DE3007336A1 - DEVICE FOR KNOCKING CONTROL OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

DEVICE FOR KNOCKING CONTROL OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

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Description

R. 6085R. 6085

29.1.1980 Mü/KöJanuary 29, 1980 Mü / Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Einrichtung zur Klopfregelung einer BrennkraftmaschineDevice for knock control of an internal combustion engine

Stand der TechnikState of the art

"Klopfen" bei Otto-Motoren und Diesel-Motoren ist im Gegensatz zu "weicher" Verbrennung ein schlagartiger und daher unerwünschter Verbrennungsverlauf. Je nach Stärke hört sich Klopfen an wie feines Klingeln bis zu harten Hammerschlagen. Je nach Ausmaß des Kopfens werden längerfristig Kolben und Triebwerk überlastet und Lager ausgeschlagen. Unabhängig davon sinkt die Leistung der Brennkraftmaschine bei schwerem Klopfen erheblich ab.In contrast to "soft" combustion, "knocking" in Otto engines and diesel engines is sudden and therefore undesirable combustion process. Depending on the strength, knocking sounds like a fine ringing to a hard one Hammering. Depending on the extent of the head will be longer term Piston and engine overloaded and bearings knocked out. Irrespective of this, the performance of the internal combustion engine drops with heavy knocking.

Die Ursache des Klopfens bei Brennkraftmaschinen ist schon seit langem bekannt, und man weiß, daß beim Otto-Motor die Klopfneigung abnimmt z.B. bei weniger Prüh-Zündung sowie geänderter Kraftstoffzumessung und beim Diesel-Motor z.B. bei einer geringeren Früh-Einspritzung. Aus wirtschaftlichen Gründen ist ein Betrieb der Brennkraftmaschine nahe der Klopfgrenze günstig. Da diese Klopfgrenze je nach Betriebszustand schwankt, erweist sich eine sogenannte Klopfregelung als günstig.The cause of knocking in internal combustion engines has long been known, and it is known that in Otto engines the tendency to knock decreases, e.g. with less spray ignition and changed fuel metering and with diesel engines e.g. with a lower advance injection. For economic reasons, it is necessary to operate the internal combustion engine cheap near the knock limit. Because this knock limit fluctuates depending on the operating status, a so-called knock control proves to be beneficial.

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Vor allem- in Verbindung mit dem Otto-Motor sind verschiedene Lösungen bekannt, wie z.B. abhängig vom Grad des Klopfens der Zündzeitpunkt bzw. der Zündwinkel zu verstellen ist. Als Maß für das Klopfen dient dabei das Ausgangssignal eines Klopfsensors in Form eines körperschallempfindlichen Bauelements.Above all, in connection with the Otto engine, various solutions are known, e.g. depending on the degree of Knocking, the ignition timing or the ignition angle must be adjusted. This serves as the measure for knocking Output signal of a knock sensor in the form of a structure-borne noise-sensitive component.

Aufgrund von Unsymmetrien, z.B. bei der Gemischbereitstellung, tritt bei den einzelnen Zylindern einer raehrzylindrigen Brennkraftmaschine ungleich starkes Klopfen auf. Es ist deshalb wünschenswert, das Klopfen jedes einzelnen Zylinders zu erfassen. Werden dafür mehr als ein Sensor pro Motor verwendet, so sind bereits zwei Ausführungsformen bekannt:Due to asymmetries, e.g. in the provision of the mixture, a three-cylinder cylinder occurs in the individual cylinders Internal combustion engine unevenly strong knocking. It is therefore desirable to tap each and every one To capture cylinder. If more than one sensor per motor is used for this, there are already two embodiments known:

1. Die Signale eines jeden Sensors werden (zu reinen Meßzwecken) für sich verarbeitet und bewertet. Dieses Verfahren liefert gute Ergebnisse, jedoch ist der Aufwand sehr groß, da die dem Sensor nachgeschaltete Elektronik entsprechend der Sensorzahl mehrfach vorhanden sein muß.1. The signals from each sensor are processed and evaluated individually (for pure measurement purposes). This method delivers good results, but the effort is very high because the electronics connected downstream of the sensor must be present several times according to the number of sensors.

2. Die Signale aller Sensoren werden zu einem Signal durch Summation zusammengefaßt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Verringerung im Aufwand für die Auswerteelektronik, da diese nur 1-kanalig ausgeführt werden muß. Der Nachteil gegenüber 1. liegt im schlechteren Hutz-Störsignal-Verhältnis. So werden z.B. bei Klopfsensoren nach dem Prinzip der Beschleunigungsmessung Störsignale von schließenden Ventilen anderer Zylinder mit übertragen.2. The signals from all sensors are combined into one signal by summation. The advantage of this procedure lies in the reduction in the effort required for the evaluation electronics, as these only have 1-channel design got to. The disadvantage compared to 1. is the poor Hutz-to-noise ratio. For example, knock sensors according to the principle of acceleration measurement, interference signals from closing valves of other cylinders with transferred.

Zielsetzung der Erfindung ist, die Vorteile beider bisher bekannter Verfahren zu vereinigen, bei Vermeidung derenThe aim of the invention is to combine the advantages of both previously known methods while avoiding them

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-•5 - R. 608- • 5 - row 608

Nachteile. Das wird durch die nachfolgend beschriebene Multiplex-Steuereinrichtung verwirklicht.Disadvantage. This is realized by the multiplex control device described below.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ermöglicht sehr genau die Erfassung von Klopfgeräuschen einzelner Zylinder und daher auch eine entsprechend genaue Klopfregelung wesentlicher Betriebskenngrößen, wie z.B. Kraftstoffzumessung und Zündwinkel beim Otto-Motor sowie z.B. die Einstellung des Spritzbeginns beim Diesel-Motor. Je nach Aufwand ist dann die individuelle Steuerung der einzelnen Größen für einen oder mehrere Zylinder möglich.The device according to the invention with the features of the main claim enables the detection of very precisely Knocking noises from individual cylinders and therefore also a correspondingly precise knock control of essential operating parameters, such as fuel metering and ignition angle for gasoline engines and, for example, setting the start of injection for diesel engines. Depending on the effort, the Individual control of the individual sizes for one or more cylinders possible.

Gegenüber der bereits bekannten Ausführungsform (1.) wird durch Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung der Aufwand an elektronischen Bauteilen für die Signalauswertung wesentlich verringert, da die Auswerteelektronik nur 1-kanalig ausgeführt wird.Compared to the already known embodiment (1.) by using the device according to the invention, the expenditure on electronic components for signal evaluation significantly reduced, as the evaluation electronics are only 1-channel.

Gegenüber der bereits bekannten Ausführung nach (2.), welche auch eine 1-kanalige Ausführung darstellt, wird durch Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit etwa gleichem Aufwand die Erkennungssicherheit für Klopfen wesentlich verbessert.Compared to the already known version according to (2.), which is also a 1-channel version the detection reliability for knocking by using the device according to the invention with approximately the same effort much improved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben und näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the single figure of the drawing and is described below described and explained in more detail.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an exemplary embodiment

Dargestellt ist eine Brennkraftmaschine 10 mit Fremdzün-An internal combustion engine 10 is shown with external ignition

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-/- R. 608- / - R. 608

dung, die mit einem Luftansaugrohr 11 sowie mit einer Abgasleitung 12 gekoppelt ist. Mit 13 ist eine Kraftstoffzumeßeinrichtung bezeichnet. Sie stellt einen gesteuerten Vergaser dar und erhält unter anderem ein Ansteuersignal über eine Leitung I1I von einer Klopfregelstufe 15. Die vier Zündkerzen der 4-Zylinder-Brennkraftmasehine tragen die Bezugsziffern 16 bis 19· Sie werden angesteuert ausgehend von einer Zündsignalerzeugerstufe 20. Beim gezeichneten Beispiel ist jedem der vier Zylinder ein eigener Kopfsensor 22 bis 25 zugeordnet, deren Ausgangsleitungen zu einer Multiplex-Steuereinrichtung 26 geführt sind. Diese Multiplex-Steuereinrichtung 26 ermöglicht das aufeinanderfolgende Durchschalten von Signalen einzelner Klopfsensoren 22 bis 25 auf einen Eingang 27 der Klopfregelstufe 15.that is coupled to an air intake pipe 11 and to an exhaust pipe 12. With a fuel metering device 13 is designated. It represents a controlled carburetor and receives, among other things, a control signal via a line I 1 I from a knock control stage 15. The four spark plugs of the 4-cylinder internal combustion engine have the reference numbers 16 to 19 For example, each of the four cylinders is assigned its own head sensor 22 to 25, the output lines of which are routed to a multiplex control device 26. This multiplex control device 26 enables signals from individual knock sensors 22 to 25 to be switched through to an input 27 of the knock control stage 15 in succession.

Im Hinblick auf die korrekte Erfassung und Verarbeitung von zylinderbezogenen Klopfsignalen muß die Multiplex-Schalteinrichtung 26 drehzahlsynchron zur Kurbelwelle arbeiten. Dann werden jeweils nur diejenigen Klopfsignale an die Klopfregelstufe 15 weitergeleitet und verarbeitet, die gerade wunschgemäß abgefragt werden. Eine Überlappung mit StörSignalen anderer Zylinder, z.B. Ventilgeräusche, wird aufgrund der Verwendung des Multiplex-Schalters 26 vermieden.With regard to the correct detection and processing of cylinder-related knock signals, the multiplex switching device 26 work at the same speed as the crankshaft. Then only those knock signals are given forwarded to the knock control stage 15 and processed, which are currently queried as desired. One Overlapping with interfering signals from other cylinders, e.g. valve noises, is due to the use of the multiplex switch 26 avoided.

Beim gezeichneten Beispiel ist jedem der Zylinder ein Klopfsensor zugeordnet. Selbstverständlich kann auch ein einzelner Klopfsensor Zylindergruppen zugeordnet werden. Ferner wirkt die Klopfregelanordnung 15 sowohl auf die Zündungssteuerstufe 20 als auch auf die Kraftstoffzumeßstufe 13 ein, wobei abhängig vom Grad des Klopfens derIn the example shown, a knock sensor is assigned to each of the cylinders. Of course, a individual knock sensor cylinder groups can be assigned. Furthermore, the knock control arrangement 15 acts both on the ignition control stage 20 and on the fuel metering stage 13, depending on the degree of knocking the

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Zündzeitpunkt unter Umständen für jeden Zylinder und die Kraftstoffzumessung geändert werden. Selbstverständlich kann die Klopfregeleinrichtung 15 auch alternativ entweder auf die Zündungssteuerstufe 20 oder auf die Kraftstoff zumeßeinrichtung 13 einwirken.Ignition timing for each cylinder and the Fuel metering can be changed. Of course, the knock control device 15 can also alternatively either on the ignition control stage 20 or on the fuel metering device 13 act.

Im P.alle einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung (Diesel-Motor) steht die Klopfregeleinrichtung 15 mit einer Spritzbeginn-Verstelleinrichtung in Verbindung.In the P. all an internal combustion engine with compression ignition (diesel engine) the knock control device 15 is connected to an injection start adjustment device.

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Claims (3)

R. 60 8 5R. 60 8 5 29.1.1980 MÜ/KöJanuary 29, 1980 MÜ / Kö ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 AnsprücheExpectations ί l) Einrichtung zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät für wenigstens eine Betriebskenngröße sowie mehreren mit dem Steuergerät in Verbindung stehenden und an der Brennkraftmaschine angebrachten Klopfsensoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgänge der einzelnen Klopfsensoren (22 bis 25) über einen Multiplex-Schalter (26) mit einer Klopfregelstufe (15) als Teil des Steuergerätes gekoppelt sind.ί l) Device for knock control of an internal combustion engine with a control unit for at least one operating parameter and several in connection with the control unit standing knock sensors attached to the internal combustion engine, characterized in that the signal outputs the individual knock sensors (22 to 25) via a multiplex switch (26) with a knock control stage (15) as Part of the control unit are coupled. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zykluszeit des Multiplex-Schalters (26) in fester Beziehung zur Drehzahl der Kurbelwelle steht.2. Device according to claim 1, characterized in that that the cycle time of the multiplex switch (26) has a fixed relationship to the speed of the crankshaft. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der Klopfregelstufe (15) die Steuergrößen eines oder mehrerer Zylinder (Zündzeitpunkt und/oder Gemxschzumessung beim Otto-Motor, Spritzbeginn beim Diesel-Motor) individuell einstellbar sind.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that starting from the knock control stage (15) the Control variables for one or more cylinders (ignition timing and / or Gemxsch metering in the Otto engine, start of injection in the case of the diesel engine) are individually adjustable. 130037/0202130037/0202
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