DE10252567B4 - Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, umfassend:
einen Winkelsensor (101) zum Erfassen eines Umdrehungswinkels der Brennkraftmaschine;
eine ECU (102) zum Ausführen einer Kraftstoffeinspritzung und einer Zündsteuerung auf der Grundlage des von dem Winkelsensor (101) erfassten Umdrehungswinkels;
eine Zündspule (109) zum Generieren einer Hochspannung für die Zündung auf der Grundlage eines von der ECU (102) ausgegebenen Treibersignals;
eine Zündkerze (110) zum Erzeugen eines Zündfunkens zum Zünden eines Gasgemisches durch Anlegen der von der Zündspule (109) generierten Hochspannung;
eine Vorspannungseinrichtung (104) um Anlegen einer Vorspannung an die Zündkerze (110) für die Erfassung eines Ionenstroms;
einen Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) zum Erfassen eines Ionenstroms;
eine Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung (108) zum Erfassen einer Fehlzündung auf der Grundlage des durch die Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) erfassten Ionenstroms und/oder eine Klopf-Erfassungseinrichtung (107) zum Erfassen von Klopfen auf der Grundlage des durch die Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) erfassten Ionenstroms;
eine Fehlzündungs-Bestimmungseinrichtung (103) und/oder eine Klopf-Bestimmungseinrichtung (111) zum Bestimmen einer...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Erfassen einer Fehlzündung und/oder zum Erfassen des Auftretens von Klopfen im Zuge der Erfassung einer Änderung eines Ionenstroms bei einem Verbrennungsvorgang in der Brennkraftmaschine.
  • Aus der DE 197 33 869 C2 ist eine Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung bekannt, welche die üblichen Merkmale einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und zugehörige Einrichtungen zur Kraftstoff-Einspritzung in die jeweiligen Zylinder aufweist. Diese bekannte Vorrichtung umfasst auch eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines im jeweiligen Zylinder auftretenden Ionenstroms sowie eine Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Fehlzündungen auf der Grundlage des jeweils erfassten Ionenstroms. Ferner weist diese bekannte Vorrichtung eine Erfassungsperioden-Begrenzungseinrichtung auf zum Begrenzen einer Periode, in welcher ein Ionenstrom erfasst wird.
  • Eine im Prinzip ähnliche Vorrichtung ist auch aus der DE 199 27 254 A1 bekannt.
  • Auch die JP-A-10-231 772 offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung eines Verbrennungszustandes bzw. einer Fehlzündung in einer Brennkraftmaschine durch Erfassen eines Ionenstroms.
  • Zum besseren Verständnis wird nachfolgend anhand von 1 und 2 der beigefügten Zeichnungen zunächst eine aus dem Stand der Technik bekannte Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung (nachfolgend auch als "Gerät" bezeichnet) näher beschrieben.
  • Die in 1 dargestellte Vorrichtung zeigt eine Ausführung mit einer Hochspannungsverteilung über einen Verteiler 7 an Zündkerzen 8a bis 8d der jeweiligen Zylinder einer mit vier Zylindern ausgestatteten Brennkraftmaschine.
  • Zunächst gibt eine ECU 2 ein Zündsignal P zum Erregen und Unterbrechen eines Leistungstransistors TR aus, auf der Grundlage eines Kurbelwinkelsignals SGT von einem Kurbelwinkelsensor 1. Der Leistungstransistor TR erregt einen Primärstrom i1 zu einem Zeitpunkt, wenn das Zündsignal P einen hohen Pegel aufweist, und er unterbricht den Primärstrom i1 zu einem anderen Zeitpunkt, wenn das Zündsignal P einen niedrigen Pegel aufweist.
  • Zu diesem Zeitpunkt tritt eine hochgestufte Primärspannung V1 in einer Primärwicklung 4a auf, und hierdurch wird ein Kondensator 9 über den Ladestrompfad aufgeladen, wozu eine Gleichrichterdiode d1, ein Widerstand R, der Kondensator 9 und eine Gleichrichterdiode D2 vorgesehen sind. Das Laden des Kondensators 9 ist zu einem Zeitpunkt abgeschlossen, wenn der Ladestrom des Kondensators 9 einer Durchbruchspannung (Vorspannung Vbi) einer Zenerdiode DZ entspricht.
  • Der Kondensator 9, die Zenerdiode DZ und die Diode D2 bilden einen Vorspannabschnitt. Das Laden wird durch eine Hochspannung ausgeführt, die an der Niederspannungsseite der Primärwicklung 4a zum Zeitpunkt der Unterbrechens des Primärstroms i1 auftritt.
  • Tritt die Primärspannung V1 in der Primärwicklung 4a auf, so erzeugt eine Sekundärwicklung 4b eine Sekundärspannung V2 von mehreren 10 kV und somit eine Hochspannung zur Zündung. Die Sekundärwicklung 4b legt die Spannung an die Zündkerzen 8a bis 8d der jeweiligen Zylinder über den Verteiler 7 an, und sie erzeugt eine Funkenentladung in der Zündkerze des Zylinders mit der Zielsetzung einer Zündsteuerung zum Verbrennen des Gasgemisches.
  • Verbrennt das Gasgemisch, so treten Ionen in einer Verbrennungskammer des Verbrennungszylinders so auf, dass ein Ionenstrom i fließt. Der Ionenstrom i erzeugt ein Ionenstrom-Detektionssignal Ei an einem Widerstand 12.
  • Eine Pulserzeugungsschaltung 20 dient zum Erzeugen und Ausgeben eines Verbindungspulses Fi an die ECU 2 lediglich während einer Periode, in welcher das Ionenstrom Detektionssignal Ei einen Schwellwert übersteigt. Die ECU 2 bestimmt, ob der Verbrennungszylinder eine Verbrennung durchlaufen hat oder eine Fehlzündung, auf der Grundlage der Tatsache, ob eine Breite des Pulses Fi einen vorgegebenen Wert annimmt oder übersteigt.
  • Die für jeden der Zylinder detektierten Ionenströme werden kombiniert, und sie werden über eine Signalleitung in die Pulserzeugungsschaltung 20 eingegeben, die eine Fehlzündungs-Detektioneinrichtung darstellt. Eine Detektionsperiode für den Ionenstrom ist in dem betreffenden Stand der Technik nicht beschränkt.
  • 2 zeigt ein Zeitablaufdiagramm für den Fall, dass bei der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung ein Ionenstrom in einem Arbeitshub des nächsten Zylinders auftritt.
  • In 2 bezeichnet A ein Zündspulentreibersignal für jeden der Zylinder. B bezeichnet einen Ionenstrom, der in jedem der Zylinder auftritt. C ist ein Signal, das in dem Ei in dem Blockdiagramm nach 1 auftritt. D ist ein Signal, das in dem Fi in dem Blockdiagramm nach 1 auftritt. In der vorliegenden Zeichnung erfolgt eine Fehlzündung in einem dritten Zylinder, und ein erster Zylinder erzeugt einen Ionenstrom während einer langen Zeitperiode. Bei einer Konfiguration gemäß dem Beispiel nach dem betreffenden Stand der Technik ist lediglich eine Vorspannschaltung im Hinblick auf sämtliche Zylinder vorgesehen, so dass die in jedem der Zylinder auftretenden Ionenströme addiert und durch einen Ei Abschnitt detektiert werden. Die durch den EI Abschnitt detektierten Ionenströme werden einer Wellenform-Formbildung durch die Pulserzeugungsschaltung 20 unterzogen, und es ergibt sich das Signal Fi. Demnach tritt dann, wenn der Ionenstrom, wie in B gezeigt, in jedem der Zylinder auftritt, das Signal Fi während eines Arbeitshubes des dritten Zylinders, obgleich eine Fehlzündung in dem dritten Zylinder vorliegt.
  • Wie oben beschrieben, liegt bei dem Gerät gemäß dem betreffenden Stand der Technik eine Vorspannspannung von einer Vorspannschaltung zu einer Zündkerze jedes Zylinders über eine Hochspannungsdiode an, und Ionenströme jedes der Zylinder werden detektiert, und als Ergebnis wird ein Signal erhalten, in dem die detektierten Ionenströme addiert sind. Jedoch ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass die Ionenströme fortlaufend zu dem Ausstoßhub sowie zu dem Arbeitshub auftreten können, in dieser Konfiguration ein Problem dahingehend, dass beispielsweise dann, wenn der einer Detektion unterzogene Zylinder eine Fehlzündung aufweist, sich die Fehlzündung in dem Fall nicht detektieren lässt, dass der Ionenstrom des vorangehenden Zylinders über eine lange Zeit auftritt, und zu dem Arbeitshub des fraglichen Zylinders fortdauert.
  • Weiterhin ergibt sich bei Ausführen einer Klopfdetektion durch eine Vibrationskomponente, die dem Ionenstrom überlagert ist, ein Problem dahingehend, dass eine Klopfbestimmung erfolgt, selbst wenn der fragliche Zylinder kein Klopfen aufweist, beispielsweise in dem Fall, dass der vorangehende Zylinder ähnlich dem Ionenstrom über eine lange Zeit Klopfen erzeugt und ein Rauschschwingen während des Arbeitshubes des fraglichen Zylinders enthalten ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungszustnds-Detektionsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine zu schaffen, bei welcher ein Ionenstrom in jedem der mehreren Zylinder erfasst und dabei eine unerwünschte Beeinflussung durch Ionenströme in anderen Zylindern vermieden werden kann, so dass eine korrekte Erfassung von etwaigen Fehlzündungen oder Klopfvorgängen möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Verbrennungszustnds-Detektionsvorrichtung nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
  • Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Eine erfindungsgemäße Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung kann enthalten: Einen Drehwinkelsensor, eine ECU, eine Zündspule, eine Zündkerze, eine Vorspannungeinrichtung, eine Ionenstrom-Detektionseinrichtung, zumindest eine Fehlzündungs-Detektionseinrichtung und eine Klopf-Detektionseinrichtung, mindestens eine Fehlzündungs-Bestimmungseinrichtung und eine Klopfbestimmungseinrichtung, und eine Detektionsperioden-Begrenzungseinrichtung. Der Winkelsensor detektiert einen Umdrehungswinkel des Verbrennungsmotors. Die ECU bewirkt die Kraftstoffeinspritzung und die Zündsteuerung auf der Grundlage der Umdrehungsinformation von dem Winkelsensor. Die Zündspule generiert eine Hochspannung für die Zündung auf der Grundlage eines Treibersignals von der ECU. Die Zündkerze generiert einen Zündfunken zum Zünden des Gasgemisches durch Anlegen einer Hochspannung an die Zündspule. Die Vorspannungseinrichtung bewirkt das Anlegen einer Vorspannung für eine Ionenstromdetektion an einer Zündkerze. Die Ionenstrom-Detektionseinrichtung detektiert einen Ionenstrom. Die Fehlzündungs-Detektionseinrichtung führt eine Fehlzündungsdetektion auf der Grundlage des Ionenstroms aus, der von der Ionenstrom-Detektionseinrichtung detektiert wird. Die Klopfdetektionseinrichtung führt eine Klopfdetektion aus, auf der Grundlage des Ionenstroms, der durch die Ionenstrom-Detektionseinrichtung detektiert wird. Die Fehlzündungsbestimmungseinrichtung und die Klopfbestimmungseinrichtung bewirken eine Fehlzündungsbestimmung und eine Klopfsteuerung auf der Grundlage eines Ausgangssignals jeweils von der Fehlzündungs-Detektionseinrichtung und der Klopf-Detektionseinrichtung. Die Detektionsperioden-Begrenzungseinrichtung bewirkt eine Begrenzung der Detektionsperiode des Ionenstroms, verarbeitet in mindestens einer der Fehlzündungs-Detektionseinrichtung und der Klopfdetektionseinrichtung.
  • Selbst wenn bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ein Ionenstrom in einem Arbeitshub eines Zylinders bis zu einem Arbeitshub in einem anderen Zylinder reicht, wird auch im Fall einer Verringerung der Zahl von Ausgangssignalleitungen zu der ECU oder einer Verwendung einer Ausgangsleitung für mehrere Zylinder erreicht, dass eine Detektionsperiode des Ionenstroms auf einen Bereich des Arbeitshubs eines Zylinders beschränkt wird. Demnach lässt sich eine Fehlzündungsdetektion oder Klopfdetektion korrekt ausführen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 bis 10 der Zeichnungen beschrieben, wobei für die im Patentanspruch 1 bei der Spezifizierung von Merkmalen verwendete Bezeichnung "Einrichtung" teilweise auch die gleichbedeutende Bezeichnung "Abschnitt" verwendet wird. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild einer Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach dem Stand der Technik;
  • 2 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen von Funktionsabläufen in der Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach 1;
  • 3 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung;
  • 4 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen von Funktionsabläufen in der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach 3 zum Zeitpunkt einer Fehlzündung;
  • 5 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen von Funktionsabläufen bei der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach 3 zum Zeitpunkt des Auftretens von Klopfen;
  • 6 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen einer Detektionsperiode bei der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung;
  • 7 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung;
  • 8 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen von Funktionsabläufen bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach 7 zum Zeitpunkt einer Fehlzündung;
  • 9 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen von Funktionsabläufen bei der weiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach 7 zum Zeitpunkt des Auftretens von Klopfen; und
  • 10 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen einer Detektionsperiode bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild zur schematischen Darstellung einer Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei werden die Ionenströme, welche in die Fehlzündungs-Detektionseinrichtung 108 und in die Klopfdetektionseinrichtung 104 eingegeben werden, in einer Leitung kombiniert.
  • Zündkerzen 110, Zündspulen 109, Vorspannungseinrichtungen 104 und Ionenstrom-Detektionsabschnitte 105 sind jeweils in den Zylindern angeordnet. Ein Ionenstrom fließt in der Folge des Ionenstrom-Detektionsabschnitts 105, des Vorspannabschnitts 104, der Zündspule 109 und der Zündkerze 110. Der Ionenstrom-Detektionsabschnitt 105 enthält beispielsweise eine Stromspiegelungsschaltung, und er bewirkt die Ausgabe eines Stroms ähnlich dem Ionenstrom, der in Richtung des Vorspannabschnittes 104 zu mehreren Leitungen ausfließt. Der Ausgangsstrom wird an einen Fehlzündungs-Detektionsabschnitt 108 und einen Klopfdetektionsabschnitt 107 jedes Zylinders eingegeben.
  • Der Fehlzündungs-Detektionsabschnitt 108 und der Klopfdetektionsabschnitt 107 haben eine Eingabe I/F für jeden Zylinder. Beispielsweise gibt es eine Konfiguration, in der nach seriellem Einfügen einer Diode eine Leitung jedes Zylinders mit dieser I/F-Eingabe und mit einem Detektionswiderstand verbunden ist.
  • Der Fehlzündungs-Detektionabschnitt 108 bewirkt eine Wellenform-Gestaltung und eine Zeitgeberverarbeitung in Bezug auf ein Ionenstromsignal, das demnach in ein Signal für alle Zylinder gebildet ist, und er bewirkt die Ausgabe des Signals an einen Fehlzündungs-Bestimmungsabschnitt 103 als einen Fehlzündungsdetektionimspuls. Weiterhin bewirkt der Klopfdetektionsabschnitt 107 eine Wellenformgestaltung nach dem Extrahieren einer Vibrationskomponente in Bezug auf ein Ionenstromsignal, das in ein Signal für alle Zylinder in ähnlicher Weise gebildet ist, und er gibt das Signal an einen Klopfsteuerabschnitt 107 als Klopfdetektionsimpuls aus.
  • Ein Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt setzt ein Zündsignal von der ECU 102 an die Zündspule auf eine Eingabe, und er setzt eine Detektionsperiode für jeden der Zylinder für die Fehlzündungs-Detektion auf eine Periode von der Zeit (Zündzeit) des Zündsignalendes des Zylinders bis zu der Zeit des Zündsignalstarts des nächsten Zylinders, wie in 6 gezeigt. Der Grund hierfür besteht darin, dass vermieden wird, dass ein elektrisches Rauschen, das bei dem Start der Erregung einer Spule des nächsten Zylinders auftritt, auf einer Ionenstrom-Detektionsleitung geführt wird. Weiterhin wird ein Detektionsabschnitt für jeden der Zylinder für die Klopfdetektion auf eine Periode von der Zeit (Zündzeit) des Zündsignalendes des Zylinders bis zu der Zeit (Zündzeit) des Zündsignalendes des nächsten Zylinders festgelegt.
  • Eine Digitalverarbeitungsschaltung unter Verwendung eines Flip-Flops wird als eine Konfiguration für den Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt betrachtet. Ein Niedrigintervall jedes Detektionsperiodensignals, gezeigt in 6, wird eine Detektionsperiode des Zylinders. In einem Hochintervall wird ein Eingabestrom von dem Ionenstrom-Detektionsabschnitt 105 an den Fehlzündungs-Detektionsabschnitt 108 oder den Klopfdetektionsabschnitt 107 durch den Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt 106 eingesaugt", und es wird demnach nicht übertragen.
  • Demnach lässt sich, wie in 4 gezeigt, eine Fehlzündung eines dritten Zylinders selbst dann detektieren, wenn ein Ionenstrom in einem ersten Zylinder während einer langen Zeit auftritt. Weiterhin wird, wie in 5 gezeigt, fehlerfrei bestimmt, dass ein Klopfen in einem dritten Zylinder auftritt, selbst wenn ein Ionenstrom in einem ersten Zylinder für eine lange Zeit auftritt und eine Rauschschwingung überlagert ist.
  • Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine Ausbildung in die Konfiguration, gemäß der das Zündsignal bereitgestellt wird, und der Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt 106 eine Detektionsperiode begrenzt. Jedoch wird aufgrund der Tatsache, dass der bei jedem der Zylinder installierte Vorspannabschnitt 104 durch einen Sekundärstrom der Zündspule geladen wird, eine Zündung durch einen Spannungsabfall identifiziert, der innerhalb des Vorspannabschnitts 104 in dem Zeitpunkt auftritt, zu dem der Sekundärstrom fließt, und Perioden anders als eine Periode von Zündung zu Zündung lassen sich begrenzen, ohne Zuführung des Zündsignals zu dem Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt 106.
  • Die Zahl der Eingangssignalleitungen zu der ECU 102 kann nicht reduziert werden, jedoch sind der Vorspannabschnitt 104 und der Ionenstrom-Detektionsabschnitt 105 in die Zündspule jedes Zylinders eingebaut. Ein Strom ähnlich einem Ionenstrom wird direkt an die ECU 102 ausgegeben. Der Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt 106 kann in der ECU vorgesehen sein. In diesem Fall kann eine CPU eine Detektionsperiode für jeden der Zylinder weiter detailliert auf der Grundlage eines Signals eines Kurbelwinkelsensors 101 begrenzen.
  • 7 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen eines Beispiels für die Konfiguration bei einem Sechs-Zylinder-Motor gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dem Sechs-Zylinder-Motor beträgt ein Zündintervall 120° bei einem Kurbelwinkel und ein Arbeitshub überlappt, so dass beispielsweise in dem Fall, dass eine Detektionsperiode für den Klopfdetektionsabschnitt 107 auf eine Periode von der Zündung des Zylinders bis zu der Zündung des nächsten Zylinders festgelegt ist, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt, alle Ionenströme bei dem Arbeitshub der Zylinder nicht detektiert werden können. Demnach wird bei dem Sechs-Zylinder-Motor dieses Problem durch Ausführen einer Verarbeitung jeweils für die Zylinder einer Zylinder-Bank gelöst, d. h. zum Beispiel für den ersten, dritten und fünften Zylinder bzw. für die Zylinder der anderen Zylinderbank. Jedoch sind in diesem Fall Fehlzündungs-Detektions- und Klopfdetektionssignale jeweils in mindestens zwei Kanälen erforderlich. Im übrigen sind in 7 aus Gründen der Einfachheit die Vorgänge lediglich in einer von Zylinderbänken (erster, dritten, fünfter Zylinder) dargestellt, und hiernach wird ein Betrieb lediglich für eine Seite einer Zylinderbank beschrieben. Auch bei den Bänken der anderen Seite wird natürlich dieselbe Verarbeitung bei entsprechender Anpassung ausgeführt.
  • Ein Niedrig-Intervall jedes Detektionsperiodensignals, gezeigt in 10, wird eine Detektionsperiode des Zylinders. In einem Hoch-Intervall wird ein Eingabesstrom von dem Ionenstrom-Detektionsabschnitt 105 zu dem Fehlzündungs-Detektionsabschnitt 108 oder zu dem Klopfdetektionsabschnitt 107 durch den Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt 106 aufgesaugt, und hierdurch nicht übertragen.
  • Ein Niedrig-Intervall jedes Detektionsperiodensignals, gezeigt in 6, wird eine Detektionsperiode des Zylinders. In einem Hoch-Intervall wird ein Eingangsstrom von dem Ionenstrom-Detektionsabschnitt 105 zu dem Fehlzündungs-Detektionsabschnitt 108 oder zu dem Klopfdetektionsabschnitt 107 durch den Detektionsperioden-Begrenzungsabschnitt 106 aufgesaugt, und hierdurch nicht übertragen.
  • Demnach lässt sich, wie in 8 gezeigt, eine Fehlzündung eines dritten Zylinders selbst dann detektieren, wenn ein Ionenstrom in einem ersten Zylinder während einer langen Zeit vorliegt. Weiterhin wird, wie in 9 gezeigt, fehlerfrei bestimmt, dass ein Klopfen in einem dritten Zylinder auftritt, selbst dann wenn ein Ionenstrom in einem ersten Zylinder während einer langen Zeit auftritt und eine Rauschschwingung überlagert ist.

Claims (5)

  1. Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, umfassend: einen Winkelsensor (101) zum Erfassen eines Umdrehungswinkels der Brennkraftmaschine; eine ECU (102) zum Ausführen einer Kraftstoffeinspritzung und einer Zündsteuerung auf der Grundlage des von dem Winkelsensor (101) erfassten Umdrehungswinkels; eine Zündspule (109) zum Generieren einer Hochspannung für die Zündung auf der Grundlage eines von der ECU (102) ausgegebenen Treibersignals; eine Zündkerze (110) zum Erzeugen eines Zündfunkens zum Zünden eines Gasgemisches durch Anlegen der von der Zündspule (109) generierten Hochspannung; eine Vorspannungseinrichtung (104) um Anlegen einer Vorspannung an die Zündkerze (110) für die Erfassung eines Ionenstroms; einen Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) zum Erfassen eines Ionenstroms; eine Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung (108) zum Erfassen einer Fehlzündung auf der Grundlage des durch die Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) erfassten Ionenstroms und/oder eine Klopf-Erfassungseinrichtung (107) zum Erfassen von Klopfen auf der Grundlage des durch die Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) erfassten Ionenstroms; eine Fehlzündungs-Bestimmungseinrichtung (103) und/oder eine Klopf-Bestimmungseinrichtung (111) zum Bestimmen einer Fehlzündung und/oder eines Klopfens auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung (108) und/oder der Klopf-Erfassungseinrichtung (107); und eine Erfassungsperioden-Begrenzungseinrichtung (106) zum Begrenzen einer Periode, in welcher ein Ionenstrom erfasst wird, der in der Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung (108) und/oder der Klopf-Erfassungseinrichtung (107) verarbeitet wird; wobei die Erfassungsperioden-Begrenzungseinrichtung (106) die Periode zum Erfassen des Ionenstroms in jedem von mehreren Zylindern (#1 bis #n, wobei n eine natürliche Zahl ist) der Brennkraftmaschine jeweils begrenzt auf eine Zeitspanne ab dem Zeitpunkt der Zündung in jeweils einem der Zylinder bis zum Zeitpunkt der Erregung der Zündspule (109) für den jeweils nächsten Zylinder, dessen Verbrennungshub mit jenem des jeweils erstgenannten Zylinders nicht überlappt.
  2. Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Vorspannungseinrichtung (104) und die Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) jeweils einem der mehreren Zylinder (#1 bis #n) der Brennkraftmaschine entsprechen; wobei die Anzahl von Fehlzündungs-Bestimmungseinrichtungen (108) und/oder der Klopf-Bestimmungseinrichtungen (111) kleiner ist als die Anzahl der Zylinder (#1 bis #n) der Brennkraftmaschine; und eine Periode zur Erfassung eines Signals von jedem der Zylinder (#1 bis #n) im Fall der Kombination von Signalen von mehreren Zylindern begrenzt ist durch die Erfassungsperioden-Begrenzungseinrichtung (106) zu einer Zeit, zu der ein Signal von der Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (105) an wenigstens eine der Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung (108) und der Klopf-Erfassungseinrichtung (107) übermittelt wird, oder zu einer Zeit, zu der ein Signal von wenigstens einer der Fehlzündungs-Erfassungseinrichtung (108) und der Klopf-Erfassungseinrichtung (107) an wenigstens eine der Fehlzündungs-Bestimmungseinrichtung (103) und der Klopf-Bestimmungseinrichtung (111) übermittelt wird.
  3. Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Detektionsperioden-Begrenzungseinrichtung (106) die Detektionsperiode zur Erfassung des Ionenstroms auf der Grundlage eines Treibersignals der Zündspule eines jeden Zylinders (#1 bis #n) begrenzt.
  4. Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Detektionsperioden-Begrenzungseinrichtung (106) die Detektionsperiode zur Erfassung des Ionenstroms auf der Grundlage unterschiedlicher Detektionsperioden für die Klopf-Erfassung und für die Fehlzündungserfassung begrenzt.
  5. Verbrennungszustands-Detektionsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher bei der Klopf-Erfassung die Detektionsperioden-Begrenzungseinrichtung (106) die Detektionsperiode für die Erfassung des Ionenstroms eines jeden Zylinders auf eine Periode von der Zündzeit eines der Zylinder bis zum Start der Erregung der Zündspule (109) des nächstfolgenden Zylinders festlegt, der bei einem Arbeitshub nicht mit dem einen Zylinder überlappt.
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