СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ПРОПУСКА ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F02D35/02 F02D41/14 G01M15/11 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе обнаружения пропуска зажигания, используемой в двигателе внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Когда пропуск зажигания происходит в цилиндре во время работы двигателя внутреннего сгорания, установленного на транспортном средстве, могут ухудшиться эксплуатационные качества и топливная эффективность. Кроме того, увеличение выбросов и эрозия катализатора очистки отработанного газа может произойти вследствие увеличения объема несгоревших компонентов топлива в отработанном газе, сопровождающем пропуск зажигания. Следовательно, когда в цилиндре двигателя внутреннего сгорания происходит пропуск зажигания, предпочтительным является быстро и точно обнаруживать возникновение пропуска зажигания. В качестве технологии для обнаружения пропуска зажигания в цилиндре двигателя внутреннего сгорания японская опубликованная патентная заявка № 2003-322053 (JP 2003-322053 A) раскрывает технологию обнаружения пропуска зажигания на основе сигнала угла поворота от коленчатого вала. В этой методике учитывается вариация угла поворота коленчатого вала во время движения транспортного средства по плохой дороге так, чтобы, когда обнаруживается конкретный эксплуатационный режим, воздействующий на определение пропуска зажигания, такой как движение по плохой дороге, определение пропуска зажигания запрещается. В результате предотвращается ошибочное определение пропуска зажигания.

Японская опубликованная патентная заявка № 2012-31766 (JP 2012-31766 A) раскрывает технологию обнаружения пропуска зажигания, использующую данные от датчика давления в цилиндре, способного обнаруживать изменение давления в цилиндре, вместо способа, описанного выше, в котором пропуск зажигания обнаруживается на основе сигнала угла поворота от коленчатого вала. В этой технологии обнаружение пропуска зажигания выполняется на основе вариации во множестве циклов определяемой величины давления в цилиндре при заданном угле поворота коленчатого вала внутри цикла сгорания после верхней мертвой точки сжатия (ВМТ), и поэтому обнаружение пропуска зажигания навряд ли будет зависеть от индивидуального определения разностей внутрицилиндрового давления датчиком.

Когда пропуск зажигания обнаруживается в двигателе внутреннего сгорания на основе сигнала угла поворота от коленчатого вала, индекс (упоминаемый далее как "индекс пропуска зажигания"), относящийся к условиям сгорания в двигателе внутреннего сгорания, включая состояние пропуска зажигания, может быть выведен на основе сигнала угла поворота, и обнаружение пропуска зажигания может быть выполнено на основе индекса пропуска зажигания. Следовательно, индекс пропуска зажигания служит опорным значением для обнаружения пропуска зажигания в двигателе внутреннего сгорания, и поэтому корреляция (упоминаемая далее как "корреляция пропуска зажигания") между состоянием сгорания в двигателе внутреннего сгорания и величиной индекса пропуска зажигания предпочтительно определяется таким образом, что формируется линейная зависимость между состоянием сгорания и индексом пропуска зажигания. Было найдено, однако, что в действительности корреляция пропуска зажигания имеет тенденцию изменяться в соответствии со связанными со сгоранием условиями окружающей среды в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Когда корреляция пропуска зажигания изменяется таким образом, точность обнаружения пропуска зажигания, основанного на индексе пропуска зажигания, может уменьшаться, что является нежелательным с точки зрения реализации точного обнаружения пропуска зажигания.

Кроме того, когда делается попытка выполнения различных типов управления (например, управление объемом газа в системе рециркуляции отработанных газов (EGR) и управление объемом и временем впрыска топлива), относящихся к сгоранию в двигателе внутреннего сгорания, на основе состояния пропуска зажигания в двигателе внутреннего сгорания, или, другими словами, степени, до которой фактическое сгорание в двигателе внутреннего сгорания отклоняется от правильного состояния сгорания, в случае, когда точность обнаружения пропуска зажигания является низкой, может быть затруднительным реализовать точное управление.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает систему обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания, с помощью которой пропуск зажигания в двигателе внутреннего сгорания может быть обнаружен со сравнительно высокой степенью точности на основе сигнала угла поворота от коленчатого вала.

Настоящее изобретение фокусируется на параметре, относящемся к давлению в конце такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Давление в конце такта сжатия двигателя внутреннего сгорания является элементом, который определяет силу реакции, прикладываемую к вращению коленчатого вала в ВМТ, и величина вариации угловой скорости вращения коленчатого вала имеет тенденцию определяться этой силой реакции. Величина вариации угловой скорости вращения является элементом, который вносит вклад в вышеупомянутый индекс пропуска зажигания, и поэтому в значительной степени влияет на точность обнаружения пропуска зажигания. Следовательно, за счет коррекции обнаружения пропуска зажигания с использованием параметра, относящегося к давлению в конце такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, точность обнаружения пропуска зажигания может быть улучшена.

Один аспект настоящего изобретения представляет собой систему обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающую в себя: датчик угла поворота коленчатого вала, который обнаруживает положение угла поворота коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания; блок обнаружения пропуска зажигания, который обнаруживает состояние пропуска зажигания в двигателе внутреннего сгорания на основе индекса пропуска зажигания, который является индексом, вычисляемым с использованием скорости вращения коленчатого вала в качестве опорного значения так, чтобы он соответствовал заданному порядку скорости двигателя выходного сигнала датчика угла поворота коленчатого вала, и который коррелирует с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала таким образом, что его величина изменяется в соответствии с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала; блок получения, который получает параметр, относящийся к давлению конца такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания; и блок коррекции, который корректирует индекс пропуска зажигания или заданный параметр обнаружения пропуска зажигания, используемый вместе с индексом пропуска зажигания во время обнаружения пропуска зажигания блоком обнаружения пропуска зажигания, на основе параметра, полученного блоком получения.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания пропуск зажигания в двигателе внутреннего сгорания обнаруживается блоком обнаружения пропуска зажигания с использованием индекса пропуска зажигания, вычисляемого на основе выходного сигнала (упоминаемого далее как "сигнал угла поворота коленчатого вала"), относящегося к угловому положению коленчатого вала, которое обнаруживается датчиком угла поворота коленчатого вала. В этой системе обнаружения пропуска зажигания нет никаких особенных ограничений на количество цилиндров, предусматриваемых в двигателе внутреннего сгорания, и двигатель внутреннего сгорания может быть либо двигателем внутреннего сгорания с зажиганием искрового типа (бензиновым двигателем), либо двигателем внутреннего сгорания с самовозгоранием при сжатии (дизельным двигателем).

Индекс пропуска зажигания вычисляется из сигнала угла поворота коленчатого вала с использованием скорости вращения коленчатого вала в качестве опорного значения. Более конкретно, индекс пропуска зажигания вычисляется путем преобразования сигнала угла поворота коленчатого вала, который является сигналом во временной области, в область скорости вращения коленчатого вала, которая является частотной областью, и извлечения конкретной частотной составляющей, или другими словами вышеупомянутого заданного порядка скорости двигателя. Когда в четырехтактном двигателе пропуск зажигания происходит в одном из цилиндров, предусмотренных в двигателе внутреннего сгорания, вариация появляется в одном сигнале угла поворота коленчатого вала для каждых двух оборотов коленчатого вала. Следовательно, заданный порядок скорости двигателя предпочтительно составляет 0,5 порядка скорости двигателя. Однако пока сигнал угла поворота коленчатого вала зависит от пропуска зажигания в двигателе внутреннего сгорания, заданный порядок скорости двигателя не ограничивается величиной 0,5 порядка, и предпочтительный порядок скорости двигателя может использоваться в качестве заданного порядка скорости двигателя.

Индекс пропуска зажигания коррелирует с угловой скоростью коленчатого вала таким образом, что величина индекса изменяется в соответствии с вариацией угловой скорости. Например, индекс пропуска зажигания коррелирует с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала таким образом, что величина индекса увеличивается с увеличением вариации угловой скорости коленчатого вала. Другими словами, вариация величины индекса пропуска зажигания зависит от величины вариации угловой скорости коленчатого вала. Даже когда величина вариации крутящего момента двигателя внутреннего сгорания, выводимого через коленчатый вал, остается постоянной, например, вычисленное значение индекса пропуска зажигания увеличивается с увеличением величины вариации угловой скорости коленчатого вала. Что касается этой корреляции между индексом пропуска зажигания и величиной вариации угловой скорости, то индекс пропуска зажигания не обязательно должен вычисляться в соответствии с заданным соотношением, четко определяющим корреляцию, пока корреляция, посредством которой значение индекса изменяется в соответствии с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала, может быть получена как характеристика значения получающегося индекса пропуска зажигания.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания параметр, относящийся к давлению в конце такта сжатия в цилиндре, получается блоком получения, а блок коррекции выполняет коррекцию, относящуюся к обнаружению пропуска зажигания блоком обнаружения пропуска зажигания на основе этого параметра. Следовательно, эта система обнаружения пропуска зажигания фокусируется на давлении в конце такта сжатия в цилиндре с целью обнаружения пропуска зажигания. Причина этого, как описано выше, состоит в том, что вариация в корреляции пропуска зажигания, которая является корреляцией между состоянием сгорания в двигателе внутреннего сгорания и величиной индекса пропуска зажигания, имеет тенденцию изменяться в соответствии с фактическими условиями среды, относящимися к сгоранию в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Давление в конце такта сжатия является элементом, который определяет силу реакции, прикладываемую к вращению коленчатого вала в ВМТ сжатия в цилиндре, и угловая скорость коленчатого вала изменяется, когда эта сила реакции прикладывается к коленчатому валу. Следовательно, корреляция индекса пропуска зажигания с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала может считаться зависящей от давления в конце такта сжатия.

Путем выполнения коррекции относительно обнаружения пропуска зажигания, выполненного блоком обнаружения пропуска зажигания на основе параметра, относящегося к давлению в конце такта сжатия, обнаружение пропуска зажигания может быть выполнено при одновременном подавлении или устранении влияний фактических условий окружающей среды, относящихся к сгоранию в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В результате точность обнаружения пропуска зажигания может быть улучшена. Более конкретно, при корректировке, выполняемой блоком коррекции, сам индекс пропуска зажигания может быть скорректирован на основе этого параметра. Альтернативно заданный параметр обнаружения пропуска зажигания, используемый вместе с индексом пропуска зажигания, или другими словами параметр, который предположительно имеет корреляцию с индексом пропуска зажигания, а не параметр, используемый независимо от индекса пропуска зажигания во время обнаружения пропуска зажигания, может быть скорректирован при коррекции, выполняемой блоком коррекции. Заданный параметр обнаружения пропуска зажигания и индекс пропуска зажигания коррелируются так, чтобы сформировать зависимость, согласно которой может изменяться результат обнаружения пропуска зажигания, когда модифицируется величина заданного параметра обнаружения пропуска зажигания.

Этот параметр может быть элементом, относящимся к давлению в конце такта сжатия, или непосредственно давлением в конце такта сжатия. Альтернативно, этот параметр может быть элементом, который может быть преобразован в давление в конце такта сжатия с учетом его соотношения с давлением в конце такта сжатия.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания, двигатель внутреннего сгорания может включать в себя турбонагнетатель, и этот параметр может быть давлением наддува, производимым турбонагнетателем, или давлением в конце такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, которое оценивается на основе давления наддува. Давление наддува можно рассматривать как давление входного воздуха, который течет в цилиндр во время такта впуска, и достигает давления в конце такта сжатия во время последующего такта сжатия в цилиндре. Этот поток соответствует вышеупомянутому соотношению, в соответствии с которым давление наддува может быть преобразовано в давление в конце такта сжатия.

С учетом этого соотношения коррекция, выполняемая блоком коррекции, может быть осуществлена с использованием давления в конце такта сжатия, оцененного на основе давления наддува.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания параметр может представлять собой давление в конце такта сжатия, оцененное на основе давления наддува в соответствии с предположением, что топливо не сжигается в цилиндре двигателя внутреннего сгорания в ВМТ сжатия. В зависимости от способа сгорания, используемого в двигателе внутреннего сгорания, небольшой объем топлива может быть сожжен перед достижением ВМТ сжатия путем впрыска топлива на такте впуска или на такте сжатия, как при предварительном впрыске, выполняемом в двигателе внутреннего сгорания с самовоспламенением при сжатии. Однако увеличение давления в конце такта сжатия, достигаемое с использования этого способа сгорания, меньше чем увеличение давления, производимое непосредственно сжатием. Следовательно, даже когда давление в конце такта сжатия оценивается в соответствии с предположением, что топливо не сжигается в ВМТ сжатия, как описано выше, окончательное влияние на точность обнаружения пропуска зажигания является незначительным. За счет упрощения оценки давления в конце такта сжатия таким образом может быть уменьшено количество усилий, требуемых для обнаружения пропуска зажигания.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания блок коррекции может корректировать индекс пропуска зажигания на основе параметра таким образом, что корреляционное соотношение между вариацией крутящего момента в двигателе внутреннего сгорания и индексом пропуска зажигания формирует заданное соотношение независимо от давления в конце такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Другими словами, давление в конце такта сжатия используется в качестве условия окружающей среды, которое влияет на корреляцию пропуска зажигания, то есть корреляцию между состоянием сгорания в двигателе внутреннего сгорания и величиной индекса пропуска зажигания. Соответственно блок коррекции выполняет коррекцию так, чтобы сформировать заданную зависимость, описанную выше, в которой корреляция пропуска зажигания не зависит от давления в конце такта сжатия. Следовательно, получается индекс пропуска зажигания или заданный параметр обнаружения пропуска зажигания, который является устойчивым и не зависит от давления в конце такта сжатия, служащего в качестве условия окружающей среды во время сгорания в двигателе внутреннего сгорания, и в результате точность обнаружения пропуска зажигания улучшается.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания заданное соотношение может быть соотношением, в соответствии с которым формируется линейная зависимость между вариацией крутящего момента в двигателе внутреннего сгорания и величиной индекса пропуска зажигания. За счет формирования линейной зависимости между вариацией крутящего момента и индексом пропуска зажигания, преобразование между индексом пропуска зажигания и вариацией крутящего момента становится легким. В результате может быть легко выполнено управление с использованием индекса пропуска зажигания, отличающегося от обнаружения пропуска зажигания, например управление, относящееся к системе впрыска топлива для устранения или облегчения условия пропуска зажигания, и т.д.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания индекс пропуска зажигания может быть индексом, определяемым таким образом, что по мере его увеличения состояние сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания устойчиво приближается к состоянию пропуска зажигания. Блок коррекции может корректировать индекс пропуска зажигания таким образом, что когда величина параметра, полученного блоком получения, преобразуется в давление в конце такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, величина коррекции, применяемой к индексу пропуска зажигания, увеличивается при увеличении получаемого преобразованного значения. При определении индекса пропуска зажигания таким образом величина индекса пропуска зажигания указывает не только сам факт, что произошел пропуск зажигания в двигателе внутреннего сгорания, но также и условия пропуска зажигания или, другими словами, степень отклонения от благоприятных условий сгорания в цилиндре. В этом случае за счет коррекции индекса пропуска зажигания таким образом, что величина коррекции, применяемой к индексу пропуска зажигания, увеличивается при увеличении преобразованного значения, причем индекс пропуска зажигания соответствует фактическому явлению, происходящему в двигателе внутреннего сгорания, посредством чего может быть получено понижение скорости увеличения угла поворота коленчатого вала по мере увеличения давления в конце такта сжатия. В результате точность обнаружения пропуска зажигания может быть улучшена.

В описанной выше системе обнаружения пропуска зажигания заданный параметр обнаружения пропуска зажигания может быть заданным пороговым значением, относящимся к индексу пропуска зажигания, который используется блоком обнаружения пропуска зажигания для того, чтобы определить, произошел ли пропуск зажигания, и блок обнаружения пропуска зажигания может быть выполнен с возможностью обнаружения пропуска зажигания, когда индекс пропуска зажигания больше заданного порогового значения. Блок коррекции может корректировать индекс пропуска зажигания таким образом, что когда величина параметра, полученного блоком получения, преобразуется в давление в конце такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, величина коррекции, применяемой к индексу пропуска зажигания, или заданное пороговое значение увеличивается при увеличении получаемого преобразованного значения. За счет коррекции индекса пропуска зажигания таким образом, индекс пропуска зажигания или заданный параметр обнаружения пропуска зажигания, соответствующий фактическому явлению, происходящему в двигателе внутреннего сгорания, посредством которого снижение скорости изменения угла поворота коленчатого вала увеличивается при увеличении давления в конце такта сжатия, может быть получен даже тогда, когда обнаружение пропуска зажигания выполняется блоком обнаружения пропуска зажигания описанным выше образом. В результате точность обнаружения пропуска зажигания может быть улучшена.

В соответствии с настоящим изобретением пропуск зажигания может быть обнаружен в двигателе внутреннего сгорания на основе сигнала угла поворота от коленчатого вала со сравнительно высокой степенью точности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, преимущества, а также техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и на которых:

Фиг. 1 - схематический вид, показывающий конфигурацию системы обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - вид, показывающий систему обнаружения пропуска зажигания, показанную на Фиг. 1, в форме функциональной блок-схемы;

Фиг. 3A - вид, показывающий угловую скорость коленчатого вала, соответственно, когда сгорание в двигателе внутреннего сгорания в соответствии с этим вариантом осуществления является нормальным, а также когда произошел пропуск зажигания;

Фиг. 3B - вид, показывающий спектральную плотность сигнала обнаружения от датчика угла поворота коленчатого вала, соответственно когда сгорание в двигателе внутреннего сгорания в соответствии с этим вариантом осуществления является нормальным, а также когда произошел пропуск зажигания;

Фиг. 3C - вид, показывающий спектральную плотность при 0,5 порядка скорости двигателя, соответствующей пропуску зажигания, которая извлекается путем применения фильтра соответственно когда сгорание в двигателе внутреннего сгорания в соответствии с этим вариантом осуществления является нормальным, а также когда произошел пропуск зажигания;

Фиг. 4 - вид, показывающий характеристику цифрового фильтра, используемого для извлечения 0,5 порядка, соответствующего пропуску зажигания на Фиг. 3;

Фиг. 5 - вид, показывающий вариацию корреляции между вариацией крутящего момента в двигателе внутреннего сгорания и индексом пропуска зажигания в соответствии с давлением в конце такта сжатия в цилиндре;

Фиг. 6 - вид, показывающий изменение угловой скорости коленчатого вала и изменение давления в цилиндре в двигателе внутреннего сгорания в соответствии с этим вариантом осуществления;

Фиг. 7 - вид, показывающий карту управления, используемое для вычисления коэффициента коррекции, который может использоваться для коррекции обнаружения пропуска зажигания, выполняемого системой обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания согласно этому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 8 - вид, показывающий корреляцию между вариацией крутящего момента в двигателе 1 внутреннего сгорания и индексом пропуска зажигания после корректировки системой обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания согласно этому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 9 - вид, показывающий точку давления, которая может использоваться для коррекции обнаружения пропуска зажигания, выполняемого системой обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания согласно этому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 10 - первая блок-схема последовательности операций, показывающая управление обнаружением пропуска зажигания, выполняемое системой обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания согласно этому варианту осуществления изобретения; и

Фиг. 11 - вторая блок-схема последовательности операций, показывающая управление обнаружением пропуска зажигания, выполняемое системой обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания согласно второму варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны далее со ссылкой на чертежи. Если конкретное описание не указывает явно обратного, техническая область охвата настоящего изобретения не ограничивается размерами, материалами, формами, относительными расположениями и т.д. составляющих компонентов, описанных в вариантах осуществления.

Фиг. 1 представляет собой схематический вид, показывающий конфигурацию системы обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с одним вариантом осуществления. Двигатель 1 внутреннего сгорания, установленный в транспортном средстве 100, является четырехтактным дизельным двигателем, имеющим четыре цилиндра 2. Система обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается дизельным двигателем, и может также быть применена к бензиновому двигателю и т.п. Каждый цилиндр 2 снабжается клапаном 3 системы впрыска топлива, который впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр 2. Фиг. 1 показывает впускной канал 10 двигателя 1 внутреннего сгорания, турбонагнетатель 11, который выполняет турбокомпрессию во впускном канале 10, и датчик давления 12, который определяет давление входного воздуха после его турбокомпрессии турбонагнетателем 11.

Электронный блок 20 управления (ЭБУ) предусматривается в двигателе 1 внутреннего сгорания. ЭБУ 20 представляет собой блок, который управляет эксплуатационным режимом и т.д. двигателя 1 внутреннего сгорания. Клапаны 3 системы впрыска топлива электрически соединены с ЭБУ 20. ЭБУ 20 управляет выбором времени впрыска топлива и объемом впрыскиваемого топлива для каждого клапана 3 системы впрыска топлива. Различные датчики, такие как датчик 4 угла поворота коленчатого вала, датчик 5 величины нажатия педали акселератора и датчик 12 давления, также электрически соединяются с ЭБУ 20. Датчик 4 угла поворота коленчатого вала является датчиком, который обнаруживает положение угла поворота коленчатого вала двигателя 1 внутреннего сгорания. Датчик 5 величины нажатия педали акселератора является датчиком, который обнаруживает величину нажатия педали акселератора транспортного средства 100. Как было описано выше, датчик 12 давления является датчиком, который обнаруживает входное давление воздуха во впускном канале 10 после его турбокомпрессии турбонагнетателем 11.

Различные типы управления выполняются в ЭБУ 20 с использованием выходных сигналов различных датчиков, включая датчики, описанные выше. Фиг. 2 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую часть функций ЭБУ 20, реализуемых путем выполнения ЭБУ 20 управляющей программы. Более конкретно, ЭБУ 20 включает в себя блок 21 вычисления индекса пропуска зажигания, блок 22 коррекции и блок 23 обнаружения пропуска зажигания. Блок 21 вычисления индекса пропуска зажигания является функциональным блоком, который вычисляет "индекс пропуска зажигания", вычисляемый с использованием скорости вращения коленчатого вала двигателя 1 внутреннего сгорания в качестве опорного значения для того, чтобы соответствовать заданному порядку скорости двигателя выходного сигнала датчика 4 угла поворота коленчатого вала. Вычисление индекса пропуска зажигания будет подробно описано ниже. Блок 23 обнаружения пропуска зажигания является функциональным блоком, который обнаруживает состояние пропуска зажигания, происходящее в двигателе 1 внутреннего сгорания, с использованием индекса пропуска зажигания, вычисляемого блоком 21 вычисления индекса пропуска зажигания. Здесь состояние пропуска зажигания выражает не только существование пропуска зажигания, которое обнаруживается путем определения, не произошел ли пропуск зажигания в двигателе 1 внутреннего сгорания, но также и степень пропуска зажигания в двигателе внутреннего сгорания. Степень пропуска зажигания выражает степень, на которую сгорание топлива, впрыснутого в цилиндр, отклоняется от желаемого состояния сгорания. Блок 22 коррекции является функциональным блоком, который использует входное давление воздуха после его турбокомпрессии турбонагнетателем (упоминаемое в дальнейшем просто как "давление наддува"), обнаруживаемое датчиком 12 давления, для того, чтобы выполнить коррекцию относительно обнаружения пропуска зажигания блоком 23 обнаружения пропуска зажигания, использующим индекс пропуска зажигания.

Вычисление индекса пропуска зажигания блоком 21 вычисления индекса пропуска зажигания будет описано со ссылкой на Фиг. 3А-3C и 4. Фиг. 3 представляет собой график, показывающий изменение угловой скорости коленчатого вала двигателя 1 внутреннего сгорания. На Фиг. 3A график (a-1) показывает изменение во время нормального сгорания, а график (a-2) показывает изменение угловой скорости, когда происходит пропуск зажигания. Фиг. 3B представляет собой график, получаемый путем подвергания сигнала угла поворота коленчатого вала двигателя 1 внутреннего сгорания, то есть выходного сигнала датчика 4 угла поворота коленчатого вала, частотному анализу, и выражает спектральную плотность, показывающую порядок скорости двигателя, которая использует скорость вращения коленчатого вала в качестве опорного значения на оси абсцисс. На Фиг. 3B график (b-1) показывает спектральную плотность во время нормального сгорания, а график (b-2) показывает спектральную плотность в том случае, когда происходит пропуск зажигания. Фиг. 3C представляет собой график, показывающий результат фильтрации, которая осуществляется относительно вариации вращения коленчатого вала двигателя 1 внутреннего сгорания для того, чтобы извлечь 0,5 порядка скорости двигателя из спектра, показывающего порядок скорости двигателя на оси абсцисс. На Фиг. 3C график (c-1) показывает результат, полученный после фильтрации вариации вращения, показанной на графике (b-1), изображенном на Фиг. 3B, а график (c-2) показывает результат, полученный после фильтрации вариации вращения, показанной на графике (b-2), изображенном на Фиг. 3B. Возникновение пропуска зажигания означает случай, в котором пропуск зажигания происходит непрерывно в одном из четырех цилиндров 2 двигателя 1 внутреннего сгорания.

Фиг. 4 представляет собой график, показывающий характеристику цифрового фильтра, используемого при описанной выше фильтрации для извлечения 0,5 порядка скорости двигателя. На Фиг. 4 ось абсцисс показывает порядок скорости двигателя, а ось ординат показывает усиление фильтра. Характеристика цифрового фильтра, показанная на Фиг. 4, устанавливается таким образом, что усиление целых порядков скорости двигателя, включая второй порядок скорости двигателя, является низким, а усиление промежуточных порядков является высоким. Это обусловлено тем, что в четырехцилиндровом двигателе 1 внутреннего сгорания сгорание выполняется дважды за один оборот коленчатого вала. Следовательно, как показано на графике (b-1) Фиг. 3B, второй порядок служит базисом для вариации вращения во время нормального сгорания. С другой стороны, когда пропуск зажигания происходит в одном из четырех цилиндров 2 двигателя 1 внутреннего сгорания, один пропуск зажигания происходит за два оборота коленчатого вала. Следовательно, как показано на графике (b-2) Фиг. 3B, вариация вращения 0,5 порядка увеличивается, когда происходит пропуск зажигания.

При выполнении определения пропуска зажигания цифровой фильтр, имеющий характеристику фильтра, такую как показанная на Фиг. 4, используется для того, чтобы осуществить фильтрацию для извлечения 0,5 порядка скорости двигателя, относящуюся к выходному сигналу датчика 4 угла поворота коленчатого вала, который соответствует пропуску зажигания, одновременно с этим подавляя второй порядок скорости двигателя, который вызывается сгоранием. Таким образом, как показано на графиках (c-1) и (c-2), изображенных на Фиг. 3C, величины порядка скорости двигателя, относящиеся к вариации вращения, вызванной явлениями, отличающимися от пропуска зажигания, включая второй порядок, служащий базисом для вариации вращения, происходящей во время нормального сгорания, могут быть заглушены. Величина пика на 0,5 порядка, соответствующая пропуску зажигания, извлеченная из выходного сигнала датчика 4 угла поворота коленчатого вала описанным образом, соответствует индексу пропуска зажигания по настоящему изобретению.

Характеристика фильтра, показанная на Фиг. 4, является примером характеристики фильтра, с помощью которого можно извлечь 0,5 порядка скорости двигателя, и если эти 0,5 порядка могут быть извлечены, фильтрация согласно этому варианту осуществления может быть выполнена с использованием фильтра, имеющего характеристику фильтра, отличающуюся от характеристики фильтра, показанной на Фиг. 4. Способ, описанный в японской опубликованной патентной заявке № 7-119536 (JP 7-119536 A), может быть процитирован в качестве примера способа, примененного для извлечения 0,5 порядка из выходного сигнала датчика 4 угла поворота коленчатого вала.

Индекс пропуска зажигания будет теперь подробно описан со ссылкой на Фиг. 5 и 6. Как было описано выше, индекс пропуска зажигания соответствует величине пика 0,5 порядка скорости двигателя, основанной на скорости вращения коленчатого вала, которая получается путем частотного анализа выходного сигнала датчика 4 угла поворота коленчатого вала. В этом варианте осуществления индекс пропуска зажигания может принимать значение высоты самого пика, соответствующего 0,5 порядка на спектре, показанном на Фиг. 3C, или может принимать значение, получаемое после осуществления обработки, имеющей заданную цель, величины пика, соответствующего 0,5 порядка скорости двигателя. По мере того, как величина индекса пропуска зажигания, вычисленного таким образом, увеличивается, все большее количество сигналов, вызванных пропусками зажигания, включается в выходной сигнал датчика 4 угла поворота коленчатого вала. Другими словами, увеличение значения индекса пропуска зажигания означает, что топливо в двигателе 1 внутреннего сгорания не достигло желаемого состояния сгорания, вычисленного на основе нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя. Следовательно, состояние пропуска зажигания при этом устойчиво приближается.

Когда пропуск зажигания происходит в двигателе 1 внутреннего сгорания, происходит явление, посредством которого угловая скорость коленчатого вала (упоминаемая в дальнейшем как "угловая скорость коленчатого вала") отклоняется более сильно, чем во время нормального сгорания. Следовательно, это явление также отражается в индексе пропуска зажигания, и, следовательно, корреляция, согласно которой индекс пропуска зажигания увеличивается по мере того, как увеличивается величина вариации угловой скорости коленчатого вала, может быть найдена между угловой скоростью и индексом пропуска зажигания.

Условия окружающей среды, относящиеся к сгоранию в двигателе 1 внутреннего сгорания, изменяются в каждый момент времени в ответ на такие условия окружающей среды, как нагрузка на двигатель и требуемая скорость вращения двигателя 1 внутреннего сгорания, а также такие условия окружающей среды, как температура внешнего воздуха и атмосферное давление на корпус двигателя 1 внутреннего сгорания. Было обнаружено, что из этих условий окружающей среды давление в конце такта сжатия в цилиндре во время сгорания или состояние окружающей среды, относящееся к давлению в конце такта сжатия, в особенности влияет на индекс пропуска зажигания, вычисляемый из сигнала, относящегося к положению угла поворота коленчатого вала. Как показано на Фиг. 5, например, по мере того, как давление в конце такта сжатия в цилиндре увеличивается, корреляция между вариацией крутящего момента в двигателе 1 внутреннего сгорания и индексом пропуска зажигания изменяется, как показано линиями L1, L2, L3 и L4. Другими словами, даже когда вариация крутящего момента в двигателе 1 внутреннего сгорания остается постоянной, величина индекса пропуска зажигания имеет тенденцию увеличиваться при увеличении давления в конце такта сжатия.

Фиг. 6 показывает сравнение между изменением L5 угловой скорости коленчатого вала коленчатого вала двигателя 1 внутреннего сгорания и изменением L6 давления в цилиндре. Обе кривые показаны вдоль общей временной оси. Давление в конце такта сжатия определяется как давление в цилиндре, когда поршень, расположенный в цилиндре, проходит ВМТ сжатия. Давление в конце такта сжатия является элементом, который определяет максимальную величину силы реакции, прикладываемой к вращению коленчатого вала. По мере того, как давление в конце такта сжатия P1 увеличивается, следовательно, сила реакции, действующая на поршень в ВМТ сжатия, увеличивается, и в результате величина вариации Δω угловой скорости коленчатого вала, которая определяется как разность между угловой скоростью ω1 коленчатого вала, соответствующей давлению P1 в конце такта сжатия, и угловой скоростью коленчатого вала ω2, соответствующей давлению в цилиндре P2 в нижней мертвой точке такта расширения, также увеличивается. С учетом вышеупомянутой корреляции, относящейся к индексу пропуска зажигания, согласно которой индекс пропуска зажигания увеличивается по мере того, как увеличивается величина вариации угловой скорости коленчатого вала, становится очевидно, что давление в конце такта сжатия является элементом, который влияет на индекс пропуска зажигания.

В соответствии с предшествующим уровнем техники корреляция между вариацией крутящего момента и индексом пропуска зажигания изменяются в соответствии с давлением в конце такта сжатия, как показано на Фиг. 5. Следовательно, обнаружение пропуска зажигания, использующее индекс пропуска зажигания, скорее всего будет зависеть от давления в конце такта сжатия, служащего в качестве связанного со сгоранием условия окружающей среды. В результате может стать трудно обнаруживать пропуск зажигания с высокой степенью точности. С учетом этого система обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с настоящим изобретением использует конфигурацию, в которой блок 22 коррекции выполняет коррекцию относительно обнаружения пропуска зажигания, выполняемого блоком 23 обнаружения пропуска зажигания с использованием индекса пропуска зажигания.

Далее будет описана коррекция, относящаяся к обнаружению пропуска зажигания, осуществляемая блоком 22 коррекции. Коррекция, осуществляемая блоком 22 коррекции, выполняется с учетом явления, посредством которого увеличение эффекта давления в конце такта сжатия на индекс пропуска зажигания, или другими словами увеличение давления в конце такта сжатия, приводит к увеличению величины вариации Δω угловой скорости коленчатого вала, показанной на Фиг. 6, и к соответствующему увеличению величины индекса пропуска зажигания. В первом примере коррекции, осуществляемой блоком 22 коррекции, индекс пропуска зажигания (упоминаемый в дальнейшем как "нескорректированный индекс пропуска зажигания"), вычисляемый блоком 21 вычисления индекса пропуска зажигания, делится на величину давления в конце такта сжатия в соответствии с Уравнением 1, показанным ниже. В результате вычисляется откорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 (упоминаемый в дальнейшем как "скорректированный индекс пропуска зажигания"). Путем коррекции индекса пропуска зажигания таким образом, часть величины нескорректированного индекса пропуска зажигания, которая вносит вклад в вариацию индекса, вызываемую давлением в конце такта сжатия, может быть уменьшена или вообще устранена, и в результате обнаружение пропуска зажигания может быть выполнено с использованием индекса пропуска зажигания, который не зависит, или гораздо меньше зависит от давления в конце такта сжатия.

(скорректированный индекс пропуска зажигания (Nmf1))=(нескорректированный индекс пропуска зажигания)/(давление в конце такта сжатия) (1)

Давление в конце такта сжатия может быть оценено на основе эксплуатационного режима двигателя внутреннего сгорания. Например, давление в конце такта сжатия может быть вычислено как функция скорости вращения двигателя и мощности (объема впрыскиваемого топлива) двигателя 1 внутреннего сгорания. Давление в конце такта сжатия в цилиндре, относящееся к коррекции индекса пропуска зажигания, является давлением, при котором горючая смесь, которая образуется во время такта впуска входным воздухом, текущим в цилиндр 2, и топливом, впрыскиваемым из клапана 3 системы впрыска топлива, формируется в цилиндре под действием сжатия поршня. Следовательно, существует заданная корреляция между давлением в конце такта сжатия и скоростью вращения и мощностью двигателя (объемом впрыскиваемого топлива), которые определяют объем горючей смеси. Следовательно, давление в конце такта сжатия может быть вычислено с использованием этих параметров. Например, корреляция между давлением в конце такта сжатия и скоростью вращения и мощностью двигателя (объемом впрыскиваемого топлива), которая может быть заранее измерена с помощью эксперимента, может быть изучена и сохранена в памяти ЭБУ 20 в форме карты управления.

Далее будет описан второй пример коррекции, осуществляемой блоком 22 коррекции. Во втором примере скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 вычисляется путем умножения коэффициента коррекции Ch, связанного с величиной давления в конце такта сжатия, на нескорректированный индекс пропуска зажигания, вычисленный блоком 21 вычисления индекса пропуска зажигания, в соответствии с Уравнением 2, показанным ниже. В это время, как показано на Фиг. 7, коэффициент коррекции Ch устанавливается так, чтобы его величина уменьшалась при увеличении давления в конце такта сжатия. Более конкретно, давление в конце такта сжатия, формируемое в цилиндрах 2 двигателя 1 внутреннего сгорания, устанавливается как справочное давление P0, и коэффициент коррекции в этот момент времени устанавливается равным 1,0. Коэффициент коррекции Ch затем может быть установлен таким образом, что индекс пропуска зажигания, соответствующий справочному давлению P0, служит в качестве опорного значения, и когда давление в конце такта сжатия отклоняется от справочного давления P0, вклад давления в конце такта сжатия в вариацию индекса устраняется.

(скорректированный индекс пропуска зажигания (Nmf1))=(нескорректированный индекс пропуска зажигания) x (коэффициент коррекции Ch) (2)

При устранении таким образом вклада давления в конце такта сжатия в вариацию индекса, корреляция между вариацией крутящего момента и индексом пропуска зажигания может быть заданной корреляцией независимо от величины давления в конце такта сжатия, как показано на Фиг. 8. При формировании таким образом корреляции между вариацией крутящего момента и индексом пропуска зажигания как соотношения, которое не зависит от давления в конце такта сжатия, обнаружение пропуска зажигания может быть выполнено с высокой степенью точности, в отличие от случая, показанного на Фиг. 5. Что касается скорректированного индекса пропуска зажигания, коэффициент коррекции может быть подстроен таким образом, чтобы корреляция между вариацией крутящего момента и индексом пропуска зажигания формировала линейную зависимость, как показано на Фиг. 8. При выполнении коррекции таким образом управление, использующее индекс пропуска зажигания, например, регулирование системы впрыска топлива во время управления обнаружением пропуска зажигания, показанного на Фиг. 11, которое будет описано ниже, и так далее может быть легко выполнено.

При установке коэффициента коррекции Ch также могут быть учтены следующие параметры: (i) с учетом того факта, что существует заданная корреляция между давлением в конце такта сжатия и скоростью вращения и мощностью двигателя (объемом впрыскиваемого топлива), определяющая величину соотношения топлива и воздуха, как описано выше, коэффициент коррекции Ch может быть задан как функция скорости вращения и мощности (объема впрыскиваемого топлива) двигателя 1 внутреннего сгорания. Таким образом коэффициент коррекции Ch может быть получен с учетом корреляции между давлением в конце такта сжатия и скоростью вращения и мощностью двигателя (объемом впрыскиваемого топлива), которая может быть измерена заранее с помощью эксперимента.

(ii) Температура смазочного масла или температура охлаждающей воды двигателя 1 внутреннего сгорания также могут использоваться для того, чтобы задавать коэффициент коррекции Ch. Как было описано выше, индекс пропуска зажигания коррелирует с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала, но в дополнение к вышеупомянутому давлению в конце такта сжатия, сила трения, действующая на поршень в цилиндре 2, может быть упомянута в качестве другого условия окружающей среды, которое также должно быть учтено. Это обусловлено тем, что когда сила трения изменяется, величина вариации угловой скорости коленчатого вала также может изменяться, даже если давление в конце такта сжатия остается постоянным. Сила трения как правило увеличивается по мере уменьшения температуры смазочного масла, и в результате величина вариации угловой скорости коленчатого вала также может увеличиться, приводя к увеличению влияния на индекс пропуска зажигания. Следовательно, коэффициент коррекции Ch, заданный на основе давления в конце такта сжатия, может быть отрегулирован так, чтобы он уменьшался при уменьшении температуры смазочного масла или температуры охлаждающей воды.

(iii) Вращающаяся масса (инерция), находящаяся на коленчатом валу двигателя 1 внутреннего сгорания, также может использоваться для того, чтобы задавать коэффициент коррекции Ch. Как было описано выше, индекс пропуска зажигания коррелирует с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала, но, в дополнение к вышеупомянутому давлению в конце такта сжатия, вращающаяся масса может быть упомянута в качестве другого условия окружающей среды, которое также должно быть учтено. Это обусловлено тем, что когда вращающаяся масса изменяется, величина вариации угловой скорости коленчатого вала также может изменяться, даже если давление в конце такта сжатия остается постоянным. Инерционная сила, как правило, увеличивается по мере увеличения вращающейся массы, и в результате величина вариации угловой скорости коленчатого вала может уменьшаться, приводя к уменьшению влияния на индекс пропуска зажигания. Следовательно, коэффициент коррекции Ch, заданный на основе давления в конце такта сжатия, может быть отрегулирован так, чтобы он увеличивался при увеличении вращающейся массы.

Далее будет описан третий пример коррекции, осуществляемой блоком 22 коррекции. Корректировки, относящиеся к обнаружению пропуска зажигания, описанному выше, являются примерами коррекции, использующей давление в конце такта сжатия, но вместо коррекции индекса пропуска зажигания с использованием непосредственно давления в конце такта сжатия, индекс пропуска зажигания может быть скорректирован с использованием величины другого давления, например давления P10 наддува, описываемого ниже, в качестве параметра, относящегося к давлению в конце такта сжатия.

Здесь линия L8 на Фиг. 9 показывает изменение давления в цилиндре 2. Следует отметить, что давление, обозначенное точкой P10 перед ВМТ сжатия (как показано на чертеже) является давлением, создаваемым в точке, где такт впуска происходит в цилиндре 2 таким образом, что наддувный входной воздух течет в цилиндр, и это давление можно считать идентичным давлению наддува, обнаруживаемому датчиком 12 давления. В цилиндре 2 топливо вводится из клапана 3 системы впрыска топлива около ВМТ сжатия, посредством чего давление в цилиндре 2 достигает давления в конце такта сжатия P13, а затем повышается до пикового давления по мере сгорания топлива. Следовательно, предполагая, что такт сжатия в цилиндре 2 является адиабатическим процессом или политропическим процессом, может быть найдена корреляция между давлением P10 наддува и давлением в конце такта сжатия P13 с учетом потока, с которым втекающий в цилиндр 2 под давлением P10 наддува входной воздух сжимается, и сжигается топливо, впрыснутое перед ВМТ сжатия. Следовательно, с учетом этой корреляции индекс пропуска зажигания может быть скорректирован с использованием давления P10 наддува.

Кроме того, когда впрыск топлива выполняется в цилиндре 2 перед ВМТ сжатия, впрыснутое топливо потребляется во время сгорания, так что давление в цилиндре увеличивается соответственно даже в ВМТ сжатия. Однако, вклад, вносимый сгоранием топлива, впрыснутого перед ВМТ сжатия, в увеличение давления в цилиндре может быть довольно малым по сравнению с увеличением давления в цилиндре, создаваемым за счет сжатия самим поршнем. В этом случае корреляция между давлением P10 наддува и давлением в конце такта сжатия P13 может быть установлена со сравнительно высокой степенью точности, даже когда сгорание топлива, впрыснутого перед ВМТ сжатия, игнорируется. На Фиг. 9 изменение давления в цилиндре 2, когда сгорание впрыснутого топлива игнорируется таким образом, обозначается линией L7, а давление в конце такта сжатия в это время обозначается точкой P12. Когда внутренний объем цилиндра 2 в нижней мертвой точке всасывания равно Vbdc, а внутренний объем цилиндра 2 в верхней мертвой точке сжатия равен Vtdc, давление в конце такта сжатия P12 может быть выведено из давления P10 наддува в соответствии с Уравнением 3, приведенным ниже.

(давление в конце такта сжатия (давление P12))=(давление наддува (давление P10))×(Vbdc/Vtdc)n (3)

Здесь n является политропным индексом в предположении, что такт сжатия в цилиндре 2 является политропическим процессом, который определяется как функция температуры охлаждающей воды, температуры входного воздуха, давления наддува, скорости вращения двигателя, объема впрыскиваемого топлива, коэффициента рециркуляции отработанных газов (EGR) и т.д. двигателя 1 внутреннего сгорания.

(Vbdc/Vtdc)n в Уравнении 3 соответствует вышеупомянутой корреляции между давлением P10 наддува и давлением в конце такта сжатия P13, и путем использования этой корреляции индекс пропуска зажигания может быть скорректирован на основе давления P10 наддува. Когда существует другое давление (например, давление P11 на линии L7 на Фиг. 9), имеющее заданную корреляцию с давлением в конце такта сжатия P12, аналогично давлению P10 наддува, индекс пропуска зажигания может быть скорректирован на основе этого давления P11.

Управление обнаружением пропуска зажигания в двигателе 1 внутреннего сгорания, включая коррекцию, применяемую к обнаружению пропуска зажигания, как описано выше, будет теперь описано со ссылкой на Фиг. 10. Управление обнаружением пропуска зажигания, показанное на Фиг. 10, выполняется путем выполнения управляющей программы, хранящейся в ЭБУ 20. Управление обнаружением пропуска зажигания может выполняться непрерывно с помощью ЭБУ 20, или может выполняться только при возникновении заданного условия, такого как подозрение на пропуск зажигания в двигателе 1 внутреннего сгорания. Сначала на этапе S101 блок 21 вычисления индекса пропуска зажигания извлекает 0,5 порядка скорости двигателя из выходного сигнала датчика 4 угла поворота коленчатого вала для того, чтобы вывести нескорректированный индекс пропуска зажигания Nmf, как было описано выше. Как показано на Фиг. 5, нескорректированный индекс пропуска зажигания Nmf зависит от давления в конце такта сжатия в цилиндре 2. Когда этап S101 завершается, управление переходит к этапу S102.

На этапе S102 давление Ps наддува во впускном канале 10 определяется датчиком 12 давления. Затем на этапе S103 давление в конце такта сжатия Ptdc (давление в конце такта сжатия, игнорирующее сгорание впрыскиваемого топлива) в цилиндре 2 оценивается из давления Ps наддува в соответствии с Уравнением 3, приведенным выше. Когда этап S103 завершается, управление переходит к этапу S104.

Затем на этапе S104 нескорректированный индекс пропуска зажигания Nmf корректируется блоком 22 коррекции, посредством чего вычисляется скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1. Любой из примеров коррекции, описанных выше, может использоваться в коррекции, выполняемой блоком 22 коррекции, но в этом варианте осуществления предполагается, что выполняется коррекция, использующая коэффициент коррекции Ch, показанный во втором примере коррекции, или другими словами коррекция, выполняемая в соответствии с Уравнением 2. Более конкретно, как показано на Фиг. 7, в ЭБУ 20 хранится карта управления, в которой корреляция между давлением в конце такта сжатия Ptdc и коэффициентом коррекции Ch устанавливается таким образом, что коэффициент коррекции Ch уменьшается, или другими словами величина коррекции, применяемая к нескорректированному индекса пропуска зажигания Nmf, увеличивается при увеличении давления в конце такта сжатия Ptdc. Путем получения доступа к этой карте управления в соответствии с давлением в конце такта сжатия Ptdc, оцененным на этапе S103, вычисляется соответствующий коэффициент коррекции Ch, после чего скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 вычисляется в соответствии с Уравнением 2. Когда этап S104 завершается, управление переходит к этапу S105.

На этапе S105 определяется, является ли скорректированное значение индекса пропуска зажигания Nmf1, вычисленное на этапе S104, ниже, чем заданное пороговое значение Nmf0, относящееся к индексу пропуска зажигания. Заданное пороговое значение Nmf0 является опорной величиной для определения того, произошел ли пропуск зажигания в двигателе 1 внутреннего сгорания, и когда индекс пропуска зажигания равен или превышает заданное пороговое значение Nmf0, это означает, что пропуск зажигания произошел. Следовательно, когда утвердительное определение выполняется на этапе S105, сгорание считается нормальным на этапе S106, а когда отрицательное определение выполняется на этапе S105, пропуск зажигания считается произошедшим на этапе S107.

В этом управлении, как было описано выше, обнаружение пропуска зажигания выполняется в соответствии с индексом пропуска зажигания Nmf1, скорректированным на основе давления в конце такта сжатия в цилиндре 2, и поэтому может быть реализовано обнаружение пропуска зажигания, которое не зависит от давления в конце такта сжатия, или в котором влияние давления в конце такта сжатия уменьшено, что позволяет улучшить точность обнаружения.

Далее будут описаны модифицированные примеры этого варианта осуществления.

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПРИМЕР 1

В управлении обнаружением пропуска зажигания, показанном на Фиг 10, скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 вычисляется на этапе S104 после оценки давления в конце такта сжатия Ptdc на этапе S103, но вместо этой конфигурации скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 может быть вычислен на основе давления Ps наддува, обнаруженного на этапе S102. В этом случае, как было описано выше, скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 вычисляется с учетом корреляции между давлением Ps наддува и давлением в конце такта сжатия Ptdc, показанной в Уравнении 3. Более конкретно, коэффициент коррекции Ch используется для вычисления скорректированного индекса пропуска зажигания Nmf1. Корреляция между коэффициентом коррекции Ch и давлением Ps наддува устанавливается в карте управления таким образом, что коэффициент коррекции Ch уменьшается при увеличении результирующего преобразованного значения, когда давление Ps наддува преобразуется в давление в конце такта сжатия с учетом этой корреляции. Другими словами, корреляция между коэффициентом коррекции Ch и давлением Ps наддува устанавливается в карте управления таким образом, что величина коррекции, применяемой к нескорректированному индексу пропуска зажигания Nmf, увеличивается.

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПРИМЕР 2

Кроме того, в управлении обнаружением пропуска зажигания, показанном на Фиг. 10, скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 вычисляется на этапе S104 на основе давления в конце такта сжатия Ptdc, но вместо этой конфигурации заданное пороговое значение Nmf0 может быть скорректировано на основе давления в конце такта сжатия Ptdc, и определение пропуска зажигания может быть выполнено путем сравнения скорректированного заданного порогового значения Nmf0 с нескорректированным индексом пропуска зажигания Nmf. В этом случае, заданное пороговое значение Nmf0 корректируется таким образом, что величина коррекции (величина увеличения), применяемая к заданному пороговому значению Nmf0, увеличивается при увеличении давления в конце такта сжатия Ptdc. В результате, аналогично управлению обнаружением пропуска зажигания, показанному на Фиг. 10, может быть реализовано высокоточное обнаружение пропуска зажигания, которое практически не зависит от давления в конце такта сжатия.

Второй вариант осуществления управления обнаружением пропуска зажигания, выполняемого в системе обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с настоящим изобретением, будет описан со ссылкой на Фиг. 11. Аналогично управлению обнаружением пропуска зажигания, показанному на Фиг. 10, управление обнаружением пропуска зажигания, показанное на Фиг. 11, выполняется путем выполнения управляющей программы, хранящейся в ЭБУ 20. Кроме того, этапы обработки, включенные в управление обнаружением пропуска зажигания в соответствии с данным вариантом осуществления, идентичные этапам обработки, включенным в управление обнаружением пропуска зажигания, показанное на Фиг. 10, обозначаются идентичными ссылочными цифрами, а их подробное описание опускается. В управлении обнаружением пропуска зажигания в соответствии с данным вариантом осуществления, когда этап S104 завершается, управление переходит к этапу S201.

На этапе S201 на основе скорректированного индекса пропуска зажигания Nmf1, вычисленного на этапе S104, выполняется определение того, необходимо ли ответить на пропуск зажигания в двигателе 1 внутреннего сгорания, или, другими словами, следует ли предпринять меры для устранения дефекта сгорания, происходящего в двигателе внутреннего сгорания. Более конкретно, аналогично этапу S105 на Фиг. 10, когда скорректированный индекс пропуска зажигания больше чем заданное пороговое значение Nmf0 или пороговое значение, предусмотренное с другой точки зрения, принимается решение, что сгорание в двигателе 1 внутреннего сгорания не находится в благоприятном состоянии. Когда утвердительное определение выполняется на этапе S201, управление переходит к этапу S202, а когда выполняется отрицательное определение, выполнение прекращается.

На этапе S202 управляющие параметры, относящиеся к системе впрыска топлива в двигатель 1 внутреннего сгорания, например время впрыска и объем впрыскиваемого топлива, корректируются на основе скорректированного индекса пропуска зажигания Nmf1. Как было описано выше, скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1 является индексом, из которого влияние давления в конце такта сжатия в цилиндре на индекс пропуска зажигания было удалено в максимально возможной степени, и поэтому величина скорректированного индекса пропуска зажигания Nmf1 является полезной в качестве численного значения, которое точно отражает состояние сгорания в цилиндре 2. Следовательно, на основе этого численного значения управляющие параметры, относящиеся к системе впрыска топлива, регулируются таким образом, чтобы благоприятные условия сгорания были реализованы в цилиндре 2, или другими словами таким образом, чтобы величина индекса пропуска зажигания уменьшалась. Например, когда предварительный впрыск выполняется в двигателе 1 внутреннего сгорания, который представляет собой дизельный двигатель, в более ранний момент времени, чем основной впрыск, выполняемый около ВМТ сжатия, состояние пропуска зажигания в двигателе 1 внутреннего сгорания может быть облегчено путем перемещения момента времени предварительного впрыска тем ближе к ВМТ сжатия, чем больше скорректированный индекс пропуска зажигания Nmf1. Соотношение объемов впрыскиваемого топлива между предварительным впрыском и основным впрыском также предпочтительно регулируется соответственно таким образом, чтобы индекс пропуска зажигания уменьшался.

Следует отметить, что относительно скорректированного индекса пропуска зажигания Nmf1, как показано на Фиг. 8, коэффициент коррекции может быть установлен таким образом, чтобы корреляция между вариацией крутящего момента и скорректированным индексом пропуска зажигания Nmf1 формировала линейную зависимость. В этом случае вариация значения скорректированного индекса пропуска зажигания Nmf1 четко ассоциируется с вариацией величины вариации крутящего момента в двигателе 1 внутреннего сгорания, и поэтому момент времени впрыска топлива для предварительного впрыска и соотношение объемов впрыскиваемого топлива между предварительным впрыском и основным впрыском могут быть легко настроены.

Настоящее изобретение относится к системе обнаружения пропуска зажигания, используемой в двигателе внутреннего сгорания. Система обнаружения пропуска зажигания для двигателя включает в себя датчик угла поворота коленчатого вала, блок обнаружения пропуска зажигания, блок получения и блок коррекции. Блок обнаружения пропуска зажигания обнаруживает состояние пропуска зажигания в двигателе на основе индекса пропуска зажигания. Индекс пропуска зажигания выводится с использованием скорости вращения коленчатого вала в качестве опорного значения, соответствующей заданному порядку скорости двигателя, и имеет корреляцию с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала таким образом, что величина индекса пропуска зажигания изменяется в соответствии с величиной вариации угловой скорости. Блок получения получает параметр, относящийся к давлению в конце такта сжатия в цилиндре двигателя. Блок коррекции корректирует индекс пропуска зажигания или заданный параметр обнаружения пропуска зажигания, используемый вместе с индексом пропуска зажигания, во время обнаружения пропуска зажигания на основе этого параметра. 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Система обнаружения пропуска зажигания для двигателя внутреннего сгорания, отличающаяся тем, что она содержит:

датчик угла поворота коленчатого вала, выполненный с возможностью обнаружения положения угла поворота коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания;

блок обнаружения пропуска зажигания, выполненный с возможностью обнаружения состояния пропуска зажигания в двигателе внутреннего сгорания на основе индекса пропуска зажигания, получаемого из скорости вращения коленчатого вала в качестве опорного значения в соответствии с заданным порядком скорости вращения коленчатого вала, как определяется выходным сигналом от датчика угла поворота коленчатого вала, и имеющего корреляцию с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала таким образом, что величина индекса пропуска зажигания изменяется в соответствии с величиной вариации угловой скорости коленчатого вала;

блок получения, выполненный с возможностью получения параметра, относящегося к давлению конца такта сжатия в цилиндре двигателя внутреннего сгорания; и

блок коррекции, выполненный с возможностью корректировки индекса пропуска зажигания или заданного параметра обнаружения пропуска зажигания, используемого вместе с индексом пропуска зажигания во время обнаружения пропуска зажигания блоком обнаружения пропуска зажигания, на основе параметра, получаемого блоком получения.

2. Система обнаружения пропуска зажигания по п. 1, отличающаяся тем, что блок коррекции корректирует индекс пропуска зажигания на основе указанного параметра таким образом, что корреляционное соотношение между вариацией крутящего момента в двигателе внутреннего сгорания и индексом пропуска зажигания формирует заданную зависимость независимо от давления в конце такта сжатия в цилиндре.

3. Система обнаружения пропуска зажигания по п. 2, отличающаяся тем, что заданная зависимость является такой зависимостью, что вариация крутящего момента в двигателе внутреннего сгорания и величина индекса пропуска зажигания связаны линейной зависимостью.

4. Система обнаружения пропуска зажигания по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что

индекс пропуска зажигания представляет собой индекс, определяемый таким образом, что при увеличении значения индекса пропуска зажигания условие сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания устойчиво приближается к состоянию пропуска зажигания, и

блок коррекции корректирует индекс пропуска зажигания таким образом, что когда величина параметра, полученного блоком получения, преобразуется в давление в конце такта сжатия в цилиндре, величина коррекции, применяемой к индексу пропуска зажигания, увеличивается при увеличении получаемого преобразованного значения.

5. Система обнаружения пропуска зажигания по п. 1, отличающаяся тем, что

заданный параметр обнаружения пропуска зажигания представляет собой заданное пороговое значение, относящееся к индексу пропуска зажигания, который используется блоком обнаружения пропуска зажигания для обнаружения того, произошел ли пропуск зажигания,

блок обнаружения пропуска зажигания выполнен с возможностью обнаружения пропуска зажигания, когда индекс пропуска зажигания имеет значение больше заданного порогового значения, и

блок коррекции корректирует индекс пропуска зажигания таким образом, что когда величина параметра, полученного блоком получения, преобразуется в давление в конце такта сжатия в цилиндре, величина коррекции, применяемой к индексу пропуска зажигания, или заданное пороговое значение увеличивается при увеличении получаемого преобразованного значения.

6. Система обнаружения пропуска зажигания по любому из пп. 1, 2, 3 и 5, отличающаяся тем, что

двигатель внутреннего сгорания включает в себя турбонагнетатель, и

указанный параметр является давлением наддува, создаваемым турбонагнетателем.

7. Система обнаружения пропуска зажигания по любому из пп. 1, 2, 3 и 5, отличающаяся тем, что

двигатель внутреннего сгорания включает в себя турбонагнетатель, и

указанный параметр является давлением в конце такта сжатия в цилиндре, которое оценивается на основе давления наддува, создаваемого турбонагнетателем.

8. Система обнаружения пропуска зажигания по п. 6, отличающаяся тем, что указанный параметр является давлением в конце такта сжатия, оцениваемым на основе давления наддува в соответствии с предположением о том, что никакого топлива не сжигается в цилиндре в верхней мертвой точке сжатия.

9. Система обнаружения пропуска зажигания по п. 7, отличающаяся тем, что указанный параметр является давлением в конце такта сжатия, оцениваемым на основе давления наддува в соответствии с предположением о том, что никакого топлива не сжигается в цилиндре в верхней мертвой точке сжатия.