DE4232845A1 - Einrichtung und verfahren zur erfassung des verbrennungszustandes in verbrennungsmotoren und einrichtung zur steuerung des verbrennungszustandes - Google Patents
Einrichtung und verfahren zur erfassung des verbrennungszustandes in verbrennungsmotoren und einrichtung zur steuerung des verbrennungszustandesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und
ein Verfahren zur Erfassung des Verbrennungszustandes in
Verbrennungsmotoren und eine Einrichtung zur Steuerung
des Verbrennungszustandes unter Verwendung der Ergebnisse
dieser Verbrennungszustand-Erfassung.
Eine herkömmliche Einrichtung zur Erfassung des Verbren
nungszustandes in Verbrennungsmotoren ist beispielsweise
aus JP 2-1 04 978-A (1990) bekannt.
In dieser herkömmlichen Verbrennungszustand-Erfassungs
einrichtung wird ermittelt, ob in einem Verbrennungsmotor
Fehlzündungen auftreten. Hierzu wird der elektrische Strom
erfaßt, der fließt, wenn nach der Zündung einer Zündkerze
des Verbrennungsmotors an diese eine konstante Spannung
angelegt wird, da nach der Zündung dieser Zündkerze wegen
der Ionisation des Gases in deren Umgebung zwischen den
Elektroden der Zündkerze oder zwischen anderen Elektroden
in der betreffenden Verbrennungskammer des Motors auf
grund dieser Spannung ein Ionenstrom fließen kann. Dieser
Ionenstrom wird während eines vorgegebenen Zeitintervalls
gemessen und stellt einen Abtastwert dar, der mit einem
vorgegebenen Stromwert verglichen wird, um zu ermitteln
oder zu beurteilen, ob eine Fehlzündung aufgetreten ist.
Im Stand der Technik wird die Erfassung des jeweiligen
Verbrennungszustandes durch den Vergleich des Ionenstroms
mit einem vorgegebenen Strompegel ausgeführt, wobei
dieser Ionenstrom jedoch nur während eines einzigen
Abtastintervalls gemessen wird. Folglich besteht im Stand
der Technik das Problem, daß verhältnismäßig häufig
Ermittlungs- oder Beurteilungsfehler auftreten.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das
obenerwähnte Problem des Standes der Technik zu beseiti
gen und eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erfassung
des Verbrennungszustandes in Verbrennungsmotoren, mit de
nen die Zahl der Beurteilungsfehler abgesenkt werden
kann, und eine Einrichtung zur Steuerung des Verbren
nungszustandes unter Verwendung dieser Verbrennungszu
stand-Erfassungsergebnisse zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß erstens gelöst durch
eine Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustandes
in Verbrennungsmotoren, die umfaßt:
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbren nungsmotors vorhandene Elektroden wenigstens direkt nach der Zündung der Zündkerze;
eine Meßeinrichtung zum Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze oder auf der Seite der mit der Zündkerze verbundenen Sekundärwicklung einer Zündspule des Verbren nungsmotors oder zwischen den anderen Elektroden in der Verbrennungskammer in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall enthalten, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Verbrennungszustand ma ximal ist;
eine Merkmalausblendeinrichtung zum Ausblenden von Merkmalen der Spannung oder des elektrischen Stroms, die in den einzelnen erwähnten Zeitintervallen gemessen werden;
eine Speichereinrichtung, in der eine Verbren nungszustand-Kennzeichentabelle gespeichert ist, die die Verbrennungszustände angibt, die den Merkmalen entspre chen, die in den einzelnen Zeitintervallen oder in Kombi nationen dieser Zeitintervalle ausgeblendet werden; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung, die auf der Grundlage der ausgeblendeten Merkmale in je dem der Zeitintervalle und auf der Grundlage der Verbren nungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungszustand bestimmt.
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbren nungsmotors vorhandene Elektroden wenigstens direkt nach der Zündung der Zündkerze;
eine Meßeinrichtung zum Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze oder auf der Seite der mit der Zündkerze verbundenen Sekundärwicklung einer Zündspule des Verbren nungsmotors oder zwischen den anderen Elektroden in der Verbrennungskammer in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall enthalten, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Verbrennungszustand ma ximal ist;
eine Merkmalausblendeinrichtung zum Ausblenden von Merkmalen der Spannung oder des elektrischen Stroms, die in den einzelnen erwähnten Zeitintervallen gemessen werden;
eine Speichereinrichtung, in der eine Verbren nungszustand-Kennzeichentabelle gespeichert ist, die die Verbrennungszustände angibt, die den Merkmalen entspre chen, die in den einzelnen Zeitintervallen oder in Kombi nationen dieser Zeitintervalle ausgeblendet werden; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung, die auf der Grundlage der ausgeblendeten Merkmale in je dem der Zeitintervalle und auf der Grundlage der Verbren nungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungszustand bestimmt.
Eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung
des Verbrennungszustandes in Verbrennungsmotoren umfaßt:
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbren nungsmotors vorhandene Elektroden unmittelbar nach der Zündung der Zündkerze;
eine Meßeinrichtung zum Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze oder auf der Seite der mit der Zündkerze verbundenen Sekundärwicklung einer Zündspule des Verbrennungsmotors oder zwischen den anderen Elektroden in der Verbrennungskammer in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Verbrennungszustand maximal ist, und ein Zeitintervall, in dem mit der Erzeugung der Spannung in der Primärwicklung der Zündspule begonnen wird, enthalten;
eine Merkmalausblendeinrichtung zum Ausblenden der Merkmale der in jedem der Zeitintervalle gemessenen Spannung;
eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Ver brennungszustand-Kennzeichentabelle, die die Verbren nungszustände angibt, die den Merkmalen entsprechen, die in den einzelnen Zeitintervallen oder in Kombinationen dieser Zeitintervalle ausgeblendet werden; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung, die auf der Grundlage der in den einzelnen Zeitinterval len ausgeblendeten Merkmale und auf der Grundlage der Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungs zustand bestimmt.
eine Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbren nungsmotors vorhandene Elektroden unmittelbar nach der Zündung der Zündkerze;
eine Meßeinrichtung zum Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze oder auf der Seite der mit der Zündkerze verbundenen Sekundärwicklung einer Zündspule des Verbrennungsmotors oder zwischen den anderen Elektroden in der Verbrennungskammer in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Verbrennungszustand maximal ist, und ein Zeitintervall, in dem mit der Erzeugung der Spannung in der Primärwicklung der Zündspule begonnen wird, enthalten;
eine Merkmalausblendeinrichtung zum Ausblenden der Merkmale der in jedem der Zeitintervalle gemessenen Spannung;
eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Ver brennungszustand-Kennzeichentabelle, die die Verbren nungszustände angibt, die den Merkmalen entsprechen, die in den einzelnen Zeitintervallen oder in Kombinationen dieser Zeitintervalle ausgeblendet werden; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung, die auf der Grundlage der in den einzelnen Zeitinterval len ausgeblendeten Merkmale und auf der Grundlage der Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungs zustand bestimmt.
In den erwähnten mehreren Zeitintervallen zur Erfassung
des Verbrennungszustandes sind vorzugsweise ein Zeitin
tervall, in dem in einem normalen Verbrennungszustand die
Zündung beendet ist, und/oder ein Zeitintervall, in dem
seit dem Zeitpunkt, in dem in einem normalen Verbren
nungszustand der Zylinderinnendruck maximal ist, ein vor
gegebenes Zeitintervall verstrichen ist, enthalten.
Für die erwähnten Merkmale können Spannungs- oder Strom
werte verwendet werden, die größer als ein vorgegebener
Wert, etwa der Maximalwert, der Minimalwert, der Durch
schnittswert oder dergleichen, sind, vorzugsweise wird
jedoch der während der betreffenden Zeitintervalle
integrierte Spannungs- oder Stromwert verwendet.
Die obenerwähnte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine
Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustandes in
Verbrennungsmotoren, die umfaßt:
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung, die verschiedene Verbrennungszustände von Verbrennungsmo toren bestimmen kann;
eine Speichereinrichtung, die die Häufigkeiten der verschiedenen Verbrennungszustände, die von der Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung bestimmt werden, getrennt nach den Arten der Verbrennungszustände speichert; und
eine Anzeigeeinrichtung, die von den Häufigkeiten der einzelnen Verbrennungszustände die Häufigkeit desje nigen Verbrennungszustandes angibt, bei dem die Werte des Merkmals größer sind als ein vorgegebener Wert oder als ein Wert, der mittels einer vorgegebenen, den einzelnen Verbrennungszustandsarten zugeordneten Funktion berechnet wird.
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung, die verschiedene Verbrennungszustände von Verbrennungsmo toren bestimmen kann;
eine Speichereinrichtung, die die Häufigkeiten der verschiedenen Verbrennungszustände, die von der Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung bestimmt werden, getrennt nach den Arten der Verbrennungszustände speichert; und
eine Anzeigeeinrichtung, die von den Häufigkeiten der einzelnen Verbrennungszustände die Häufigkeit desje nigen Verbrennungszustandes angibt, bei dem die Werte des Merkmals größer sind als ein vorgegebener Wert oder als ein Wert, der mittels einer vorgegebenen, den einzelnen Verbrennungszustandsarten zugeordneten Funktion berechnet wird.
Wenn an einer Zündkerze oder einer weiteren in der
Verbrennungskammer eingebauten Elektrode eine vorgegebene
Spannung direkt nach der Zündung der Zündkerze erzeugt
wird, wird das in der Umgebung der Zündkerze befindliche
Gas ionisiert, so daß zwischen den entsprechenden Elek
troden ein Ionenstrom fließt. Wenn die Verbrennung normal
ist, kann durch die Meßeinrichtung die Spannung oder der
elektrische Strom, der zwischen den Elektroden der
Zündkerze oder durch die Sekundärwicklung der Zündspule
oder zwischen den anderen Elektroden fließt, in dem
Zeitintervall, in dem der Zylinderinnendruck maximal ist,
und in anderen Zeitintervallen gemessen werden. In dem
Zeitintervall, in dem der Zylinderinnendruck maximal ist,
fließt der Ionenstrom, sofern die Verbrennung normal ist.
Daher kann das Auftreten einer Fehlzündung im wesentli
chen dadurch ermittelt werden, daß der Ionenstrom während
dieses Zeitintervalls gemessen wird.
Erfindungsgemäß kann der Verbrennungszustand genauer als
bisher bestimmt werden, indem die Spannungen oder Ströme
in mehreren Zeitintervallen, also auch in solchen Inter
vallen, in denen der Zylinderinnendruck nicht maximal
ist, gemessen werden.
Durch die Messung der Spannungen und der Ströme in diesen
anderen Zeitintervallen ist die Erfassung von anderen an
omalen Verbrennungszuständen, in denen keine Fehlzündung
auftritt, möglich. Genauer kann beispielsweise das
Auftreten von "Glimmen" (stille Entladung) erfaßt werden,
indem die Spannung oder der Strom in demjenigen Zeitin
tervall gemessen werden, das den Zeitpunkt enthält, der
nach Verstreichen eines vorgegebenen Zeitintervalls seit
dem Zeitpunkt des maximalen Zylinderinnendrucks in einem
normalen Verbrennungszustand erreicht wird. Wenn ein
Glimmen auftritt, findet die Verbrennung nach der Zündung
des Kraftstoffgemischs während eines nachfolgenden
Zeitintervalls fortgesetzt statt, wobei ein Ionenstrom
fließt. Daher kann das Glimmen durch die Messung des Io
nenstroms während dieser fortgesetzten Verbrennung erfaßt
werden.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung, die eine Speicher
einrichtung für die Speicherung der Häufigkeiten umfaßt,
sind die Häufigkeiten der verschiedenen Verbrennungszu
standsarten, die von der Verbrennungszustand-Bestimmungs
einrichtung bestimmt werden, getrennt nach den Verbren
nungszustandsarten gespeichert. Die Anzeigeeinrichtung
für die Anzeige der die Häufigkeiten der einzelnen
Verbrennungszustände betreffenden Ergebnisse gibt von den
Häufigkeiten der einzelnen Verbrennungszustände diejenige
Häufigkeit an, bei der die Merkmale größere Werte besitzt
als ein vorgegebener Wert oder als ein Wert, der mittels
einer vorgegebenen, den einzelnen Verbrennungszuständen
zugeordneten Funktion berechnet wird. Selbst wenn daher
möglicherweise einige falsche Beurteilungen ausgeführt
werden, kann die Ausgabe eines fehlerhaften Urteils
weitgehend beseitigt werden.
Die obenerwähnte Aufgabe der Erfindung wird zweitens
durch ein Verfahren zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren gemäß den Merkmalen im An
spruch 9 und drittens durch eine Einrichtung zur Steue
rung des Verbrennungszustandes gemäß den Merkmalen im An
spruch 8 gelöst.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
sind in den Neben- und Unteransprüchen, die sich auf be
vorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung be
ziehen, angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter
Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher er
läutert; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur
Erfassung des Verbrennungszustandes in
Verbrennungsmotoren gemäß einer Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit
der Einrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 ein Schaltbild einer Integrierschaltung
gemäß einer Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Fenstererzeugungs
schaltung gemäß der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der
Verarbeitung von Signalen einer
Ionenstrom-Erfassungsschaltung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 6 ein Schaltbild einer weiteren Verarbei
tungsschaltung gemäß einer Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer
weiteren Verarbeitung von Signalen einer
Ionenstrom-Erfassungsschaltung gemäß ei
ner Ausführungsform der vorliegenden Er
findung;
Fig. 8 (a)-(g) Spannungskurven, die in der erfindungsge
mäßen Einrichtung zur Verbrennungszu
stand-Erfassung in verschiedenen Verbren
nungszuständen auftreten;
Fig. 9 (a)-(d) Darstellungen zur Erläuterung der Inte
grationsverarbeitung gemäß einer Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer
Verarbeitung zur Verbrennungszustand-Er
fassung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
Fig. 11 eine Darstellung einer Verbrennungszu
stand-Kennzeichentabelle gemäß einer Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. In einem norma
len Zündungsprozeß wird von einer Steuereinheit 1 ein
Zündzeitpunktsignal IGN über einen Signalverstärker 7 an
einen Leistungstransistor 8 ausgegeben. Wenn der Lei
stungstransistor 8 aufgrund des Zündzeitpunktsignals IGN
in den gesperrten Zustand übergeht, wird in der Sekundär
wicklung einer Zündspule 9 eine dem Ausschaltstrom
entsprechende hohe Ausschaltspannung erzeugt, woraufhin
eine Zündkerze 12 zündet.
Im Krafstoffeinspritzprozeß wird von der Steuereinheit 1
über einen Signalverstärker 16 an einen Leistungstransi
stor 17 ein Kraftstoffeinspritzsignal INJ ausgegeben.
Wenn der Leistungstransistor 17 aufgrund des Krafstoff
einspritzsignals INJ auf Durchlaß schaltet, wird die Ma
gnetspule 18 für die Einspritzung aktiviert, woraufhin
ein (nicht gezeigter) Plungerkolben so arbeitet, daß in
die Verbrennungskammer Kraftstoff eingespritzt wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt eine Einrichtung zur
Erfassung des Verbrennungszustandes gemäß einer Ausfüh
rungsform die Steuereinheit 1, eine Ionenstrom-Erfas
sungsschaltung 10, die auf der Seite der Sekundärwicklung
der Zündspule 9 angeordnet ist, eine Verarbeitungsschal
tung 14, die an den Ausgangssignalen von der
Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 eine Integrationsverarbeitung aus
führt, und eine Anzeigeeinrichtung 15, die die Erfas
sungsergebnisse bezüglich der Verbrennungszustände
anzeigt.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Steuereinheit 1 eine
CPU 51 für verschiedene Berechnungen, ein ROM 52 und ein
RAM 53 für die Speicherung von von der CPU 51 ausgeführ
ten Rechenprogrammen und einer in Fig. 11 gezeigten
Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle, einen Eingangska
nal 54 für die Eingabe verschiedener Signale, eine
Eingangs-/Ausgangs-Steuereinrichtung (E/A) 55 und einen
Ausgangskanal 56 für die Ausgabe verschiedener Signale.
In den Eingangskanal 54 der Steuereinheit 1 werden
Kurbelwinkelsignale Rcr von einem Kurbelwinkelsensor 2,
Luftströmungssignale Qa von einem Luftströmungsmesser 3,
der die Luftströmungsrate in den Verbrennungsmotor mißt,
Drosselklappenöffnungswinkelsignale Rth von einem Dros
selklappenöffnungswinkelsensor 4, eine Versorgungsspan
nung VB von einer Batterie 5, Wassertemperatursignale Tw
von einem Wassertemperatursensor 6, der die Wassertempe
ratur in einem Kühler mißt, und Sauerstoffkonzentrations
signale O2 von einem Sauerstoffsensor 6a, der die Sauer
stoffkonzentration in den Auspuffrohren mißt, usw.
eingegeben. Vom Ausgangskanal 56 werden die Zündzeit
punktsignale IGN, die Kraftstoffeinspritzsignale INJ und
Signale für die Anzeigeeinheit 15 und dergleichen ausge
geben.
Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Ionenstrom-Er
fassungsschaltung 10 eine Zenerdiode 10a zur Steuerung
der Sekundärspannung der Zündspule 9, einen Kondensator
10b zur Speicherung der elektrischen Ladung der Sekundär
wicklung der Zündspule 9b, wenn die Zündkerze 12 zündet,
und einen Widerstand 10c und eine Diode 10d, die zwischen
dem Kondensator 10b und Masse parallel geschaltet sind.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, umfaßt die Verarbei
tungsschaltung 14 eine Integrierschaltung 19 für die In
tegrationsverarbeitung der Signale vom Ausgangsanschluß
10e der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 und eine
Fenstererzeugungsschaltung 20 zur Erzeugung von Fenstern,
die den Signalen vom Ausgangsanschluß 10e der
Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 entsprechen. Die Integrierschal
tung 19 umfaßt einen Verstärker 19a zur Integrationsver
arbeitung der Signale vom Ausgangsanschluß 10e der
Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10. Die Fenstererzeugungs
schaltung 20 umfaßt Flipflop-Schaltungen 20a und 20b zur
Erzeugung von Wellenformen mit unterschiedlichem zeitli
chen Verlauf. Die Fenstererzeugungsschaltung 20 erzeugt
durch die Kombination der Ausgänge der Flipflop-Schaltun
gen 20a und 20b Fenster.
Obwohl die Funktion der Verarbeitungsschaltung 14 durch
den obenbeschriebenen Hardware-Aufbau erhalten werden
kann, kann die Funktion auch softwaremäßig erhalten
werden. Wie in dem Flußdiagramm von Fig. 5 gezeigt ist,
wird hierbei zunächst in einem Schritt 201 festgestellt,
ob ein betrachtetes Signal in einem bestimmten Fenster
liegt. Wenn das Signal in dem Fenster liegt, wird an
schließend in einem Schritt 202 das Signal vom Ausgangs
anschluß 10e der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 einer
Analog-/Digital-Umsetzung unterworfen. In einem nachfol
genden Schritt 203 wird festgestellt, ob die A/D-Umset
zung abgeschlossen ist. Nach Abschluß der A/D-Umsetzung
werden die umgesetzten Werte in einem Schritt 204 durch
einen Aufsummierungszähler aufsummiert, um einen inte
grierten Wert S (A/D) zu erhalten. Wenn andererseits im
Schritt 201 festgestellt wird, daß das Signal nicht im
Fenster liegt, geht die Verarbeitung weiter zum Schritt
205, in dem festgestellt wird, ob das Eingangssignal zum
ersten Mal auftritt. Wenn das Signal zum ersten Mal
auftritt, wird der Wert S (A/D) des Aufsummierungszählers
im Schritt 207 in einem HALTE-Zustand gehalten. Wenn das
Signal nicht zum ersten Mal auftritt, wird der Wert
S (A/D) des Aufsummierungszählers im Schritt 206 auf Null
(S (A/D) = 0) zurückgesetzt.
Die beschriebene Funktion der Verarbeitungsschaltung 14
kann softwaremäßig ausgeführt werden. Daher ist die
Verarbeitungsschaltung 14 in dem Fall nicht unbedingt er
forderlich, in dem die Programme für diese Funktion im
ROM 52 der Steuereinheit 1 enthalten sind und das Pro
gramm von der CPU 51 abgearbeitet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform umfaßt die Einrich
tung für die Erzeugung eines Potentials einen Kondensator
10b, während die Meßeinrichtung die Ionenstrom-Erfas
sungsschaltung 10 und die Verarbeitungsschaltung 14
umfaßt und die Merkmalausblendeinrichtung die Verarbei
tungsschaltung 14 umfaßt. Ferner umfaßt die Speicherein
richtung zur Speicherung einer
Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle das ROM 52 in der Steuereinheit 1,
während die Verbrennungszustand-Bestimmungsseinrichtung
die CPU 51 und das ROM 52, in dem Programme für den
Betrieb der CPU 51 gespeichert sind, umfaßt.
Nun wird die Funktion der vorliegenden Ausführungsform
beschrieben.
Wenn von der Steuereinheit 1 ein Zündzeitpunktsignal IGN
über den Signalverstärker 7 in den Leistungstransistor 8
eingegeben wird, wird in der Primärwicklung 9a der
Zündspule 9 eine in Fig. 8 (a) gezeigte Spannung erzeugt.
Folglich wird in der Sekundärwicklung 9b der Zündspule 9,
die sich auf der mit dem Bezugszeichen 11 bezeichneten
Seite der Zündkerze 12 befindet, eine in Fig. 8 (b)
gezeigte Spannung erzeugt. Wenn der Leistungstransistor 8
in den Sperrzustand übergeht und der Strom in der
Primär-Wicklung 9a unterbrochen wird, wird in der Sekundärwick
lung 9b eine elektromotorische Kraft erzeugt, so daß die
Zündkerze 12 während eines vorgegebenen Zeitintervalls
zündet. Während der Zündung fließt ein Strom von der Mas
seseite der Zündkerze 12 an die Sekundärwicklung 9b der
Zündspule 9 und wird im Kondensator 10b der
Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 gespeichert. In der
Ionenstrom-Erfassungschaltung 10 ist eine Zenerdiode 10a vorgesehen.
Daher wird der Kondensator 10b nur bis zu einer vorgege
benen Spannung aufgeladen, weil die Zenerdiode 10a die
maximale Ladespannung auf diese vorgegebene Spannung be
grenzt.
Wenn die Zündkerze 12 zündet, wird das Gas in der Umge
bung der Zündkerze 12 ionisiert, so daß zwischen den
Elektroden der Zündkerze leichter ein elektrischer Strom
fließen kann. Daher wird die während des Zündvorgangs im
Kondensator 10b gespeicherte elektrische Ladung entladen,
wenn der Zündvorgang beendet ist, wobei dieser elektri
sche Strom auch zwischen den Elektroden der Zündkerze 12
fließt. Der aufgrund der Ionisation des Gases in der Um
gebung der Zündkerze 12 fließende Strom wird im allgemei
nen als Ionenstrom bezeichnet. Dieser Ionenstrom wird am
Ausgangsanschluß 10e der Ionenstrom-Erfassungsschaltung
10 in Form der in Fig. 8 (c) gezeigten Spannungswellenform
erfaßt. Direkt nach der Zündung der Zündkerze 12 wird nur
das Gas in der Umgebung der Zündkerze 12 ionisiert,
anschließend wird aufgrund der Zündung des Kraftstoffes
das gesamte in der Verbrennungskammer befindliche Gas io
nisiert. Folglich treten in Fig. 8 (c) in der Spannungs
wellenform des Ionenstroms zwei Spitzen auf. In einem
normalen Verbrennungszustand treten zusätzlich zu der
Spannung des Ionenstroms am Ausgangsanschluß 10e der Zo
nenstrom-Erfassungsschaltung 10 eine Spannungsspitze des
Einschwingvorgangs und des Zündendes der Sekundärwicklung
9b auf, wie in Fig. 8 (c) gezeigt ist.
Andererseits werden in einem anomalen Verbrennungszustand
nicht die in Fig. 8 (c) gezeigte Spannungswellenform, son
dern die in den Fig. 8 (d) bis 8 (g) gezeigten Wellenformen
erfaßt.
Das bedeutet, daß im Falle einer etwa durch eine stille
Entladung oder eine fehlerhafte Kraftstoffzufuhr hervor
gerufene Fehlzündung das Ionisierungsphänomen nicht
auftritt und kein Ionenstrom erzeugt wird, so daß die
Spannung die in Fig. 8 (d) gezeigte Wellenform besitzt. In
dem Fall, in dem die Spannung der Primärwicklung nicht
geändert wird, weil der Leistungstransistor 8 nicht
arbeitet oder ähnliches, wird keine Spannungsänderung be
obachtet, wie durch die Spannungswellenform in Fig. 8 (e)
gezeigt ist. Wenn ein Klopfen auftritt, wird die Gasioni
sierung durch eine vor dem Zünden der Zündkerze 12
auftretende Verbrennung erhöht, so daß die Spannung des
Ionenstroms zunimmt, wie in Fig. 8 (f) gezeigt ist. Wenn
ein Verrußen auftritt, dauert die Verbrennung während ei
nes bestimmten Zeitintervalls nach dem Zünden an, so daß
der Ionenstrom auch während eines weiteren Zeitintervalls
fließt.
Der Ionenstrom kann durch die Messung der Spannung oder
des elektrischen Stroms auf der Zündkerzenseite 11 der
Sekundärwicklung 9b oder an der Zündkerze 12 selbst
gemessen werden; die Spannung, die an der Zündkerze 12
anliegt, wenn der Ionenstrom fließt, ist im Vergleich zu
der Spannung, die an die Zündkerze 12 zu ihrer Zündung
angelegt wird, sehr klein, so daß in Fig. 8 (b) kein
Ionenstrom beobachtet wird. Wenn daher der Ionenstrom in
den obenerwähnten Bereichen gemessen wird, müssen der
Strom oder lediglich die Spannung verstärkt werden oder
muß die Reihenfolge der Messungen geändert werden.
An den Ausgang des Ausgangsanschlusses 10e der Ionen
strom-Erfassungsschaltung 10 werden von der Verarbei
tungsschaltung 14 Fenster angelegt, wie in Fig. 9 (c) ge
zeigt ist, wobei die Spannungswerte in den Fenstern
integriert werden, wie in Fig. 9 (d) gezeigt ist. Die Fen
ster werden mit vorgegebenen Breiten angelegt, wobei die
einzelnen Fenster um einen ersten Einschwingzeitpunkt der
Sekundärwicklungsspannung vor der Zündung (Startzeitpunkt
des Primärstrom-Flusses) bzw. um den Zündungs-Endzeit
punkt bzw. um den Ionenstrom-Erzeugungszeitpunkt (bei ma
ximalem Zylinderinnendruck) bzw. um einen Zeitpunkt, in
dem der Ionenstrom nach der Zündung in einem normalen
Verbrennungszustand nicht erfaßt werden kann, zentriert
sind. Wie oben beschrieben, werden durch Anlegen der Fen
ster mit vorgegebenen Breiten nur die erforderlichen
Spannungswerte erhalten, so daß die Erfassung von unnöti
gem Rauschen geringer ist und eine genauere Erfassung des
Verbrennungszustandes erzielt werden kann. Selbst wenn in
den Fenstern ein Rauschen vorhanden ist, ist die Rausch
unempfindlichkeit verbessert, weil die Spannungswerte
durch eine Integrationsverarbeitung verarbeitet werden.
Die von der Verarbeitungsschaltung 14 integrierten
Signale werden in die Steuereinheit 1 eingegeben und für
die Erfassung des Verbrennungszustandes verwendet. Die
Erfassung des Verbrennungszustandes wird von der CPU 51
auf der Grundlage einer (in Fig. 11 gezeigten) Verbren
nungszustand-Kennzeichentabelle, die im ROM 52 gespei
chert ist, ausgeführt.
Nun wird auf Fig. 11 Bezug genommen. Wenn beispielsweise
der integrierte Wert AD1 im Fenster W1 GROSS ist, der in
tegrierte Wert AD2 im Fenster W2 GROSS ist, der inte
grierte Wert AD3 im Fenster W3 MITTELGROSS ist und der
integrierte Wert AD4 im Fenster W4 KLEIN ist, wird der
Verbrennungszustand als normaler Verbrennungszustand ein
gestuft. Wenn der integrierte Wert AD1 im Fenster W1
GROSS ist, der integrierte Wert AD2 im Fenster W2 GROSS
ist, der integrierte Wert AD3 im Fenster W3 KLEIN ist und
der integrierte Wert AD4 im Fenster W4 KLEIN ist, wird
festgestellt, daß der Verbrennungszustand durch eine auf
grund einer stillen Entladung oder einer fehlerhaften
Kraftstoffzufuhr hervorgerufene Fehlzündung gegeben ist.
Wenn der integrierte Wert AD1 im Fenster W1 GROSS ist,
der integrierte Wert AD2 im Fenster W2 GROSS ist, der in
tegrierte Wert AD3 im Fenster W3 GROSS ist und der
integrierte Wert AD4 im Fenster W4 KLEIN ist, wird
festgestellt, daß der Verbrennungszustand durch Klopfen
gegeben ist. Wie oben beschrieben, wird der Verbrennungs
zustand anhand einer Kombination der einzelnen integrier
ten Werte AD1, AD2,... in mehreren Fenstern W1, W2,...
bestimmt, so daß die Beurteilungsfehlerrate erheblich ab
gesenkt werden kann. Im obigen Beispiel werden die
Urteile GROSS, MITTELGROSS und KLEIN der einzelnen
integrierten Werte AD1, AD2,... wie in Fig. 10 gezeigt
getroffen. Beispielsweise wird der integrierte Wert AD3
danach beurteilt, ob die Eingabe des (i+m-1)-ten inte
grierten Wertes AD3 beendet ist oder nicht (Schritt 710).
Wenn die Eingabe beendet ist, werden im Schritt 720 m
Werte des integrierten Wertes AD3 aufsummiert und durch m
dividiert, um einen Mittelwert P zu erhalten. Im Schritt
730 wird ein erster Vergleichswert (im vorliegenden
Beispiel k1P), der eine Funktion des Mittelwertes ist,
mit dem integrierten Wert AD3 (i+m-1) verglichen. Wenn der
integrierte Wert AD3 (i+m-1) kleiner als der erste Ver
gleichwert k1P ist, wird m Schritt 750 festgestellt, daß
der integrierte Wert AD3 (i+m-1) KLEIN ist. Wenn der
integrierte Wert AD3 (i+m-1) im Schritt 730 größer als der
erste Vergleichswert k1P ist, wird im Schritt 740 der in
tegrierte Wert AD3 mit einem zweiten Vergleichswert (im
vorliegenden Beispiel k2 P) verglichen. Wenn der inte
grierte Wert AD3 (i+m-1) kleiner als der zweite Ver
gleichswert k2P ist, wird der integrierte Wert AD3 im
Schritt 770 als MITTELGROSS beurteilt. Wenn im Schritt
740 festgestellt wird, daß der integrierte Wert AD3 (i+m-
1) größer als der zweite Vergleichswert k2P ist, wird der
integrierte Wert AD3 (i+m-1) im Schritt 760 als GROSS ein
gestuft. Im Schritt 780 wird i um ein Inkrement erhöht,
anschließend wird auf die A/D-Umsetzung des nächsten in
tegrierten Wertes gewartet. Die Beurteilung, ob die
einzelnen integrierten Werte AD1, AD2, . . . GROSS, MITTEL-
GROSS oder KLEIN sind, kann nicht nur anhand des Mittel
wertes des integrierten Wertes, sondern beispielsweise
auch anhand des Maximalwertes, des Minimalwertes oder ei
nes vorgegebenen Wertes ausgeführt werden.
Das Erfassungsergebnis wird auf der Anzeigeeinrichtung 15
zusammen mit der entsprechenden Zylindernummer angezeigt.
Die Bedienungsperson führt bei Beobachtung der Anzeige
eine Einstellung und dergleichen aus. Auf der Anzeige
werden nicht nur der Verbrennungszustand, sondern auch
die Ursachen der Fehlzündung angezeigt, so daß eine
geeignete Einstellung ausgeführt werden kann.
Vorzugsweise werden bei der Anzeige der Erfassungsergeb
nisse die Häufigkeiten der festgestellten verschiedenen
Arten von Verbrennungszuständen im RAM 53 getrennt für
jede der Verbrennungszustandsarten gespeichert, wobei
vorzugsweise nur dasjenige Bestimmungsergebnis, dessen
Häufigkeit einen für die einzelnen Arten von Verbren
nungszuständen vorgegebenen Wert oder einen durch eine
vorgegebene Funktion definierten Wert übersteigt, auf der
Anzeigeeinrichtung 15 angezeigt wird. Gemäß dem obenbe
schriebenen Verfahren können nahezu sämtliche fehlerhaf
ten Anzeigen vermieden werden. Wenn in bezug auf die vor
gegebene Funktion im obenbeschriebenen Verfahren bei
spielsweise der Fall einer Fehlzündung betrachtet wird,
wird vorzugsweise eine Funktion verwendet, die den
definierten Häufigkeitswert bei steigender Sauerstoffkon
zentration absenkt, weil die Sauerstoffkonzentration im
Abgas zunimmt, wenn eine Fehlzündung auftritt.
Gemäß der obenbeschriebenen Verbrennungszustand-Erfassung
werden auf der Grundlage des integrierten Wertes der Fen
sterwerte verschiedene Beurteilungen vorgenommen, die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das obenbe
schriebene Verfahren beschränkt. Es kann jeder Wert
verwendet werden, der ein Merkmal der Spannung im Fenster
wiedergibt. Beispielsweise kann die Beurteilung auf der
Grundlage des Maximalwertes, des Minimalwertes, des
Mittelwertes und der Spannungswellenform in den Fenstern
vorgenommen werden. Wenn der Maximalwert, der Minimalwert
und der Mittelwert in den Fenstern verwendet werden, muß
die Verarbeitungsschaltung 14 beispielsweise auf die in
Fig. 6 gezeigte Weise aufgebaut sein.
Die in Fig. 6 gezeigte Verarbeitungsschaltung umfaßt zu
sätzlich zur Fenstererzeugungsschaltung 20 eine
Minimalwert-Spitzenspannungshalteschaltung 21 und eine
Maximalwert-Spitzenspannungshalteschaltung 22. Die
Minimalwert-Spitzenspannungshalteschaltung 21 umfaßt einen Operations
verstärker 21a, in den Signale vom Ausgangsanschluß 10e
der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 eingegeben werden,
eine Diode 21b und einen Schalter 21d. Die
Maximalwert-Spitzenspannungshalteschaltung 22 umfaßt einen Operati
onsverstärker 22a, in den Signale vom Ausgangsanschluß
10e der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 eingegeben wer
den, eine Diode 22b, bei der die Stromrichtung gegenüber
derjenigen der Diode in der
Minimalwert-Spitzenspannungshalteschaltung 21 umgekehrt ist, und einen Schalter
22d. Die Ausgangsanschlüsse der Minimalwert-Spitzenspan
nungshalteschaltung 21 und der
Maximalwert-Spitzenspannungshalteschaltung 22 sind über Widerstände 21c bzw. 22c
miteinander verbunden, wobei von einem Verbindungsan
schluß ein Mittelwert ausgegeben wird. Die Schalter 21d
und 22d dienen der Entladung der gehaltenen
Minimalwert-Spitzenspannung und der gehaltenen Maximalwert-Spitzen
spannung.
Die obenbeschriebene Verarbeitungsschaltung kann ebenso
wie die Verarbeitungsschaltung 14 softwaremäßig aufge
baut sein. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird im Schritt 301 ein
Eingangssignal daraufhin beurteilt, ob es im Fenster
liegt oder nicht. Wenn es im Fenster liegt, wird im
Schritt 302 eine A/D-Umsetzung begonnen. Wenn im Schritt
303 das Ende der A/D-Umsetzung bestätigt wird, wird im
Schritt 304 der umgesetzte Digitalwert mit einer gespei
cherten Minimalwert-Spitzenspannung verglichen. Wenn im
Schritt 304 festgestellt wird, daß der umgesetzte Digi
talwert kleiner als die gespeicherte Minimalwert-Spitzen
spannung ist, wird der umgesetzte Digitalwert im Schritt
307 als neue Minimalwert-Spitzenspannung betrachtet. Wenn
im Schritt 304 festgestellt wird, daß der umgesetzte Di
gitalwert größer ist, wird im Schritt 305 dieser Wert mit
einer gespeicherten Maximalwert-Spitzenspannung vergli
chen. Wenn im Schritt 305 festgestellt wird, daß der um
gesetzte Digitalwert größer als die Maximalwert-Spitzen
spannung ist, wird im Schritt 306 dieser umgesetzte
Digitalwert als neue Maximalwert-Spitzenspannung betrach
tet.
Wenn im Schritt 301 festgestellt wird, daß das Signal au
ßerhalb des Fensters liegt, wird das Signal im Schritt
309 daraufhin beurteilt, ob es zum ersten Mal oder zum
zweiten Mal oder häufiger aufgetreten ist. Wenn es zum
ersten Mal aufgetreten ist, werden im Schritt 310 sowohl
die Maximalwert-Spitzenspannung als auch die
Minimalwert-Spitzenspannung gehalten. Wenn es zum zweiten oder
öfteren Male aufgetreten ist, werden im Schritt 309
sowohl die Maximalwert-Spitzenspannung als auch die
Minimalwert-Spitzenspannung zurückgesetzt. Der Mittelwert
wird erhalten, indem die Summe aus der
Maximalwert-Spitzenspannung und der Minimal-Spitzenspannung durch 2
dividiert wird.
Die obenbeschriebene Ausführungsform betrifft die Erfas
sung des Verbrennungszustandes von Verbrennungsmotoren.
Es kann jedoch außerdem eine Einrichtung zur Steuerung
des Verbrennungszustandes unter Verwendung der Verbren
nungszustands-Erfassungsergebnisse entwickelt werden.
Wenn bei der Verbrennungszustand-Erfassung eine Fehlzün
dung festgestellt wird, wird die Kraftstoffzufuhr an den
Zylinder, in dem diese Fehlzündung aufgetreten ist,
unterbrochen, außerdem wird ein Signal bezüglich des
Luft-/Krafstoffverhältnisses vom Sauerstoffsensor 6a auf
einen kleineren Wert gesetzt. Der Grund für die obige
Verarbeitung besteht darin, daß die Unterbrechung der
Kraftstoffzufuhr an den fehlzündenden Zylinder eine
Absenkung der beobachteten Werte des Sauerstoffsensors
6a, der die Sauerstoffkonzentration in einem Bereich zum
Sammeln der Auspuffgase der einzelnen Zylinder mißt, zur
Folge hat. Wenn ein Klopfen erfaßt wird, wird entweder
der Zündzeitpunkt verzögert oder die Krafstoffkonzentra
tion erhöht. Die obenbeschriebene Steuerung kann dadurch
ausgeführt werden, daß im voraus im ROM 52 Steuerungsver
fahren zur Steuerung in Abhängigkeit von den Verbren
nungszuständen gespeichert werden, die gespeicherten
Steuerungsverfahren von der CPU 51 abgearbeitet werden
und die Zündzeitpunktsignale IGN und die Krafstoffein
spritzsignale INJ entsprechend geändert werden.
Claims (10)
1. Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren,
gekennzeichnet durch
eine Spannungsanlegeeinrichtung (10b) zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze (12) des Verbrennungsmotors oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorhandene Elektroden;
eine Meßeinrichtung (10, 14) zum Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) oder auf der Seite der mit der Zündkerze (12) verbundenen Sekundärwicklung (9b) ei ner Zündspule (9) des Verbrennungsmotors oder zwischen den anderen Elektroden in der Verbrennungskammer in einem Zeitintervall oder in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall enthalten, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Verbrennungszustand ma ximal ist;
eine Merkmalausblendeinrichtung (14, 1, 51, 53) zum Ausblenden der Merkmale der Spannung oder des elek trischen Stroms, die in den einzelnen Zeitintervallen ge messen werden;
eine Speichereinrichtung (1, 52), in der eine Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle gespeichert ist, die die Verbrennungszustände angibt, die den Merkmalen oder Kombinationen der Merkmale in den einzelnen Zeitin tervallen entsprechen; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung (1, 51, 52), die auf der Grundlage der in den einzelnen Zeitintervallen ausgeblendeten Merkmale und auf der Grundlage der Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungszustand bestimmt.
eine Spannungsanlegeeinrichtung (10b) zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze (12) des Verbrennungsmotors oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorhandene Elektroden;
eine Meßeinrichtung (10, 14) zum Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) oder auf der Seite der mit der Zündkerze (12) verbundenen Sekundärwicklung (9b) ei ner Zündspule (9) des Verbrennungsmotors oder zwischen den anderen Elektroden in der Verbrennungskammer in einem Zeitintervall oder in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall enthalten, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Verbrennungszustand ma ximal ist;
eine Merkmalausblendeinrichtung (14, 1, 51, 53) zum Ausblenden der Merkmale der Spannung oder des elek trischen Stroms, die in den einzelnen Zeitintervallen ge messen werden;
eine Speichereinrichtung (1, 52), in der eine Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle gespeichert ist, die die Verbrennungszustände angibt, die den Merkmalen oder Kombinationen der Merkmale in den einzelnen Zeitin tervallen entsprechen; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung (1, 51, 52), die auf der Grundlage der in den einzelnen Zeitintervallen ausgeblendeten Merkmale und auf der Grundlage der Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungszustand bestimmt.
2. Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren,
gekennzeichnet durch
eine Spannungsanlegeeinrichtung (10b) zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze (12) eines Verbrennungsmotors oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorhandene Elektroden unmittelbar nach der Zündung der Zündkerze (12);
eine Meßeinrichtung (10, 14) zum Messen der Spannung auf der Seite der mit der Zündkerze (12) verbun denen Sekundärwicklung (9b) der Zündspule (9) in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Ver brennungszustand maximal ist, und ein Zeitintervall, in dem mit dem Anlegen einer Spannung an die Primärwicklung (9a) einer Zündspule (9) des Verbrennungsmotors begonnen wird, enthalten;
eine Merkmalausblendeinrichtung (14, 1, 51, 53) zum Ausblenden von Merkmalen der in den einzelnen Zeitin tervallen gemessenen Spannung;
eine Speichereinrichtung (52), in der eine Ver brennungszustand-Kennzeichentabelle gespeichert ist, die die Verbrennungszustände angibt, die den Merkmalen oder Kombinationen von Merkmalen in den einzelnen Zeitinter vallen entsprechen; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung (1, 51, 52), die auf der Grundlage der ausgeblendeten Merkmale in den einzelnen Zeitintervallen und auf der Grundlage der Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungszustand bestimmt.
eine Spannungsanlegeeinrichtung (10b) zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Elektroden einer Zündkerze (12) eines Verbrennungsmotors oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorhandene Elektroden unmittelbar nach der Zündung der Zündkerze (12);
eine Meßeinrichtung (10, 14) zum Messen der Spannung auf der Seite der mit der Zündkerze (12) verbun denen Sekundärwicklung (9b) der Zündspule (9) in mehreren Zeitintervallen, die ein Zeitintervall, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Ver brennungszustand maximal ist, und ein Zeitintervall, in dem mit dem Anlegen einer Spannung an die Primärwicklung (9a) einer Zündspule (9) des Verbrennungsmotors begonnen wird, enthalten;
eine Merkmalausblendeinrichtung (14, 1, 51, 53) zum Ausblenden von Merkmalen der in den einzelnen Zeitin tervallen gemessenen Spannung;
eine Speichereinrichtung (52), in der eine Ver brennungszustand-Kennzeichentabelle gespeichert ist, die die Verbrennungszustände angibt, die den Merkmalen oder Kombinationen von Merkmalen in den einzelnen Zeitinter vallen entsprechen; und
eine Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung (1, 51, 52), die auf der Grundlage der ausgeblendeten Merkmale in den einzelnen Zeitintervallen und auf der Grundlage der Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle den Verbrennungszustand bestimmt.
3. Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren gemäß einem der Ansprüche 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Zeitin
tervalle umfassen:
ein Zeitintervall, in dem in einem normalen Verbrennungszustand die Zündung beendet wird; und/oder
ein Zeitintervall, in dem seit dem Zeitpunkt, in dem der Zylinderinnendruck in einem normalen Verbren nungszustand maximal ist, ein vorgegebenes Zeitintervall verstrichen ist.
ein Zeitintervall, in dem in einem normalen Verbrennungszustand die Zündung beendet wird; und/oder
ein Zeitintervall, in dem seit dem Zeitpunkt, in dem der Zylinderinnendruck in einem normalen Verbren nungszustand maximal ist, ein vorgegebenes Zeitintervall verstrichen ist.
4. Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren gemäß einem der Ansprüche 1, 2
und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Merkmale in den
vorgegebenen Zeitintervallen integrierte Werte sind.
5. Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren gemäß einem der Ansprüche 1,
2, 3 und 4, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung
(15), die die Bestimmungsergebnisse der Verbrennungszu
stand-Bestimmungseinrichtung (1, 51, 52, 53) anzeigt.
6. Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren gemäß Anspruch 5, gekennzeich
net durch
eine Häufigkeiten-Speichereinrichtung (53), in der die Häufigkeiten der verschiedenen Arten von bestimm ten Verbrennungszuständen getrennt nach den einzelnen Ar ten von Verbrennungszuständen gespeichert sind; und
eine Anzeigesteuereinrichtung (1, 51), die die Anzeigeeinrichtung (15) so steuert, daß sie diejenigen Bestimmungsergebnisse anzeigt, die sich nur auf eine Art von Verbrennungszuständen beziehen, deren Häufigkeit ei nen vorgegebenen Wert oder einen Wert, der durch eine den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen zugewiesene, vorgegebene Funktion definiert ist, übersteigt.
eine Häufigkeiten-Speichereinrichtung (53), in der die Häufigkeiten der verschiedenen Arten von bestimm ten Verbrennungszuständen getrennt nach den einzelnen Ar ten von Verbrennungszuständen gespeichert sind; und
eine Anzeigesteuereinrichtung (1, 51), die die Anzeigeeinrichtung (15) so steuert, daß sie diejenigen Bestimmungsergebnisse anzeigt, die sich nur auf eine Art von Verbrennungszuständen beziehen, deren Häufigkeit ei nen vorgegebenen Wert oder einen Wert, der durch eine den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen zugewiesene, vorgegebene Funktion definiert ist, übersteigt.
7. Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren, mit
einer Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung (1, 51, 52), die die verschiedenen Arten von Verbren nungszuständen eines Verbrennungsmotors bestimmt, gekennzeichnet durch
eine Häufigkeiten-Speichereinrichtung (53), die die Häufigkeiten der von der Verbrennungszustand-Bestim mungseinrichtung (1, 51, 52) bestimmten verschiedenen Ar ten von Verbrennungszuständen getrennt nach den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen speichert; und
eine Anzeigeeinrichtung (15), die diejenigen Be stimmungsergebnisse anzeigt, die sich nur auf eine Art von Verbrennungszuständen beziehen, deren Häufigkeit ei nen vorgegebenen Wert oder einen Wert, der durch eine den einzelnen Verbrennungszuständen zugewiesene, vorgegebene Funktion definiert ist, übersteigt.
einer Verbrennungszustand-Bestimmungseinrichtung (1, 51, 52), die die verschiedenen Arten von Verbren nungszuständen eines Verbrennungsmotors bestimmt, gekennzeichnet durch
eine Häufigkeiten-Speichereinrichtung (53), die die Häufigkeiten der von der Verbrennungszustand-Bestim mungseinrichtung (1, 51, 52) bestimmten verschiedenen Ar ten von Verbrennungszuständen getrennt nach den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen speichert; und
eine Anzeigeeinrichtung (15), die diejenigen Be stimmungsergebnisse anzeigt, die sich nur auf eine Art von Verbrennungszuständen beziehen, deren Häufigkeit ei nen vorgegebenen Wert oder einen Wert, der durch eine den einzelnen Verbrennungszuständen zugewiesene, vorgegebene Funktion definiert ist, übersteigt.
8. Einrichtung zur Steuerung des Verbrennungszustan
des in Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungs zustandes in Verbrennungsmotoren gemäß einem der Ansprü che 1 bis 6; und
eine Steuereinrichtung, die die verschiedenen Ar ten von Steuervariablen des Verbrennungsmotors entspre chend den verschiedenen Verbrennungszuständen, die durch die Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle angegeben wer den, ändert.
eine Einrichtung zur Erfassung des Verbrennungs zustandes in Verbrennungsmotoren gemäß einem der Ansprü che 1 bis 6; und
eine Steuereinrichtung, die die verschiedenen Ar ten von Steuervariablen des Verbrennungsmotors entspre chend den verschiedenen Verbrennungszuständen, die durch die Verbrennungszustand-Kennzeichentabelle angegeben wer den, ändert.
9. Verfahren zur Erfassung des Verbrennungszustandes
in Verbrennungsmotoren,
gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
Anlegen einer vorgegebenen Spannung an eine Zündkerze (12) eines Verbrennungsmotors oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorhandene Elektroden wenigstens direkt nach der Zündung der Zünd kerze (12);
Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) oder auf der Seite (11) der mit der Zündkerze (12) verbundenen Sekun därwicklung (9b) einer Zündspule (9) des Verbrennungsmo tors oder an den anderen Elektroden in mehreren Zeitin tervallen, die ein Zeitintervall enthalten, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Ver brennungszustand maximal ist;
Ausblenden von Merkmalen der Spannung oder des elektrischen Stroms, die in den einzelnen Zeitintervallen gemessen werden; und
Bestimmung des Verbrennungszustandes des Verbren nungsmotors auf der Grundlage der Merkmale oder auf der Grundlage von Kombinationen der Merkmale in den einzelnen Zeitintervallen.
Anlegen einer vorgegebenen Spannung an eine Zündkerze (12) eines Verbrennungsmotors oder an andere in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors vorhandene Elektroden wenigstens direkt nach der Zündung der Zünd kerze (12);
Messen der Spannung oder des elektrischen Stroms zwischen den Elektroden der Zündkerze (12) oder auf der Seite (11) der mit der Zündkerze (12) verbundenen Sekun därwicklung (9b) einer Zündspule (9) des Verbrennungsmo tors oder an den anderen Elektroden in mehreren Zeitin tervallen, die ein Zeitintervall enthalten, in dem der Zylinderinnendruck eines Zylinders in einem normalen Ver brennungszustand maximal ist;
Ausblenden von Merkmalen der Spannung oder des elektrischen Stroms, die in den einzelnen Zeitintervallen gemessen werden; und
Bestimmung des Verbrennungszustandes des Verbren nungsmotors auf der Grundlage der Merkmale oder auf der Grundlage von Kombinationen der Merkmale in den einzelnen Zeitintervallen.
10. Verfahren zur Erfassung des Verbrennungszustandes
in Verbrennungsmotoren,
gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
Festlegen der verschiedenen Arten von Verbren nungszuständen eines Verbrennungsmotors;
Speichern der Häufigkeiten der festgelegten verschiedenen Arten von Verbrennungszuständen getrennt nach den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen; und
Anzeigen der Bestimmungsergebnisse, die sich nur auf diejenige Verbrennungszustandsart beziehen, deren Häufigkeit einen vorgegebenen Wert oder einen Wert, der durch eine den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen zugewiesene, vorgegebene Funktion definiert ist, über steigt.
Festlegen der verschiedenen Arten von Verbren nungszuständen eines Verbrennungsmotors;
Speichern der Häufigkeiten der festgelegten verschiedenen Arten von Verbrennungszuständen getrennt nach den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen; und
Anzeigen der Bestimmungsergebnisse, die sich nur auf diejenige Verbrennungszustandsart beziehen, deren Häufigkeit einen vorgegebenen Wert oder einen Wert, der durch eine den einzelnen Arten von Verbrennungszuständen zugewiesene, vorgegebene Funktion definiert ist, über steigt.
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