專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，特別涉及根據(jù)與內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速參數(shù)來(lái)判定失火有無(wú)的裝置。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1中，揭示了根據(jù)作為規(guī)定曲軸角的旋轉(zhuǎn)所需時(shí)間的分段時(shí)間形成特征信號(hào)q(n)，根據(jù)該特征信號(hào)q(n)來(lái)判定失火有無(wú)的方法。特征信號(hào)q(n)是表示分段時(shí)間的信號(hào)，是被轉(zhuǎn)換為作為復(fù)平面上的點(diǎn)而示出的信號(hào)，根據(jù)特征信號(hào)q(n)的大小以及相位來(lái)判定失火的有無(wú)。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)平9-119338號(hào)公報(bào)在上述以往的方法中，需要從表示作為轉(zhuǎn)速參數(shù)的分段時(shí)間的信號(hào)中提取所期望的頻率成分的帶通濾波器，而且需要根據(jù)應(yīng)檢測(cè)的失火模式(例如，1氣缸連續(xù)失火、相對(duì)2氣缸連續(xù)失火等的失火發(fā)生形式)來(lái)改變?yōu)V波器特性。因此，存在失火判定處理復(fù)雜化的問(wèn)題。
而且，存在無(wú)法準(zhǔn)確地判定在哪個(gè)氣缸發(fā)生了失火的情況，存在隨著內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)量而處理內(nèi)容變化、或者判定閾值的設(shè)定所需的工時(shí)多的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種可以通過(guò)比較簡(jiǎn)單的運(yùn)算對(duì)每個(gè)氣缸進(jìn)行準(zhǔn)確的失火判定、且通用性高的失火檢測(cè)裝置。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方面的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，該失火檢測(cè)裝置具有檢測(cè)與內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速參數(shù)(OMG)的轉(zhuǎn)速參數(shù)檢測(cè)單元(12、20)，根據(jù)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速參數(shù)(OMG)來(lái)檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的失火，其特征在于，具有基準(zhǔn)值計(jì)算單元，其計(jì)算所述轉(zhuǎn)速參數(shù)的基準(zhǔn)值(OMGR((k-1)NTDC))；相對(duì)速度參數(shù)計(jì)算單元，其計(jì)算所述基準(zhǔn)值(OMGR((k-1)NTDC))與每隔規(guī)定曲軸角檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速參數(shù)(OMGR(i))之間的偏差作為相對(duì)速度參數(shù)(OMGREF(i)，OMGREFM(i))；以及判定單元，其計(jì)算所述相對(duì)速度參數(shù)的累計(jì)值(MFJUD)，根據(jù)該計(jì)算的累計(jì)值(MFJUD)進(jìn)行失火判定。
本發(fā)明第二方面的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置，其特征在于，在本發(fā)明的第一方面的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置中，所述基準(zhǔn)值(OMGR((k-1)NTDC))是成為失火判定對(duì)象的氣缸的活塞位于壓縮上死點(diǎn)附近時(shí)檢測(cè)出的所述轉(zhuǎn)速參數(shù)。
本發(fā)明第三方面的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置，其特征在于，在本發(fā)明的第一或第二方面的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置中，所述判定單元在曲軸角720/N(N是所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù))度的期間內(nèi)對(duì)所述相對(duì)速度參數(shù)(OMGREF(i)，OMGREFM(i))進(jìn)行累計(jì)。
在此，作為不易受到其它氣缸的燃燒的影響、且包含相關(guān)氣缸(判定對(duì)象氣缸)的燃燒行程中發(fā)生扭矩為最大的曲軸角位置的期間，進(jìn)行所述累計(jì)的720/N度的期間，例如，設(shè)定為從該氣缸的燃燒行程的開(kāi)始上死點(diǎn)(壓縮上死點(diǎn))附近開(kāi)始的720/N度的期間。
本發(fā)明第四方面的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第三方面中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置中，還具有慣性力速度成分計(jì)算單元，其計(jì)算由所述內(nèi)燃機(jī)的可動(dòng)部件的慣性力引起的慣性力轉(zhuǎn)速成分(OMGI)，所述判定單元根據(jù)所述相對(duì)速度參數(shù)(OMGREF(i)，OMGREFM(i))以及慣性力轉(zhuǎn)速成分(OMGI)來(lái)進(jìn)行所述失火判定。
本發(fā)明第五方面的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第三方面中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置中，還具有慣性力速度成分計(jì)算單元，其計(jì)算由所述內(nèi)燃機(jī)的可動(dòng)部件的慣性力引起的慣性力轉(zhuǎn)速成分(OMGIa)，所述判定單元用所述慣性力轉(zhuǎn)速成分(OMGIa)對(duì)所述相對(duì)速度參數(shù)(OMGREF)進(jìn)行修正，從而計(jì)算第1修正相對(duì)速度參數(shù)(OMGREFMa)，通過(guò)將該第1修正相對(duì)速度參數(shù)(OMGREFMa)乘以對(duì)正常燃燒時(shí)的轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行近似的燃燒相關(guān)函數(shù)(FCR)，來(lái)計(jì)算第2修正相對(duì)速度參數(shù)(OMGREFMb)，根據(jù)該第2修正相對(duì)速度參數(shù)的積分值(MFJUDd)來(lái)進(jìn)行所述失火判定。
本發(fā)明第六方面的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置，其特征在于，在本發(fā)明的第五方面所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置中，所述燃燒相關(guān)函數(shù)(FCR)由下式定義(1-2cos(N·θ/2))/2其中，N是所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)，θ是以所述內(nèi)燃機(jī)的特定氣缸的活塞位于上死點(diǎn)位置處的角度為基準(zhǔn)的曲軸角。
本發(fā)明第七方面的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置，其特征在于，在本發(fā)明的第五方面所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置中，所述燃燒相關(guān)函數(shù)(FCR)是將所述內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒狀態(tài)的轉(zhuǎn)速變化波形歸一化成最小值為“0”且最大值為“1”的函數(shù)。
本發(fā)明第八方面的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第四方面中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置中，還具備負(fù)荷扭矩校正單元，其對(duì)所述轉(zhuǎn)速參數(shù)(OMG(i))進(jìn)行校正，以排除因從所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷側(cè)向所述內(nèi)燃機(jī)施加的扭矩而引起的轉(zhuǎn)速變動(dòng)成分，所述基準(zhǔn)值計(jì)算單元和相對(duì)速度參數(shù)計(jì)算單元利用通過(guò)所述負(fù)荷扭矩校正單元進(jìn)行校正后的轉(zhuǎn)速參數(shù)(OMGR(i))，分別進(jìn)行所述基準(zhǔn)值的計(jì)算以及所述相對(duì)速度參數(shù)的計(jì)算。
在此，“從所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷側(cè)向所述內(nèi)燃機(jī)施加的扭矩”具體地是指通過(guò)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛的車輪或輔機(jī)、或者由于內(nèi)燃機(jī)的摩擦而對(duì)內(nèi)燃機(jī)施加的扭矩。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，計(jì)算轉(zhuǎn)速參數(shù)的基準(zhǔn)值，計(jì)算所述基準(zhǔn)值與每隔規(guī)定曲軸角檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速參數(shù)之間的偏差作為相對(duì)速度參數(shù)，根據(jù)對(duì)該相對(duì)速度參數(shù)進(jìn)行累計(jì)而得到的累計(jì)值進(jìn)行失火判定。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定基準(zhǔn)值，相對(duì)速度參數(shù)的累計(jì)值表示燃燒行程中的氣缸的發(fā)生扭矩，因此，根據(jù)該累計(jì)值，可以判定在發(fā)生扭矩為負(fù)值的氣缸中發(fā)生了失火。該判定對(duì)每個(gè)氣缸進(jìn)行，因此不論內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)是多少，都可容易地確定失火發(fā)生氣缸。其結(jié)果，可以通過(guò)比較簡(jiǎn)單的運(yùn)算來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的失火判定、且可進(jìn)行通用性高的失火判定。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，基準(zhǔn)值是作為失火判定對(duì)象的氣缸的活塞位于壓縮上死點(diǎn)附近時(shí)檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速參數(shù)。由此，可根據(jù)對(duì)象氣缸的燃燒行程中轉(zhuǎn)速參數(shù)的推移來(lái)進(jìn)行判定。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，通過(guò)在曲軸角720/N(N是所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù))度的期間內(nèi)對(duì)相對(duì)速度參數(shù)進(jìn)行累計(jì)，而算出累計(jì)值。720/N度相當(dāng)于與燃燒行程的發(fā)生周期相對(duì)應(yīng)的曲軸角期間，通過(guò)在該期間內(nèi)進(jìn)行累計(jì)，能夠?qū)γ總€(gè)氣缸進(jìn)行準(zhǔn)確的失火判定。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，根據(jù)相對(duì)速度參數(shù)以及內(nèi)燃機(jī)的可動(dòng)部件的慣性力引起的慣性力轉(zhuǎn)速成分來(lái)進(jìn)行失火判定。由此，能夠排除內(nèi)燃機(jī)的可動(dòng)部件的慣性力引起的轉(zhuǎn)速成分的影響，進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，用慣性力轉(zhuǎn)速成分對(duì)相對(duì)速度參數(shù)進(jìn)行修正，從而計(jì)算第1修正相對(duì)速度參數(shù)，通過(guò)將該第1修正相對(duì)速度參數(shù)乘以對(duì)正常燃燒時(shí)的轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行近似的燃燒相關(guān)函數(shù)(FCR)來(lái)計(jì)算第2修正相對(duì)速度參數(shù)，根據(jù)該第2修正相對(duì)速度參數(shù)的積分值來(lái)進(jìn)行失火判定。通過(guò)乘以燃燒相關(guān)函數(shù)，可去除包含在所檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速參數(shù)中的干擾的影響，提高失火判定的精度。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，應(yīng)用使用了余弦函數(shù)的上述算式定義的燃燒相關(guān)函數(shù)，可通過(guò)比較簡(jiǎn)單的運(yùn)算進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，而與氣缸數(shù)無(wú)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，作為燃燒相關(guān)函數(shù)應(yīng)用將內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速變化波形歸一化成最小值為“0”且最大值為“1”的函數(shù)，因此可在燃燒相關(guān)函數(shù)中反映內(nèi)燃機(jī)的特性，可進(jìn)行更加適當(dāng)?shù)男Ｕ?br> 根據(jù)本發(fā)明的第八方面，對(duì)轉(zhuǎn)速參數(shù)進(jìn)行校正，以排除因從內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷側(cè)施加的扭矩而引起的轉(zhuǎn)速變動(dòng)成分，利用該校正后的轉(zhuǎn)速參數(shù)，進(jìn)行基準(zhǔn)值的計(jì)算以及相對(duì)速度參數(shù)的計(jì)算，從而能夠排除因施加在內(nèi)燃機(jī)上的負(fù)荷扭矩而引起的轉(zhuǎn)速變動(dòng)成分的影響，進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)及其控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是用于說(shuō)明失火判定的方法的圖。
圖3是表示為了失火判定而計(jì)算的參數(shù)的推移的圖。
圖4是表示為了失火判定而計(jì)算的參數(shù)的推移的圖。
圖5是用于說(shuō)明由發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件工作而引起的慣性力扭矩的計(jì)算方法的圖。
圖6是表示每個(gè)氣缸的慣性力扭矩(TI1)、6氣缸的合成慣性扭矩(TI)以及對(duì)應(yīng)的慣性力轉(zhuǎn)速(ωI)的關(guān)系的波形圖。
圖7是第一實(shí)施方式的失火判定處理的流程圖。
圖8是表示判定結(jié)果的例子的圖。
圖9是第一實(shí)施方式的變形例的失火判定處理的流程圖。
圖10是第二實(shí)施方式的失火判定處理的流程圖。
圖11是第二實(shí)施方式的變形例的失火判定處理的流程圖。
圖12是用于說(shuō)明在曲軸角度位置傳感器輸出中包含的干擾的影響的圖。
圖13是表示燃燒相關(guān)函數(shù)(FCR)的例子的圖。
圖14是表示燃燒相關(guān)函數(shù)(FCR)的另一例子的圖。
圖15是表示失火判定參數(shù)的實(shí)測(cè)值的偏差的的圖。
圖16是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的失火判定處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)及其控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。內(nèi)燃機(jī)(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)1例如具有6個(gè)氣缸，具備進(jìn)氣管2以及排氣管5。在進(jìn)氣管2中設(shè)有節(jié)氣門3。并且在排氣管5中設(shè)有進(jìn)行排氣凈化的催化轉(zhuǎn)換器6。
對(duì)于每個(gè)氣缸設(shè)有燃料噴射閥4，其設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)1和節(jié)氣門3之間且位于進(jìn)氣管2的未圖示的進(jìn)氣門的稍靠上游側(cè)，各噴射閥與未圖示的燃料泵連接，并且與電子控制單元(以下稱為“ECU”)20電連接，通過(guò)來(lái)自ECU 20的控制信號(hào)控制燃料噴射閥4的開(kāi)啟時(shí)間。
在緊靠節(jié)氣門3的下游處設(shè)有檢測(cè)進(jìn)氣管2內(nèi)的壓力的進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓力(PBA)傳感器11，向ECU 20提供其檢測(cè)信號(hào)。
在ECU 20上，連接有檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸(未圖示)的旋轉(zhuǎn)角度的曲軸角度位置傳感器12，向ECU 20提供與曲軸的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的信號(hào)。曲軸角度位置傳感器12由以下的傳感器構(gòu)成氣缸判別傳感器，其在發(fā)動(dòng)機(jī)1的特定的氣缸的規(guī)定曲軸角度位置處輸出脈沖(以下稱為“CYL脈沖”)；TDC傳感器，其關(guān)于各氣缸的吸入行程開(kāi)始時(shí)的上死點(diǎn)(TDC)在規(guī)定曲軸角度前的曲軸角度位置處(在6氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)中為曲軸角每120度)輸出TDC脈沖；以及CRK傳感器，其按照比TDC脈沖短的一定曲軸角周期(例如6度周期)產(chǎn)生1個(gè)脈沖(以下稱為“CRK脈沖”)，向ECU 20提供CYL脈沖、TDC脈沖和CRK脈沖。這些脈沖用于燃料噴射時(shí)期、點(diǎn)火時(shí)期等的各種正時(shí)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度)NE的檢測(cè)。并且，ECU 20根據(jù)CRK脈沖的發(fā)生時(shí)間間隔(以下稱為“時(shí)間參數(shù)”)CRME，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)1的失火的檢測(cè)。
ECU 20由以下部分構(gòu)成輸入電路，其具有對(duì)來(lái)自各種傳感器的輸入信號(hào)波形進(jìn)行整形，把電壓電平修正為規(guī)定的電平，把模擬信號(hào)值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)值等的功能；中央運(yùn)算處理單元(以下稱為“CPU”)；存儲(chǔ)通過(guò)CPU執(zhí)行的各種運(yùn)算程序和運(yùn)算結(jié)果等的存儲(chǔ)電路；以及向燃料噴射閥4等提供控制信號(hào)的輸出電路等。ECU 20的CPU執(zhí)行以下說(shuō)明的失火檢測(cè)。
接著對(duì)本實(shí)施方式的失火檢測(cè)的方法詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
圖2(a)是表示以在發(fā)動(dòng)機(jī)1的各氣缸的活塞壓縮上死點(diǎn)附近時(shí)檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速(以下稱為“基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速”)為基準(zhǔn)的相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF的推移的時(shí)序圖。壓縮上死點(diǎn)被定義為各氣缸的燃燒行程開(kāi)始的上死點(diǎn)。另外，在以下的說(shuō)明中，“各氣缸的壓縮上死點(diǎn)”或“各氣缸的壓縮上死點(diǎn)附近”是指“各氣缸的活塞處于壓縮上死點(diǎn)的時(shí)候”或者“各氣缸的活塞處于壓縮上死點(diǎn)附近的時(shí)候”。通過(guò)從每隔6度的曲軸角度檢測(cè)的轉(zhuǎn)速(根據(jù)時(shí)間參數(shù)CRME計(jì)算)中減去基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF。圖2(a)中的#1～#6是為了按照點(diǎn)火的順序?qū)?個(gè)氣缸進(jìn)行識(shí)別而添加的氣缸識(shí)別編號(hào)(與后述的氣缸編號(hào)不同)。在壓縮上死點(diǎn)后的燃燒行程中，若點(diǎn)火正常進(jìn)行，則相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF為正值，若發(fā)生失火則為負(fù)值。即，在圖2(a)中所示的例子中，#1～#3、#5和#6氣缸進(jìn)行正常燃燒，而在#4氣缸中發(fā)生了失火。因此，如圖2(b)的棒狀圖(未加陰影線的右側(cè)的棒狀圖)所示，通過(guò)在1個(gè)TDC期間(與燃燒行程相對(duì)應(yīng)的曲軸角度120度的期間)內(nèi)累計(jì)每隔曲軸角6度計(jì)算的相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF而得到的累計(jì)值在發(fā)生失火的#4氣缸中為負(fù)值，在進(jìn)行正常燃燒的氣缸中為正值。由此，可判定失火氣缸。并且，通過(guò)上述運(yùn)算而得到的累計(jì)值成為表示在各氣缸中發(fā)生的扭矩的參數(shù)。
圖2(b)中所示的加陰影線的棒狀圖表示在1個(gè)TDC期間內(nèi)對(duì)以壓縮上死點(diǎn)附近檢測(cè)到的時(shí)間參數(shù)(以下稱為“基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)”)為基準(zhǔn)的相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF進(jìn)行累計(jì)而得到的累計(jì)值。通過(guò)從基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)中減去每隔曲軸角6度檢測(cè)的時(shí)間參數(shù)來(lái)計(jì)算相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF。即，若通過(guò)燃燒發(fā)生扭矩，則相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF為正值，若因失火不發(fā)生扭矩則為負(fù)值。由此，與相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF的累計(jì)值同樣，相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF的累計(jì)值在發(fā)生失火的#4氣缸為負(fù)值，在進(jìn)行正常燃燒的氣缸中為正值。由此，不將時(shí)間參數(shù)CRME轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速OMG而直接使用，同樣可進(jìn)行失火氣缸的判定。
圖3和圖4是用于更加詳細(xì)地說(shuō)明上述失火判定方法的時(shí)序圖。圖3和圖4表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE正在上升的狀態(tài)。圖3(a)表示時(shí)間參數(shù)CRME的推移，圖3(b)表示由時(shí)間參數(shù)CRME計(jì)算的轉(zhuǎn)速OMG的推移。圖3(c)表示通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速OMG實(shí)施720度濾波處理而計(jì)算的濾波處理后轉(zhuǎn)速OMGR的推移。720度濾波處理是消除1周期的期間中的線性變化成分，提取比較短周期的變動(dòng)的處理(該處理的細(xì)節(jié)后述)。720度濾波處理是為了除去由從發(fā)動(dòng)機(jī)1的負(fù)荷側(cè)向發(fā)動(dòng)機(jī)1施加的扭矩(通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)的車輛的輪胎或輔機(jī)施加的扭矩，或者由于發(fā)動(dòng)機(jī)1的滑動(dòng)部件的摩擦引起的扭矩)引起的旋轉(zhuǎn)變動(dòng)成分而進(jìn)行的處理。
圖4(a)表示在各氣缸的壓縮上死點(diǎn)附近，以與基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的計(jì)算相同的定時(shí)而計(jì)算的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI的推移。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件(活塞和連桿)的質(zhì)量、連桿的長(zhǎng)度、曲軸半徑、以及曲軸帶輪、變矩器、鎖止離合器等的發(fā)動(dòng)機(jī)1的負(fù)荷側(cè)的旋轉(zhuǎn)部件的慣性矩而計(jì)算出慣性力轉(zhuǎn)速OMGI。
圖4(b)表示通過(guò)對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF加上慣性力轉(zhuǎn)速OMGI而計(jì)算的修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM(＝OMGREF+OMGI)的推移，圖4(c)表示通過(guò)在1個(gè)TDC期間中對(duì)修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM進(jìn)行累計(jì)而計(jì)算的累計(jì)值、即判定參數(shù)MFJUD的推移。在該例中，判定參數(shù)MFJUD在曲軸角120度～240度的范圍內(nèi)為負(fù)值，判定為在#2氣缸發(fā)生了失火。
接著，說(shuō)明慣性力轉(zhuǎn)速OMGI的計(jì)算方法。若如圖5所示設(shè)連桿長(zhǎng)為L(zhǎng)、曲軸半徑為R、偏置為e、曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度為ω、活塞和連桿的合計(jì)質(zhì)量為m，角度θ和φ按照?qǐng)D示定義，則由1個(gè)氣缸中產(chǎn)生的慣性力引起的扭矩(以下稱為“單一氣缸慣性扭矩”)TI1可以用下式(1)表示。其中，以下所示算式中的角度的單位設(shè)為使用弧度[rad]。
TI1=-mR2ω2(cosθ+esinθ/L+Rcos2θ/L)·cos{π2-(φ+θ)}/cosφ...(1)]]>圖6(a)是把根據(jù)式(1)計(jì)算的單一氣缸慣性扭矩TI1作為曲軸角度θ的函數(shù)而用曲線表示的圖。把單一氣缸慣性扭矩TI1的相位每隔120度偏移而將6個(gè)氣缸的部分相加得到的合成慣性扭矩TI如圖6(b)所示那樣推移，能夠以下式(2)來(lái)進(jìn)行近似。
TI＝-Asin3θ(2)其中，A是與旋轉(zhuǎn)角速度ω[rad/s]的平方成正比的系數(shù)。
另一方面，設(shè)曲軸帶輪、變矩器等的旋轉(zhuǎn)部件的慣性矩為I，則合成慣性扭矩TI由下式(3)得到(參照?qǐng)D6(c))。
TI＝I×(dω/dt) (3)從式(2)和式(3)得到下式(4)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)角速度ω進(jìn)行求解，則與合成扭矩TI對(duì)應(yīng)的慣性力轉(zhuǎn)速ωI由下式(5)表示。
-Asin3θ＝I×(dω/dt)(4)ωI＝(Acos3θ×dt/dθ)/3I(5)由此，可以把式(5)的θ設(shè)為“0”，通過(guò)式(6)來(lái)計(jì)算壓縮上死點(diǎn)處的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI。
OMGI＝(A/3I)(1/OMG) (6)系數(shù)A與轉(zhuǎn)速OMG的平方成正比，因此把比例常數(shù)設(shè)為K，則式(6)可以變形為式(7)。
OMGI＝K·OMG/3I (7)圖6(b)表示合成慣性扭矩TI的推移，圖6(c)表示對(duì)應(yīng)的慣性力轉(zhuǎn)速ωI的推移。這樣，在壓縮上死點(diǎn)(θ＝0，120，240，...)處的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI變?yōu)樽畲笾?，因此通過(guò)對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF加上慣性力轉(zhuǎn)速OMGI(等價(jià)于從基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速中減去慣性力轉(zhuǎn)速OMGI)，可以得到排除了慣性力轉(zhuǎn)速ωI的影響的修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM。此外，通過(guò)在1個(gè)TDC周期(120度)內(nèi)對(duì)修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM進(jìn)行累計(jì)而消除了圖6(c)中示出的慣性力轉(zhuǎn)速ωI的周期變動(dòng)成分。
圖7是失火判定處理的流程圖，利用ECU 20的CPU來(lái)與TDC脈沖發(fā)生同步地執(zhí)行該處理。其中，對(duì)于每隔曲軸角6度產(chǎn)生的CRK脈沖的發(fā)生時(shí)間間隔、即時(shí)間參數(shù)CRME(i)，在存儲(chǔ)電路內(nèi)的緩沖存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了曲軸角720度那么多的數(shù)據(jù)(i＝0～ND-1，數(shù)據(jù)量ND為120)。并且，設(shè)點(diǎn)火順序的氣缸識(shí)別編號(hào)為k(＝1～6)、1個(gè)TDC期間內(nèi)的數(shù)據(jù)量為NTDC(在本實(shí)施方式中為NTDC＝20)，則通過(guò)執(zhí)行1次本處理，進(jìn)行參數(shù)i從(k-1)NTDC到(kNTDC-1)的運(yùn)算。例如，在當(dāng)前次的處理進(jìn)行與第1個(gè)氣缸(k＝1)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算時(shí)，參數(shù)i取從0至(NTDC-1)的值，在當(dāng)前次的處理進(jìn)行與第5個(gè)氣缸(k＝5)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算時(shí)，參數(shù)i取從4NTDC至(5NTDC-1)的值。
在步驟S11中，通過(guò)下式(8)，把時(shí)間參數(shù)CRME(i)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速OMG(i)[rad/s]。
OMG(i)＝Dθ/CRME(i) (8)其中，Dθ為計(jì)測(cè)時(shí)間參數(shù)CRME的角度間隔4π/ND，在本實(shí)施方式中，為π/30[rad]。
在步驟S12中，通過(guò)下式(9)，執(zhí)行720度濾波處理，計(jì)算濾波處理后的轉(zhuǎn)速OMGR(i)。
OMGR(i)＝OMG(i)-(OMG(ND)-OMG(0))×Dθ×i/4π(9)在步驟S13中，通過(guò)下式(10)，計(jì)算相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF。
OMGREF(i)＝OMGR(i)-OMGR((k-1)NTDC) (10)其中，OMGR((k-1)NTDC)為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于判定對(duì)象氣缸的壓縮上死點(diǎn)處的濾波處理后轉(zhuǎn)速。
在步驟S14中，通過(guò)下式(11)，計(jì)算慣性力轉(zhuǎn)速OMGI(k)。
OMGI(k)＝K·OMG((k-1)NTDC)/3I (11)最好根據(jù)此時(shí)自動(dòng)變速器的鎖止離合器是否接合，變更慣性矩I的值。由此，不論鎖止離合器的接合/非接合均可進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。
在步驟S15中，通過(guò)下式(12)，計(jì)算修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM(i)。
OMGREFM(i)＝OMGREF(i)+OMGI(k) (12)在步驟S16中，通過(guò)下式(13)，作為修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM的累計(jì)值計(jì)算出判定參數(shù)MFJUD(k)。
MFJUD(k)=Σi=(k-1)NTDCkNTDC-1OMGREFM(i)...(13)]]>在步驟S17中，判別判定參數(shù)MFJUD(k)是否比“0”小，當(dāng)其答案為否定(NO)時(shí)，判定為進(jìn)行了正常燃燒，把失火標(biāo)志FMF(k)設(shè)定為“0”(步驟S18)。另一方面，當(dāng)MFJUD(k)＜0時(shí)，判定為在#k氣缸發(fā)生了失火，把失火標(biāo)志FMF(k)設(shè)定為“1”(步驟S19)。
在步驟S20中，判定氣缸識(shí)別編號(hào)k是否等于氣缸數(shù)N，當(dāng)其答案為否定(NO)時(shí)，對(duì)氣缸識(shí)別編號(hào)k加“1”(步驟S22)。此外，當(dāng)k＝N時(shí)，使氣缸識(shí)別編號(hào)k返回“1”(步驟S21)。
通過(guò)圖7的處理，對(duì)每個(gè)氣缸進(jìn)行失火判定。
圖8是表示在各種各樣的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，使失火發(fā)生模式變化而計(jì)算判定參數(shù)MFJUD的結(jié)果的圖。圖8(a)表示在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行正常燃燒的例子的計(jì)算數(shù)據(jù)；圖8(b)表示在低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行正常燃燒的例子的計(jì)算數(shù)據(jù)。在全部的氣缸中得到正值。
圖8(c)表示在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在1號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子；圖8(d)表示在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在1號(hào)氣缸和5號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子；圖8(e)表示在低轉(zhuǎn)速部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在5號(hào)氣缸和6號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子。在這些例子中都是與失火的氣缸對(duì)應(yīng)的判定參數(shù)MFJUD的值變?yōu)樨?fù)值，能夠可靠地判定失火。
圖8(f)表示在高轉(zhuǎn)速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在1號(hào)氣缸和5號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子；圖8(g)表示在高轉(zhuǎn)速滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在5號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子；圖8(h)表示在高轉(zhuǎn)速部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在3號(hào)氣缸和4號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子。圖8(i)表示在高轉(zhuǎn)速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在5號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子；圖8(j)表示在中間轉(zhuǎn)速部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下在1號(hào)氣缸、3號(hào)氣缸和4號(hào)氣缸中發(fā)生了失火的例子。在這些例子中都是與失火的氣缸對(duì)應(yīng)的判定參數(shù)MFJUD的值變?yōu)樨?fù)值，能夠可靠地判定失火。
根據(jù)以上的本實(shí)施方式，通過(guò)對(duì)以各氣缸的壓縮上死點(diǎn)處的轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行1個(gè)TDC期間的累計(jì)，來(lái)計(jì)算表示處于燃燒行程中的氣缸的發(fā)生扭矩的判定參數(shù)MFJUD，根據(jù)該判定參數(shù)MFJUD進(jìn)行失火判定。而且，在該判定參數(shù)MFJUD的計(jì)算中，無(wú)需進(jìn)行與應(yīng)該檢測(cè)的失火模式對(duì)應(yīng)的多個(gè)濾波處理。因此，能夠以比較簡(jiǎn)單的運(yùn)算來(lái)對(duì)每個(gè)氣缸進(jìn)行準(zhǔn)確的失火判定。
更加具體地說(shuō)，作為在失火判定對(duì)象氣缸的的壓縮上死點(diǎn)附近檢測(cè)到的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速OMGR((k-1)NTDC)和每隔曲軸角6度計(jì)算的轉(zhuǎn)速OMGR之間的偏差，計(jì)算出相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF，通過(guò)對(duì)其加上慣性力轉(zhuǎn)速OMGI，計(jì)算修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM。通過(guò)加上慣性力轉(zhuǎn)速OMGI，對(duì)因慣性力轉(zhuǎn)速引起的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速OMGR((k-1)NTDC)的偏差進(jìn)行了校正，能夠排除慣性力轉(zhuǎn)速的影響而進(jìn)行準(zhǔn)確的失火判定。
這里，可以根據(jù)由部件的尺寸和質(zhì)量等的設(shè)計(jì)明確地決定的數(shù)據(jù)計(jì)算出由慣性力引起的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI，因此可大幅減少判定閾值的設(shè)定等所需的工時(shí)。
并且，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速OMG實(shí)施720度濾波處理，計(jì)算出濾波處理后轉(zhuǎn)速OMGR，使用濾波處理后轉(zhuǎn)速OMGR計(jì)算出相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF、修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM和判定參數(shù)MFJUD。通過(guò)720度濾波處理，能夠排除從發(fā)動(dòng)機(jī)1的負(fù)荷側(cè)施加的扭矩、例如由通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)的車輛的車輪或輔機(jī)施加的扭矩，或者由于發(fā)動(dòng)機(jī)1的滑動(dòng)部件的摩擦而產(chǎn)生的扭矩所引起的轉(zhuǎn)速變動(dòng)成分，進(jìn)行準(zhǔn)確的判定。
在本實(shí)施方式中，曲軸角度位置傳感器12和ECU 20構(gòu)成轉(zhuǎn)速參數(shù)檢測(cè)單元，ECU 20構(gòu)成基準(zhǔn)值計(jì)算單元、相對(duì)速度參數(shù)計(jì)算單元、判定單元、慣性力速度成分計(jì)算單元、以及負(fù)荷扭矩修正單元。更加具體地說(shuō)，圖7的步驟S11相當(dāng)于轉(zhuǎn)速參數(shù)檢測(cè)單元的一部分，步驟S13相當(dāng)于基準(zhǔn)值計(jì)算單元和相對(duì)轉(zhuǎn)速參數(shù)計(jì)算單元，步驟S15～S19相當(dāng)于判定單元，步驟S14相當(dāng)于慣性力速度成分計(jì)算單元，步驟S12相當(dāng)于負(fù)荷扭矩校正單元。
圖9表示圖7所示的流程圖的變形例。圖9所示的處理是把圖7所示處理的步驟S16和S17變更為步驟S16a、S16b以及S17a后的處理。
在步驟S16a中，通過(guò)下式(13a)，作為相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF(i)的累計(jì)值而計(jì)算出判定參數(shù)MFJUDa(k)。
MFJUDa(k)=Σi=(k-1)NTDCkNTDC-1OMGREF(i)...(13a)]]>在步驟S16b中，通過(guò)下式(14)，計(jì)算判定閾值MFTH(k)。
MFTH(k)＝-NTDC×OMGI(k)(14)在步驟S17a中，判別判定參數(shù)MFJUDa(k)是否比判定閾值MFTH(k)小，當(dāng)其答案為否定(NO)時(shí)，判定為正常燃燒并進(jìn)入步驟S18。另一方面，當(dāng)MFJUDa(k)＜MFTH(k)時(shí)，判定為在#k氣缸發(fā)生了失火，并進(jìn)入步驟S19。
在該變形例中，判定閾值MFTH(k)相當(dāng)于慣性力轉(zhuǎn)速OMGI的累計(jì)值。即，代替對(duì)修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM進(jìn)行累計(jì)，通過(guò)對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF進(jìn)行累計(jì)，來(lái)計(jì)算判定參數(shù)MFJUDa(k)，通過(guò)把慣性力轉(zhuǎn)速OMGI的累計(jì)值作為判定閾值MFTH(k)，可進(jìn)行與上述實(shí)施方式相同的判定。
在本變形例中，圖9的步驟S16a、S16b、S17a、S18以及S19相當(dāng)于判定單元。
在上述的實(shí)施方式中，把時(shí)間參數(shù)CRME轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速OMG，使用轉(zhuǎn)速OMG作為速度參數(shù)來(lái)進(jìn)行失火判定，但在本實(shí)施方式中，使用時(shí)間參數(shù)CRME作為速度參數(shù)來(lái)進(jìn)行失火判定。并且，除下面說(shuō)明的點(diǎn)以外，均與第1實(shí)施方式相同。
圖10是把時(shí)間參數(shù)CRME用作為速度參數(shù)的失火判定處理的流程圖。
在步驟S32中，通過(guò)下式(21)，執(zhí)行720度濾波處理，計(jì)算濾波處理后時(shí)間參數(shù)CRMER(i)。
CRMER(i)＝CRME(i)-(CRME(0)-CRME(ND))×Dθ×i/4π(21)在步驟S33中，通過(guò)下式(22)，計(jì)算相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF(i)。
CRMEREF(i)＝CRMER((k-1)NTDC)-CRMER(i)(22)其中，CRMER((k-1)NTDC)為基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)，相當(dāng)于判定對(duì)象的氣缸的壓縮上死點(diǎn)處的濾波處理后時(shí)間參數(shù)。
在步驟S34中，通過(guò)下式(23)，計(jì)算慣性力時(shí)間參數(shù)CRMEI(k)。
CRMEI(k)＝3I·CRME((k-1)NTDC)/K (23)在步驟S35中，通過(guò)下式(24)，計(jì)算修正相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREFM(i)。
CRMEREFM(i)＝CRMEREF(i)-CRMEI(k) (24)在步驟S36中，通過(guò)下式(25)，計(jì)算判定參數(shù)MFJUDb(k)，作為修正相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREFM的累計(jì)值。
MFJUDb(k)=Σi=(k-1)NTDCkNTDC-1CRMEREFM(i)...(25)]]>
在步驟S37中，判別判定參數(shù)MFJUDb(k)是否比“0”小，當(dāng)其答案為否定(NO)時(shí)，判定為進(jìn)行了正常燃燒，把失火標(biāo)志FMF(k)設(shè)定為“0”(步驟S38)。另一方面，當(dāng)MFJUDb(k)＜0時(shí)，判定為在#k氣缸發(fā)生了失火，把失火標(biāo)志FMF(k)設(shè)定為“1”(步驟S39)。
在步驟S40中，判定氣缸識(shí)別編號(hào)k是否等于氣缸數(shù)N，當(dāng)其答案為否定(NO)時(shí)，對(duì)氣缸識(shí)別編號(hào)k加“1”(步驟S42)。此外，當(dāng)k＝N時(shí)，使氣缸識(shí)別編號(hào)k返回“1”(步驟S41)。
如參照?qǐng)D2(b)說(shuō)明的那樣，相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF的累計(jì)值取決于失火的有無(wú)，與相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF的累計(jì)值同樣地變化，因此能夠與第1實(shí)施方式同樣地對(duì)每個(gè)氣缸準(zhǔn)確地進(jìn)行失火判定。
在本實(shí)施方式中，圖10的步驟S33相當(dāng)于基準(zhǔn)值計(jì)算單元和相對(duì)速度參數(shù)計(jì)算單元，步驟S36～S39相當(dāng)于判定單元，步驟S34和S35相當(dāng)于慣性力速度成分計(jì)算單元，步驟S32相當(dāng)于負(fù)荷扭矩校正單元。
圖11表示圖10所示的流程圖的變形例。在圖11中所示的處理是把圖10所示處理的步驟S36和S37變更為步驟S36a、S36b以及S37a后的處理。
在步驟S36a中，通過(guò)下式(25a)，作為相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF(i)的累計(jì)值而計(jì)算出判定參數(shù)MFJUDc(k)。
MFJUDc(k)=Σi=(k-1)NTDCkNTDC-1CRMEREF(i)...(25a)]]>在步驟S36b中，通過(guò)下式(26)，計(jì)算判定閾值MFTHa(k)。
MFTHa(k)＝NTDC×CRMEI(k)(26)在步驟S37a中，判別判定參數(shù)MFJUDc(k)是否比判定閾值MFTHa(k)小，當(dāng)其答案為否定(NO)時(shí)，判定為正常燃燒并進(jìn)入步驟S38。另一方面，當(dāng)MFJUDc(k)＜MFTHa(k)時(shí)，判定為在#k氣缸發(fā)生了失火，并進(jìn)入步驟S39。
在該變形例中，判定閾值MFTHa(k)相當(dāng)于慣性力時(shí)間參數(shù)CRMEI的累計(jì)值。即，代替對(duì)修正相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREFM進(jìn)行累計(jì)，通過(guò)對(duì)相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF進(jìn)行累計(jì)，來(lái)計(jì)算判定參數(shù)MFJUDc(k)，通過(guò)把慣性力時(shí)間參數(shù)CRMEI的累計(jì)值作為判定閾值MFTHa(k)，可進(jìn)行與上述第2實(shí)施方式相同的判定。
在本變形例中，圖11的步驟S36a、S36b、S37a、S38以及S39相當(dāng)于判定單元。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，可進(jìn)行各種的變形。例如，在上述實(shí)施方式中，把時(shí)間參數(shù)CRME(i)應(yīng)用于式(8)，計(jì)算轉(zhuǎn)速OMG，但為了在高轉(zhuǎn)速時(shí)不降低計(jì)算精度，優(yōu)選使用通過(guò)下式(31)計(jì)算的5個(gè)時(shí)間參數(shù)CRME的累計(jì)值CRME30(i)來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速OMG。
CRME30(i)=Σj=04CRME(i+j)...(31)]]>在該情況下，轉(zhuǎn)速OMG(i)通過(guò)下式(8a)計(jì)算。但是，因?yàn)檗D(zhuǎn)速的計(jì)算相位有偏移，因此進(jìn)行相應(yīng)的相位校正。
OMG(i)＝5Dθ/CRME30(i)(8a)并且，在上述實(shí)施方式中，對(duì)于作為相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF(相對(duì)時(shí)間參數(shù)CRMEREF)的計(jì)算基準(zhǔn)的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速(基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù))，使用了各氣缸的壓縮上死點(diǎn)處的轉(zhuǎn)速(時(shí)間參數(shù))，但采樣定時(shí)無(wú)需與壓縮上死點(diǎn)準(zhǔn)確地一致，只要在壓縮上死點(diǎn)的附近(例如±7.5度的范圍內(nèi))即可。在此，7.5度與轉(zhuǎn)速參數(shù)的采樣周期為15度的情況對(duì)應(yīng)，一般地，如果設(shè)采樣周期為θSPL，則可以使用在±θSPL/2的范圍內(nèi)采樣的轉(zhuǎn)速參數(shù)。
并且720度濾波處理可以取代上述式(9)的處理而通過(guò)下式(9a)來(lái)進(jìn)行。下式(9a)是使用曲軸角720度的期間的轉(zhuǎn)速OMG的移動(dòng)平均值OMGAVE(m)來(lái)消除線性變化成分的處理。其中，m是與曲軸角720度的周期對(duì)應(yīng)的離散化時(shí)刻。
OMGR(i)＝OMG(i)-(OMGAVE(m)-OMGAVE(m-1))×Dθ×i/4π(9a)[第三實(shí)施方式]本實(shí)施方式對(duì)第一實(shí)施方式的修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM的計(jì)算方法進(jìn)行變更，以排除因曲軸的扭轉(zhuǎn)和曲軸角度位置傳感器的時(shí)間參數(shù)CRME的檢測(cè)誤差引起的干擾的影響。
圖12(a)表示修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的例子，在該圖中用虛線圍起的部分是受到上述干擾影響的部分。當(dāng)存在這樣的干擾的影響時(shí)，產(chǎn)生失火的誤判定的可能性變高。因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMDREFM乘以燃燒相關(guān)函數(shù)FCR，來(lái)排除上述干擾的影響，該燃燒相關(guān)函數(shù)FCR是對(duì)進(jìn)行正常燃燒且不存在對(duì)曲軸角度位置傳感器的檢測(cè)值帶來(lái)影響的干擾的情況下的轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行近似的函數(shù)。圖12(b)表示通過(guò)對(duì)圖12(a)中所示的修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM乘以燃燒相關(guān)函數(shù)FCR而計(jì)算出的修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMb，改善了圖12(a)中所示的用虛線圍起部分的波形。
使用圖13中所示的函數(shù)，即由下式(41)定義的函數(shù)作為燃燒相關(guān)函數(shù)FCR。其中，N是氣缸數(shù)、θ是以特定氣缸的活塞位于上死點(diǎn)的角度為基準(zhǔn)的曲軸角(參照?qǐng)D5)。此外，圖13表示與本實(shí)施方式的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的燃燒相關(guān)函數(shù)FCR。
FCR＝{1-2cos(N·θ/2)}/2(41)此外，也可例如在發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)后的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，計(jì)測(cè)正常燃燒時(shí)的各氣缸的缸內(nèi)壓力，通過(guò)對(duì)計(jì)測(cè)出的每個(gè)氣缸的缸內(nèi)壓力進(jìn)行相加，計(jì)算合成的缸內(nèi)壓力變化，通過(guò)將該合成缸內(nèi)壓力變化換算為轉(zhuǎn)速的變化，來(lái)求出燃燒相關(guān)函數(shù)FCR。圖14是表示這樣求出的燃燒相關(guān)函數(shù)FCR的圖。圖14中所示的燃燒相關(guān)函數(shù)是將正常燃燒狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速變化波形歸一化成最小值為“0”且最大值為“1”的函數(shù)。
圖15(a)表示不進(jìn)行通過(guò)燃燒相關(guān)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的相對(duì)轉(zhuǎn)速校正時(shí)的判定參數(shù)MFJUD的偏差范圍(平均值(黑圓點(diǎn))±3σ)的例子，圖15(b)表示本實(shí)施方式的判定參數(shù)MFJUDd的偏差范圍的例子。從這些圖可以明了，通過(guò)進(jìn)行使用了燃燒相關(guān)函數(shù)FCR的校正，可提高判定參數(shù)MFJUDd的計(jì)算精度，減小偏差范圍(在圖示例子中約減小40％)。其結(jié)果，可提高失火判定的精度。
圖16是本實(shí)施方式的失火判定處理的流程圖。步驟S51～S53與圖7的步驟S11～S13相同，步驟S59～S63與圖7的步驟S18～S22相同。
在步驟S54中，在下式(42)中應(yīng)用通過(guò)式(11)計(jì)算出的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI(k)，計(jì)算出慣性力轉(zhuǎn)速OMGIa(i)。在第1實(shí)施方式中，將壓縮上死點(diǎn)處的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI(k)直接應(yīng)用于式(12)，計(jì)算出修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM(i)，但在本實(shí)施方式中，計(jì)算各個(gè)采樣定時(shí)的慣性力轉(zhuǎn)速OMGIa(i)，進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF的修正。在式(42)中，應(yīng)用3個(gè)TDC期間前的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI(k-3)的理由在于，在上述的720度濾波處理中使用中間值的運(yùn)算精度高。此外，參數(shù)k是氣缸識(shí)別編號(hào)，k＝0、-1、-2分別與k＝N(＝6)、N-1(＝5)、N-2(＝4)相對(duì)應(yīng)。
OMGIa(i)＝OMGI(k-3)×{cos(N·Dθ·i/2)-1}(42)在步驟S55中，應(yīng)用通過(guò)下式(43)在步驟S54中計(jì)算出的慣性力轉(zhuǎn)速OMGIa(i)，來(lái)計(jì)算第1修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMa(i)。
OMGREFMa(i)＝OMGREF(i)-OMGIa(i) (43)在步驟S56中，在下式(45)中應(yīng)用在步驟S55中計(jì)算出的第1修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMa(i)，以及通過(guò)下式(44)計(jì)算出的燃燒相關(guān)函數(shù)FCR(i)，來(lái)計(jì)算第2修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMb(i)。式(44)是將式(41)的θ置換為(Dθ·i)的式子。
FCR(i)＝{1-2cos(N·Dθ·i/2)}/2 (44)OMGREFMb(i)＝OMGREFMa(i)×FCR(i)(45)在步驟S57中，通過(guò)下式(46)計(jì)算判定參數(shù)MFJUDd(k)。
MFJUDd(k)=Σi=(k-1)NTDCkNTDC-1OMGREFMb(i)...(46)]]>在步驟S58中，判別判定參數(shù)MFJUDd(k)是否為負(fù)值，當(dāng)該回答為肯定(“是”)時(shí)，判定為發(fā)生了失火，進(jìn)入步驟S60。另一方面，當(dāng)MFJUDd(k)≥0時(shí)，進(jìn)入步驟S59。
以上這樣在本實(shí)施方式中，通過(guò)從相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF(i)中減去慣性力轉(zhuǎn)速OMGIa(i)，來(lái)計(jì)算第1修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMa，進(jìn)而通過(guò)將第1修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMa乘以燃燒相關(guān)函數(shù)FCR，來(lái)計(jì)算第2修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMb，通過(guò)對(duì)第2修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFMb進(jìn)行積分，來(lái)計(jì)算判定參數(shù)MFJUDd，因此，可排除對(duì)曲軸角度位置傳感器12的檢測(cè)值帶來(lái)影響的干擾的影響，提高失火判定的精度。
通過(guò)使用式(44)所示的燃燒相關(guān)函數(shù)FCR(i)，無(wú)需用于設(shè)定燃燒相關(guān)函數(shù)值計(jì)算用的表的實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)比較簡(jiǎn)單的運(yùn)算來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，而與氣缸數(shù)量無(wú)關(guān)。
在本實(shí)施方式中，圖16的步驟S51相當(dāng)于轉(zhuǎn)速參數(shù)檢測(cè)單元的一部分，步驟S53相當(dāng)于基準(zhǔn)值計(jì)算單元及相對(duì)速度參數(shù)計(jì)算單元，步驟S55～S60相當(dāng)于判定單元，步驟S54相當(dāng)于慣性力速度成分計(jì)算單元，步驟S52相當(dāng)于負(fù)荷扭矩校正單元。
在使用基于圖14中示出的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的燃燒相關(guān)函數(shù)的情況下，預(yù)先在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)根據(jù)參數(shù)i來(lái)檢索圖14中所示的1個(gè)周期的函數(shù)值FCR(i)的FCR表，在步驟S56中，替代基于式(44)的運(yùn)算，進(jìn)行FCR表檢索。通過(guò)使用基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的燃燒相關(guān)函數(shù)，可在燃燒相關(guān)函數(shù)中反映內(nèi)燃機(jī)的特性，可進(jìn)行更加適當(dāng)?shù)男Ｕ?br> 此外，式(44)的運(yùn)算也可以通過(guò)預(yù)先在存儲(chǔ)器中作為表存儲(chǔ)余弦函數(shù)，檢索該余弦函數(shù)表來(lái)計(jì)算燃燒相關(guān)函數(shù)值FCR(i)。
此外，式(42)的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI(k-3)也可替換為當(dāng)前次值OMGI(k)。
此外，使用燃燒相關(guān)函數(shù)FCR的校正也可適用于所述第二實(shí)施方式。
并且，在上述的實(shí)施方式中，示出了對(duì)6氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用本發(fā)明的例子，但本發(fā)明不論氣缸數(shù)量多少均可適用。并且，本發(fā)明也可適用于在燃燒室內(nèi)直接噴射燃料的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的失火判定。并且，本發(fā)明也可適用于把曲軸設(shè)為垂直方向的船外機(jī)等的船舶推進(jìn)用發(fā)動(dòng)機(jī)等的失火判定。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，該內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置具有檢測(cè)與內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速參數(shù)的轉(zhuǎn)速參數(shù)檢測(cè)單元，根據(jù)所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速參數(shù)來(lái)檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的失火，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置具有基準(zhǔn)值計(jì)算單元，其計(jì)算所述轉(zhuǎn)速參數(shù)的基準(zhǔn)值；相對(duì)速度參數(shù)計(jì)算單元，其計(jì)算所述基準(zhǔn)值與每隔規(guī)定曲軸角檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速參數(shù)之間的偏差作為相對(duì)速度參數(shù)；以及判定單元，其計(jì)算所述相對(duì)速度參數(shù)的累計(jì)值，根據(jù)該計(jì)算的累計(jì)值進(jìn)行失火判定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)值是成為失火判定對(duì)象的氣缸的活塞位于壓縮上死點(diǎn)附近時(shí)檢測(cè)出的所述轉(zhuǎn)速參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，其特征在于，所述判定單元在曲軸角720/N度的期間內(nèi)對(duì)所述相對(duì)速度參數(shù)進(jìn)行累計(jì)，其中，N是所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置還具有慣性力速度成分計(jì)算單元，其計(jì)算由所述內(nèi)燃機(jī)的可動(dòng)部件的慣性力引起的慣性力轉(zhuǎn)速成分，所述判定單元根據(jù)所述相對(duì)速度參數(shù)以及慣性力轉(zhuǎn)速成分來(lái)進(jìn)行所述失火判定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置還具有慣性力速度成分計(jì)算單元，其計(jì)算由所述內(nèi)燃機(jī)的可動(dòng)部件的慣性力引起的慣性力轉(zhuǎn)速成分，所述判定單元用所述慣性力轉(zhuǎn)速成分來(lái)修正所述相對(duì)速度參數(shù)，從而計(jì)算第1修正相對(duì)速度參數(shù)，通過(guò)將該第1修正相對(duì)速度參數(shù)乘以對(duì)正常燃燒時(shí)的轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行近似的燃燒相關(guān)函數(shù)，來(lái)計(jì)算第2修正相對(duì)速度參數(shù)，根據(jù)該第2修正相對(duì)速度參數(shù)的積分值來(lái)進(jìn)行所述失火判定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，其特征在于，所述燃燒相關(guān)函數(shù)由下式定義(1-2cos(N·θ/2))/2其中，N是所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)，θ是以所述內(nèi)燃機(jī)的特定氣缸的活塞位于上死點(diǎn)位置的角度為基準(zhǔn)的曲軸角。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，其特征在于，所述燃燒相關(guān)函數(shù)是將所述內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速變化波形歸一化成最小值為“0”且最大值為“1”的函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的失火檢測(cè)裝置還具有負(fù)荷扭矩校正單元，其對(duì)所述轉(zhuǎn)速參數(shù)進(jìn)行校正，以排除因從所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷側(cè)向所述內(nèi)燃機(jī)施加的扭矩而引起的轉(zhuǎn)速變動(dòng)成分，所述基準(zhǔn)值計(jì)算單元和相對(duì)速度參數(shù)計(jì)算單元利用通過(guò)所述負(fù)荷扭矩校正單元進(jìn)行校正后的轉(zhuǎn)速參數(shù)，分別進(jìn)行所述基準(zhǔn)值的計(jì)算以及所述相對(duì)速度參數(shù)的計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種可以通過(guò)比較簡(jiǎn)單的運(yùn)算對(duì)每個(gè)氣缸進(jìn)行準(zhǔn)確的失火判定、且通用性高的內(nèi)燃機(jī)失火檢測(cè)裝置。作為解決手段，計(jì)算在各氣缸的壓縮上死點(diǎn)附近檢測(cè)出的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速OMGR((k－1)NTDC)和每隔規(guī)定曲軸角檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速參數(shù)(OMGR(i))之間的偏差，作為相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF(i)(S12，S13)。計(jì)算出表示由內(nèi)燃機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件等的慣性力引起的速度成分的慣性力轉(zhuǎn)速OMGI(k)(S14)，由此對(duì)相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREF(i)進(jìn)行修正，計(jì)算出修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM(i)(S15)。通過(guò)對(duì)修正相對(duì)轉(zhuǎn)速OMGREFM(i)進(jìn)行累計(jì)，計(jì)算出判定參數(shù)MFJUD(k)(S16)，根據(jù)判定參數(shù)MFJUD進(jìn)行失火判定(S17)。
文檔編號(hào)F02D45/00GK101059106SQ200610164558
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者塚本宗紀(jì), 四竈真人 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社