JPH09329055A - 内燃機関における回転速度変動に基づいて作動する燃焼ミスファイヤ検出の遮断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関における少ない数の回転不規則値に
基づいて悪い道路区間の確実な検出を可能にする方法を
提供する。 【解決手段】 内燃機関の回転速度変動に基づいて作動
する燃焼ミスファイヤ検出の遮断方法において、連続し
て回転速度変動を測定し、測定された値に基づいて回転
不規則性に対する尺度を形成し、内燃機関の一作業サイ
クル間に相前後して形成された複数の尺度を合計し、合
計した結果が所定の帯域幅内に存在するか否かを検査
し、合計した結果が所定の帯域幅内に存在しないとき、
ミスファイヤ検出を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の回転不
規則性の評価に基づく悪い道路区間の検出方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の回転不規則性はオンボード診
断機能の範囲内で燃焼ミスファイヤの検出に利用され
る。燃焼ミスファイヤは内燃機関の運転中に放出される
有害物質を増大させ、さらにエンジンの排気管内の触媒
を損傷させることがある。この目的のために回転不規則
性を評価するときの問題点は、悪い道路区間に移行した
とき駆動列の振動が発生され、この駆動列の振動が燃焼
ミスファイヤと同様に回転不規則性を形成することであ
る。したがって、燃焼ミスファイヤ検出におけるエラー
情報を回避するために、悪い道路区間に移行したときミ
スファイヤ検出を遮断することが必要である。

【０００３】これに関しては、ドイツ特許公開第４３１
６４０９号から、回転不規則値に基づき、ミスファイヤ
検出が駆動列からエンジンに伝達される回転速度変動に
より妨害されているか否かを特定することが既知であ
る。このために、ミスファイヤが発生している場合、回
転不規則値のスペクトルが分離された２つの帯域に分割
され、一方悪い道路区間に移行したときの駆動列の振動
は回転不規則値の帯域幅を拡げるだけにすぎないという
観察が利用される。帯域幅の拡大ないし帯域の分割を確
実に特定するために、比較的多い数の回転不規則値が評
価されなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】内燃機関における少な
い数の回転不規則値に基づいて悪い道路区間の確実な検
出を可能にする方法を提供することが本発明の課題であ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は内燃機関にお
ける回転速度変動に基づいて作動する燃焼ミスファイヤ
検出の遮断方法により解決される。

【０００６】完全な一作業サイクル間のすべてのカム軸
の角速度ないしすべての回転不規則値の和は、悪い道路
区間による妨害となる駆動列の振動が発生していない定
常状態においては０に等しいという知見に基づいてい
る。これは、既にミスファイヤが発生しているときにお
いても適用される。

【０００７】一方、悪い道路区間上では高い外部加速度
が発生する。これにより、一作業サイクル間の加速度の
和は明らかに０から外れてくる。評価のために回転不規
則値が完全な一作業サイクルにわたり合計され、この和
の値が低域フィルタによりフィルタリングされる。平坦
な道路においてはフィルタリングされた信号は小さい値
を与え、悪い道路区間においては大きな値を与える。こ
の結果は、さらに１つまたは複数のシリンダが連続して
ミスファイヤを発生しているときでも変わることはな
い。この値がしきい値を超えたとき、これが悪い道路区
間の標識として解釈され、ミスファイヤ検出は遮断され
すなわちその機能が切り離される。

【０００８】本発明の内燃機関の回転速度変動に基づい
て作動する燃焼ミスファイヤ検出の遮断方法において、
連続して回転速度変動を測定し、測定された値に基づい
て回転不規則性に対する尺度を形成し、内燃機関の一作
業サイクル間に相前後して形成された複数の尺度を合計
し、合計した結果が所定の帯域幅内に存在するか否かを
検査し、合計した結果が所定の帯域幅内に存在しないと
き、ミスファイヤ検出を遮断する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、マーキング３を有する角
度伝送車２を備えた内燃機関１ならびに角度センサ４お
よび制御装置５を示す。内燃機関のクランク軸と結合さ
れている角度伝送車の回転運動は、誘導センサとして形
成されている角度センサ４により電気信号に変換され、
電気信号の周期性は、マーキング３が角度センサ４を周
期的に通過する状況を示している。したがって、信号レ
ベルの立上りと立下りとの間の時間間隔は、クランク軸
がマーキングの目盛に対応する角度範囲だけ回転された
時間に対応している。この時間間隔は、コンピュータと
して形成されている制御装置５において処理されて、内
燃機関の回転不規則性に対する尺度Ｌｕｔにさらに変換
される。ミスファイヤが発生した場合、たとえばドライ
バの視界内のエラー表示ランプ６が点灯されてもよい。
この計算のために使用されるコンピュータは、たとえば
図２に示すように構成してもよい。これによると、計算
ユニット２．１は入力ブロック２．２と出力ブロック
２．３とを接続しかつメモリ２．４内に記憶されている
プログラムおよびデータを利用する。

【００１０】図３ａは角度伝送車の４セグメントへの分
割を示し、ここで各セグメントは所定数のマーキングを
有している。マーキングＯＴｋは、この実施例における
８シリンダ内燃機関のｋ番目のシリンダのピストン運動
の上死点に割り当てられ、この上死点はこのシリンダの
燃焼サイクル内に存在している。この点の周りに回転角
度範囲ψｋが定義され、回転角度範囲ψｋはこの実施例
においては角度伝送車のマーキングの１／４の範囲に及
んでいる。同様に、残りのシリンダの燃焼サイクルに角
度範囲ψ１ないしψ８が割り当てられ、ここでは１つの
完全作業サイクルに対しクランク軸が２回転する４サイ
クル原理から出発している。したがってたとえば、第１
のシリンダの範囲ψ１は第５のシリンダの範囲ψ５に対
応している等である。クランク軸の１回転に付属する角
度範囲は、相互に分離されていても、相互に接続されて
いてもまたは相互に重ね合わされていてもよい。第１の
ケースにおいては、いかなる角度範囲にも付属されない
マーキングが存在し、第２のケースにおいては、各マー
キングは正確に１つの角度範囲に付属し、第３のケース
においては、種々の角度範囲に同じマーキングが付属さ
れている。したがって、角度範囲の任意の長さおよび位
置が可能である。

【００１１】図３ｂに、クランク軸の回転運動により角
度範囲が通過される時間（セグメント時間）ｔｓが目盛
られている。この場合、シリンダｋにおいてミスファイ
ヤが検出されている。ミスファイヤが発生するとトルク
が出力されないので、それに付属の通過時間ｔｓは上昇
することになる。したがって、通過時間ｔｓは回転不規
則性に対する尺度を既に示しており、この原理はミスフ
ァイヤの検出のために適している。時間間隔ｔｓの適切
な処理により、とくに隣接する時間間隔の差を形成し、
かつこの差を指数ｉを有する点火サイクルにおける時間
間隔ｔｓｉの３乗で正規化することにより、回転不規則
値は加速度の次元を含み、実験から明らかにされたよう
に、回転不規則値のＳ／Ｎ比は改善される。

【００１２】図３ｃは回転速度変化の通過時間ｔｓの測
定に対する影響を示している。典型例として、自動車の
惰行運転において発生するような回転速度低減の例が示
されている。測定時間ｔｓが比較的均等に変化している
この影響を補正するために、たとえば動的補正のための
修正項Ｋを形成すること、および回転不規則値を計算す
るとき上昇（延長）効果が補正されるように修正項Ｋを
考慮することが既知である。

【００１３】ｚシリンダエンジンの点火サイクルｉに対
しこのように修正された回転不規則値は、図３ｃにｚ＝
４に対して示すように、たとえば次式により計算するこ
とができる。 Lut(i) ＝ 基本項Ｂ−動的補正のための修正項Ｋ

【数１】 ここで （ｚ）＝ 内燃機関のシリンダ数

【００１４】指数ｉを有する点火サイクルにおけるミス
ファイヤは経験により次に続くセグメント時間ｔｓ（ｉ
＋１）を延長させるように働く。したがって、基本項Ｂ
はミスファイヤが発生したときのこの種の計算により明
らかに正となる。定常運転において１つの完全な作業サ
イクル内ですべての加速度ないし回転不規則値の値の和
は０に等しいので、正常に燃焼しているシリンダの回転
不規則値は、和が０となるように明らかに負となる。

【００１５】図４の流れ図は悪い道路区間の検出のため
のこの知見が利用される方法を示している。

【００１６】ステップＳ４．１において、継続して測定
されかつ処理されて内燃機関の回転不規則性に対する尺
度として回転不規則値Ｌｕｔが求められる。ステップＳ
４．２は内燃機関の一作業サイクル間に相前後して形成
される複数の回転不規則値の合計ＳＬｕｔを求める働き
をする。この場合、この合計は常に最後のｚ個の回転不
規則値を含むことが好ましく、この場合ｚは内燃機関の
シリンダ数に対応している。しかしながら、この合計は
複数の作業サイクルを含んでもよい。ステップＳ４．３
において、回転不規則値Ｌｕｔの合計信号ＳＬｕｔの絶
対値│ＳＬｕｔ│が形成されかつ低域フィルタリングさ
れて値ＦＳＬｕｔが求められる。ステップＳ４．４にお
いて、ＦＳＬｕｔの絶対値が所定のしきい値を超えた場
合、ステップＳ４．５において、これが悪い道路区間を
走行中であることの標識として評価され、この結果ミス
ファイヤ検出は遮断され、すなわちその機能が切り離さ
れる。

【００１７】絶対値の形成は正のしきい値のみとの比較
を可能にする。しかしながら、合計の結果がシステムの
他の妨害なしに悪い道路区間により所定の範囲内に存在
することのみが重要なのであり、したがってこの所定の
範囲は負の値を含んでもよい。このかぎりにおいて正の
しきい値および負のしきい値のそれぞれとの比較が可能
であり、この場合しきい値は所定の範囲の境界を形成し
ている。

【００１８】低域フィルタリングは信号を平滑にする働
きをし、これによより信頼度を向上させることができ
る。この低域フィルタリングはこの方法の感度を悪くす
ることがある。合計値の範囲および内燃機関とミスファ
イヤ検出とからなる基礎となるシステムに応じてそれぞ
れ、低域フィルタリングを使用しないで合計された不規
則値が所定の値の範囲に属するか否かを直接検査するこ
とが有利なこともある。

【００１９】ステップＳ４．１においてＬｕｔを求める
ことは、定常状態、すなわち負荷および回転速度がほぼ
一定の運転状態に限定してもよい。しかしながら、動的
修正されたＬｕｔを使用する場合、移行運転状態におい
てＬｕｔを求めることが行われてもよい。

【００２０】図５はある実施態様において形成された、
平坦な道路から悪い道路区間へ移行するときの信号│Ｆ
ＳＬｕｔ│の時間線図を示している。まず平坦な道路上
では完全作業サイクル内のすべての加速度の合計は０に
等しいので、合計の形成、値の形成およびフィルタリン
グの後、小さい信号が求められる。悪い道路区間に移行
したとき、悪い道路区間により発生された駆動列の高い
信号に基づき、回転不規則値の合計はもはや０ではなく
なる。この結果、合計の形成、値の形成およびフィルタ
リングの後、悪い道路区間に基づく所定のしきい値を超
える比較的大きな信号が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の技術的周辺図である。

【図２】本発明による方法を実行するのに適したコンピ
ュータである。

【図３】回転速度の測定に基づき、回転の不規則性の尺
度の基準としてのセグメント時間を形成する既知の原理
を示す。

【図４】本発明による方法の実施態様の流れ図である。

【図５】平坦な道路から悪い道路区間へ移行するときの
信号の時間線図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 角度伝送車 ３ マーキング ４ 角度センサ ５ 制御装置 ６ エラー表示ランプ ２．１ 計算ユニット ２．２ 入力ブロック ２．３ 出力ブロック ２．４ メモリ Ｂ 基本項 ＦＳＬｕｔ 低域フィルタリングされたＳＬｕｔ ｉ 点火サイクル指数 Ｋ 修正項 Ｌｕｔ 回転不規則値 Ｌｕｔ（ｉ） 指数ｉの修正回転不規則値 ＯＴｋ ｋ番目のシリンダの上死点 ＳＬｕｔ Ｌｕｔの合計値 ｔｓ セグメント時間 ｔｓｉ 指数ｉのセグメント時間 ψｋ ｋ番目の回転角度範囲 ｚ シリンダ数

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続して回転速度変動を測定し、測定さ
   れた値に基づいて回転不規則性に対する尺度を形成する
   ステップと、 内燃機関の一作業サイクル間に相前後して形成された複
   数の前記尺度を合計するステップと、 合計した結果が所定の帯域幅内に存在するか否かを検査
   するステップと、 合計した結果が所定の帯域幅内に存在しないとき、ミス
   ファイヤ検出を遮断するステップと、 を含むことを特徴とする内燃機関の回転速度変動に基づ
   いて作動する燃焼ミスファイヤ検出の遮断方法。
2. 【請求項２】 合計した結果が低域フィルタリングさ
   れ、低域フィルタリングされた結果が所定の帯域幅内に
   存在するか否かが検査されることを特徴とする請求項１
   の方法。
3. 【請求項３】 合計した結果の絶対値が形成され、場合
   により低域フィルタリングされた後に所定のしきい値と
   比較されることを特徴とする請求項１または２の方法。
4. 【請求項４】 内燃機関の一作業サイクル間に相前後し
   て形成された前記尺度が合計されることを特徴とする請
   求項１の方法。
5. 【請求項５】 動的修正された回転不規則値が使用され
   ることを特徴とする請求項１の方法。