装置のうちに１つにおいて、ミスファイア識別に対する一連の計算を実行することであり、これにより本発明の方法は汎用に使用可能である。
【００２６】
図面
以下では本発明の方法の流れを、殊に点火割り込みと、計算によって形成される割り込みと、燃焼時のミスファイア識別に必要なセグメント時間の時間的な順序とについて概略流れ図に基づいて説明する。この順序は、添付の図面では２制御装置構成の例で示されている。
【００２７】
本発明の方法の説明
添付の図面では、水平方向に「ｔ」で記された時間軸がプロットされている。この時間軸ｔの上側には、垂直方向のマーク１，２および３によって、エンジン制御装置内で形成される３つの点火割り込みがプロットされており、各点火割り込み１，２および３は、該当する制御装置によって制御される、この制御装置に割り当てられたシリンダの点火パルスのうちの１つの対応する。この図内では点火割り込み１，２および３の間にマーク４および５があり、これらは計算による割り込みの時点を示している。ここでは計算によるこれらの割り込みの時点と、別の制御装置において同時に形成される、そこに接続された該当するシリンダに対する点火割り込みとが一致する。この図からは点火割り込みの後にも、これらの間に形成される計算による割り込みの後にも共に期間ｔ６が示されていることがわかり、ここでは燃焼時のミスファイア識別のために基本値として必要なクランク軸セグメント時間が求められて記憶される。点火割り込み１と点火割り込み２との間の期間を考察すると、図から分かるのは、まず期間ｔ６中にセグメント時間を求めて記憶した後、引き続く期間ｔ７内で点火に同期した割り込みのデータ処理が行われることである。この期間ｔ７は、その経過中、計算によって求められる割り込み４のセグメント時間の検出および記憶のために一旦、中断される。図から分かるように、連続する２つの点火割り込み１と２との間の期間は、実際のデータ処理期間ｔ７よりも長い。したがって処理時間ｔ７の終わりと、つぎの点火割り込みとの間には期間ｔ８が残存しており、ここでは、計算による割り込み４に所属するセグメント時間の評価を行うことが可能である。このため、計算によって求めた割り込みにより、点火割り込みのこの期間は確かに中断されるが、セグメント時間の形成および記憶だけのためにだけ中断されるのである。計算によって求められる割り込みの処理は、実際の点火割り込みの処理が完全に処理されてからはじめて行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の流れが２制御装置の例で示された概略流れ図である。

Claims (2)

1. 多シリンダ内燃機関におけるミスファイア識別方法において、
   該内燃機関は、少なくとも１つの第１のエンジン制御装置と、少なくとも１つの別のエンジン制御装置とを有しており、
   前記の第１のエンジン制御装置によって、少なくとも噴射および点火を前記内燃機関の複数のシリンダの第１の部分集合に対して制御し、
   前記の別のエンジン制御装置によって、噴射および点火を複数のシリンダの別の部分集合に対して制御し、かつ該別のエンジン制御装置にて付加的に、シリンダの前記の第１の部分集合および別の部分集合に対してミスファイア識別を行い、
   前記制御装置は、エンジン制御プログラムを使用し、
   該プログラムを、クランク軸の回転運動に位相同期して、少なくとも噴射および点火に必要なデータを処理する割り込みルーチンによって中断し、
   当該方法では、ミスファイア識別は、クランク軸セグメント時間の形成および評価に基づいており、ここで該クランク軸セグメント時間ではクランク軸は、対応する円形セグメント角度領域をスイープし、
   クランク軸セグメント時間の形成および評価も同様に所定の割り込みルーチンで行い、
   シリンダの前記の別の部分集合に対するクランク軸セグメント時間の形成および評価を、点火を制御する前記の割り込みルーチンで行い、
   第１のシリンダに対するクランク軸セグメントの形成および評価を、付加的に形成される所定の割り込みルーチンによって行うことを特徴とする、
   多シリンダ内燃機関におけるミスファイア識別方法。
2. 前記の第１のシリンダのうちの１つのクランク軸セグメント時間が、エンジン回転に位相同期して検出されなければならず、また点火の順序で先行する別のシリンダの割り込みルーチンがまだ終了していない場合、点火の順序で先行する別のシリンダのまだ実行されていない割り込みルーチンが中断され、前記の第１のシリンダのうちの１つのクランク軸セグメント時間が検出されて記憶され、点火の順序で先行する別のシリンダのまだ実行されていない割り込みルーチンを終了まで処理し、その後はじめて前記の第１のシリンダのうちの１つのクランク軸セグメント時間をミスファイア識別のために処理する、
   請求項１に記載の方法。

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