JPH10122032A - 燃焼不点火を識別するための方法 - Google Patents

燃焼不点火を識別するための方法

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JPH10122032A
JPH10122032A JP9239811A JP23981197A JPH10122032A JP H10122032 A JPH10122032 A JP H10122032A JP 9239811 A JP9239811 A JP 9239811A JP 23981197 A JP23981197 A JP 23981197A JP H10122032 A JPH10122032 A JP H10122032A
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アスムス・フォルカルト
Klaus Ries-Mueller
クラウス・リース−ミューラー
Juergen Dr Foerster
ユールゲン・フェルスター
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関のクランク軸に接続された伝送車の
回転運動の時間的推移に基づいて燃料不点火を確実に識
別するための改善された方法を提供する。 【解決手段】 内燃機関のクランク軸に接続された伝送
車の回転運動の時間的推移に基づいて燃焼不点火を識別
するための方法において、伝送車の所定のセグメントが
センサを通過するセグメント時間が検出されるようにな
っている。それぞれの出力信号がその入力信号の変化に
対して異なる速さで応答する第１及び第２の低域フィル
タをセグメント時間に並列に作動させて第１及び第２の
低域フィルタの出力信号の差が形成されて、この差の変
化に対する測度が形成されて閾値と比較されて、この閾
値の超過が不点火として評価される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関における
燃焼不点火を識別するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼不点火は、内燃機関の運転の際に排
出される有害物質の増大を生ずることになり、且つ更に
機関の排気管における触媒の損傷を生ずることもある。
排気ガスに関連した機能のオンボード監視のための法規
上の要求を満たすために全回転数範囲及び負荷範囲にお
ける燃焼不点火の識別が必要であり、この関連におい
て、不点火を伴わない正常運転に対して、燃焼不点火を
伴う運転において特徴的な内燃機関の回転数推移の変化
が現れることが知られている。この回転数推移の比較に
よって、不点火のない正常運転と不点火のある運転とを
識別することができる。
【０００３】この原理に基づいて機能する方法が既に文
献ＤＥ−ＯＳ ４１３８７６５によって知られている。
【０００４】この既知の方法に従って、各シリンダにセ
グメントとして表示されたクランク軸角度範囲が割り当
てられる。これらのセグメントは、例えば、クランク軸
に連結された伝送車における標識によって実現される。
クランク軸がこの角度範囲をかすめて通るセグメント時
間は、特に、燃焼サイクルにおいて変換されたエネルギ
ーに依存している。不点火は点火に同期して検出される
セグメント時間の増大につながる。既知の方法に従っ
て、セグメント時間の差から機関の運転不良の測度が計
算され、その際補足的に遅い動的事象、例えば車両加速
の際の機関回転数の増大、が計算により補償される。こ
の方法で各点火に対して計算された運転不良値が同様に
点火に同期して所定の閾値と比較される。場合によって
は負荷及び回転数のような動作パラメータに依存してい
るこの閾値の超過は不点火として評価される。
【０００５】この方法により不点火が識別され得る確実
性は、個々の不点火がクランク軸の回転数に及ぼす影響
が少なければ少ないほど、当然にそれだけ大きく低下す
る。従って、不点火識別の信頼性は内燃機関のシリンダ
の数の増加と共に並びに回転数の増大及び負荷の減少と
共に低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、多
数のシリンダを有する内燃機関における不点火識別の確
実性を高い回転数及び小さい負荷においても更に改善す
る方法を提示することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明において、異な
った速度の低域フィルタでフィルタされたセグメント時
間信号の差を利用することは以下に示す物理的な背景に
基づいている。
【０００８】燃焼不点火の際には機関において予定され
たようにはエネルギーが解放されない。その結果とし
て、クランク軸の加速度の不足によって一つ以上の延長
されたセグメント時間が出現する。この事象は非常に短
い時間内に発生する。両方の低域フィルタは、異なった
遅延を伴ってそれに追従することができる。従って、両
方のフィルタ出力信号の差の形成の際には燃焼不点火と
関連してフィルタ差の時間的に一時的な変化が生じるこ
とになる。換言すれば、フィルタ差の推移は不点火の発
生の際に一定の特徴を示し、この発明は、この特徴を利
用して燃焼不点火の識別確実性を改善する。
【０００９】フィルタ差信号の形成により、不点火識別
に関係のないセグメント時間信号の同様の部分が除去さ
れる。それに対してクランク軸回転周波数とカム軸回転
周波数との間の周波数を持ったセグメント時間変動は差
形成の際に維持されたままである。
【００１０】燃料不点火により引き起こされたセグメン
ト時間侵入がこの周波数範囲にある、従って、特に高い
回転数において事実であるように、複数のセグメントに
影響が及ぼされる場合には、この発明によるフィルタ差
信号形成は明白な信号を特に生じることになる。それに
関して、この発明による方法は、これまで識別の確実性
に関して問題のある高い回転数の領域における不点火識
別に特に適している。
【００１１】好都合にも変化に対する測度は、同じ方向
に相次いで起こるフィルタ差の二つの零交差の間のフィ
ルタ差の推移に基づいて決定される。
【００１２】変化に対する上述の測度は、フィルタ差の
連続して相次いで生じる値が合計され、その際フィルタ
差値がなお重み付けされ得ることによって、大きい費用
を伴わずに決定されることができる。
【００１３】特に有利なのは、フィルタ差の振幅によ
る、すなわち極小の値とその次の極大の値との、又はそ
の逆の差によるフィルタ差曲線の重み付けである。
【００１４】二つの零位置間のフィルタ差を利用する代
わりに、単独の零位置の周りの所定の範囲も又利用の対
象にすることができる。好都合にもその目的のために負
から正への零交差が利用される。この変形の利点は、逆
の方向に比較して、フィルタ差曲線の負から正への零交
差が大抵の場合実質的により急勾配であることにある。
この効果と同時に動的な機関運転及び推計学的な障害に
よる影響は極めてわずかである。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、標識３を持っている角度
伝送車２、角度センサ４、低域フィルタ５及び６、これ
ら低域フィルタの出力信号の差（フィルタ差）を形成す
るための減算部７、フィルタ差の変化に対する測度を形
成するための測度形成手段８、測度形成手段８の出力信
号を閾値と比較するための比較手段９、並びに比較手段
９における閾値超過を不点火として評価する評価手段１
０、すなわち閾値超過を表示し、計数し及び／又は記憶
する手段を備えた内燃機関１を示している。
【００１６】図１に示された機能ブロックは優先的には
計算機のプログラミングによって実現されるが、その際
周知のように、具体的には演算ユニットは、入力ユニッ
トと出力ユニットとの間で、記憶ユニットで記憶された
プログラム及びデータの利用の下で、各種演算を行う。
【００１７】内燃機関１のクランク軸に接続された角度
伝送車２の回転運動は誘導性センサとして実現された角
度センサ４を用いて電気信号ｔｓ（ｎ）に変換され、こ
の信号の周期性は、標識３が角度センサ４の近くを周期
的に通過する状態を示している。従って、信号レベルの
上昇及び下降間の持続時間は、クランク軸が標識３の大
きさに対応する角度範囲を超えて更に回転した時間に対
応している。
【００１８】角度伝送車２はセグメントに区分されてお
り、その各セグメントは所定数の標識３を持っており、
且つ各シリンダの燃焼サイクルにおいて存在する上死点
を含んでいる。この点の周りに回転角度範囲ψｋが定義
されるが、これは例えば４シリンダ機関においては角度
伝送車２の標識３の半分を越えて広がっている。クラン
ク軸の回転に属している角度範囲は互いに分離していて
も、互いに接続していても又は重なり合っていてもよ
い。第１の場合には、角度範囲を割り当てられていない
標識があり、第２の場合には、各標識が精確に一つの角
度範囲に属しており、また第３の場合には、それぞれ同
一の標識が異なった角度に割り当てられている。従っ
て、任意の長さ及び位置の角度範囲が可能である。
【００１９】それぞれの角度範囲に関して検出されたセ
グメント時間は、低域フィルタ５及び６において並列に
低域フィルタリング処理されるが、その際この実施例に
おいて、低域フィルタ６が速い方のフィルタになってい
る。次に減算部７において速い方の低域フィルタ６の信
号が遅い方の低域フィルタ５の信号から減算される。
【００２０】不点火の場合におけるセグメント時間の延
長、またこれに続く短縮は、まず最初に速い方のフィル
タの信号において、次いで遅い方のフィルタにおいて示
される。それによってまず最初にフィルタ差の負の推移
が生じ、これに正の推移が続く。
【００２１】測度形成手段８において、フィルタ差の変
化に対する測度が決定される。この目的のために、例え
ば、零位置の決定が、同じ方向において相次いで起こる
二つの零交差間におけるフィルタ差の数値の合計だけ補
足されて、役立つことができる。この場合、和の値はフ
ィルタ出力の差の変化に対する測度である。比較手段９
におけるこの測度が所定の閾値を越えているならば、こ
れは評価手段１０において不点火として評価される、す
なわち不点火として計数され及び／又は記憶され及び／
又は表示される。
【００２２】図２ａには角度範囲がクランク軸の回転運
動により通過される時間ｔｓがプロットとされている。
その場合、シリンダｋにおける不点火が想定されてい
る。不点火に起因するトルク欠損は時間ｔｓの増大を生
じることになる。
【００２３】図２ｂは、不点火の発生時におけるこの発
明により形成されたフィルタ差の推移を示している。
【００２４】図示された実施例においては、正から負へ
のフィルタ差零交差について検査される。そのような零
交差が存在するならば、フィルタ差の変化に対する測度
が、同じ方向において生じる二つの零交差の間の推移に
基づいて決定される。この目的のために例えば、正から
負への最初の零交差の後でフィルタ差の値は、新たにそ
のような零交差が生じるまで、セグメント時間の順序に
合わせて数値的に合計される。次に合計値は零に設定さ
れ、合計動作は新たに始まる。やはり適用されるべき最
高持続時間の後で合計動作は中断される。
【００２５】図２ｂから明らかなように、合計された数
値の和は信号振幅の振れの増大と共に増加する。零線の
周りのフィルタ差の推計学的な変動によって生じるよう
な小さい合計値はそれぞれに適用されるべき閾値を越え
ないであろう。それに対して燃焼不点火は大きい合計値
を生じることになり、従って閾値超過によって識別可能
となる。合計処理を行う前又は後で、フィルタ差値に重
み係数を付与することができる。そのようなものとし
て、観察された零位置の間の利用範囲における、フィル
タ差曲線の極大値と極小値との差が特に適している。
【００２６】この方法の変形例においては、負から正へ
のフィルタ差零交差について検査される。そのような零
交差が存在するならば、パラメータが、零位置の周りの
所与の範囲からのフィルタ差値の和から計算されて、こ
れが差の変化に対する測度として使用される。この和
は、この範囲におけるフィルタ差極大値及び極小値の差
で、乗算的に重み付けされることができる。この範囲
は、例えば、零位置の周りの中心にあってカム軸のほぼ
１回転の長さを有することができる。この変形例の利点
は、（正から負への逆方向とは対照的に）負から正への
フィルタ差曲線の大抵の場合実質上急勾配の零交差並び
にそして結果として動的な機関運転及び推計学的な障害
による影響がより小さいことにある。
【００２７】既述の方法はフィルタ差曲線から得られた
量の非線形的な結びつきを示している。これらの方法
は、信号振幅の振れ自体も、これの狭い範囲内の極小値
及び極大値も、並びに零位置の位置の形での周波数範囲
におけるフィルタ差曲線の状況も、考慮に入れている。
換言すれば、これらの方法は、以前に検出された信号推
移における一定の特徴的な曲線形態の追求に基づいてい
る。この特徴的な曲線形態は、カム軸の１回転の範囲内
で発生しなければならない、曲線極小値＜零、及びこれ
に続く、極大値＞零、によって特徴づけられている。補
足すると、正しい位相位置へのフィルタリングの際に、
フィルタは、互いに且つ観察されるセグメント時間に関
して、指数ｎで顧慮されるべきであることが指摘されな
ければならない。速いフィルタは、例えば、カム軸の半
回転のセグメント時間の平均値形成によって、且つ遅い
フィルタは、それに対応して、より大きい範囲、例えば
カム軸の半回転を含むカム軸の相当大きい回転、につい
て平均値をとることによって、実現されることができ
る。
【００２８】そのようにして形成されたフィルタ差値
は、選択的に合計処理を行う前又は後で、重み係数を付
与されることができる。
【００２９】重み係数としては零交差の範囲において極
小値及び極大値における差の値が特に適しているように
思われる。これらの値は決定されることができ、そして
これらの値の間の差値は重み係数として使用されること
ができる。
【００３０】この発明による方法においては、例えば差
の値又は重み係数の値又は差及び重み係数の値は２乗さ
れることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例をブロック図で示している。
【図２】図２ａはセグメント時間の推移を示しており、
図２ｂは、この発明に従って形成されたフィルタ差の推
移を示している。
【符号の説明】
１・・・内燃機関 ２・・・角度伝送車 ３・・・標識 ４・・・角度センサ ５・・・低域フィルタ ６・・・低域フィルタ ７・・・減算部 ８・・・測度形成手段 ９・・・比較手段 １０・・・評価手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス・リース−ミューラー ドイツ連邦共和国 74906 バート・ラッ ペナオ，ハインスハイマー・シュトラーセ 47 (72)発明者 ユールゲン・フェルスター ドイツ連邦共和国 09123 ヒェムニッツ, フラオ−フィーアテル−シュトラーセ 90

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のクランク軸に接続された伝送
    車の回転運動の時間的推移に基づいて燃焼不点火を識別
    するための方法であって、前記伝送車の所定のセグメン
    トがセンサを通過するセグメント時間が検出されるよう
    になっている前記の方法において、 それぞれの出力信号がその入力信号の変化に対して異な
    る速さで応答する第１及び第２の低域フィルタを、前記
    のセグメント時間に並列に作動させること、 前記の両方の出力信号の差が形成されること、 前記の差の変化に対する測度が形成されて閾値と比較さ
    れて、この閾値の超過が不点火として評価されること、
    によって特徴づけられている、燃焼不点火を識別するた
    めの方法。
  2. 【請求項２】 所定の方向において生じる前記の差の零
    交差が決定されること、及び前記の差の変化に対する測
    度が二つのそのような相次いで生じる零交差の間のそれ
    の推移に基づいて決定されることによって特徴づけられ
    ている、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記の差の形成が前記のセグメント時間
    の順序に合わせて行われること、前記の零交差の位置の
    間で連続して相次いで生じる差の値が数値的に合計され
    ること、及びそのようにして形成された和が前記の差の
    変化に対する測度として使用されることによって特徴づ
    けられている、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記の差の値が合計される前又は後で重
    み係数を付与されることによって特徴づけられている、
    請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記の差の値が前記の零交差の間の極小
    値及び極大値において決定されること、それらの値の間
    の差の値が決定されること、並びにこの差の値が重み係
    数として使用されることによって特徴づけられている、
    請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記の差の値、又は前記の重み係数の
    値、又は前記の差及び前記の重み係数の値が２乗される
    ことによって特徴づけられている、請求項３ないし５の
    一つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記の差の形成の際に、前記第１及び第
    ２の低域フィルタの処理のうち速い方のフィルタリング
    の値が遅い方のフィルタリングの値から減算される場合
    には前記の零交差の方向として正値から負値への移行が
    定められること、及び前記の差の形成の際に、前記遅い
    方のフィルタリングの値が前記の速い方のフィルタリン
    グの値から減算される場合には前記の零交差の方向とし
    て負値から正値への移行が定められることによって特徴
    づけられている、請求項１ないし６の一つに記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 所与の方向において生じる前記の差の零
    交差が決定されること、前記の差の値が零位置の周りの
    所定の範囲から合計されてこの差の変化に対する測度と
    して使用されることによって特徴づけられている、請求
    項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記の差の値が零位置の周りの所定の範
    囲から決定されること、前記の差の値がこの範囲から極
    小値及び極大値において決定されること、これらの値の
    間の差値が決定されること、並びに合計された値がこの
    差の値で重み付けされることによって特徴づけられてい
    る、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 所定の範囲がほぼカム軸の１回転中に
    形成された差を含んでいて前記の零位置を対称的に取り
    囲んでいることによって特徴づけられている、請求項９
    に記載の方法。
JP9239811A 1996-10-11 1997-09-04 燃焼不点火を識別するための方法 Pending JPH10122032A (ja)

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