DE4241499A1 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fehlzündungs-
Detektorsystem zur Detektierung von Fehlzündungen in einem
Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
bzw. des Patentanspruchs 7.
Ein Verbrennungsmotor besitzt für Zylinder vorgesehene Zünd
kerzen zur Zündung des in die Zylinder gezogenen Luft/Kraft
stoffgemisches. Generell wird die durch die Zündspule des
Motors erzeugte Hochspannung (Zündspannung) über einen Ver
teiler aufeinanderfolgend auf die Zündkerzen der Zylinder des
Motors verteilt, um das Luft/Kraftstoffgemisch zu zünden.
Tritt in mindestens einer der Zündkerzen keine normale Zün
dung, d. h. eine Fehlzündung auf, so führt dies zu verschiede
nen Nachteilen, wie beispielsweise einer Beeinträchtigung der
Steuerbarkeit und einem erhöhtem Kraftstoffverbrauch. Darüber
hinaus kann dies auch zu einem sogenannten Nachbrennen von
unverbranntem Kraftstoffgas im Auspuffsystem des Motors füh
ren, wodurch wiederum eine Zunahme der Temperatur des Kataly
sators einer im Auspuffsystem angeordneten Auspuffgas-
Reinigungseinrichtung bedingt ist. Es ist daher wichtig, das
Auftreten von Fehlzündungen zu vermeiden. Fehlzündungen kön
nen einerseits dem Kraftstoffzufuhrsystem und andererseits
dem Zündsystem zugeordnet werden. Dem Kraftstoffzufuhrsystem
zugeordnete Fehlzündungen sind durch die Zufuhr eines mage
ren oder fetten Gemisches zum Motor bedingt, während dem
Zündsystem zugeordnete Fehlzündungen durch Zündfunkenausfall
(sogenannte Fehlzündfunkenbildung) bedingt sind, wobei an der
Zündkerze keine normale Funkenentladung auftritt. Der letzt
genannte Fall ergibt sich durch ein Verrußen oder Befeuchten
der Zündkerze mit Kraftstoff, insbesondere durch Haften von
Kohlenstoff im Kraftstoff an der Zündkerze, wodurch zwischen
den Elektroden der Zündkerze ein Leckstrom hervorgerufen
wird, oder durch ein Fehlverhalten des Zündsystems.
Es ist bereits ein Fehlzündungs-Detektorsystem zur Detektie
rung von dem Kraftstoffzufuhrsystem zugeordneten Fehlzündun
gen vorgeschlagen worden, das einen Zündspannungsdetektor
sowie eine Fehlzündungsbestimmungsschaltung, welche das Auf
treten einer Fehlzündung auf der Basis von Ergebnissen eines
Vergleichs zwischen dem detektierten Wert der Zündspannung
und einem vorgegebenen Bezugswert bestimmt (JP-OS Nr. 4-
2 79 768), sowie weiterhin ein Fehlzündungsbestimmungssystem
dieser Art mit einem Zündspannungsdetektor und eine Fehlzün
dungsbestimmungseinrichtung umfaßt, welche bestimmt, ob eine
Fehlzündung aufgetreten ist, wenn eine Zeitperiode, in wel
cher der detektierte Wert der Zündspannung einen vorgegebenen
Spannungswert oder einen Wert, welcher einem Bereich eines
Teils der den vorgegebenen Spannungswert detektierten Zünd
spannung übersteigt, einen Bezugswert übersteigt (US-Serial
No. 07/8 46 238 vom 05. März 1992, die auf die japanische
Patentanmeldung Nr. 3-67 940 zurückgeht).
Bei dem vorgenannten vorgeschlagenen System ist jedoch die
Art der Einstellung des vorgegebenen Wertes bzw. des Bezugs
wertes zur Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung nicht
spezifiziert. Es verbleibt daher das Problem einer fehlerhaf
ten Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung, wenn die in
den Verbrennungskammern erzeugte Ionenmenge selbst bei norma
ler Verbrennung klein ist. Ist beispielsweise die Temperatur
der Verbrennungskammern oder die Temperatur des Luft/Kraft
stoffgemisches klein, so ist die durch die Verbrennung er
zeugte Ionenmenge (Ionendichte) klein. In solchen Fällen kann
nicht bestimmt werden, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist,
so lange der Bezugswert zur Bestimmung des Auftretens einer
Fehlzündung in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors
eingestellt wird.
Arbeitet der Motor in bestimmten Betriebszuständen, bei
spielsweise bei Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr nach
deren Abschaltung oder beim Start oder gerade erfolgtem
Start, so besteht darüber hinaus eine hohe Wahrscheinlich
keit, daß eine fehlerhafte Bestimmung des Auftretens einer
Fehlzündung erfolgt.
Das vorgeschlagene System berücksichtigt diese Probleme
nicht.
Im vorgeschlagenen System erfolgt die Fehlzündungsdetektie
rung selbst dann, wenn der Motor sich in einem Übergangszu
stand von einer Luft/Kraftstoffverhältnis-Rückkopplungsrege
lung zu einer Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuerung in einer
offenen Schleife befindet, oder bei einer Umkehrung dieses
Übergangszustandes auf der Basis eines Ausgangssignals eines
im Auspuffsystem angeordneten Sauerstoffkonzentrationssen
sors. In einem derartigen Übergangszustand wird die Verbren
nung der Mischung jedoch unstabil, wodurch es schwierig wird,
einen geeigneten Bezugswert zur Bestimmung einer Fehlzündung
einzustellen, was zu einer hohen Wahrscheinlichkeit führt,
daß eine normale Verbrennung fehlerhaft als Fehlzündung be
stimmt wird. Beim oben genannten vorgeschlagenen System ist
nicht vorgesehen, eine Fehlzündung bei einem nur zeitweiligen
Motorbetriebszustand bzw. Übergangs-Motorbetriebszustand, in
dem die Verbrennung unvermeidbar unstabil wird, zu detektie
ren; vielmehr wird eine konstant auftretende Fehlzündung
aufgrund eines fehlerhaften Betriebs des Motors, speziell des
Kraftstoffzufuhrsystems detektiert. Selbst wenn das System
eine zweitweilige Fehlzündung in einem derartigen Übergangs
zustand des Motors im oben beschriebenen Sinne detektiert, so
kann es nicht sicher bestimmen, daß eine Fehlzündung auf
tritt.
Weiterhin ergibt sich ein gleichartiges Problem, wenn ein mit
einem Auspuffgas-Rückführungssystem versehener Motor sich in
einem Übergangszustand befindet, in dem ein Übergang von der
Auspuffgasrückführung zu deren Unterbindung oder umgekehrt
stattfindet (d. h. bei Beendigung der Auspuffgas-Rückführungs
steuerung oder bei deren Beginn), da das Luft/Kraftstoffver
hältnis der Mischung und der Zündzeittakt in diesem Über
gangszustand des Motors zeitweiligen Änderungen unterliegen.
Ist der Motor mit einer Ventilzeittakt-Umstellungseinrichtung
zur Änderung der Ventilcharakteristik (im folgenden als "Ven
tilzeittakt" bezeichnet) der Ansaugventile und/oder Auspuff
ventile (Zeittakt des Öffnens und Schließens der Ventile
und/oder Ventilhubbetrag) versehen, so ergibt sich ein ent
sprechendes Problem, wenn der Ventilzeittakt geändert wird,
da die Menge des zugeführten Kraftstoffes und ein grundlegen
der Zündzeittakt-Vorschubwert (welcher in Abhängigkeit von
der Motordrehzahl und der Motorlast eingestellt wird) in
Abhängigkeit von der Ventilzeittaktänderung geändert werden,
so daß die Verbrennung zeitweise unstabil werden kann.
Darüber hinaus besitzt das vorgeschlagene Fehlzündungs-Detek
torsystem den Nachteil, daß der Bezugswert zur Bestimmung des
Auftretens einer Fehlzündung für diese Bestimmung ungeeignet
werden kann, wenn sich das Luft/Kraftstoffverhältnis der dem
Motor zugeführten Mischung geändert hat, so daß es unmöglich
wird, das Auftreten einer Fehlzündung genau zu bestimmen.
Speziell wird das Luft/Kraftstoffverhältnis der Mischung auf
für Betriebszustände des Motors geeignete Werte eingestellt.
Mit anderen Worten ausgedrückt erfolgt die Regelung der
Kraftstoffzufuhr nicht generell mit auf einem konstanten bzw.
festen Wert gehaltenen Luft/Kraftstoffverhältnis, sondern in
einem normalen Luft/Kraftstoffverhältnis-Regelbereich, wobei
das Luft/Kraftstoffverhältnis in Abhängigkeit vom Ausgangssi
gnal des Sauerstoffkonzentrationssensors auf einen stöchiome
trischen Wert (Beispielsweise 14,7) geregelt wird, während
das Luft/Kraftstoffverhältnis bei kleiner Motortemperatur
(beispielsweise Motorkühlmitteltemperatur) auf einen in bezug
auf den stöchiometrischen Wert fetteren Wert und bei Betrieb
des Motors in einem Zustand mit kleiner Last zum Zwecke der
Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs in bezug auf den stö
chiometrischen Wert auf einen magereren Wert korrigiert wird.
Wird das Luft/Kraftstoffverhältnis auf diese Weise geändert,
so ändert sich auch die den Bezugswert bestimmende bei der
Verbrennung des Gemisches erzeugte Ionendichte, so daß der
Bezugswert vom richtigen Wert zur Bestimmung des Auftretens
einer Fehlzündung abweichen kann, wenn er nicht unter Berück
sichtigung dieser Änderung des Luft/Kraftstoffgemisches ein
gestellt wird, so daß eine genaue Fehlzündungsbestimmung
unmöglich durchführbar ist.
Darüber hinaus erfolgt im obengenannten vorgeschlagenen
System die Fehlzündungsbestimmung unabhängig davon, ob Fehler
in den Sensoren zur Detektierung der Motorbetriebsparameter,
beispielsweise der Motordrehzahl und der Motorlast, sowie in
der Leitungsverbindung der Sensoren mit einer Steuereinheit
auftreten. Es besteht daher eine Wahrscheinlichkeit, daß eine
fehlerhafte Bestimmung einer Fehlzündung stattgefunden hat.
Weiterhin kann eine Alterung oder ein Ausfall der Kraftstoff
einspritzventile und eines Kraftstoffdruckreglers des Motors
(des Kraftstoffzufuhrsystems) sowie des im Auspuffsystem
angeordneten Sauerstoffkonzentrationssensors zu einer unge
nauen Luft/Kraftstoffverhältnis-Regelung auf der Basis des
Ausgangssignals des Sauerstoffkonzentrationssensors führen,
wodurch eine Abweichung des Luft/Kraftstoffverhältnisses vom
gewünschten Wert hervorgerufen wird. In einem solchen Fall
ist es unmöglich, das tatsächliche durch den Verbrennungszu
stand festgelegte Luft/Kraftstoffverhältnis zu detektieren
und damit einen richtigen Bezugswert zur Bestimmung des Auf
tretens einer Fehlzündung einzustellen, wodurch es schwierig
wird, das Auftreten einer Fehlzündung genau zu bestimmen.
Der vorliegenden Erfindung liegt als erste Teilaufgabe zu
grunde, ein Fehlzündungs-Detektorsystem für einen Verbren
nungsmotor anzugeben, mit dem eine genauere Detektierung von
dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnenden Fehlzündungen mög
lich ist.
Der Erfindung liegt als zweite Teilaufgabe zugrunde, ein
Fehlzündungs-Detektorsystem anzugeben, mit dem das Auftreten
von Fehlzündungen genau bestimmbar ist, wenn der Motor in
stetigen bzw. nicht wechselnden Betriebszuständen arbeitet.
Der Erfindung liegt als dritte Teilaufgabe zugrunde, ein
Fehlzündungs-Detektorsystem anzugeben, mit dem in Abhängig
keit von Änderungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses der dem
Motor zugeführten Mischung eine Einstellung des für die Be
stimmung des Auftretens einer Fehlzündung ausgenutzten Be
zugswertes möglich ist, um dadurch die Genauigkeit der
Fehlzündungsdetektierung zu verbessern.
Zur Lösung der ersten und dritten Teilaufgabe ist ein Fehl
zündungs-Detektorsystem der eingangs genannten Art mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung durch die Merkmale des kennzeich
nenden Teils des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.
Weiterbildungen dieses Lösungsaspektes der Erfindung sind
Gegenstand entsprechender Unteransprüche.
Zur Lösung der ersten und zweiten Teilaufgabe ist ein Fehl
zündungs-Detektorsystem der eingangs genannten Art mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 7 gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils dieses Patentanspruchs 7 gekennzeichnet.
Weiterbildungen dieses Lösungsaspektes sind Gegenstand ent
sprechender Unteransprüche.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines
Verbrennungsmotors sowie eines dafür vorgesehenen Fehlzün
dungs-Detektorsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 2 ein Schaltbild der Schaltungsausführung des
Fehlzündungs-Detektorsystems gemäß der ersten Ausführungs
form;
Fig. 3 ein Schaltbild von Einzelheiten der Eingangs
schaltung nach Fig. 2;
Fig. 4 ein Zeittaktdiagramm, aus dem Änderungen der
bei normaler Zündung und bei Fehlzündungen auftretenden Zünd
spannung ersichtlich sind;
Fig. 5 ein Flußdiagramm eines durch das Fehlzündungs-
Detektorsystem gemäß der ersten Ausführungsform abgearbeite
ten Programms zur Bestimmung des Auftretens einer Fehlzün
dung;
Fig. 6 ein Unterprogramm zur Bestimmung, ob Fehlzün
dungs-Überwachungszustände erfüllt sind oder nicht;
Fig. 7 ein Schaltbild der Schaltungsausführung einer
zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 8 ein Schaltbild von Einzelheiten der wesentli
chen Teile der Schaltungsanordnung nach Fig. 7;
Fig. 9a bis 9e zusammen ein Zeittaktdiagramm zur
Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach
Fig. 7;
Fig. 9a ein Zündbefehlsignal;
Fig. 9b die Zündspannung und einen Vergleichsspan
nungspegel VCOMP;
Fig. 9c ein Ausgangssignal eines Komparators;
Fig. 9d einen Zählwert CP eines Zählers;
Fig. 9e ein Fehlzündungs-Detektorkennzeichensignal
FMIS;
Fig. 10 ein Flußdiagramm eines durch die zweite Aus
führungsform abgeordneten Programms zur Bestimmung des Auf
tretens einer Fehlzündung;
Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur
Bestimmung eines Bezugswertes (CPREF);
Fig. 12a und 12b jeweils ein Diagramm zur Erläuterung
der Einstellung von Programmverzeichniswerten in einem Ver
zeichnis eines Grundwertes CPREFO des Bezugswertes CPREF;
Fig. 13a bis 13e Verzeichnisse von Bestimmungskorrek
turkoeffizienten zur Korrektur des Grundwertes CPREFO;
Fig. 13a ein KMTW (von der Motorkühlmitteltemperatur
abhängiger Korrekturkoeffizient) -Verzeichnis;
Fig. 13b ein KMTA (von der Ansauglufttemperatur ab
hängiger Korrekturkoeffizient) -Verzeichnis;
Fig. 13c ein KMHA (von der Atmosphärenfeuchtigkeit
abhängiger Korrekturkoeffizient) -Verzeichnis;
Fig. 13d ein KMAF (vom Luft/Kraftstoffverhältnis
abhängiger Korrekturkoeffizient) -Verzeichnis;
Fig. 13e ein KMEGR (EGR-abhängiger Korrekturkoeffi
zient) -Verzeichnis;
Fig. 14 ein Unterprogramm zur Bestimmung eines durch
eine dritte und eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform
abgearbeiteten Unterprogramms zur Bestimmung, ob Fehlzün
dungs-Überwachungsbedingungen erfüllt sind oder nicht;
Fig. 15 ein TMF-Verzeichnis zur Bestimmung einer
Zeitperiode, in der die Überwachung des Zündkerzenbetriebs
verhindert werden soll;
Fig. 16 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung eines
Verbrennungsmotors und eines dafür vorgesehenen Fehlzündungs-
Detektorsystems gemäß einer fünften Ausführungsform der Er
findung;
Fig. 17 ein Schaltbild der Schaltungsauslegung der
fünften Ausführungsform;
Fig. 18a bis 18h zusammen ein Zeittaktdiagramm zur
Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach
Fig. 7;
Fig. 18a ein Erregungssteuersignal (einschließlich
eines Zündbefehlssignals) A;
Fig. 18b ein Steuersignal G;
Fig. 18c bei normaler Zündung einer Zündkerze auf
tretende Änderungen der Zündspannung und eines Vergleichs
spannungspegels VCOMP;
Fig. 18d bei normaler Zündung der Zündkerze auftre
tende Änderungen des Ausgangssignals eines Komparators;
Fig. 18e bei normaler Zündung der Zündkerze auftre
tende Änderungen des Zählwertes CP des Zählers;
Fig. 18f bei einer Fehlzündung auftretende Änderungen
der Zündspannung und des Vergleichsspannungspegels VCOMP;
Fig. 18g bei einer Fehlzündung auftretende Änderungen
des Ausgangssignals der Komparatorschaltung;
Fig. 18h bei einer Fehlzündung auftretende Änderungen
des Zählwertes CP des Zählers;
Fig. 19a und 19b zusammen ein Flußdiagramm eines
durch die fünfte Ausführungsform abgearbeiteten Unterpro
gramms zur Bestimmung, ob Fehlzündungs-Überwachungsbedingun
gen erfüllt sind oder nicht;
Fig. 20a und 20b zusammen ein Flußdiagramm eines
durch eine sechste erfindungsgemäße Ausführungsform abgear
beiteten Unterprogramms zur Bestimmung, ob Fehlzündungs-Über
wachungsbedingungen erfüllt sind oder nicht;
Fig. 21 ein Flußdiagramm eines durch eine siebte
erfindungsgemäße Ausführungsform abgearbeiteten Unterpro
gramms zur Bestimmung, ob Fehlzündungs-Überwachungsbedingun
gen erfüllt sind oder nicht;
Fig. 22 ein Schaltbild einer achten erfindungsgemäßen
Ausführungsform;
Fig. 23 ein Schaltbild einer Fehlzündungs-Bestim
mungsschaltung nach Fig. 22;
Fig. 24 ein Schaltbild von Einzelheiten eines Teils
der Schaltung nach Fig. 23;
Fig. 25a bis 25i zusammen ein Zeittaktdiagramm zur
Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach
Fig. 22;
Fig. 25a ein Erregungssteuersignal (einschließlich
eines Zündbefehlssignals) A;
Fig. 25b ein Steuersignal G;
Fig. 25c bei normaler Zündung einer Zündkerze auf
tretende Änderungen der Zündspannung und eines Vergleichs
spannungspegels VCOMP;
Fig. 25d bei normaler Zündung der Zündkerze auftre
tende Änderungen des Ausgangssignals einer ersten Vergleichs
schaltung;
Fig. 25e bei normaler Zündung der Zündkerze auftre
tende Änderungen eines Ausgangssignals VT einer Impulsdauer-
Meßschaltung;
Fig. 25f bei Fehlzündung auftretende Änderungen der
Zündspannung und des Vergleichsspannungspegels VCOMP;
Fig. 25g bei einer Fehlzündung auftretende Änderungen
des Ausgangssignals der ersten Komparatorschaltung;
Fig. 25h bei einer Fehlzündung auftretende Änderungen
des Ausgangssignals VT der Impulsdauer-Meßschaltung;
Fig. 25i Änderungen eines Ausgangssignals eines zwei
ten Komparators;
Fig. 26 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zur
Bestimmung eines Grundwertes VTREFO eines Bezugswertes
VTREF;
Fig. 27a und 27b jeweils ein Diagramm zur Erläuterung
der Einstellung von Programmverzeichniswerten in einem Ver
zeichnis des Grundwertes VTREFO des Bezugswertes VTREF;
Fig. 28 ein Verzeichnis zur Bestimmung eines Korrek
turkoeffizienten KVTREF zur Korrektur des Grundwertes VTREFO;
und
Fig. 29 ein Schaltbild einer Fehlzündungs-Bestim
mungsschaltung gemäß einer Abänderung der achten Ausführungs
form.
Fig. 1 zeigt die Gesamtanordnung eines Verbrennungsmotors
(nachfolgend als "der Motor" bezeichnet), bei dem es sich um
einen Vierzylindermotor mit einem Auspuffgas-Rückführungssy
stem und einem dafür vorgesehenen Regelsystem einschließlich
eines Fehlzündungs-Detektorsystems gemäß einer ersten Ausfüh
rungsform der Erfindung handelt. In einem Ansaugrohr 2 des
Motors 1 ist eine Drosselklappe 3 vorgesehen. Mit dieser
Drosselklappe 3 ist ein Drosselklappenöffnungs-Sensor 4
RQTH-Sensor) zur Erzeugung eines elektrischen Signals ver
bunden, das ein Maß für die erfaßte Drosselklappenöffnung ist
und einer elektronischen Steuereinheit 5 (im folgenden als
"die ECU" bezeichnet) zugeführt wird.
Für die Zylinder vorgesehene Kraftstoffeinspritzventile 6
sind im Ansaugrohr an einer Stelle zwischen dem Motor 1 und
der Drosselklappe 3 in Strömungsrichtung geringfügig vor
einem nicht dargestellten Ansaugventil angeordnet. Diese
Kraftstoffeinspritzventile 6 sind mit einer nicht dargestell
ten Kraftstoffpumpe und elektrisch mit der ECU 5 verbunden,
wobei ihre Ventilöffnungsperioden durch Signale von dieser
gesteuert werden.
Die Zylinder des Motors besitzen jeweils eine Zündkerze 16,
die über einen Verteiler 15 elektrisch mit der ECU 5 verbun
den ist, so daß ihr Zündzeittakt RIG durch diese gesteuert
wird. In einer Steuerleitung zwischen dem Verteiler 15 und
der Zündkerze 16 ist ein Zündspannungssensor 17 vorgesehen,
der elektrostatisch mit der Verbindungsleitung (d. h. unter
Bildung einer Kapazität von mehreren pF mit dieser) verbunden
ist, um ein elektrisches Signal für die ECU 5 zu erzeugen,
das ein Maß für die erfaßte Zündspannung ist.
Ein mit dem Ansaugrohr 2 über eine Leitung in Verbindung
stehender Ansaugrohr-Absolutdrucksensor 7 (PBA-Sensor) ist in
Strömungsrichtung unmittelbar vor der Drosselklappe 3 ange
ordnet und liefert ein elektrisches Signal für die ECU 5, das
ein Maß für den erfaßten Absolutdruck PBA ist. An einer Stel
le in Strömungsrichtung hinter dem Ansaugrohr-Absolutdruck
sensor 7 ist ein Ansauglufttemperatur-Sensor 8 (TA-Sensor)
angeordnet, der ein ein Maß für die erfaßte Ansauglufttempe
ratur TA darstellendes elektrisches Signal für die ECU 5
liefert.
In dem mit Kühlmittel gefüllten Zylinderblock des Motors 1
ist ein beispielsweise durch einen Thermistor gebildeter
Motorkühlmitteltemperatur-Sensor 9 (TW-Sensor) angeordnet,
der ein ein Maß für die erfaßte Motorkühlmitteltemperatur TW
darstellendes Signal für die ECU 5 erzeugt. Gegenüber einer
Nockenwelle oder Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Motors 1
sind ein Motordrehzahl-Sensor 10 (NE-Sensor) und ein Zylin
derunterscheidungssensor 11 (CYL-Sensor) angeordnet. Der
Motordrehzahl-Sensor 10 erzeugt bei vorgegebenen Kurbelwin
keln einen Impuls als "TDC-Signalimpuls" jedesmal dann, wenn
sich die Kurbelwelle um 180° gedreht hat, während der Zylin
derunterscheidungssensor 11 bei einem bestimmten Kurbelwinkel
eines bestimmten Motorzylinders einen Impuls erzeugt, wobei
beide Impulse in die ECU 5 eingespeist werden. In einem mit
dem Zylinderblock des Motors 1 verbundenen Auspuffrohr 13 ist
zur Reinigung des Auspuffgases von schädlichen Komponenten,
wie beispielsweise Hc, CO und NOx ein Dreiwegekatalysator 14
vorgesehen. Im Auspuffrohr 13 ist an einer Stelle in Strö
mungsrichtung vor dem Dreiwegekatalysator 14 ein Sauerstoff
konzentrations-Sensor 12 als Auspuffgas-Bestandteilskonzen
trationssensor montiert, der ein elektrisches Signal für die
ECU 5 liefert, dessen Wert etwa proportional zur Sauerstoff
konzentration in den Auspuffgasen ist.
Weiterhin sind mit der ECU 5 ein Batteriespannungssensor 31
zur Detektierung einer Batteriespannung VB einer nicht darge
stellten Batterie, ein Feuchtigkeitssensor 32 zur Detektie
rung der Luftfeuchtigkeit, Antriebsrad-Drehzahlsensoren 33,
34 zur Detektierung der Drehzahlen WFL, WFR des linken und
rechten Antriebsrades eines den Motor enthaltenden Motorfahr
zeug sowie Mitlaufrad-Drehzahlsensoren 35, 36 zur Detektie
rung der Drehzahlen WRL, WRR des linken und rechten
mitlaufenden Fahrzeugrades verbunden und liefern ein Maß für
die erfaßten Werte darstellende elektrische Signale.
Im folgenden wird das Gasrückführungssystem 20 beschrieben.
Dieses System 20 umfaßt einen Auspuffgas-Rückführungskanal
21, der sich mit einem Ende 21a an einer Stelle in Strömungs
richtung vor dem Dreiwegekatalysator 14 in das Auspuffrohr 13
und mit dem anderen Ende 21b an einer Stelle in Strömungs
richtung hinter der Drosselklappe 3 in das Ansaugrohr 2 öff
net. In den Auspuffgas-Rückführungskanal 21 sind ein
Auspuffgas-Rückführungsventil 22 zur Steuerung der Strömungs
geschwindigkeit der rückgeführten Auspuffgase sowie eine
Ausgleichskammer 21 eingefügt. Das Auspuffgas-Rückführungs
ventil 22 ist ein elektromagnetisches Ventil mit einem Hubma
gneten 22a, das mit der ECU 5 verbunden ist und hinsichtlich
seiner Öffnung durch ein Steuersignal von dieser linear ge
steuert wird. Das Auspuffgas-Rückführungsventil 22 ist mit
einem Hubsensor 23 zur Detektierung seiner Öffnung versehen,
der ein ein Maß für die erfaßte Öffnung darstellendes elek
trisches Signal für die ECU 5 liefert.
Die ECU 5 legt die Betriebsbedingungen des Motors auf der
Basis von ein Maß für die Motorbetriebsparameter darstellen
den Signalen von den verschiedenen Sensoren fest und liefert
das Steuersignal für den Hubmagneten 22a, so daß die Diffe
renz zwischen einem Befehlswert LCMD der Öffnung des Aus
puffgas-Rückführungsventils 22, der in Abhängigkeit vom
Ansaugrohr-Absolutdruck PBA und der Motordrehzahl NE einge
stellt ist, und dem tatsächlichen Wert der Öffnung des Ven
tils 22 auf 0 gesteuert wird.
Die ECU 5 umfaßt eine Eingangsschaltung 5a zur Formung der
Eingangssignale von den verschiedenen oben genannten Senso
ren, Verschiebung der Spannungspegel der Sensorausgangssigna
le auf einen vorgegebenen Pegel, Umsetzung der Analogsignale
von analog arbeitenden Sensoren in Digitalsignale usw., einen
Zentralprozessor 5b, im folgenden als "die CPU" gezeichnet,
einen Speicher 5c zur Speicherung von durch die CPU 5b abzu
arbeitenden Betriebsprogrammen sowie zur Speicherung daraus
berechneter Ergebnisse usw., sowie eine ein Treibersignal für
die Kraftstoffeinspritzventile 6 usw. ausgebende Ausgangs
schaltung 5d.
Die CPU 5b arbeitet unter Steuerung durch die vorgenannten
Signale von den Sensoren zur Bestimmung von Betriebsbedingun
gen des Motors 1, beispielsweise eines Luft/Kraftstoffver
hältnis-Regelbereiches, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentra
tionssensors 12 auf einen stöchiometrischen Wert geregelt
wird, sowie Steuerbereichen und berechnet auf der Basis der
bestimmten Motorbetriebsbedingungen die Ventilöffnungsperiode
bzw. Kraftstoffeinspritzperiode Tout, innerhalb derer die
Kraftstoffeinspritzventile zu öffnen sind, sowie den Zünd
zeittakt der Zündkerzen 16 synchron mit der Einspeisung TDC-
Signalimpulse in die ECU 5. Die CPU 5b führt weiterhin auf
der Basis eines Ausgangssignals vom Zündspannungssensor 17
eine Fehlzündungsdetektierung bzw. -bestimmung durch, wie
dies im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird.
Die CPU 5b steuert weiterhin die Öffnung des Auspuffgas-Rück
führungsventils 22 des EGR-Systems 20 in Abhängigkeit von
Betriebsbedingungen des Motors und führt auf der Basis der
Antriebsraddrehzahlen WFL, WFR sowie der Mitlaufraddrehzahlen
WRL, WRR eine Zugsteuerung durch. Die Zugsteuerung bewirkt
eine Reduzierung des Motorausgangsdrehmomentes durch Abmage
rung des Luft/Kraftstoffgemisches und Unterbrechung der
Kraftstoffzufuhr, wenn beispielsweise ein übermäßiges Rut
schen der Antriebsräder detektiert wird.
Weiterhin berechnet die CPU 5b den Zündzeittakt TIG des Mo
tors auf der Basis der bestimmten Motorbetriebsbedingungen.
Die CPU 5b speist die Kraftstoffeinspritzventile 6, die Zünd
kerzen 16 und das Auspuffgas-Rückführungsventil 22 mit Trei
bersignalen auf der Basis der Ergebnisberechnungen und -be
stimmungen im oben beschriebenen Sinne über die Ausgangs
schaltung 5d.
Fig. 2 zeigt das Schaltbild des Fehlzündungs-Detektorsystems
gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform. Ein Einspeisean
schluß T1, an dem die Versorgungsspannung VB liegt, ist mit
einer eine Primärwicklung 47 und eine Sekundärwicklung 48
umfassenden Zündspule 49 verbunden. Die Primär- und Sekundär
wicklung 47, 48 sind an einem Ende miteinander verbunden. Das
andere Ende der Primärwicklung 47 ist mit dem Kollektor eines
Transistors 46 verbunden. Die Basis des Transistors 46 ist
über eine Treiberschaltung 51 mit der CPU 5b verbunden, wäh
rend der Emitter geerdet ist. Der Basis des Transistors 46
wird von der CPU 5b ein Zündbefehlssignal A zugeführt. Das
andere Ende der Sekundärwicklung 48 ist über den Verteiler 15
mit einer Mittelelektrode 16a der Zündkerze 16 verbunden.
Eine Erdelektrode der Zündkerze 16 ist geerdet.
Der Zündspannungssensor 17 ist über eine Eingangsschaltung 41
mit einem A/D-Umsetzer 45 verbunden, dessen Ausgang mit der
CPU 5b verbunden ist. Die Ausgangsspannung (Zündspannung) V
des Sensors 17 wird in die Eingangsschaltung 41 eingespeist,
durch den A/D-Umsetzer 45 in einen Digitalwert umgesetzt und
sodann der CPU 5b zugeführt.
Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Eingangsschaltung 41. Gemäß
dieser Figur ist ein Eingangsanschluß T2 über einen Wider
stand 415 mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluß
eines Operationsverstärkers 416 verbunden. Der Eingangsan
schluß T2 ist weiterhin über eine durch einen Kondensator
411, einen Widerstand 412 und eine Diode 414 geerdet, wobei
die genannten Elemente parallelgeschaltet und über eine Diode
413 mit einer Speisespannungsleitung VBS verbunden sind.
Der Kondensator 411 besitzt eine Kapazität von beispielsweise
104 pF und dient zur Teilung der durch den Zündspannungssen
sor 17 detektierten Spannung um 1 über mehrere Tausend. Der
Widerstand 411 besitzt einen Wert von beispielsweise 500 kΩ.
Die Dioden 413 und 414 steuern die Eingangsspannung des Ope
rationsverstärkers 416 in einem Bereich von 0 bis VBS. Ein
invertierender Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 416
ist mit dessen Ausgang verbunden, so daß dieser Operations
verstärker 416 als Pufferverstärker (Impedanzwandler) arbei
tet. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 416 wird
dem A/D-Umsetzer 45 als Zündspannung V zugeführt.
Fig. 4 zeigt ein Zeittaktdiagramm, aus dem Änderungen der
Zündspannung (Primärspannung) in Abhängigkeit von der Zeit
beim Auftreten des Zündbefehlssignals ersichtlich sind, wobei
eine ausgezogene Kurve Änderungen der Zündspannung wieder
gibt, welche dann auftreten, wenn das Luft/Kraftstoffgemisch
normal gezündet wird. Eine gestrichelte Linie zeigt Änderun
gen der Zündspannung, welche bei einer Fehlzündung auftreten,
die dem Kraftstoffzufuhrsystem zuzuordnen ist (im folgenden
als "die FI-Fehlzündung" bezeichnet).
Im folgenden wird zunächst eine durch die ausgezogene Kurve
wiedergegebene im Normalzündungsfall erreichbare Zündspan
nungscharakteristik erläutert. Unmittelbar nach einem Zeit
punkt t0 wird das Zündsignal A erzeugt, wobei die Zündspan
nung V auf einen Wert steigt, bei dem ein dielektrischer
Durchbruch des Gemisches zwischen den Elektroden der Zündker
ze, d. h. an deren Entladungsspalt hervorgerufen wird (Kurve
a). Hat beispielsweise die Zündspannung gemäß Fig. 4 zur
Bestimmung einer FI-Fehlzündung einen Bezugsspannungswert
Vmis1 überschritten, d. h. ist V < Vmis1, so tritt ein dielek
trischer Durchbruch des Gemisches auf; der Entladungszustand
verschiebt sich dann von einem kapazitiven Entladungszustand
vor dem dielektrischen Durchbruch (frühe kapazitive Entla
dung) mit sehr kurzer Dauer bei einem Stromfluß von mehreren
Hundert Ampere zu einem induktiven Entladungszustand mit
einer Dauer von mehreren Millisekunden, wobei die Zündspan
nung einen fast konstanten Wert mit einem Strom von mehreren
Zehn Milliampere annimmt (Kurve b). Die induktive Entladungs
spannung steigt mit einer Zunahme des Drucks im Motorzylinder
aufgrund des Kompressionshubs durch den Kolben nach dem Zeit
punkt t0, da für eine induktive Entladung mit zunehmendem
Zylinderdruck eine höhere Spannung erforderlich ist. Im End
zustand der induktiven Entladung fällt die Spannung zwischen
den Elektroden der Zündkerze aufgrund einer Abnahme der in
duktiven Energie in der Zündspule unter einen für den Fort
gang der induktiven Entladung notwendigen Wert, so daß die
induktive Entladung aufhört und die kapazitive Entladung
wieder auftritt. In diesem Zustand der kapazitiven Entladung
steigt die Spannung zwischen den Zündkerzenelektroden in
Richtung auf eine Ausbildung des dielektrischen Durchbruchs
des Gemisches wieder an. Da jedoch die Zündspule 49 nur noch
eine geringe Restenergie enthält, ist der Spannungsanstieg
klein (Kurve c). Dies ist deshalb der Fall, weil der elektri
sche Widerstand des Entladungsspaltes aufgrund der Ionisie
rung des Gemisches während des Zündens klein ist.
Im folgenden wird die durch die gestrichelte Kurve gegebene
Zündspannungscharakteristik erläutert, welche sich beim Auf
treten einer FI-Fehlzündung, d. h. ohne Zündung ergibt, was
durch die Zufuhr eines mageren Gemisches zum Motor oder eines
Unterbrechens der Kraftstoffzufuhr zum Motor aufgrund eines
Ausfalls des Kraftstoffzufuhrsystems usw. bedingt ist. Unmit
telbar nach dem Zeitpunkt t0 der Erzeugung des Zündbefehlssi
gnals A steigt die Zündspannung über einen den dielektrischen
Durchbruch des Gemisches hervorrufenden Pegels an. In diesem
Fall ist der Luftanteil im Gemisch größer als bei einem nahe
am stöchiometrischen Verhältnis liegenden Luft/Kraftstoffver
hältnisses des Gemisches, so daß die dielektrische Festigkeit
des Gemisches entsprechend groß ist. Da das Gemisch nicht
gezündet wird, wird es auch nicht ionisiert, so daß der elek
trische Widerstand des Entladungsspaltes der Kerze groß ist.
Die dielektrische Durchbruchspannung wird daher im Vergleich
zum normalen Zünden des Gemisches (Kurve a′) größer, wie dies
aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Danach verschiebt sich ebenso wie im Fall der normalen Zün
dung der Entladungszustand zu einer induktiven Entladung
(Kurve b′). Der elektrische Widerstand des Entladungsspaltes
der Kerze bei der Entladung der Zündspule ist größer als im
Fall der Zuführung eines mageren Gemisches usw. als im Fall
der normalen Zündung, so daß die induktive Entladungsspannung
gegenüber einer normalen Zündung auf einen höheren Wert an
steigt, was zu einer früheren Verschiebung von der induktiven
Entladung zur kapazitiven Entladung führt (späte kapazitive
Entladung). Die kapazitive Entladungsspannung beim Übergang
von der induktiven Entladung zur kapazitiven Entladung ist
weit höher als bei normaler Zündung (Kurve c′), weil die
Spannung des dielektrischen Durchbruchs des Gemisches größer
als bei normaler Zündung ist und weil die Zündspule aufgrund
der früheren Beendigung der induktiven Entladung noch eine
beträchtliche Restenergie enthält (d. h. die Entladungsdauer
ist kürzer). Damit fällt die Zündspannung unmittelbar nach
dieser späten kapazitiven Entladung drastisch auf etwa 0
Volt, weil die Restenergie der Zündspule drastisch abnimmt.
Fig. 5 zeigt ein Programm zur Bestimmung des Auftretens
einer Fehlzündung (Fehlzündungsbestimmung), das durch die CPU
5b in vorgegebenen festen Intervallen abgearbeitet wird.
Zunächst wird in einem Schritt S1 bestimmt, ob Fehlzün
dungsüberwachungsbedingungen erfüllt sind oder nicht. Diese
Fehlzündungsüberwachungsbedingungen sind erfüllt, wenn der
Motor unter Betriebsbedingungen arbeitet, bei denen die Fehl
zündungsbestimmung durchgeführt werden soll, was durch Abar
beitung eines im folgenden anhand von Fig. 6 noch zu
beschreibenden Unterprogramms bestimmt wird. Sind die Fehl
zündungsüberwachungsbedingungen nicht erfüllt, d. h. ist die
Antwort auf die Frage im Schritt S1 negativ (NEIN), so wird
das Programm sofort beendet.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S1 bestätigend (JA),
d. h. sind die Fehlzündungsüberwachungsbedingungen erfüllt, so
wird in einem Schritt S2 bestimmt, ob ein Kennzeichensignal
IG, das ein Maß dafür ist, ob das Zündbefehlssignal A erzeugt
worden ist oder nicht, auf einen Wert von 1 gesetzt worden
ist oder nicht. Das Kennzeichensignal IE zeigt bei einem Wert
von 1 an, daß das Signal A erzeugt worden ist. Das Kennzei
chensignal IG wird also bei der Erzeugung des Signals A auf 1
gesetzt und sodann nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode
auf 0 rückgesetzt. Ist das Zündbefehlssignal A nicht erzeugt
worden, so ist die Antwort auf die Frage in Schritt S2 nega
tiv (NEIN), wonach das Programm zu den Schritten S3, S4 und
S5 fortschreitet, wobei ein Zeitgeber in der ECU 5, welcher
die nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals A abgelaufene
Zeit mißt, auf eine vorgegebene Zeitperiode Tmis1 gesetzt und
ein einem im folgenden noch zu erläuternden Bereich S propor
tionaler Wert auf 0 gesetzt und im Speicher 5c gespeichert
wird, wobei das Kennzeichensignal IG auf 0 gesetzt und das
Programm beendet wird. Der dem Bereich S proportionale Wert
wird im folgenden als "der Wert des Bereiches S" bezeichnet.
Das Kennzeichensignal IG wird bei Erzeugung des Signals A
durch ein vom Programm nach Fig. 5 verschiedenes Programm,
beispielsweise ein Zündzeittakt-Berechnungsprogramm, auf 1
gesetzt.
Die vorgegebene Zeitperiode Tmis1 wird auf eine Zeitperiode
gesetzt, welche geringfügig länger als die Zeitperiode von
der Erzeugung des Zündbefehlssignals A an bis zum Zeitpunkt
der Erzeugung der späten kapazitiven Entladung gesetzt, wel
che dann vorhanden ist, wenn eine normale Zündung auftritt.
Die Zeitperiode Tmis1 sowie vorgegebene Werte Vmis1 und Smis1
- im folgenden noch erläutert - werden in Übereinstimmung mit
den Betriebsbedingungen des Motors 1 aus einem Verzeichnis
bzw. einer Tabelle ausgelesen.
Wurde das Zündbefehlssignal A erzeugt und damit das Kennzei
chensignal IG auf 1 gesetzt, so schreitet das Programm vom
Schritt S2 zu einem Schritt S6 fort, um zu bestimmen, ob die
durch den Zeitgeber in der ECU 5 gezählte vorgegebene Zeitpe
riode Tmis1 abgelaufen ist oder nicht (siehe Fig. 4). Unmit
telbar nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals A ist die
vorgegebene Zeitperiode Tmis1 noch nicht abgelaufen, so daß
das Programm zu einem Schritt S7 fortschreitet, um zu bestim
men, ob die Zündspannung V den Bezugsspannungswert Vmis1
überschritten hat oder nicht (siehe Fig. 4). Der Bezugsspan
nungswert Vmis1 wird auf einen Wert gesetzt, welchen die
Zündspannung V während der frühen kapazitiven Entladung im
Falle einer normalen Zündung notwendigerweise übersteigt. Ist
V Vmis1, so wird das Programm sofort beendet. Ist V < Vmis1,
so wird in einem Schritt S8 ein Bereich berechnet, welcher
durch die den Bezugsspannungswert Vmis1 anzeigende Kurve und
einen Teil der Zündspannung, welche größer als der Wert Vmis1
ist, anzeigenden Kurve definiert ist. Der Wert dieses Berei
ches wird dem im Speicher 5c gespeicherten Wert des Bereiches
S zur Gewinnung eines neuen Wertes des Bereiches S hinzuad
diert. Sodann wird in einem Schritt S9 bestimmt, ob der neue
Wert des Bereiches S einen vorgegebenen Wert Smis übersteigt
oder nicht. Übersteigt der erstere Wert den letzteren Wert,
so wird in einem Schritt S10 bestimmt, daß eine FI-Fehlzün
dung aufgetreten ist, während für den Fall, daß der erstere
Wert den letzteren Wert nicht übersteigt, das Programm been
det wird, wobei bestimmt wird, daß keine FI-Fehlzündung auf
getreten ist. Der vorstehend erläuterte Vorgang wird
wiederholt ausgeführt, bis die durch den Zeitgeber gezählte
vorgegebene Zeitperiode Tmis1 abgelaufen ist (Schritt S6).
Der vorgegebene Wert Smis wird auf einen Wert gesetzt, wel
cher kleiner als ein Wert des Bereiches S ist, der durch
Addition gewonnen werden kann, wenn eine FI-Fehlzündung auf
tritt.
Werte des Bereiches S sind in Fig. 4 angegeben. Ein in die
ser Figur durch nach rechts fallende Linien gestrichelter
Bereich S1 zeigt einen Wert des Bereiches S für den Fall
einer normalen Zündung, während die Summe von Bereichen S2
und S3 einen Wert des Bereiches S für den Fall einer FI-Fehl
zündung zeigt. Der Wert des Bereiches S für den Fall einer
FI-Fehlzündung ist weit größer als der Bereich S für den Fall
einer normalen Zündung, so daß der erstgenannte Wert den
vorgegebenen Wert Smis immer übersteigt.
Darüber hinaus werden gemäß Fig. 4 die Werte der Bereiche S1
und S2 während der frühen kapazitiven Entladung berechnet,
während der Bereich S3 während der späten kapazitiven Entla
dung berechnet wird. Im Programm nach Fig. 5 bedeutet der
Bereich S den Bereich S allein oder die Summe der Bereiche S2
und S3.
Fig. 6 zeigt ein Unterprogramm zur Bestimmung, ob die Fehl
zündungsüberwachungsbedingungen erfüllt sind oder nicht.
In Schritten S21 bis S25 wird bestimmt, ob den Motorbetriebs
zustand anzeigende Parameter in entsprechenden vorgegebenen
Bereichen liegen. Speziell wird in einem Schritt S21 be
stimmt, ob die Motordrehzahl NE in einen durch einen unteren
Grenzwert NEL (beispielsweise 500 Umdrehungen/Minute) und
einen oberen Grenzwert (beispielsweise 6500 Umdrehungen/Minu
te) fällt oder nicht, während in einem Schritt S22 bestimmt
wird, ob der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA in einen durch einen
unteren Grenzwert PBAL (beispielsweise 260 mmHg) und einen
oberen Grenzwert PBAH (beispielsweise 760 mmHg) definierten
vorgegebenen Bereich fällt oder nicht. In einem Schritt S23
wird bestimmt, ob die Motorkühlmitteltemperatur TW in einen
durch einen unteren Grenzwert TWL (beispielsweise 40°C) und
einen oberen Grenzwert TWH (beispielsweise 110°C) definierten
vorgegebenen Bereich fällt oder nicht, während in einem
Schritt S24 bestimmt wird, ob die Ansauglufttemperatur TA in
einen durch einen unteren Grenzwert TAL (beispielsweise 00)
und einen oberen Grenzwert TAH (beispielsweise 80°C) defi
nierten vorgegebenen Bereich fällt oder nicht. In einem
Schritt S25 wird bestimmt, ob die Batteriespannung VB größer
als ein vorgegebener unterer Grenzwert VBL (beispielsweise 10
Volt) ist oder nicht. Ist eine der Antworten auf diese Fragen
negativ (NEIN), so wird in einem Schritt S32 bestimmt, daß
die Überwachungsbedingungen nicht erfüllt sind. Diese Bestim
mungen werden im Hinblick auf die Tatsache durchgeführt, daß
bei einem normalen Betriebszustand des Motors die Motordreh
zahl NE, der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA, die Motorkühlmit
teltemperatur TW und die Ansauglufttemperatur TA in den
entsprechenden vorgegebenen Bereich fallen; ist die Batte
riespannung VB klein, so kann die Zündspannung nicht groß
genug sein, um eine genaue Bestimmung einer Fehlzündung si
cherzustellen.
Sind alle Antworten auf diese Fragen bestätigend (JA), so
wird in einem Schritt S26 bestimmt, ob die Luft/Kraftstoff
verhältnis-Abmagerungregelung durchgeführt wird oder nicht,
d. h. ob das Luft/Kraftstoffverhältnis auf einen gegenüber dem
stöchiometrischen Wert magereren Wert geregelt wird oder
nicht (die Regelung wird beispielsweise durchgeführt, wenn
der Motor abgebremst wird). In einem Schritt S27 wird be
stimmt, ob die Zugsteuerung durchgeführt wird oder nicht.
Sind die Antworten auf diese Fragen bestätigend (JA), so
schreitet das Programm zum Schritt S32 fort, um zu bestimmen,
daß die Überwachungsbedingungen nicht erfüllt sind. Diese
Schritte S26, S27 sind im Hinblick auf die Tatsache vorgese
hen, daß die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches während
der Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung unstabil
wird und daß die Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsrege
lung und/oder Kraftstoffabschaltung während der Spursteuerung
durchgeführt werden.
Sind die Antworten auf diese Fragen negativ (NEIN), so wird
in einem Schritt S28 bestimmt, ob eine Kraftstoffabschaltung
durchgeführt wird oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage
bestätigend (JA), so wird ein Zeitgebersignal TMAFC auf eine
vorgegebene Zeitperiode (von beispielsweise 1 Sekunde) ge
setzt und in einem Schritt S29 gestartet, wonach das Programm
zum Schritt S32 fortschreitet. Ist die Antwort auf die Frage
im Schritt S28 negativ (NEIN), d. h. wird keine Kraftstoffab
schaltung durchgeführt, so wird in einem Schritt S30 be
stimmt, ob der Zählwert des Zeitgebersignals TMFAC gleich 0
ist. Ist die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN), d. h. ist
die vorgegebene Zeitperiode nach Beendigung der Kraftstoffab
schaltung noch nicht abgelaufen, so schreitet das Programm zu
Schritt S32 fort, während das Programm bei bestätigender
Antwort (JA) zu einem Schritt S31 fortschreitet, in dem be
stimmt wird, daß die Überwachungsbedingungen erfüllt sind.
Die Schritte S29, S30 basieren auf der Tatsache, daß die Ver
brennung der Luft/Kraftstoffmischung auch unmittelbar nach
der Kraftstoffabschaltung unstabil wird.
Liegen beim Programm nach Fig. 6 die den Motorbetriebszu
stand angebenden vorgenannten Parameter (NE, PBA, TW, TA, VB)
nicht im entsprechenden vorgegebenen Bereich, so wird be
stimmt, daß die Fehlzündungsüberwachungsbedingungen nicht
erfüllt sind, wenn die Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungs
regelung oder die Zugsteuerung ausgeführt werden, die Kraft
stoffabschaltung ausgeführt wird oder die vorgegebene
Zeitperiode nach Beendigung der Kraftstoffabschaltung nicht
abgelaufen ist.
Daher wird die Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung
durch das Programm nach Fig. 5 lediglich ausgeführt, wenn
die Verbrennung des Gemisches stabil ist, was durch Erfüllung
der Überwachungsbedingungen sichergestellt ist, um eine ge
naue Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung zu ermögli
chen.
Fig. 7 zeigt ein Schaltbild eines Fehlzündungs-Detektorsy
stems gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
In dieser Figur sind den Elementen und Teilen der ersten
Ausführungsform nach Fig. 2 entsprechende Elemente und Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Eingangsschaltung 41
ist mit einer Spitzenhalteschaltung 42 und einem nicht inver
tierenden Eingangsanschluß eines Komparators 44 verbunden.
Der Ausgang der Spitzenhalteschaltung 42 ist über eine Ver
gleichswert-Einstellschaltung 43 mit einem invertierenden
Eingangsanschluß des Komparators 44 verbunden. Ein Rücksetz
eingangsanschluß der Spitzenhalteschaltung 42 ist mit der
CPU 5b verbunden und wird von dieser in einem geeigneten
Zeitpunkt mit einem Rücksetzsignal zur Rücksetzung eines
Spitzenwertes der in der Spitzenhalteschaltung 42 gehaltenen
Zündspannung gespeist. Ein Ausgangssignal des Komparators 44
wird in die CPU 5b eingespeist. Weiterhin liegt zwischen der
Sekundärwicklung 48 der Zündspule und dem Verteiler 15 eine
Diode 50. Abgesehen von den vorstehend beschriebenen Elemen
ten ist die Schaltungsanordnung nach Fig. 7 mit der ersten
Ausführungsform nach Fig. 2 identisch.
Fig. 8 zeigt Einzelheiten der Eingangsschaltung 41, der
Spitzenhalteschaltung 42 und der Vergleichswert-Einstell
schaltung 43. Die Eingangsschaltung 41 ist mit der Eingangs
schaltung nach Fig. 3 identisch.
Gemäß Fig. 8 ist der Ausgang des Verstärkers 416 mit dem
nicht invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 44
sowie mit einem invertierenden Eingangsanschluß eines Ope
rationsverstärkers 421 verbunden. Der Ausgang dieses Opera
tionsverstärkers 421 ist über eine Diode 422 mit einem nicht
invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers
427 verbunden, wobei invertierende Eingangsanschlüsse der
Verstärker 421, 427 mit dem Ausgang des Verstärkers 427 ver
bunden ist. Diese Operationsverstärker bilden daher einen
Pufferverstärker.
Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operationsver
stärkeres 427 ist über einen Widerstand 423 und einen Konden
sator 426 geerdet, deren Verbindungspunkt über einen
Widerstand 424 mit dem Kollektor eines Transistors 425 ver
bunden ist. Der Emitter dieses Transistors 425 ist geerdet,
während seine Basis ein Rücksetzsignal von der CPU 5b erhält.
Das Rücksetzsignal nimmt einen hohen Pegel an, wenn eine
Rücksetzung durchzuführen ist.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 427 ist über die Ver
gleichswert-Einstellschaltung 43 bildende Widerstände 431 und
432 geerdet, wobei der Verbindungspunkt zwischen diesen Wi
derständen 431 und 432 mit dem invertierenden Eingangsan
schluß des Komparators 44 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 8 ist
die folgende. Ein Spitzenwert der detektierten Zündspannung V
(Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 416) wird durch
die Spitzenhalteschaltung 42 gehalten, wobei der gehaltene
Spitzenwert durch die Vergleichswert-Einstellschaltung 43 mit
einem vorgegebenen Wert, der kleiner als 1 ist, multipliziert
und das sich daraus ergebende Produkt als Vergleichswert
VCOMP in den Komparator 44 eingespeist wird. Daher liefert
der Komparator 44 an einem Anschluß T4 ein ein Maß für das
Vergleichsergebnis darstellenden Impulssignals, das einen
hohen Pegel annimmt, wenn V < VCOMP gilt.
Die Wirkungsweise des Fehlzündungs-Detektorsystems der oben
beschriebenen Art gemäß dieser Ausführungsform wird nachfol
gend anhand des Zeittaktdiagramms nach den Fig. 9a bis 9e
beschrieben. In den Fig. 9b bis 9e zeigen ausgezogene
Kurven die Wirkungsweise bei normaler Zündung, während die
gestrichelten Kurven die Wirkungsweise bei einer FI-Fehlzün
dung zeigen.
Fig. 9a zeigt ein Zündbefehlssignal und Fig. 9b Änderungen
der detektierten Zündspannung V (B, B′) und den Vergleichs
wert (C, C′) als Funktion der Zeit. Die Kurve B bei normaler
Zündung verläuft entsprechend der Kurve bei normaler Zündung
nach Fig. 4 im oben beschriebenen Sinne. Die Kurve B′ bei
FI-Fehlzündung zeigt gegenüber Fig. 4 einen anderen Verlauf,
insofern, als die kapazitive Entladungsspannung unmittelbar
vor dem Ende der Entladung eine Spitze besitzt. Dies ergibt
sich aufgrund der zwischen der Sekundärwicklung 48 und dem
Verteiler 15 gemäß Fig. 7 vorgesehenen Diode 50. Dieser
Sachverhalt wird im folgenden noch genauer erläutert.
Durch die Zündspule 49 erzeugte elektrische Energie wird der
Zündkerze 16 über die Diode 50 und den Verteiler 15 zugeführt
und entlädt sich zwischen den Elektroden der Zündkerze 16.
Die nach der Entladung verbleibende Restenergie wird in der
floatenden Kapazität zwischen der Diode 50 und der Zündkerze
16 entladen. Bei normaler Zündung wird die gespeicherte La
dung durch im Bereich der Elektroden der Zündkerze 16 vorhan
dene Ionen neutralisiert, so daß die Zündspannung V nach dem
Ende der kapazitiven Entladung sofort abfällt, als ob die
Diode 111 nicht vorhanden wäre (B in Fig. 9b).
Bei Auftreten einer Fehlzündung sind andererseits fast keine
Ionen im Bereich der Elektroden der Zündkerze 16 vorhanden,
so daß die zwischen der Diode 50 und der Zündkerze 16 auf
grund des Vorhandenseins der Diode 50 weder neutralisiert
werden noch zur Zündspule 49 zurückfließen kann. Die Ladung
wird daher ohne Entladung über die Elektroden der Zündkerze
16 gehalten. Wenn der Druck im Motorzylinder sinkt, so daß
die für die Entladung notwendige Spannung zwischen den Elek
troden der Zündkerze 16 gleich der durch die Aufladung er
zeugten Spannung wird, so tritt eine Entladung zwischen den
Elektroden auf (Zeitpunkt t5 in Fig. 9b). Aufgrund der Wir
kung der Diode 111 wird daher die Zündspannung V selbst nach
Beendigung der kapazitiven Entladung im Vergleich zur norma
len Zündung über eine längere Zeitperiode in einem Hochspan
nungszustand gehalten.
Die Kurven C, C′ in Fig. 9b zeigen Änderungen des Ver
gleichswertes VCOMP in Abhängigkeit von der Zeit, wie sie
sich aus dem gehaltenen Spitzenwert der Zündspannung V erge
ben. Die Spitzenhalteschaltung 42 wird während der Zeitpunkte
t2 und t3 rückgesetzt. Die Kurven vor dem Zeitpunkt t2 zeigen
daher den Vergleichswert VCOMP, wie er sich aus dem letzten
einer Zündung unterworfenen Zylinder ergibt. Fig. 9c zeigt
Ausgangssignale des Komparators 44. Die Fig. 9b und 9c
zeigen, daß bei normaler Zündung zwischen den Zeitpunkten t2
und t4 V < VCOMP gilt, während bei Fehlzündung zwischen den
Zeitpunkten t1 und t5 V < VCOMP gilt; während dieser Zeit
dauern besitzt das Ausgangssignal des Komparators 44 einen
hohen Pegel.
Es ist daher möglich, das Auftreten einer Fehlzündung durch
Messung der Impulsdauer des das Vergleichsergebnis anzeigen
den Impulssignals vom Komparator 44 und Vergleich der Impuls
dauer mit einem Bezugswert zu bestimmen.
Fig. 10 zeigt ein Programm zur Bestimmung des Auftretens
einer Fehlzündung auf der Basis des Impulssignals, das in
eingegebenen festen Intervallen oder andererseits jedesmal
dann, wenn eine Fehlzündung bewirkt wird, durch die CPU abge
arbeitet wird.
Zunächst wird in einem Schritt S41 bestimmt, ob die oben
genannten Fehlzündungsüberwachungsbedingungen erfüllt sind
oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN),
so wird das Programm sofort beendet, während bei bestätigen
der Antwort (JA) in einem Schritt S42 bestimmt wird, ob das
Kennzeichensignal IG gleich 1 ist. Ist die Antwort auf diese
Frage negativ (NEIN), d. h. ist das Kennzeichensignal IG
gleich 0, so wird ein gemessener Zeitwert tR eines Rücksetz
zeitgebersignals in einem Schritt S43 auf 0 gesetzt, wonach
das Programm beendet wird. Ist die Antwort auf die Frage im
Schritt S42 bestätigend (JA), d. h. ist das Kennzeichensignal
IG gleich 1, so wird in einem Schritt S44 bestimmt, ob der
Wert tR des Rücksetzzeitgebersignals kleiner als ein vorgege
bener Wert tRESET ist. Unmittelbar nachdem sich das Kennzei
chensignal IG von 0 auf 1 geändert hat, ist die Antwort auf
diese Frage bestätigend (JA), wonach in einem Schritt S47
bestimmt wird, ob das Vergleichsergebnis-Impulssignal vom
Komparator 44 einen hohen Pegel angenommen hat oder nicht.
Ist die Antwort auf diese Frage bestätigend (JA), so wird ein
Zählwert CP eines Zählers in einem Schritt S48 um ein Inkre
ment von 1 erhöht, wonach in einem Schritt S49 bestimmt wird,
ob der resultierende Zählwert CP kleiner als ein vorgegebener
Wert CPREF ist.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S49 bestätigend
(JA), d. h. ist CP kleiner CPREF, so wird in einem Schritt S50
bestimmt, daß eine normale Zündung stattgefunden hat und ein
Kennzeichensignal FMIS auf 0 gesetzt, während bei negativer
Antwort (NEIN), d. h. bei CP < CPREF, in einem Schritt S51
bestimmt wird, daß eine FI-Fehlzündung stattgefunden hat und
das Kennzeichensignal FMIS auf 1 gesetzt wird, wonach das
Programm beendet wird.
Ist die Antwort auf die Frage in Schritt S44 negativ (NEIN),
d. h. gilt tR < tRESET, so werden in entsprechenden Schritt
S45 und S46 der Zählwert CP und das Kennzeichensignal IG auf
0 gesetzt, wonach das Programm zum Schritt S50 fortschrei
tet.
Gemäß dem oben beschriebenen Programm nach Fig. 10 über
schreitet der Zählwert CP gemäß den Fig. 9d und 9e den
Bezugswert CPREF bei normaler Zündung nicht, während er ihn
im dargestellten Beispiel etwa im Zeitpunkt t6 übersteigt,
wonach bestimmt wird, daß eine Fehlzündung stattgefunden hat
und dann das Kennzeichensignal FMIS von 0 auf 1 geändert
wird.
Fig. 11 zeigt ein Unterprogramm zum Setzen des Bezugswertes
CPREF, das synchron mit der Erzeugung jedes TDC-Signalimpul
ses abgearbeitet wird.
Zunächst wird in einem Schritt S61 bestimmt, ob die Fehlzün
dungsüberwachungsbedingungen erfüllt sind oder nicht. Ist die
Antwort auf diese Frage negativ (NEIN), so wird das Programm
sofort beendet, während bei bestätigender Antwort (JA) in
einem Schritt S62 eine CPREFO-Tabelle ausgelesen wird, um
einen Grundwert CPREFO des Bezugswertes CPREF zu bestimmen.
Die CPREFO-Tabelle wird so aufgestellt, daß in einer Weise
entsprechend den vorgegebenen Werten der Motordrehzahl NE und
des Ansaugrohr-Absolutdruckes PBA optimale Werte des Grund
wertes CPREFO geliefert werden. Speziell nimmt der Grundwert
CPREFO gemäß der Tabelle mit zunehmender Motordrehzahl NE ab,
wie dies in Fig. 12a dargestellt ist. Dies beruht auf der
Tatsache, daß das Intervall des Auftretens von Impulsen des
Zündbefehlssignals um so kürzer ist, je größer die Motordreh
zahl NE ist, so daß die Impulsdauer des Vergleichsergebnisim
pulssignals unabhängig vom Auftreten einer Fehlzündung bei
Zunahme der Motordrehzahl NE zu einer Abnahme tendiert. Wei
terhin nimmt gemäß der Tabelle der Grundwert CPREFO den Mini
malwert an, wenn der Ansaugrohr-Absolutdruckwert PBA einen
vorgegebenen Zwischenwert PBA0 annimmt, wie dies in Fig. 12b
dargestellt ist. Damit wird eine Änderung des Drucks in der
Verbrennungskammer aufgrund einer Änderung des Ansaugrohr-
Absolutdruckes PBA und damit die resultierende Änderung der
erforderlichen Zündspannung berücksichtigt. Der optimale
Grundbezugswert CPREFO ändert sich mit dem Motortyp (Luftan
saugcharakteristik, Nockencharakteristik, usw.), so daß die
Tabellenwerte in Abhängigkeit vom Typ der einzelnen Motoren
eingestellt werden, bei denen das erfindungsgemäße System
Verwendung findet.
Im folgenden Schritt S63 wird zur Korrektur des im Schritt
S62 bestimmten Grundbezugswertes CPREFO ein Korrekturkoeffi
zient KMTOTAL gemäß folgender Gleichung (1) berechnet:
MPTOTAL = KMTW × KMTA × KMHA × KMAF × KMEGR (1)
worin KMTW ein von der Motorkühlmitteltemperatur abhängiger
Korrekturkoeffizient ist, der in Abhängigkeit von der detek
tierten Motorkühlmitteltemperatur aus einer KMTW-Tabelle
ausgelesen wird. Diese KMTW-Tabelle ist gemäß Fig. 13a im
Hinblick auf die Tatsache aufgestellt, daß die Dichte der
durch die Verbrennung in der Verbrennungskammer erzeugten
Ionen um so kleiner ist, je kleiner die Motortemperatur ist,
so daß eine Tendenz zur Zunahme der Dauer des Vergleichser
gebnisimpulses besteht.
KMTA ist ein von der Ansaugrohrtemperatur abhängiger Korrek
turkoeffizient, welcher in Abhängigkeit von der detektierten
Ansaugrohrtemperatur TA aus einer KMTA-Tabelle ausgelesen
wird. Diese KMTA-Tabelle wird gemäß Fig. 13b im Hinblick auf
die Tatsache aufgestellt, daß eine Tendenz dazu besteht, daß
die Ansaugrohrtemperatur TA umso kleiner ist, je kleiner die
durch die Verbrennung in der Verbrennungskammer erzeugte
Ionendichte ist.
KMHA ist ein von der Luftfeuchtigkeit abhängiger Korrektur
koeffizient, welcher in Abhängigkeit von der detektierten
Luftfeuchtigkeit aus einer KMHA-Tabelle ausgelesen wird.
Diese KMHA-Tabelle wird gemäß Fig. 13c im Hinblick auf die
Tendenz aufgestellt, daß die Verbrennung des Luft/Kraftstoff
gemisches umso schlechter und damit die durch die Verbrennung
in der Verbrennungskammer erzeugte Ionendichte umso kleiner
ist, je größer die Luftfeuchtigkeit ist.
KMAF ist ein vom Luft/Kraftstoffverhältnis abhängiger Korrek
turkoeffizient, welcher in Abhängigkeit vom detektierten
Luft/Kraftstoffverhältnis aus einer KMAF-Tabelle ausgelesen
wird. Diese KMAF-Tabelle wird gemäß Fig. 13d im Hinblick auf
die Tendenz aufgestellt, daß die Verbrennung des Kraftstoffes
umso schlechter und damit die durch die Verbrennung in den
Verbrennungskammern erzeugte Ionendichte umso kleiner ist, je
mehr das Luft/Kraftstoffverhältnis vom stöchiometrischen Wert
abweicht.
KMEGR ist ein EGR-abhängiger Korrekturkoeffizient, welcher in
Abhängigkeit von der detektierten Auspuffgas-Rückführungsrate
(EGR-Rate) aus einer KMEGR-Tabelle ausgelesen wird. Diese
KMEGR-Tabelle wird gemäß Fig. 13e im Hinblick auf die Ten
denz aufgestellt, daß die Verbrennung des Kraftstoffes umso
schlechter ist, je höher die EGR-Rate ist. In diesem Zusam
menhang wird die EGR-Rate EGRR in Abhängigkeit von der tat
sächlichen Öffnung LACT des Auspuffgas-Rückführungsventils 22
berechnet.
Gemäß Fig. 11 wird in einem Schritt 44 der Bezugswert CPREF
gemäß der folgenden Gleichung (2) berechnet:
CREF = CREF0 × KMTOTAL (2).
Gemäß dem oben beschriebenen Programm nach Fig. 11 wird der
in Abhängigkeit von der Motordrehzahl NE und der Ansaugrohr
temperatur PBA bestimmte Grundwert CPREF= in Abhängigkeit von
der Motorkühlmitteltemperatur TW, der Ansaugrohrtemperatur
TA, der Luftfeuchtigkeit NA, dem Luft/Kraftstoffverhältnis
A/F und der EGR-Rate EGRR zur Gewinnung des Bezugswertes
CPREF korrigiert. Der so berechnete Bezugswert CPREF wird zur
Durchführung einer Fehlzündungsbestimmung in das Programm
nach Fig. 10 eingeführt, wodurch unabhängig von Änderungen
des Motorbetriebszustandes eine genaue Bestimmung des Auftre
tens einer Fehlzündung möglich wird.
Die Spitzenhalteschaltung 42 nach Fig. 7 kann durch eine
Mittelungsschaltung (integrierende Schaltung) ersetzt werden.
Im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann zur
Detektierung einer Fehlzündung entsprechend dem ersten Aus
führungsbeispiel ein Wert berechnet werden, der proportional
zu einem Bereich ist, welcher durch eine den Vergleichswert
VCOMP anzeigende Kurve und einen Teil der die detektierte
Zündspannung V, welche größer als der Vergleichswert VCOMP
ist, anzeigende Kurve definiert ist (es handelt sich also um
einen Wert, der durch Integration von (V-VCOMP) gewonnen
wird). Darüber hinaus kann die erste Ausführungsform mit der
zweiten Ausführungsform gekoppelt werden, um das Auftreten
einer Fehlzündung lediglich dann zu bestimmen, wenn die durch
beide Ausführungsformen gewonnenen Ergebnisse das Auftreten
einer Fehlzündung anzeigen.
Bei der Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung auf der
Basis des oben genannten Bereichs proportionalen Wertes ist
es bevorzugt, einen Bezugswert für die Fehlzündungsbestimmung
(Smiss bei dieser Ausführungsform) in Abhängigkeit von Be
triebszuständen entsprechend dem Bezugswert CPREF einzustel
len.
Weiterhin kann die Messung der Dauer des Vergleichsergebnis-
Impulssignals bei der zweiten Ausführungsform lediglich wäh
rend einer gesteuerten Zeitperiode (beispielsweise in der
zweiten Hälfte der Entladungsdauer) durchgeführt werden.
Die Fig. 14 und 15 zeigen eine dritte und vierte erfin
dungsgemäße Ausführungsform. Diese Ausführungsformen unter
scheiden sich von der oben beschriebenen ersten und zweiten
Ausführungsform hinsichtlich der Fehlzündungsüberwachungsbe
dingungen. Speziell wird bei der dritten und vierten Ausfüh
rungsform anstelle des Unterprogramms nach Fig. 6 ein im
folgenden noch genauer zu beschreibendes Unterprogramm nach
Fig. 14 verwendet, um eine Bestimmung dahingehend durchzu
führen, ob die Überwachungsbedingungen erfüllt sind, wobei
die Bestimmung im Programm nach Fig. 5 im Schritt S1 und im
Programm nach Fig. 10 im Schritt S41 erfolgt. Abgesehen von
den Fehlzündungsüberwachungsbedingungen sind die dritte und
vierte Ausführungsform identisch mit der ersten und zweiten
Ausführungsform.
Gemäß Fig. 14 wird in einem Schritt S71 bestimmt, ob der
Motor gestartet ist oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt
beispielsweise durch Feststellung, ob der Starterschalter
geschlossen ist oder nicht, oder ob die Motordrehzahl NE
größer als ein vorgegebener Wert ist oder nicht. Ist die
Antwort auf diese Frage bestätigend (JA), d. h. ist der Motor
gestartet, so wird durch Auslesen einer TMF-Tabelle in Abhän
gigkeit von der detektierten Motorkühlmitteltemperatur TW in
einem Schritt S72 eine Überwachungssperre-Zeitperiode TMF
bestimmt. Die TMF-Tabelle wird beispielsweise gemäß Fig. 15
so aufgestellt, daß die optimalen Werte der Überwachungs
sperr-Zeitperiode in Abhängigkeit von der Motorkühlmitteltem
peratur so eingestellt werden, daß die Überwachungssperr-
Zeitperiode TMF mit zunehmender Motorkühlmitteltemperatur TW
abnimmt.
In einem Schritt S73 wird ein Zeitgeber tTMF auf die im
Schritt S72 gestimmte Überwachungssperr-Zeitperiode TMF ein
gestellt und gestartet, wonach in einem Schritt S76 bestimmt
wird, daß die Fehlzündungsüberwachungsbedingungen nicht er
füllt sind, worauf dann das Unterprogramm beendet wird. Ist
die Antwort auf die Frage in Schritt S71 negativ (NEIN), d. h.
ist der Motor nicht gestartet, so wird entschieden, daß der
Motor sich nach dem Start in einem Selbsthaltebetrieb befin
det, wonach in einem Schritt S74 bestimmt wird, ob der Zähl
wert des Zeitgebers tTMF gleich 0 ist oder nicht. Ist die
Antwort auf diese Frage negativ (NEIN), d. h. ist die Über
wachungssperr-Zeitperiode nach dem Starten des Motors nicht
abgelaufen, so wird in einem Schritt S76 bestimmt, daß die
Überwachungsbedingungen nicht erfüllt sind, während bei be
stätigender Antwort (JA) in einem Schritt S75 bestimmt wird,
daß die Überwachungsbedingungen erfüllt sind, wonach das
Unterprogramm beendet wird.
Gemäß diesem Programm wird bestimmt, daß die Überwachungsbe
dingungen nicht erfüllt sind, wenn der Motor gestartet wird
und bevor die Überwachungssperr-Zeitperiode TMF nach dem
Starten des Motors abläuft. Dies beruht auf der Tatsache, daß
die Verbrennung unstabil ist und es damit unmöglich wird,
eine genaue Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung
durchzuführen, während der Motor gestartet wird und bevor die
Überwachungssperr-Zeitperiode TMF nach dem Starten des Motors
abläuft. Weiterhin besteht der Grund für die Einstellung der
Motorsperr-Zeitperiode TMF auf einen kürzeren Wert bei höhe
rer Motorkühlmitteltemperatur TW darin, daß die Verbrennung
um so früher stabil wird, je höher die Motorkühlmitteltempe
ratur TW ist. Bei diesem Unterprogramm wird speziell die
Tatsache berücksichtigt, daß beim Start des Motors die Motor
temperatur gewöhnlich klein ist, wobei die Motortemperatur
sich bei einem Neustart kurz nach einem Stoppen in Abhängig
keit vom Betriebszustand des Motors, der unmittelbar vor dem
Stoppen vorhanden war, sowie von der Dauer des Stoppens än
dert. Weiterhin kann die Überwachungssperr-Zeitperiode TMF
auf 0 eingestellt werden, um eine Überwachung lediglich wäh
rend des Startens des Motors zu verhindern, wenn die Motor
temperatur beim Motorstart einen so hohen Wert annimmt, wie
er nach einem Aufwärmen des Motors vorhanden ist.
Gemäß der oben beschriebenen dritten und vierten Ausführungs
form erfolgt die Fehlzündungsbestimmung bei Bestimmung durch
das Unterprogramm nach Fig. 14, ob die Fehlzündungsüberwa
chungsbedingungen erfüllt sind oder nicht, lediglich dann,
wenn die Überwachungsbedingungen erfüllt sind, d. h. lediglich
dann, wenn die Kraftstoffverbrennung stabil ist, um eine
genauere Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung zu er
möglichen.
Anstelle der Verwendung der Motorkühlmitteltemperatur TW als
die Motortemperatur repräsentierender Parameter kann bei der
dritten und vierten Ausführungsform auch eine andere Tempera
tur, beispielsweise die Schmieröltemperatur ausgenutzt wer
den. Die Fig. 16 bis 19b zeigen eine fünfte erfindungsge
mäße Ausführungsform. In den Fig. 16 und 17 sind den Ele
menten und Teilen der oben beschriebenen Ausführungsformen
entsprechende Elemente und Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen; sie werden daher nicht mehr im einzelnen beschrie
ben.
Fig. 16 zeigt die Gesamtanordnung eines mit einem Auspuff
gas-Rückführungssystem, einer Ventilzeittakt-Wechseleinrich
tung zur Änderung des Ventilzeittaktes sowie einem
Regelsystem einschließlich eines Fehlzündungs-Detektorsystems
gemäß der fünften Ausführungsform versehenen Motors.
Eine Ventilzeittakt-Wechseleinrichtung 40 gemäß dieser Figur
ändert den Ventilzeittakt der Ansaug- und Auspuffventile
zwischen einem Hochdrehzahl-Ventilzeittakt für einen hohen
Motordrehzahlbereich und einem Niederdrehzahl-Ventilzeittakt
für einen Niederdrehzahlbereich. Darüber hinaus enthält der
Wechsel des Ventilzeittakts bei der vorliegenden Ausführungs
form auch den Ventilhubbetrag.
Die Ventilzeittakt-Wechseleinrichtung besitzt ein nicht dar
gestelltes elektromagnetisches Ventil zur Steuerung des Wech
sels des Ventilzeittaktes, das elektrisch mit der ECU 5
verbunden ist und durch ein Signal von dieser angesteuert
wird. Dieses elektromagnetische Ventil bewirkt einen Wechsel
des Hydraulikdrucks in der Ventilzeittakt-Wechseleinrichtung
zwischen einem hohen und einem tiefen Pegel zur Auswahl des
Hochdrehzahl-Ventilzeittaktes bzw. des Niederdrehzahl-Ventil
zeittaktes.
Weiterhin ist mit der ECU 5 elektrisch ein Atmosphärendruck
sensor 37 verbunden, welcher ein ein Maß für den erfaßten
Atmosphärendruck darstellendes elektrisches Signal liefert.
Die CPU 5b bestimmt auf der Basis der Signale für die Motor
betriebsparameter verschiedene Motorbetriebsbedingungen,
beispielsweise einen Regelbereich, in dem das Luft/Kraft
stoffverhältnis in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sauer
stoffkonzentrationssensors 12 auf einen stöchiometrischen
Wert geregelt werden soll, sowie eine sich von der Regelung
unterscheidende Luft/Kraftstoffverhältnis-Steuerung, und
berechnet eine Kraftstoffeinspritzperiode Tout, in der die
Kraftstoffeinspritzventile 6 geöffnet werden, sowie einen
Zündzeittakt RIG der Zündkerzen 16 gemäß den folgenden
Gleichungen (3) und (4). Weiterhin bestimmt sie das Auftreten
einer Fehlzündung auf der Basis eines Ausgangssignals des
Zündspannungssensors 17 im oben beschriebenen Sinne.
Tout = TI × KO2 × K1 + K2 (3)
RIG = RIGMAP + RIGCR (4)
worin TI und RIGMAP eine Grund-Kraftstoffeinspritzperiode
bzw. einen Grund-Zündzeittakt-Vorschubwert repräsentieren,
die aus einer TI-Tabelle bzw. aus einer RIG-Tabelle - ge
speichert im Speicher 5c - in Abhängigkeit von der Motordreh
zahl NE und dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA bestimmt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden diese Tabellen
durch eine EGR-ON-Tabelle zur Verwendung bei Durchführung
einer Auspuffgas-Rückführung (das Auspuffgas-Rückführungsven
til 22 ist offen) und eine EGR-OFF-Tabelle zur Verwendung bei
Sperrung der Auspuffgas-Rückführung (das Auspuffgas-Rückfüh
rungsventil 22 ist geschlossen) gebildet werden. Weiterhin
werden die EGR-ON-Tabelle und die EGR-OFF-Tabelle durch eine
Tabelle für Hochdrehzahl-Ventilzeittakt und eine Tabelle für
Niederdrehzahl-Ventilzeittakt gebildet. Kurz gesagt werden
die TI-Tabelle und die RIG-Tabelle jeweils durch vier Arten
von Tabellen gebildet.
KO2 repräsentiert einen Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrektur
faktor, welcher in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sauer
stoffkonzentrationssensors 12 während der Regelung und beim
Stoppen der Regelung (während der Steuerung) auf für die
Motorbetriebsbedingungen geeignete vorgegebene Werte einge
stellt wird.
K1, K2 und RIGCR sind weitere Korrekturkoeffizienten und
Variable, welche in Abhängigkeit von ein Maß für die Motorbe
triebszustände darstellenden Motorbetriebsparameter-Signalen
festgelegt werden.
Die CPU 5b steuert das Öffnen des Auspuffgas-Rückführungsven
tils 22 der Auspuffgas-Rückführungseinrichtung 20, die Ven
tilzeittakt-Wechselsteuerung sowie die Zugsteuerung auf der
Basis der Antriebsraddrehzahlen WFL, WFR sowie der Mitlauf
raddrehzahlen WRL, WRR. Weiterhin dient bei der vorliegenden
Ausführungsform die Zugsteuerung zur Reduzierung des Aus
gangsdrehmomentes des Motors durch Abmagerung des Luft/Kraft
stoffverhältnisses oder durch Sperren der Kraftstoffzufuhr
zum Motor (Kraftstoffunterbrechung), wenn ein übermäßiges
Rutschen der Antriebsräder detektiert wird.
Die CPU 5b liefert auf der Basis der Ergebnisse der oben
genannten Berechnungen und Festlegungen Treibersignale über
die Ausgangsschaltung 5d für die Krafstoffeinspritzventile 6,
die Zündkerzen 16, das Auspuffgas-Rückführungsventil 22 und
das elektromagnetische Ventil der Ventilzeittakt-Wechselein
richtung 40.
Fig. 17 zeigt die Schaltungsausführung des Fehlzündungs-
Detektorsystems gemäß der fünften Ausführungsform. Diese
Schaltungsausführung unterscheidet sich von der der zweiten
Ausführungsform darin, daß zwischen den Anschluß T4 und die
CPU 5b eine Gatterschaltung 60 geschaltet ist und daß der
Ausgang des Komparators 44 über den Anschluß T4 und die Gat
terschaltung 60 an die CPU 5b geschaltet ist. Die Gatter
schaltung 60 erhält ein Steuersignal G von der CPU 5b, um die
Einspeisung des Ausgangssignals des Komparators 44 in die CPU
5b lediglich während einer vorgegebenen Gatterzeitperiode zu
ermöglichen.
Die Wirkungsweise des Fehlzündungs-Detektorsystems mit dem
vorstehend beschriebenen Aufbau wird anhand des Zeittaktdia
gramms nach den Fig. 18a bis 18h beschrieben. Die Fig.
18a und 18b zeigen ein Erregungssteuersignal A′ bzw. ein
Steuersignal G. Die Fig. 18c bis 18e zeigen eine Zündspan
nungscharakteristik bei normaler Zündung des Gemisches, wäh
rend die Fig. 18f bis 18h die Charakteristik bei einer FI-
Fehlzündung zeigen.
Gemäß Fig. 18a wird bei der vorliegenden Ausführungsform
nach der Erzeugung des Zündbefehlssignals (d. h. nach der
Erregung der Primärwicklung 47 in einer für die Zündung er
forderlichen Zeitperiode und nachfolgender Enterregung im
Zeitpunkt t0) die Primärwicklung 47 von einem Zeitpunkt t1
bis zu einem Zeitpunkt t2 wieder erregt (im folgenden als
"Neuerregung" bezeichnet) (Neulade-Befehlssignal). Diese
Neuerregung erfolgt durch einen vorgegebenen Spannungswert,
der klein genug ist, damit zwischen den Elektroden der Zünd
kerze 16 keine Entladung auftreten kann, um die floatende
Kapazität der Zündkerze 16 und deren benachbarte Schaltungen
elektrisch zu laden. Im folgenden wird die im Zeitpunkt t2 an
die Zündkerze angelegte Spannung als Neuladespannung bezeich
net.
Die Fig. 18c und 18f zeigen Änderungen der detektierten
Zündspannung V (B, B′) (d. h. der Ausgangsspannung der Ein
gangsschaltung 41) sowie dem Bezugswert VCOMP (C, C′). Zu
nächst wird anhand von Fig. 18c die Zündspannungscharakte
ristik bei normaler Zündung erläutert.
Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t0 wird das Zündbefehlssignal
A erzeugt, wobei die Zündspannung auf einen solchen Wert
ansteigt, daß ein dielektrischer Durchbruch der Mischung
zwischen den Elektroden der Zündkerze hervorgerufen wird,
wonach sich der Entladungszustand von einer kapazitiven Ent
ladung vor dem elektrischen Durchbruch (frühe kapazitive
Entladung) mit sehr kurzer Dauer bei einem Stromfluß von
mehreren Einhundert Ampere zu einer induktiven Entladung mit
einer Dauer von mehreren Millisekunden bei einem fast kon
stanten Wert der Zündspannung mit einem Stromfluß von mehre
ren Zehn Milliampere verschiebt. Die induktive
Entladespannung steigt mit einer Zunahme des Drucks im Motor
zylinder aufgrund des Kompressionshubs des Kolbens nach dem
Zeitpunkt t0, da für das Auftreten der induktiven Entladung
mit zunehmendem Zylinderdruck eine höhere Spannung erforder
lich ist. Im Endzustand der induktiven Entladung sinkt die
Spannung zwischen den Elektroden der Zündkerze aufgrund einer
Abnahme der induktiven Energie in der Zündspule unter einen
für die Fortführung der induktiven Entladung erforderlichen
Wert, so daß die induktive Entladung aufhört und erneut eine
kapazitive Entladung (späte kapazitive Entladung) auftritt.
Im Zustand dieser späten kapazitiven Entladung steigt die
Spannung zwischen den Zündkerzenelektroden in Richtung der
Erzeugung eines dielektrischen Durchbruchs der Mischung wie
der an. Da dann jedoch die Zündspule 49 nur eine kleine Rest
energie enthält, ist der Anstiegsbetrag der Spannung klein.
Dies ergibt sich daraus, daß der elektrische Widerstand des
Entladungsspaltes aufgrund der Ionisierung der Mischung wäh
rend der Zündung klein ist.
Dabei entlädt sich die in der floatenden Kapazität zwischen
der Diode 50 und der Zündkerze 16 gespeicherte elektrische
Ladung (nicht abgeleitete Restladung zwischen den Elektroden)
aufgrund des Vorhandenseins der Zündkerze nicht in die Zünd
spule 49. Die elektrische Ladung wird vielmehr durch im Be
reich der Elektroden der Zündkerze 16 vorhandene Ionen
neutralisiert, so daß die Zündspannung V nach Beendigung der
kapazitiven Entladung schnell absinkt.
Wird im Zeitpunkt t2 die Neuladespannung angelegt, so steigt
die Zündspannung V an, wobei die resultierende Ladung jedoch
schnell abnimmt, wie dies entsprechend bei der Ladung unmit
telbar nach Beendigung der späten kapazitiven Entladung der
Fall ist. Dies erfolgt durch die Neutralisierung der Ladung
durch im Bereich der Elektroden der Zündkerze 16 vorhandene
Ionen.
Andererseits nimmt der Vergleichswert VCOMP weiterhin einen
Wert entsprechend dem Spitzenwert der Zündspannung V an,
welche nach Rücksetzung bei der letzten Gelegenheit bis zu
einem Zeitpunkt t5 gehalten wird. Ein Rücksetzsignal R be
wirkt das Halten des Vergleichswertes VCOMP auf einem vorge
gebenen kleinen Wert (< 0) vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt
t2. Im Zeitpunkt t2 wird der kleine Spannungswert gelöscht
(im folgenden wird der Zeitpunkt, in dem die kleine Spannung
gelöscht wird, als "Rücksetz (Auslöse)-Zeittakt" bezeichnet).
Nach dem Zeitpunkt t2 nimmt daher der Vergleichswert VCOMP
einen Wert entsprechend einem Spitzenwert der Zündspannung V
aufgrund der Neuladung an (bei der vorliegenden Ausführungs
form ist dieser Wert auf etwa 2/3 des Spitzenwertes einge
stellt). Das Ausgangssignal des Komparators 44, welcher die
Zündspannung V mit dem Vergleichswert VCOMP vergleicht, nimmt
daher gemäß Fig. 18d im Bereich des Zeitpunktes t0 von einem
Zeitpunkt t6 bis zu einem Zeitpunkt t7 und vom Zeitpunkt t2
bis zu einem Zeitpunkt t8 einen hohen Pegel an. Das Ausgangs
signal der Gatterschaltung 60 nimmt jedoch lediglich von
einem Zeitpunkt t3 bis zu einem Zeitpunkt t7 und vom Zeit
punkt t2 bis zum Zeitpunkt t8, d. h. lediglich in einer Gat
terzeitperiode TG, während welcher das Steuersignal G einen
tiefen Pegel besitzt, einen hohen Pegel an.
Im folgenden wird die Zündspannungscharakteristik gemäß Fig.
18f bei Auftreten einer FI-Fehlzündung erläutert, welche
durch die Zufuhr eines mageren Gemisches zum Motor oder einer
Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zum Motor aufgrund eines
Ausfalls des Krafstoffzufuhrsystems usw. hervorgerufen wird.
Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t0 der Erzeugung des Zündbe
fehlssignals steigt die Zündspannung V (B′) über einen den
dielektrischen Durchbruch der Mischung herrufenden Wert an.
In diesem Fall ist der Luftanteil in der Mischung größer als
bei einem Luft/Kraftstoffverhältnis der Mischung nahe dem
stöchiometrischen Verhältnis, so daß die dielektrische Fe
stigkeit des Gemisches hoch ist. Da das Gemisch nicht gezün
det wird, wird es auch nicht ionisiert, so daß der
elektrische Widerstand des Entladungsspaltes der Kerze zu
einem hohen Wert tendiert. Die Spannung des dielektrischen
Durchbruchs ist also höher als im Fall einer normalen Zündung
des Gemisches.
Danach verschiebt sich der Entladungszustand wie im Fall der
normalen Zündung zu einer induktiven Entladung. Dabei ist
auch im Fall der Zufuhr eines mageren Gemisches usw. gegen
über dem Fall der normalen Zündung der elektrische Widerstand
des Entladungsspaltes des Kerze bei der Entladung größer, so
daß die induktive Entladungsspannung auf einen gegenüber der
normalen Zündung höheren Wert ansteigt, was zu einer früheren
Verschiebung von der induktiven Entladung zu einer kapaziti
ven Entladung (späte kapazitive Entladung) führt. Die kapazi
tive Entladespannung ist beim Übergang von der induktiven
Entladung zur kapazitiven Entladung weit höher als bei norma
ler Zündung, weil die Spannung des dielektrischen Durchbruchs
des Gemisches größer als die bei normaler Zündung ist.
Da in diesem Zustand fast keine Ionen im Bereich der Elektro
den der Zündkerze 16 vorhanden ist, wird zwischen der Diode
50 und der Zündkerze 16 gespeicherte Ladung nicht neutrali
siert, wobei die Diode 50 gleichzeitig einen Rückfluß der
Ladung zur Zündspule 49 verhindert, so daß die Ladung so wie
sie ist gehalten wird; lediglich wenn der Druck im Zylinder
auf einen solchen Wert abfällt, daß die für das Auftreten der
Entladung zwischen den Elektroden der Zündkerze 16 erforder
liche Spannung auf einen Wert abgesenkt wird, welcher gleich
der durch die Ladung erzeugten Spannung ist, so wird die
Ladung über die Elektroden der Zündkerze 16 entladen. Wenn
die Entladespannung größer ist, tritt daher die Entladung
früher auf.
Wird danach die Neuladespannung im Zeitpunkt t2 angelegt, so
steigt die Zündspannung wieder an und es ist weiterhin die
resultierende hohe Spannung vorhanden, da durch Ionen zwi
schen den Elektroden keine Neutralisation hervorgerufen wird
und die Diode 50 im oben beschriebenen Sinne einen Rückfluß
der Ladung verhindert. Lediglich wenn der Druck im Zylinder
weiter auf einen solchen Wert abfällt, daß die für das Auf
treten der Entladung zwischen den Kerzenelektroden erforder
liche Spannung auf einen Wert abgesenkt wird, welcher gleich
der aus der Neuladung resultierenden Zündspannung ist, wird
die Ladung im Zeitpunkt t11 über die Kerzenelektroden entla
den.
Andererseits nimmt im Beispiel nach Fig. 18f der Vergleichs
spannungswert VCOMP (C′) bis zum Zeitpunkt t9 einen Wert
entsprechend einem Spitzenwert der nach dem Rücksetzen bei
der letzten Gelegenheit angelegten Zündspannung V an, wonach
er mit einem Anstieg der Zündspannung steigt und bis zum
Zeitpunkt t5 auf einem Wert entsprechend einem nachfolgenden
Spitzenwert der Zündspannung V gehalten wird. Während einer
Zeitperiode vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t2 wird er auf
einen vorgegebenen kleinen Wert gesetzt und auf diesem gehal
ten und nimmt nach dem Zeitpunkt t2 einen Wert entsprechend
einem Spitzenwert der durch das Anlegen der Neuladespannung
erneuerten Zündspannung V an.
Gemäß Fig. 18g nimmt daher das Ausgangssignal des Kompara
tors 44 im Bereich des Zeitpunktes t0 kurz vor dem Zeitpunkt
t9 während der Zeitperiode t9 bis t10 und der Zeitperiode t2
bis t11 einen hohen Pegel an, wobei das Ausgangssignal der
Gatterschaltung 60 lediglich während einer Zeitperiode, wenn
das Ausgangssignal des Komparators 74 während der Gatterzeit
periode TG einen hohen Pegel besitzt, einen hohen Pegel an
nimmt.
Aus einem Vergleich der Fig. 18d und 18g ist ersichtlich,
daß durch Messung oder Aufaddieren der Dauern der von der
Gatterschaltung 60 ausgegebenen Vergleichsergebnisimpulse und
Vergleich der Summe der gemessenen Dauern mit einem Bezugs
wert die Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung möglich
ist.
Die Fehlzündungsbestimmung bei der fünften Ausführungsform
erfolgt durch das bei der oben beschriebenen zweiten Ausfüh
rungsform verwendete Programm nach Fig. 10. Bei der vorlie
genden Ausführungsform wird jedoch die Bestimmung im Schritt
S41, ob die Fehlzündungsüberwachungsbedingungen erfüllt sind
oder nicht, gemäß einem im folgenden zu beschreibenden Unter
programm nach den Fig. 19a und 19b, wobei weiterhin die
bei der Bestimmung im Schritt S47 verwendeten Vergleichser
gebnisimpulse die Ausgangsimpulse der Gatterschaltung 60
sind.
Gemäß dem bei dieser Ausführungsform zur Anwendung kommenden
Programm nach Fig. 10 übersteigt der Zählwert CP gemäß den
Fig. 18e und 18h den vorgegebenen Wert CPREF bei normaler
Zündung nicht, während er im ihn Zeitpunkt t12 bei einer
Fehlzündung übersteigt, um dadurch die Fehlzündung zu detek
tieren.
Das Unterprogramm nach den Fig. 19a und 19b besteht aus
dem Unterprogramm nach Fig. 6 (entsprechende Schritte sind
in Fig. 19a mit identischen Schrittzahlen bezeichnet) wie
bei der ersten und zweiten Ausführungsform sowie zusätzlichen
Schritten gemäß Fig. 19b.
Ist speziell die Antwort auf die Frage im Schritt S30 bestä
tigend (JA), so wird nicht sofort festgelegt, daß die Überwa
chungsbedingungen erfüllt sind; das Programm schreitet
vielmehr zu einem Schritt S81 fort.
Im Schritt S81 wird bestimmt, ob ein Zählwert TMKO2 eines
Abwärtszählerzeitgebers tTMKO2, welcher in einem noch zu er
läuternden Schritt S83 auf eine vorgegebene Zeitperiode ein
gestellt wird, gleich 0 ist. Ist die Antwort auf diese Frage
negativ (NEIN), so wird in einem Schritt S91 bestimmt, daß
die Überwachungsbedingungen nicht erfüllt sind.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S81 bestätigend
(JA), d. h. ist TMKO2 gleich 0, so wird in einem Schritt S82
bestimmt, ob ein Wechsel von der Luft/Kraftstoffverhältnis-
Regelung zur Steuerung oder umgekehrt stattgefunden hat oder
nicht. Ist die Antwort auf diese Frage bestätigend (JA), so
wird der Zeitgeber tTMKO2 auf eine vorgegebene Zeitperiode
(beispielsweise 1 Sekunde) gesetzt und in Schritt S83 gestar
tet, während das Programm bei negativer Beantwortung dieser
Frage (NEIN) zu einem Schritt S84 fortschreitet.
Durch Abarbeitung der Schritte S81 bis S83 wird bestimmt, daß
die Fehlzündungsüberwachungsbedingungen nicht erfüllt sind,
bevor die vorgegebene Zeitperiode bei Änderung von Steuerung
des Luft/Kraftstoffverhältnisses zu dessen Regelung oder
umgekehrt abgelaufen ist. Dabei wird die Tatsache berücksich
tigt, daß unmittelbar nach dem Start oder der Beendigung der
Luft/Kraftstoffverhältnis-Regelung die Verbrennung zeitweise
unstabil wird.
Im Schritt S84 wird bestimmt, ob ein Zählwert TMEGR eines
Abwärtszähler-Zeitgebers tTMEGR, welcher auf eine vorgegebene
Zeitperiode gesetzt und in einem im folgenden noch zu erläu
ternden Schritt S86 gestartet wird, gleich 0 ist oder nicht.
Ist die Antwort auf diese Frage negativ (NEIN), so wird im
Schritt S91 bestimmt, daß die Überwachungsbedingungen nicht
erfüllt sind. 39033 00070 552 001000280000000200012000285913892200040 0002004241499 00004 38914
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S84 bestätigend
(JA), d. h. ist TMEGR = 0, so wird in einem Schritt S85 be
stimmt, ob ein Wechsel der Abgasrückführung (im folgenden als
"die EGR" bezeichnet) von Stoppen (AUS) auf Ausführung (EIN)
oder umgekehrt erfolgt ist oder nicht, d. h. ob sich die vor
handene Schleife unmittelbar vor dem Start oder der Beendi
gung der EGR-Regelung befindet. Ist die Antwort auf diese
Frage bestätigend (JA), so wird der Zeitgeber tTMEGR auf die
vorgegebene Zeitperiode (beispielsweise 1 Sekunde) gesetzt
und im Schritt S86 gestartet, wobei das Programm zu Schritt
S91 fortschreitet, während das Programm bei negativer Antwort
(NEIN) zu einem Schritt S87 fortschreitet.
Durch Abarbeitung der Schritte S84 bis S86 wird bestimmt, daß
die Überwachungsbedingungen nicht erfüllt sind, bevor die
vorgegebene Zeitperiode nach einem Wechsel der EGR-Regelung
zwischen EIN und AUS abläuft. Dabei wird die Tatsache berück
sichtigt, daß die TI-Tabelle und die RIG-Tabelle nach dem
Start oder der Beendigung der EGR-Regelung zwischen deren
EGR-ON-Tabellen und EGR-OFF-Tabellen geändert werden, wodurch
zeitweilige Schwankungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses und
des Zündzeittaktes sowie eine zeitweise unstabile Verbrennung
hervorgerufen werden.
Im Schritt S87 wird bestimmt, ob ein Zählwert TMVT eines
Abwärtszähler-Zeitgeber tTMVT, welcher auf eine vorgegebene
Zeitperiode gesetzt und in einem noch zu erläuternden Schritt
S89 gestartet wird, gleich 0 ist oder nicht. Ist die Antwort
auf diese Frage negativ (NEIN), so schreitet das Programm zum
Schritt S91 fort.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S87 bestätigend
(JA), d. h. ist TMVT = 0, so wird in einem Schritt S88 be
stimmt, ob ein Wechsel des Ventilzeittaktes vom Hochdrehzahl-
Ventilzeittakt zum Niederdrehzahl-Ventilzeittakt oder umge
kehrt durchgeführt worden ist oder nicht. Ist die Antwort auf
diese Frage bestätigend (JA), so wird der Zeitgeber tTMVT auf
die vorgegebene Zeitperiode (beispielsweise 1 Sekunde) ge
setzt und im Schritt S89 gestartet, wobei das Programm zum
Schritt S91 fortschreitet, während bei negativer Antwort
(NEIN) in einem Schritt S31 bestimmt wird, daß die Überwa
chungsbedingungen erfüllt sind.
Durch Abarbeitung der Schritte S87 bis S89 wird bestimmt, daß
die Überwachungsbedingungen nicht erfüllt sind, bevor die
vorgegebene Zeitperiode nach dem Wechsel des Ventilzeittaktes
abläuft. Dabei wird die Tatsache in Rechnung gestellt, daß
die TI-Tabelle und die RIG-Tabelle nach dem Wechsel des
Ventilzeittaktes zwischen für den Hochdrehzahl-Ventilzeittakt
und für den Niederdrehzahl-Ventilzeittakt geeigneten Tabellen
geändert werden, wodurch zeitweilige Schwankungen des
Luft/Kraftstoffverhältnisses und des Zündzeittaktes und damit
eine mögliche zeitweilige unstabile Verbrennung hervorgerufen
werden.
Fallen bei dem anhand der Fig. 19a und 19b beschriebenen
Programm die Motorbetriebsparameter (NE, PBA, TW, TA, VB)
nicht in die entsprechenden vorgegebenen Bereiche, wenn die
Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung oder die Zug
steuerung bei Abschaltung der Kraftstoffzufuhr oder bei noch
nicht abgelaufener vorgegebener Zeitperiode nach Beendigung
der Kraftstoffabschaltung durchgeführt werden, wenn die vor
gegebene Zeitperiode nicht unmittelbar nach dem Start oder
der Beendigung der Luft/Kraftstoffverhältnis-Regelung oder
der EGR-Regelung nicht abläuft und wenn die vorgegebene Zeit
periode unmittelbar nach dem Wechsel des Ventilzeittaktes
nicht abläuft, so wird bestimmt, daß die Fehlzündungsüberwa
chungsbedingungen nicht erfüllt sind, während in davon ver
schiedenen Fällen bestimmt wird, daß die Fehlzündungsüberwa
chungsbedingungen erfüllt sind.
Die Fehlzündungsbestimmung durch das Programm nach Fig. 10
wird daher praktisch nur dann durchgeführt, wenn die Überwa
chungsbedingungen erfüllt sind, d. h. lediglich bei stabiler
Verbrennung in der Verbrennungskammer, wodurch es möglich
wird, das Auftreten von regulären Fehlzündungen genauer zu
bestimmen.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 20a und 20b eine sechste
erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften
Ausführungsform in der Bestimmung des Auftretens einer Fehl
zündung durch das Programm nach Fig. 10, wobei ein Unterpro
gramm nach den Fig. 20a und 20b zur Bestimmung der
Erfüllung der Fehlzündungsüberwachungsbedingungen in Schritt
S41 des Programms nach Fig. 10 anstelle des oben beschriebe
nen Unterprogramms nach den Fig. 19a und 19b verwendet
wird. Das Unterprogramm nach den Fig. 20a und 20b besteht
aus dem bei der ersten und zweiten Ausführungsform verwende
ten Unterprogramm nach Fig. 6 (entsprechende Schritte sind
in Fig. 20 mit entsprechenden Schrittzahlen versehen) sowie
zusätzlichen Schritten S101 bis S104 gemäß Fig. 20a, die vor
der Abarbeitung der Schritte des Unterprogramms nach Fig. 6
abgearbeitet werden.
Speziell wird gemäß dem Unterprogramm nach den Fig. 20a
und 20b zunächst in einem Schritt S101 bestimmt, ob wenig
stens einer der Sensoren zur Detektierung von Motorbetriebs
parametern, wie beispielsweise der Ansaugrohr-Absolutdruck
sensor 7, der Motorkühlmitteltemperatur-Sensor 9, der Motor
drehzahlsensor 10 und der Ansaugluft-Temperatursensor 8 als
fehlerhaft festgestellt worden sind. Ist die Antwort auf
diese Frage bestätigend (JA), so wird in einem Schritt S104
bestimmt, daß die Fehlzündungsüberwachungsbedingungen nicht
erfüllt sind. Die Feststellung eines fehlerhaften Betriebs
der Sensoren erfolgt durch ein weiteres nicht dargestelltes
Unterprogramm, beispielsweise durch Bestimmung, ob die Aus
gangssignale der Sensoren unter entsprechenden vorgegebenen
Obergrenzen, d. h. in entsprechenden normalen Bereichen lie
gen.
Ausgangssignale der Motorbetriebsparameter-Sensoren dienen
zur Bestimmung des Bezugswertes CPREF für die Fehlzündungsbe
stimmung im oben beschriebenen Sinne sowie zur Verwendung in
den Schritten S21 bis S25 dieses Unterprogramms zur Bestim
mung der Erfüllung der Überwachungsbedingungen. Wird einer
der für diese Bestimmung verwendeten Sensoren als fehlerhaft
festgestellt, so kann die Bestimmung eines CPREF-Wertes und
die Bestimmung der Überwachungsbedingungen nicht wirksam
durchgeführt werden. Wird ein Sensor als fehlerhaft festge
stellt, so wird dessen Ausgangssignal aus Sicherheitsgründen
zwangsweise auf einen vorgegebenen Wert (beispielsweise 50°C
für die Motorkühlmitteltemperatur) gesetzt, so daß diese
vorgegebene Wert den Zündzeittakt und die Kraftstoffein
spritzperiode so beeinflußt, daß eine Fehlzündungsbestimmung
als richtig verhindert wird. Wird bei dieser Ausführungsform
wenigstens einer der Sensoren als fehlerhaft festgestellt, so
wird die Fehlzündungsbestimmung unterbunden, wodurch eine
falsche Fehlzündungsbestimmung verhindert werden kann.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S101 negativ (NEIN),
d. h. ist kein Sensor als fehlerhaft festgestellt, so wird in
einem Schritt S102 bestimmt, ob eine vorgegebene Zeitperiode
(beispielsweise 5 Sekunden) abgelaufen ist, nachdem der
Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KO2 auf einen
fetteren oder magereren Grenzwert festgelegt wurde. Ist die
Antwort auf diese Frage bestätigend (JA), so schreitet das
Programm zu einem Schritt S104 fort, um zu bestimmen, daß die
Fehlzündungsüberwachungsbedingungen nicht erfüllt sind. Diese
Bestimmung wird jedoch lediglich während der Luft/Kraftstoff
verhältnis-Regelung auf der Basis des Ausgangssignals des
Sauerstoffkonzentrationssensors 12 durchgeführt; ist dies
nicht der Fall, so springt das Programm zu einem Schritt
S103.
Bei der Bestimmung im Schritt S102 wird die Tatsache berück
sichtigt, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis von einem ge
wünschten Wert abweicht, wenn der Koeffizient KO2 weiter
gleich einem Grenzwert ist, wodurch verhindert wird, daß der
Bezugswert CPREF auf einen richtigen Wert gesetzt und damit
die Fehlzündungsbestimmung als richtig durchgeführt wird.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S102 negativ (NEIN),
so wird im Schritt S103 bestimmt, ob das Kraftstoffzufuhrsy
stem (Kraftstoffeinspritzventile, Kraftstoffdruckregler,
usw.) als fehlerhaft festgestellt wurde oder nicht. Ist die
Antwort auf diese Frage bestätigend (JA), so schreitet das
Programm zu Schritt S104 fort um die Nichterfüllung der Über
wachungsbedingungen zu bestimmen. Speziell erfolgt die Be
stimmung im Schritt S103 durch Bestimmung, ob ein Mittelwert
KO2AVE der KO2-Werte über eine lange Zeitperiode außerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt (ein vom Beginn der Wartung
des Motors an kontinuierlich berechneter und selbst beim
Stoppen des Motors in einem nichtflüchtigen Speicher gespei
cherter Mittelwert). Liegt der Mittelwert KO2AVE außerhalb
des vorgegebenen Bereiches, so wird also bestimmt, daß das
Kraftstoffzufuhrsystem fehlerhaft ist.
Bei der Bestimmung im Schritt S103 wird die Tatsache berück
sichtigt, daß bei der Feststellung des Kraftstoffzufuhrsy
stems als fehlerhaft der Koeffizient KO2 auf einem
vorgegebenen Wert festgehalten wird, so daß es ebenso wie bei
fortgesetzt außerhalb der vorgenannten Grenzen liegendem
Koeffizienten KO2 unmöglich wird, die Fehlzündungsbestimmung
richtig durchzuführen. Bei einem derartigen Motorzustand
verhält sich darüber hinaus das gesamte Regelsystem für den
Motor unnormal, so daß eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür
besteht, daß die Verbrennung im Motor nicht normal ist. Daher
wird die Fehlzündungsbestimmung unterbunden, um deren fehler
hafte Bestimmung aufgrund einer möglichen Unnormalität zu
verhindern.
Zwar wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fehlzün
dungsbestimmung verhindert, wenn das Kraftstoffzufuhrsystem
als fehlerhaft festgestellt wird; die Fehlzündungsbestimmung
kann jedoch auch verhindert werden, wenn in anderen Systemen
zur Regelung des Motorbetriebs einschließlich des EGR-Sy
stems, eines Gasemissions-Regelsystems usw. eine Unnormalität
festgestellt wird.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S103 negativ (NEIN),
so schreitet das Programm zu den Schritten S21 ff. fort,
welche bereits anhand von Fig. 6 beschrieben wurden.
Nachfolgend wird anhand von Fig. 21 eine siebte erfindungs
gemäße Ausführungsform beschrieben.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften und
sechsten Ausführungsform hinsichtlich der Bestimmung, ob die
Fehlzündungsüberwachungsbedingungen erfüllt sind oder nicht,
was im Schritt S41 des Programms nach Fig. 10 unter Verwen
dung eines Unterprogramms nach Fig. 21 erfolgt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Kraftstoffein
spritzperiode Tout mittels der folgenden Formel (5) berech
net:
Tout = TI × KO2 × KLS × K1 + K2 (5)
worin die Größen TI, KO2, K1 und K2 die gemäß der oben be
schriebenen Gleichung (1) definierten Größen sind und KLS
einen Abmagerungskorrekturkoeffizienten repräsentiert, welche
in Abhängigkeit von der Motorkühlmitteltemperatur TW auf
einen Wert kleiner 1,0 eingestellt wird, wenn der Motor sich
in einem vorgegebenen Gemischabmagerungsbereich befindet, in
dem die Motordrehzahl NE oberhalb eines vorgegebenen Wertes
liegt und gleichzeitig der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA unter
halb eines vorgegebenen Wertes liegt.
Das Unterprogramm nach Fig. 21 wird in regulären Zeitinter
vallen bzw. in einem vorgegebenen Zeittakt in bezug auf die
Zündung der Zündkerzen abgearbeitet.
Zunächst wird in einem Schritt S111 bestimmt, ob die Drossel
klappe 3 voll geschlossen ist oder nicht. Ist die Antwort auf
diese Frage bestätigend (JA), d. h. ist die Drosselklappe 3
voll geschlossen, so schreitet das Programm zu einem Schritt
S112 fort, in dem bestimmt wird, ob der Motor leerläuft oder
nicht. Diese Bestimmung erfolgt durch Bestimmung, ob die
Motordrehzahl NE unterhalb eines vorgegebenen Wertes und
gleichzeitig auch der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA unterhalb
eines vorgegebenen Wertes liegt. Ist die Antwort auf diese
Frage negativ (NEIN), d. h. ist die Drosselklappe voll ge
schlossen und läuft gleichzeitig der Motor nicht leer, so
schreitet das Programm zu einem Schritt S113 fort.
Im Schritt S113 wird bestimmt, ob eine vorgegebene Zeitperio
de zur Verzögerung des Starts der Luft/Kraftstoffverhältnis-
Abmagerungsregelung oder der Kraftstoffabschaltung (F/C) nach
dem vollen Schließen der Drosselklappe 3 noch nicht abgelau
fen oder abgelaufen ist, oder ob die Luft/Kraftstoffverhält
nis-Abmagerungsregelung oder die Kraftstoffabschaltung durch
geführt wird oder nicht.
Die Bestimmung der Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsrege
lung erfolgt durch Bestimmung, ob der Motor sich im vorge
nannten vorgegebenen Gemischabmagerungsbereich befindet, in
dem die Motordrehzahl NE oberhalb des vorgegebenen Wertes und
gleichzeitig der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA unterhalb des
vorgegebenen Wertes liegt. In diesem Bereich wird der Abmage
rungskorrekturkoeffizient KLS auf einen vorgegebenen Wert
kleiner 1,0 gesetzt. Darüber hinaus wird die Bestimmung der
Kraftstoffabschaltung durch Bestimmung durchgeführt, ob die
Motordrehzahl NE in Abhängigkeit von der Motorkühlmitteltem
peratur oberhalb eines vorgegebenen Wertes und gleichzeitig
der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA in Abhängigkeit von der Mo
tordrehzahl NE unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
Ist die Antwort auf die Frage im Schritt S113 bestätigend
(JA), d. h. ist die vorgegebene Zeitperiode zur Verzögerung
der Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung oder der
Kraftstoffabschaltung nicht abgelaufen bzw. wird die
Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung oder die Kraft
stoffabschaltung durchgeführt, so schreitet das Programm zu
einem Schritt S114 fort, in dem ein Überwachungsverzögerungs
zeitgeber auf eine vorgegebene Zeitperiode (beispielsweise 5
Sekunden) gesetzt wird.
Wenn die Drosselklappe 3 voll geschlossen ist und gleichzei
tig der Motor nicht leerläuft und ist die vorgegebene Zeitpe
riode zur Verzögerung des Starts der Luft/Kraftstoffverhält
nis-Abmagerungsregelung oder der Kraftstoffabschaltung nicht
abgelaufen bzw. wird die Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmage
rungsregelung oder die Kraftstoffabschaltung durchgeführt, so
wird daher der Zeitgeber auf die vorgegebene Zeitperiode
gesetzt, wonach in einem Schritt S115 bestimmt wird, daß die
Überwachungsbedingungen nicht erfüllt sind.
Ist andererseits die Antwort auf die Frage im Schritt S111
negativ (NEIN), oder ist die Antwort auf die Frage im Schritt
S112 bestätigend (JA), d. h. ist die Drosselklappe 3 nicht
voll geschlossen oder läuft der Motor nicht leer, so schrei
tet das Programm zu einem Schritt S116 fort. Ist die Antwort
auf die Frage im Schritt S113 ebenfalls negativ (NEIN), d. h.
ist die vorgegebene Zeitperiode zur Verzögerung des Starts
der Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung oder der
Kraftstoffabschaltung abgelaufen bzw. wird die
Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung oder die Kraft
stoffabschaltung nicht durchgeführt, so schreitet das Pro
gramm zum Schritt S116 fort.
Im Schritt S116 wird bestimmt, ob der Zählwert des im Schritt
S114 gesetzten Überwachungsverzögerungs-Zeitgebers gleich 0
ist oder nicht. Ist die Antwort auf diese Frage bestätigend
(JA), d. h. ist die vorgegebene Zeitperiode (5 Sekunden) abge
laufen und ist der Zählwert des Zeitgebers gleich 0, so wird
in einem Schritt S117 bestimmt, daß die Überwachungsbedingun
gen erfüllt sind, während bei negativer Antwort (NEIN), d. h.
bei noch nicht abgelaufener vorgegebener Zeitperiode (5 Se
kunden) das Programm zu Schritt S115 fortschreitet.
Ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Drosselklappe 3
nicht voll geschlossen und läuft gleichzeitig der Motor leer,
so wird die Fehlzündungsfeststellung unmittelbar vor dem
Ablaufen der vorgegebenen Zeitperiode zur Verzögerung der
Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung oder der Kraft
stoffabschaltung verhindert, so daß während der vorgegebenen
Verzögerungszeitperiode eine fehlerhafte Bestimmung des Auf
tretens einer Fehlzündung verhindert werden kann. Weiterhin
wird die Fehlzündungsfeststellung während der vorgegebenen
Zeitperiode (beispielsweise 5 Sekunden) unmittelbar nach der
Beendigung der Luft/Kraftstoffverhältnis-Abmagerungsregelung
oder der Kraftstoffabschaltung, während welcher die Verbren
nung unstabil ist, verhindert, wodurch ebenfalls eine fehler
hafte Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung während
dieser Zeitperiode verhindert werden kann.
Die vorbeschriebenen Ausführungsformen können auf vielfältige
Weise abgewandelt werden. Sind beispielsweise bei der zwei
ten, vierten, fünften, sechsten und siebten Ausführungsform
die Fehlzündungsüberwachungsbedingungen nicht erfüllt, so
wird die Fehlzündungsfeststellung bzw. -bestimmung verhin
dert. Statt dessen kann auch der Bezugswert CPREF auf einen
Wert geändert werden, welcher die Bestimmung einer Fehlzün
dung bei nicht erfüllten Überwachungsbedingungen unmöglich
macht. Anstelle der Änderung des Bezugswertes CPREF kann zu
diesem Zweck auch der Vergleichsspannungswert VCOMP geändert
werden.
Im folgenden wird anhand der Fig. 22 bis 29 eine achte
Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In den Fig. 22
bis 24 sind gleiche Elemente und Teile wie bei den vorherge
henden Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen verse
hen.
Fig. 22 zeigt den Schaltungsaufbau eines Fehlzündungs-Detek
torsystems gemäß der achten Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Speiseanschluß T1, an
dem die Versorgungsspannung VB liegt, mit einer durch eine
Primärwicklung 47 und eine Sekundärwicklung 48 gebildeten
Zündspule 49 verbunden. Die Primär- und Sekundärwicklung 47,
48 sind mit jeweils einem Ende miteinander verbunden. Das
andere Ende der Primärwicklung 47 liegt am Kollektor eines
Transistors 46. Die Basis des Transistors 46 ist mit einem
Eingangsanschluß T10 verbunden, über den ein Erregersteuersi
gnal A zugeführt wird, während der Emitter geerdet ist. Das
andere Ende der Sekundärwicklung 48 ist mit der Anode einer
Diode 55 verbunden, deren Kathode über einen Verteiler 15 mit
einer Mittelelektrode 16a der Zündkerze 16 verbunden ist. Die
Erdelektrode der Zündkerze 16 geerdet.
An einer Stelle einer Verbindungsleitung 150 zwischen dem
Verteiler 15 und der Mittelelektrode 16a ist ein Zündspan
nungssensor 17 vorgesehen, welcher zur Bildung eines Konden
sators mit einer Kapazität von mehreren pF mit der
Verbindungsleitung 150 elektrostatisch mit dieser gekoppelt
ist. Der Ausgang des Zündspannungssensors 17 ist mit einer
Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung 120 in der ECU 5 verbunden.
Die Fehlzündungs-Bestimmungsschaltung 120 liefert Ergebnisse
der Fehlzündungsbestimmung für die CPU 5b. Diese steuert den
Zeittakt zur Durchführung der Fehlzündungsbestimmung.
Mit der CPU 5b sind verschiedene Motorbetriebsparameter-Sen
soren 90 zur Detektierung von Motorbetriebsparametern verbun
den, welche den Sensor für die Motordrehzahl NE, den Sensor
für den Ansaugrohr-Absolutdruck PBA sowie den Sensor für die
Motorkühlmitteltemperatur TW umfassen. Diese Sensoren speisen
die detektierten Betriebsparameterwerte in die CPU 5b ein.
Weiterhin ist die Basis des Transistors 46 zur Einspeisung des
Erregersteuersignals A über eine Treiberschaltung 51 und den
Eingangsanschluß T10 mit der CPU 5b verbunden.
Fig. 23 zeigt Einzelheiten der Fehlzündungs-Bestimmungs
schaltung 120. Ein Eingangsanschluß T2 ist über eine Ein
gangsschaltung 41 mit einem nichtinvertierenden
Eingangsanschluß eines ersten Komparators 44 verbunden. Der
Ausgang einer Spitzenhalteschaltung 42 ist über eine Ver
gleichswert-Einstellschaltung 43 mit einem invertierenden
Eingangsanschluß des ersten Komparators 44 verbunden. Die
Spitzenhalteschaltung 42 erhält von der CPU 5b ein Rücksetz
signal R1 zur Einstellung eines richtigen Spitzenwertes der
durch die Spitzenhalteschaltung gehaltenen Zündspannung.
Ein Ausgangssignal des ersten Komparators 44 wird über eine
Impulsdauer-Meßschaltung 127, welche eine Zeitperiode, in der
das Ausgangssignal des Komparators 44 einen hohen Pegel be
sitzt, mißt, mit der Gatterschaltung 60 verbunden, welche
ihrerseits ihr Eingangssignal während ihrer Gatterzeitperiode
ausgibt und eine ein Maß für die gemessene Zeitperiode dar
stellende Schaltung VT für einen nicht invertierenden Ein
gangsanschluß eines zweiten Komparators 129 liefert. Mit
einem invertierenden Eingangsanschluß des zweiten Komparators
129 ist eine Bezugswert-Einstellschaltung 128 verbunden,
welche eine Bezugsspannung VTREF zur Bestimmung des Auftre
tens einer Fehlzündung liefert. Die Bezugswert-Einstellschal
tung 128 wird durch Spannungsteilerwiderstände einschließlich
eines variablen Widerstandes gebildet, dessen Widerstandwert
durch das Ausgangssignal einer im folgenden noch zu erläu
ternden Bezugswert-Änderungsschaltung 130 steuert. Gilt die
Bedingungen VT < VTREF, so nimmt das Ausgangssignal des zwei
ten Komparators 129 einen hohen Pegel an, wodurch bestimmt
wird, daß eine Fehlzündung aufgetreten ist. Die Bezugswert-
Einstellschaltung 128 ist über die Bezugswert-Änderungsschal
tung 130 mit der CPU 5b verbunden. Die Bezugswert-Änderungs
schaltung 130 ändert den durch die Bezugswert-Einstellschal
tung 128 eingestellten Bezugswert in Abhängigkeit vom gere
gelten Luft/Kraftstoffverhältnis eines dem Motor zugeführten
Gemisches. Verschiebt sich beispielsweise das geregelte
Luft/Kraftstoffverhältnis zur magereren Seite, so erhöht die
Schaltung 130 den Bezugswert, während sie in absenkt, wenn
das Luft/Kraftstoffverhältnis zur fetteren Seite verschoben
wird. Darüber hinaus liefert die CPU 5b ein die Gatterzeitpe
riode, während welcher die Gatterschaltung 60 ihr Eingangssi
gnal durchlassen kann, festlegendes Signal sowie ein den
Rücksetzzeittakt der Dauermeßschaltung 127 festlegendes Rück
setzsignal R2.
Einzelheiten der Eingangsschaltung 41, der Spitzenhalteschal
tung 42 sowie der Vergleichswert-Einstellschaltung 43 sind in
Fig. 8 dargestellt.
Fig. 24 zeigt Einzelheiten der Gatterschaltung 60 und der
Impulsdauer-Meßschaltung 127. Die Gatterschaltung 60 umfaßt
drei in Serie geschaltete durch Transistoren 541 bis 543 und
Widerstände 544 bis 551 gebildete Inverterschaltungen.
Darüber hinaus liegt zwischen dem Kollektor des Transistors
542 und Erde ein Transistor 561, in dessen Basis das Steuer
signal G von der CPU 5b eingespeist wird. Während der Gatter
zeitperiode, in der das Steuersignal G einen tiefen Pegel
besitzt, nimmt daher das Potential am Kollektor des Tran
sistors 543 einen hohen und tiefen Pegel an, wenn die Span
nung am Eingangsanschluß T4 einen hohen und tiefen Pegel
annimmt, während das Potential am Kollektor des Transistors
543 unabhängig von der Spannung am Anschluß T4 einen hohen
Pegel besitzt, wenn das Steuersignal G einen hohen Pegel
besitzt. Der Kollektor des Transistors 543 ist über einen
Widerstand 552 mit der Basis eines Transistors 554 verbunden,
dessen Basis über einen Widerstand 553 ebenfalls mit der
Speisespannungsleitung VBS verbunden ist. Der Emitter des
Transistors 554 ist direkt mit der Spannungsversorgungslei
tung VBS verbunden, während sein Kollektor über einen Wider
stand 555 und einen Kondensator 557 geerdet ist. Der
Verbindungspunkt des Widerstandes 555 und des Kondensators
557 ist über einen Operationsverstärker 559 und einen Wider
stand 560 mit einem Ausgangsanschluß T5 verbunden. Der Ope
rationsverstärker 559 arbeitet als Pufferverstärker. Der
Verbindungspunkt des Widerstandes 555 und des Kondensators
557 ist weiterhin über einen Widerstand 556 mit dem Kollektor
eines Transistors 558 verbunden, dessen Emitter geerdet ist
und in dessen Basis das Rücksetzsignal R2 von der CPU 5b
eingespeist wird.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 24 ist
die folgende: Besitzt das Steuersignal G einen tiefen Pegel
und die Spannung am Eingangsanschluß T4 einen hohen Pegel, so
nimmt der Kollektor des Transistors 543 einen tiefen Pegel
an, um den Transistor 554 durchzuschalten, wodurch der Kon
densator 557 geladen wird, während der Transistor 554 ge
sperrt und die Aufladung des Kondensators 557 gestoppt wird,
wenn das Steuersignal G einen hohen Pegel oder die Spannung
am Anschluß T4 einen tiefen Pegel besitzt. Der Ausgangsan
schluß T5 liefert daher eine Spannung VT, welche proportional
zur Länge der Zeitperiode ist, in der das in den Anschluß T4
eingespeiste Impulssignal während der Gatterzeitperiode einen
hohen Pegel besitzt.
Die Wirkungsweise des Fehlzündungs-Detektorsystems mit dem
vorstehend beschriebenen Aufbau wird nachfolgend anhand der
Fig. 25a bis 25i beschrieben.
Die Fig. 25a bis 25i bilden ein dem Zeittaktdiagramm nach
den Fig. 18a bis 18h entsprechendes Zeittaktdiagramm,
anhand dessen die Wirkungsweise des Fehlzündungs-Detektorsy
stems gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform erläutert
werden kann. Die Fig. 25d und 25 g zeigen Änderungen der
bei normaler Zündung bzw. bei einer Fehlzündung auftretenden
Ausgangssignals des ersten Komparators 44, während die Fig.
25e und 25h Änderungen der Ausgangsspannung VT der
Impulsdauer-Meßschaltung 127 bei normaler Zündung bzw. bei
einer Fehlzündung zeigen.
Fig. 25i zeigt Änderungen des Ausgangssignals des zweiten
Komparators 129 bei einer Fehlzündung.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist identisch mit
der der oben anhand der Fig. 18a bis 18h erläuterten fünf
ten Ausführungsform mit Ausnahme des folgenden Punktes:
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform ändert sich das
Ausgangssignal des ersten Komparators 44, welcher die Zünd
spannung V mit dem Vergleichswert VCOMP vergleicht, bei nor
maler Zündung gemäß Fig. 25d, d. h. es nimmt im Bereich eines
Zeitpunktes t0 von einem Zeitpunkt t6 bis zu einem Zeitpunkt
t7 sowie von einem Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t8
einen hohen Pegel an, während das Ausgangssignal der Gatter
schaltung 60 lediglich von einem Zeitpunkt t3 zu einem Zeit
punkt t1 und vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t8 einen
hohen Pegel annimmt, wobei das Gattersignal G einen tiefen
Pegel besitzt. Die Ausgangsspannung VT der Impulsdauer-Meß
schaltung 127 ändert sich daher gemäß Fig. 25e, ohne die
Bezugsspannung VTREF zu überschreiten, so daß die Verbrennung
als normal bestimmt wird.
Tritt eine Fehlzündung auf, so nimmt andererseits das Aus
gansgsignal des ersten Komparators 44 im Bereich des Zeit
punktes t0 kurz vor einem Zeitpunkt t9 vom Zeitpunkt t9 bis
zu einem Zeitpunkt t10 und vom Zeitpunkt t2 bis zu einem
Zeitpunkt t11 gemäß Fig. 25g einen hohen Pegel an, während
das Ausgangssignal der Gatterschaltung 126 lediglich während
der Zeitperioden, in denen das Ausgangssignal des ersten
Komparators 44 während der Gatterzeitperiode TG einen hohen
Pegel besitzt, einen hohen Pegel annimmt. Das Ausgangssignal
VT der Impulsdauer-Meßschaltung 127 ändert sich daher gemäß
Fig. 25h, d. h. es überschreitet die Bezugsspannung VTREF im
Zeitpunkt t12, wobei das Ausgangssignal des zweiten Kompara
tors 129 vom Zeitpunkt t12 bis zu einem Zeitpunkt t4 einen
hohen Pegel annimmt, wodurch eine FI-Fehlzündung detektiert
wird.
Gemäß Fig. 25 fällt die Zündspannung für den Fall, daß sie
während der späten kapazitiven Entladung relativ groß wird,
früher ab (im Zeitpunkt t10), wobei das Ausgangssignal VT der
Impulsdauer-Meßschaltung 127 in diesem Zeitpunkt die Bezugs
spannung VTREF nicht übersteigt, so daß die Detektierung FI-
Fehlzündung unmöglich ist. Bei der vorliegenden Ausführungs
form wird daher im Zeitpunkt t2 eine Neuaufladespannung,
welche klein genug ist, um eine Entladung zwischen den Elek
troden der Kerze nicht hervorzurufen, an die Zündkerze ange
legt, wodurch die Detektierung einer FI-Fehlzündung positiv
möglich ist, selbst wenn die Zündspannung V so groß wie im
obengenannten Fall wird.
Weiterhin wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Gat
terzeitperiode (vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4), wäh
rend welcher die Gatterschaltung 60 offen ist, d. h. ihr
Eingangssignal sie durchläuft, von einem Zeitpunkt entspre
chend der Beendigung der späten kapazitiven Entladung gestar
tet. Der Zeitpunkt t4, in dem die Gatterzeitperiode TG
ändert, kann jedoch auf jeden Zeitpunkt eingestellt werden,
vor dem der Rotorkopf des Verteilers 15 das folgenden Segment
durchläuft (bevor die Drehung des Kurbelwinkels 120° vom
Zeitpunkt der Zündung an durchläuft).
Weiterhin wird bei der vorliegenden Ausführungsform die
Impulsdauer-Meßschaltung 127 im Zeitpunkt t4 rückgesetzt.
Darüber hinaus erfolgt im vorstehend beschriebenen Beispiel
der Zeittakt der Rücksetzung der Spitzenhalteschaltung 42
gleichzeitig mit dem Anlegen der Neuaufladespannung. Dabei
wird die Tatsache berücksichtigt, daß der Wert der Zündspan
nung V während der späten kapazitiven Entladung und unmittel
bar danach unstabil ist, so daß der Vergleichswert VCOMP
ebenfalls unstabil wird, wenn die Spitzenhalteschaltung 42 in
einem Zeitpunkt während der genannten Zeitperiode rückgesetzt
wird, wodurch die Durchführung einer genauen Fehlzündungsbe
stimmung unmöglich wird. Wird andererseits die Rücksetzung
der Spitzenhalteschaltung 42 gegenüber dem Zeitpunkt des
Anlegens der Neuaufladespannung zu stark verzögert, so wird
die Neuaufladung bedeutungslos. Zwar muß der Rücksetzzeittakt
nicht notwendigerweise gleichzeitig mit dem Anlegen der Neu
aufladespannung erfolgen; er sollte jedoch in den Bereich des
Zeitpunktes gesetzt werden, in dem die Neuaufladespannung an
die Zündkerze angelegt wird.
Fig. 26 zeigt ein Programm zum Setzen des Bezugswertes
VTREF, das bei der Durchführung von Zündungen im richtigen
Zeittakt abgearbeitet wird.
Zunächst wird in einem Schritt S221 bestimmt, ob die Fehlzün
dungsüberwachungsbedingungen erfüllt sind oder nicht. Die
Fehlzündungsüberwachungsbedingungen sind erfüllt, wenn hin
sichtlich der Sensoren zur Detektierung der Motorbetriebspa
rameter oder hinsichtlich der Regelparameterwerte, wie
beispielsweise die Kraftstoffeinspritzperiode, keine Fehler
festgestellt werden, und gleichzeitig auch dann, wenn der
Motor sich in einem Betriebszustand befindet, in dem die
Fehlzündungsbestimmung durchgeführt wird, wenn beispielsweise
die Motordrehzahl NE, der Ansaugrohr-Absolutdruck PBA, die
Geschwindigkeit des den Motor enthaltenden Fahrzeugs usw. in
vorgegebene gemäßigte Bereiche fallen. Ist die Antwort auf
die Frage im Schritt S221 negativ (NEIN), so wird das Pro
gramm sofort beendet, während das Programm bei bestätigender
Antwort (JA) zu einem Schritt S222 fortschreitet, in dem ein
Motorbetriebszustand aus der Motordrehzahl NE, dem Ansaug
rohr-Absolutdruck PBA usw. detektiert wird. Im folgenden
Schritt S223 wird eine VTREFO-Tabelle zur Auslesung eines
Grundwertes VTREFO des Bezugswertes VTREF ausgelesen. Die
VTREFO-Tabelle ist so aufgestellt, daß optimale Werte des
Grundwertes VTREFO erzeugt werden, welche den vorgegebenen
Werten der Motordrehzahl NE und des Ansaugrohr-Absolutdruckes
PBA entsprechen. Speziell nimmt gemäß dieser Tabelle der
Grundwert VTREFO gemäß Fig. 27a mit zunehmender Motordreh
zahl NE ab. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß das Inter
vall des Auftretens von Impulsen des Zündbefehlssignals um so
kürzer ist, je größer die Motordrehzahl NE ist, so daß die
Impulsdauer des Vergleichsergebnis-Impulssignals unabhängig
vom Auftreten einer Fehlzündung bei zunehmender Motordrehzahl
NE zu einer Abnahme tendiert. Weiterhin nimmt gemäß der Ta
belle der Grundwert VTREFO den Minimalwert an, wenn der An
saugrohr-Absolutdruckwert PBA gemäß Fig. 27b einen
vorgegebenen Zwischenwert PBA0 annimmt. Dabei wird eine Ände
rung des Druckes in der Verbrennungskammer aufgrund einer
Änderung des Ansaugrohr-Absolutdruckes PBA und damit die
resultierende Änderung der erforderlichen Zündspannung be
rücksichtigt. Der optimale Grundbezugswert VTREFO ändert sich
in Abhängigkeit vom Motortyp (Luftansaugcharakteristik,
Nockencharakteristik usw.), so daß daher die Tabellenwerte in
Abhängigkeit von den einzelnen Motoren eingestellt werden,
bei denen das erfindungsgemäße System zur Anwendung kommt.
Im folgenden Schritt S224 werden ein Kraftstoffzufuhrkorrek
turkoeffizient KTOTAL und eine Kraftstoffzufuhr-Korrekturva
riable TTOTAL berechnet, welche für die Schätzung des
tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnisses erforderlich sind.
Der Koeffizient KTOTAL ist ein Produkt, das durch Multiplika
tion aller Korrekturkoeffizienten gewonnen wird, welche auf
der Basis der Motorbetriebsparametersignale von den verschie
denen Sensoren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen
berechnet werden (beispielsweise der von der Motorkühlmittel
temperatur abhängige Korrekturkoeffizient KTW, der in Fig.
22 nicht speziell angegebene in Abhängigkeit vom Ausgangssi
gnal des Sauerstoffkonzentrationssensors berechnete
Luft/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KO2, der Abma
gerungskorrekturkoeffizient KZS, der vom Atmosphärendruck
abhängige Korrekturkoeffizient KPA, der von der Ansaugluft
temperatur abhängige Korrekturkoeffizient KTA usw.). Die
Variable TTOTAL ist die Summe aller Additionskorrekturterme,
die auf der Basis der Motorbetriebsparametersignale von den
verschiedenen Sensoren berechnet werden (beispielsweise ein
sich nach dem Start ergebender Kraftstofferhöhungs-Korrektur
term TAST, ein von der Beschleunigung abhängender Korrektur
term TACC usw.).
Im folgenden Schritt S225 wird das tatsächliche geregelte
Luft/Kraftstoffverhältnis gemäß der folgenden Gleichung ge
schätzt (geschätztes A/F):
geschätztes A/F = 14,7×Ti/Tout,
vorausgesetzt, daß Tout = Ti×KTOTAL + TTOTAL
vorausgesetzt, daß Tout = Ti×KTOTAL + TTOTAL
worin Ti eine Grund-Krafstoffeinspritzmenge repräsentiert,
die aus einer Ti-Tabelle in Abhängigkeit von der Motordreh
zahl NE und dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA ausgelesen wer
den. Tout repräsentiert eine Kraftstoffeinspritzmenge.
Im folgenden Schritt S226 wird zur Auslesung eines Korrektur
koeffizienten KVTREF zur Verwendung bei der Gewinnung des
Bezugswertes VTREF in Abhängigkeit von dem im Schritt S225
berechneten geschätzten A/F eine KVTREF-Tabelle ausgelesen.
Sodann wird in einem Schritt S227 der im Schritt S223 gewon
nene Grundwert VTREFO des Bezugswertes VTREF mit dem im
Schritt S226 gewonnenen Korrekturkoeffizienten KVTREF multi
pliziert, um den Bezugswert VTREF zur Verwendung bei der
Fehlzündungsbestimmung endgültig festzulegen.
Fig. 29 zeigt wesentliche Teile eines Fehlzündungs-Detektor
systems gemäß einer Abwandlung der achten Ausführungsform.
Gemäß Fig. 29 unterscheidet sich diese Abwandlung von der
oben beschriebenen achten Ausführungsform dadurch, daß an
stelle einer direkten Änderung des Referenzwertes VTREF durch
Einspeisung des Ausgangssignals von der Bezugswert-Änderungs
schaltung 130 in die Bezugswert-Einstellschaltung 128 das
Ausgangssignal der Schaltung 130 zur Änderung des Vergleichs
wertes VCOMP in die Vergleichswert-Einstellschaltung 43 ein
gespeist wird. Abgesehen davon ist der Schaltungsaufbau der
Abänderung identisch mit dem der achten Ausführungsform.
Speziell kann die Schaltungsanordnung nach Fig. 29 durch
Ersatz des festen Widerstandes 432 in der Vergleichswert-
Einstellschaltung 43 gemäß Fig. 8 durch einen variablen
Widerstand realisiert werden, dessen Widerstandswert durch
die Bezugswert-Änderungsschaltung 130 geändert wird.
Die Ergebnisse dieser Abwandlung entsprechen im wesentlichen
den durch die achte Ausführungsform erreichten Ergebnissen.
Zwar wird bei der achten Ausführungsform das tatsächliche
geregelte Luft/Kraftstoffverhältnis (das durch Berechnung aus
dem Zusammenhang zwischen dem korrigierten Luft/Kraftstoff
verhältnis und dem Grund-Luft/Kraftstoffverhältnis gewonnene
Luft/Kraftstoffverhältnis) durch Änderung des Bezugswertes
zur Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung gewonnen;
dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Im Falle eines
Verbrennungsmotors mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensor
mit linearem Ausgangssignal im Auspuffsystem, der eine im
wesentlichen lineare Ausgangscharakteristik hinsichtlich des
tatsächlichen Luft/Kraftstoffverhältnisses besitzt, kann der
Bezugswert zur Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung in
Abhängigkeit von dem durch einen solchen Sensor detektierten
Luft/Kraftstoffverhältnis geändert werden.
Claims (19)
1. Fehlzündungs-Detektorsystem zur Detektierung von
Fehlzündungen in einem Verbrennungsmotor (1), der ein wenig
stens eine Zündkerze (16) enthaltendes Zündsystem (15, 16,
45, 46, 47, 48), eine Motorbetriebszustands-Detektoranordnung
(90) zur Detektierung von Betriebsparametern des Verbren
nungsmotors (1), einen Signalgenerator zur Festlegung des
Zündzeittaktes des Verbrennungsmotors (1) auf der Basis von
durch die Motorbetriebszustands-Detektoranordnung (90) detek
tierten Betriebsparametern des Verbrennungsmotors (1) und zur
Erzeugung eines ein Maß für den Zündzeittakt darstellenden
Zündbefehlssignals sowie einen vom Zündbefehlssignal ange
steuerten Zündspannungsgenerator zur Erzeugung einer Zünd
spannung zur Entladung der Zündkerze (16) besitzt,
mit
einem Spannungswertdetektor (17) zur Detektierung des Wertes, der durch den Zündspannungsgenerator nach der Erzeu gung des Zündbefehlssignals erzeugten Zündspannung,
einem ersten Komparator (44) zum Vergleich des detek tierten Werter der Zündspannung mit einem ersten vorgegebenen Bezugswert,
einer Meßschaltung (127) zur Messung des Betrages, um den der detektierte Wert der Zündspannung den ersten vorgege benen Bezugswert übersteigt,
einem zweiten Komparator (129) zum Vergleich des durch die Meßschaltung (127) gemessenen Betrages mit einem zweiten vorgegebenen Bezugswert, und
einer Fehlzündungsbestimmungsschaltung (120), welche auf der Basis der Ergebnisse des durch den zweiten Komparator (129) durchgeführten Vergleichs bestimmt, ob eine Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) aufgetreten ist oder nicht, gekennzeichnet durch
eine Bezugswert-Einstellschaltung (130) zur Einstel lung des zweiten vorgegebenen Bezugswertes auf der Basis der durch die Motorbetriebszustand-Detektoranordnung (90) detek tierten Werte der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (1).
mit
einem Spannungswertdetektor (17) zur Detektierung des Wertes, der durch den Zündspannungsgenerator nach der Erzeu gung des Zündbefehlssignals erzeugten Zündspannung,
einem ersten Komparator (44) zum Vergleich des detek tierten Werter der Zündspannung mit einem ersten vorgegebenen Bezugswert,
einer Meßschaltung (127) zur Messung des Betrages, um den der detektierte Wert der Zündspannung den ersten vorgege benen Bezugswert übersteigt,
einem zweiten Komparator (129) zum Vergleich des durch die Meßschaltung (127) gemessenen Betrages mit einem zweiten vorgegebenen Bezugswert, und
einer Fehlzündungsbestimmungsschaltung (120), welche auf der Basis der Ergebnisse des durch den zweiten Komparator (129) durchgeführten Vergleichs bestimmt, ob eine Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) aufgetreten ist oder nicht, gekennzeichnet durch
eine Bezugswert-Einstellschaltung (130) zur Einstel lung des zweiten vorgegebenen Bezugswertes auf der Basis der durch die Motorbetriebszustand-Detektoranordnung (90) detek tierten Werte der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (1).
2. Fehlzündungs-Detektorsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrag, um den der detektierte Wert der Zündspannung
den ersten vorgegebenen Bezugswert übersteigt, eine Zeitpe
riode ist, in welcher der detektierte Wert der Zündspannung
den ersten vorgegebenen Bezugswert übersteigt.
3. Fehlzündungs-Detektorsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrag, um den der detektierte Wert der Zündspannung
den ersten vorgegebenen Bezugswert übersteigt, ein Betrag
ist, um den der detektierte Wert der Zündspannung den ersten
vorgegebenen Bezugswert übersteigt.
4. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betriebsparameter des Verbrennungsmotors (1) die
Motordrehzahl, die Motorlast, die Temperatur der in den Motor
gezogenen Ansaugluft, die Motortemperatur, das Luft/Kraft
stoffverhältnisse des dem Motor zugeführten Luft/Kraftstoff
gemisches, die Auspuffgas-Rückführungsrate und die Luftfeuch
tigkeit enthalten und daß die Bezugswert-Einstellschaltung
(130) den zweiten vorgegebenen Bezugswert auf der Basis we
nigstens eines der Motorbetriebsparameter einstellt.
5. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bezugswert-Einstellschaltung (130) einen Grundwert
des zweiten Bezugswertes auf der Basis der Motordrehzahl und
der Motorlast einstellt und den Grundwert auf der Basis we
nigstens einer der Größen Ansauglufttemperatur, Motortempera
tur, Luft/Kraftstoffverhältnis, Auspuffgas-Rückführungsrate
und Luftfeuchtigkeit korrigiert, um daraus den zweiten vorge
gebenen Bezugswert zu berechnen.
6. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch
eine Neuladeschaltung zur Erzeugung eines Neulade-Befehlssi
gnals in einem vorgegebenen Zeitpunkt nach der Erzeugung des
Zündbefehlssignals und durch die Erzeugung einer Spannung
durch den Zündspannungsgenerator mit einem so kleinen Pegel,
der zur Entladung der Zündkerze (16) nicht ausreicht, um
dadurch elektrische Ladung im Zündspannungsgenerator zu spei
chern.
7. Fehlzündungs-Detektorsystem zur Detektierung von
Fehlzündungen in einem Verbrennungsmotor (1), der wenigstens
eine Zündkerze (16), eine Motorbetriebszustands-Detektor
anordnung (90) zur Detektierung von Betriebsparameterwerten
des Verbrennungsmotors (1), eine Motorregelanordnung (5) zur
Bestimmung einer Vielzahl von Motorregelparametern auf der
Basis von Werten der durch die Motorbetriebszustands-Detek
toranordnung (90) detektierten Motorbetriebszuständen zur
Regelung des Verbrennungsmotors (1) enthaltend einen Signal
generator zur Bestimmung des Motorzündzeittaktes auf der
Basis von durch die Motorbetriebszustands-Detektoranordnung
(90) detektierten Motorbetriebsparametern und Erzeugung eines
ein Maß für den bestimmten Zündzeitpunkt darstellenden Zünd
befehlssignals, und einen vom Zündbefehlssignal angesteuerten
Zündspannungsgenerator zur Erzeugung einer Zündspannung für
die Entladung der Zündkerze (16) besitzt,
mit
einem Spannungswertdetektor (17) zur Detektierung des Wertes, der durch den Zündspannungsgenerator nach der Erzeu gung des Zündbefehlssignals erzeugten Zündspannung,
einem Komparator (44) zum Vergleich des detektierten Wertes der Zündspannung mit einem vorgegebenen Bezugswert, und
einer Fehlzündungsbestimmungsschaltung (in 5) zur Bestimmung, ob eine Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) stattgefunden hat oder nicht, auf der Basis der Ergebnisse des durch den Komparator (44) durchgeführten Vergleichs, gekennzeichnet durch
eine Sperrschaltung (in 5) zum Sperren der Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung durch die Fehlzündungsbe stimmungsschaltung (in 5), wenn der Verbrennungsmotor (1) sich in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet.
mit
einem Spannungswertdetektor (17) zur Detektierung des Wertes, der durch den Zündspannungsgenerator nach der Erzeu gung des Zündbefehlssignals erzeugten Zündspannung,
einem Komparator (44) zum Vergleich des detektierten Wertes der Zündspannung mit einem vorgegebenen Bezugswert, und
einer Fehlzündungsbestimmungsschaltung (in 5) zur Bestimmung, ob eine Fehlzündung im Verbrennungsmotor (1) stattgefunden hat oder nicht, auf der Basis der Ergebnisse des durch den Komparator (44) durchgeführten Vergleichs, gekennzeichnet durch
eine Sperrschaltung (in 5) zum Sperren der Bestimmung des Auftretens einer Fehlzündung durch die Fehlzündungsbe stimmungsschaltung (in 5), wenn der Verbrennungsmotor (1) sich in einem vorgegebenen Betriebszustand befindet.
8. Fehlzündungs-Detektorsystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fehlzündungsbestimmungsschaltung (in 5) bestimmt, daß
eine Fehlzündung stattgefunden hat, wenn der Betrag, um den
der detektierte Wert der Zündspannung den vorgegebenen Be
zugswert übersteigt, einen zweiten vorgegebenen Bezugswert
übersteigt.
9. Fehlzündungs-Detektorsystem nach Anspruch 7
und/oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrag, um den der detektierte Wert der Zündspannung
den vorgegebenen Bezugswert übersteigt, eine Zeitperiode ist,
in welcher der detektierte Wert der Zündspannung den vorgege
benen Bezugswert übersteigt.
10. Fehlzündungs-Detektorsystem nach Anspruch 7
und/oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrag, um den der detektierte Wert der Zündspannung
den vorgegebenen Bezugswert übersteigt, ein Betrag ist, um
den der detektierte Wert der Zündspannung den vorgegebenen
Bezugswert übersteigt.
11. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 10,
gekennzeichnet durch
eine Referenzwert-Einstellschaltung (in 5) zur Einstellung
des vorgegebenen Bezugswertes auf der Basis von Werten wenig
stens eines Teils der Motorbetriebsparameter.
12. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motorbetriebsparameter die Motordrehzahl, die Motor
last, die Motortemperatur, die Temperatur der in den Motor
gezogenen Ansaugluft und die Batteriespannung zur Spannungs
versorgung der Motorregelanordnung (5) enthalten, daß der
vorgegebene Motorbetriebszustand ein Zustand ist, in dem
wenigstens ein Zustand von drei Zuständen erfüllt ist, wobei
ein erster Zustand erfüllt ist, wenn wenigstens einer der
Größen Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Ansaugluft
temperatur und Batteriespannung aus einem entsprechenden
vorgegebenen Bereich herausfallen, der zweite Zustand erfüllt
ist, wenn eine Steuerung eines übermäßigen Rutschens von
Antriebsrädern eines Fahrzeugs, in dem der Verbrennungsmotor
(1) eingebaut ist, durchgeführt wird, eine Luft/Kraftstoff
verhältnis-Abmagerungsregelung durchgeführt wird oder die
Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor (1) unterbrochen wird,
und der dritte Zustand erfüllt ist, wenn eine vorgegebene
Zeitperiode nach Beendigung der Unterbrechung der Kraftstoff
zufuhr zum Verbrennungsmotor (1) noch nicht abgelaufen ist.
13. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motorregelanordnung (5) eine änderbare Grundausgangs
charakteristik zur Bestimmung der Motorregelparameter besitzt
und daß der vorgegebene Motorbetriebszustand ein Zustand ist,
in dem wenigstens eine der Grundausgangscharakteristiken
geändert worden ist.
14. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgegebene Motorbetriebszustand ein Zustand ist, in
dem wenigstens eine Auspuffgas-Rückführungsregelung oder eine
Luft/Kraftstoffverhältnis-Regelung gestartet oder beendet
worden ist.
15. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgegebene Motorbetriebszustand ein Zustand ist, in
dem wenigstens die Ventilbetätigungscharakteristik von Motor
ansaugventilen oder von Motorauspuffventilen geändert worden
ist.
16. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgegebene Motorbetriebszustand ein Zustand ist, in
dem wenigstens einer der Motorbetriebsparameter und der Mo
torregelparameter einen unnormalen Wert annimmt.
17. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgegebene Motorbetriebszustand ein Zustand ist, in
dem der Motor gestartet wird.
18. Fehlzündungs-Detektorsystem nach einem der An
sprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgegebene Motorbetriebszustand ein Zustand ist, in
dem eine vorgegebene Zeitperiode nach dem Motorstart noch
nicht abgelaufen ist.
19. Fehlzündungs-Detektorsystem nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorgegebene Zeitperiode in Abhängigkeit von der Mo
tortemperatur eingestellt ist.
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