DE3007336C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

"Klopfen" bei Otto-Motoren und Diesel-Motoren ist im Ge­ gensatz zu "weicher" Verbrennung ein schlagartiger und daher unerwünschter Verbrennungsverlauf. Je nach Stärke hört sich Klopfen an wie feines Klingeln bis zu harten Hammerschlägen. Je nach Ausmaß des Klopfens werden länger­ fristig Kolben und Triebwerk überlastet und Lager ausge­ schlagen. Unabhängig davon sinkt die Leistung der Brenn­ kraftmaschine bei schwerem Klopfen erheblich ab.

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 Früh-Zündung sowie geänderter Kraftstoffzumessung und beim Diesel-Mo­ tor z. B. bei einer geringeren Früh-Einspritzung. Aus wirt­ schaftlichen Gründen ist ein Betrieb der Brennkraftma­ schine nahe der Klopfgrenze günstig. Da diese Klopfgrenze je nach Betriebszustand schwankt, erweist sich eine soge­ nannte Klopfregelung als günstig.

Die DE-OS 27 31 841 zeigt und beschreibt ein Verfahren zum Vermeiden von mechanischen Schäden bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Am Brennraum sind zu diesem Zwecke ein oder mehrere Sensoren angeord­ net, die den Körperschall Brennkraftmaschine aufnehmen. Die aufge­ nommenen Signale der Sensoren werden an eine Signalaufbereitungszeit weitergeleitet. In dieser Druckschrift wird davon ausgegangen, daß die Weiterverarbeitung der Signale in bekannter Weise erfolgt. Aus der DE-OS 25 39 113 ist desweiteren eine Steueranlage von Brenn­ kraftmaschinen bekanntgeworden, bei der unterschiedliche Eingangs­ größen über einen Multiplexer dem Steuergerät zugeführt werden.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Klopfsensoren zu schaffen, bei der nur eine Auswerteschaltung erfor­ derlich ist und gleichzeitig eine besonders gute Aufnahme der Klopf­ signale sowie eine Zylinderzuordnung zu erreichen ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptan­ spruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ermöglicht sehr genau die Erfassung von Klopfge­ räuschen einzelner Zylinder und daher auch eine entsprechend genaue Klopfregelung wesentlicher Betriebskenngrößen, wie z. B. Kraftstoff­ zumessung und Zündwinkel beim Ottomotor sowie z. B. die Einstellung des Spitzbeginns am Dieselmotor. Durch die einkanalige Auswerte­ elektronik wird der Aufwand der elektronischen Bauteile für die Sig­ nalauswertung wesentlich verringert. Zudem wird die Erkennungs­ sicherheit durch die größere Zahl der Klopfsensoren erhöht. Zudem wird durch die starre Kopplung der Multiplexschaltung an die Dreh­ zahl der Kurbelwelle erreicht, daß lediglich nur der Klopfsensor im Betrieb ist, in dessen Bereich Klopfen erwartet wird. Dadurch läßt sich die Zahl der Störgeräusche deutlich reduzieren, außerdem ist es auf Grund dieser Maßnahme sehr leicht möglich, eine zylinderindivi­ duelle Verstellung der Steuergrößen vorzunehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben und näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Dargestellt ist eine Brennkraftmaschine 10 mit Fremdzün­ dung, die mit einem Luftansaugrohr 11 sowie mit einer Abgasleitung 12 gekoppelt ist. Mit 13 ist eine Kraft­ stoffzumeßeinrichtung bezeichnet. Sie stellt einen ge­ steuerten Vergaser dar und erhält unter anderem ein An­ steuersignal über eine Leitung 14 von einer Klopfregel­ stufe 15. Die vier Zündkerzen der 4-Zylinder-Brennkraft­ maschine tragen die Bezugsziffern 16 bis 19. Sie werden angesteuert ausgehend von einer Zündsignalerzeugerstufe 20. Beim gezeichneten Beispiel ist jedem der vier Zylinder ein eigener Klopfsensor 22 bis 25 zugeordnet, deren Aus­ gangsleitungen zu einer Multiplex-Steuereinrichtung 26 geführt sind. Diese Multiplex-Steuereinrichtung 26 er­ möglicht das aufeinanderfolgende Durchschalten von Sig­ nalen einzelner Klopfsensoren 22 bis 25 auf einen Eingang 27 der Klopfregelstufe 15.

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 Klopfsig­ nale an die Klopfregelstufe 15 weitergeleitet und ver­ arbeitet, die gerade wunschgemäß abgefragt werden. Eine Überlappung mit Störsignalen anderer Zylinder, z. B. Ven­ tilgeräusche, wird aufgrund der Verwendung des Multiplex- Schalters 26 vermieden.

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 Kraftstoffzumeß­ stufe 13 ein, wobei abhängig vom Grad des Klopfens der Zündzeitpunkt unter Umständen für jeden Zylinder und die Kraftstoffzumessung geändert werden. Selbstverständlich kann die Klopfregeleinrichtung 15 auch alternativ entwe­ der auf die Zündungssteuerstufe 20 oder auf die Kraft­ stoffzumeßeinrichtung 13 einwirken.

Im Falle einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung (Die­ sel-Motor) steht die Klopfregeleinrichtung 15 mit einer Spritzbeginn-Verstelleinrichtung in Verbindung.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine mit einem Steuergerät für wenigstens eine Betriebskenngröße sowie mehreren mit dem Steuergerät in Verbindung stehenden und an der Brennkraftma­ schine angebrachten Klopfsensoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgänge der einzelnen Klopfsensoren (22 bis 25) über einen Multiplexschalter (26) mit einer Klopfregelstufe (15) als Teil des Steuergerätes gekoppelt sind, daß die Zykluszeit des Multiplexschal­ ters (26) in fester Beziehung zur Drehzahl der Kurbelwelle steht und daß ausgehend von der Klopfregelstufe (15) die Steuergrößen eines oder mehrerer Zylinder (Zündzeitpunkt und/oder Gemischzumessung beim Otto-Motor, Spritzbeginn beim Dieselmotor) individuell einstellbar sind.