DE3009046C2 - Einrichtung zur Verschiebung des Zündzeitpunktes bei klopfender Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 28 32 594 und der DE-OS 28 01512 ist es bereits bekannt Jen Zündzeitpunkt in Abhängigkeit vom Klopfen einer Brennkraftmaschine zu steuern. Hierbei ist am Klopfsignalausgang ein Auf-/Abwärtszähler vorgesehen, wobei der Zähler jedes empfangene Klopfsigna¹ aufwärts zählt, während er abwärts zählt, wenn innerhalb eines bestimmten Zeitraumes kein Klopfsignal eingegangen ist. Die Momentansumme der addierenden und subtrahierenden Signale wird einer elektronischen Zündsteuerung zugeführt, wobei der Zündzeitpunkt des Motors in Abhängigkeit von dieser Momentansumme verzögert wird. Die Zündzeitpunktverstellung entspricht also der Häufigkeit des Klopfens.

Bei Zündanlagen muß jedoch die Verstellung nach spät immer über einen bestimmten Winkel der Kurbelwelle erfolgen. Bei hohen Drehzahlen muß also die zeitliche Verschiebung kurz sein, da ein vorgegebener Kurbelwellenwinkel schnell erreicht wird, während bei langsamen Drehzahlen die Verzögerung groß sein muß, da der Kurbelwellenwinkel nicht üo schnell erreicht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verknüpfung der Zündzeitpunktverstellung bei klopfender Verbrennung mit der Drehzahl auf besonders einfache und günstige Weise zu bewerkstelligen, um bei höheren Drehzahlen eine schnellere Verschiebung des Zündzeitpunktes zu erreichen.

Eine multiplikative Verknüpfung von Parametern ist zwar prinzipiell aus der DE-OS 26 45 350 bekannt, eine Anregung für die Anwendung bei Klopfregelungen ist jedoch nicht zu entnehmen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß mit einer sehr einfachen Schaltung durch multiplikative Verknüpfung von Drehzahl und Klopferkennung eine variable Verstellgeschwindigkeit des Zündzeitpunktes erreichbar ist. Eingriffe in das Zündgerät selbst sind nicht erforderlich, so daß auch bei bestehenden Zündanlagen die Einrichtung nach der Erfindung nachrüstbar ist. Die Einrichtung kann ohne weiteren Aufwand zwischen Zündimpulsgeber und Zündanlage eingeschleift werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen

Einrichtung möglich. Günstig ist es, das Produkt des ersten und des weiteren Zählers in einen dritten Zähler ekizulesen und die Verschiebung des Zündzeitpunkts durch die Zeit zu bestimmen, in der der drifte Zähler einen vorgegebenen Wert erreicht, wobei es vorteilhaft ist, diesen Wert mit Null zu wählen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, auf einfache Art und Weise eine mit dem ursprünglichen Zündimpuls synchronisierte Verstellung zu erhalten. Das Zurückzählen erfolgt vorteilhafterweise so, daß beim Erreichen eines niedrigeren Wertes ein neuer Impuls ausgelöst wird, der um so später liegt je höher der ursprüngliche Zählzustand des dritten Zählers war. Dadurch wird der Zündzeitpunkt mit wachsendem Wert des Produktes des ersten Zählers mit dem weiteren Zähler nach spät verstellt Am Ausgang der Einrichtung muß nach jedem Zündimpuls verspätet oder nicht verspätet ein Signal abgegeben werden, das nach einer gewissen Zeit wieder zurückgesetzt wird. Dies könnte beispielsweise durch ein Monoflop geschehen. Bei der Verwendung von Zählern bietet sich jedoch eine einfachere Möglichkeit an. Tritt seit längerer Zeit kein K'opfen auf und befindet sich daher der das Klopfen zählende erste Zähler auf seinem untersten Wert so wird durch die Multiplikation auch an den dritten Zähler kein Signal abgegeben, so daß hier eine Rückzählung nicht stattfinden kann und an seinem Ausgang dauernd ein Signal anliegt. Wird jedoch das Produkt des ersten Zählers mit dem weiteren Zähler vor dem Einlesen in den dritten Zähler um einen vorgegebenen Wert erhöht, so ist auch für den Fall, daß längere Zeit kein Klopfen aufgetreten war, der Zählerzustand des dritten Zählers nicht immer gleich, sondern wird immer gesetzt, so daß am Ausgang nicht beständig ein Signal anliegen kann. Die dadurch eintretende Verzögerung ist sehr gering, wenn man als vorgegebenen Wert eine Eins einliest. In Abhängigkeit von der Lage des Zündimpulsgebers kann es jedoch auch vorteilhaft sein, andere Werte einzugeben, die eine konstante und definierte Verzögerung ermöglichen. Die Zählimpulse für das Einlesen einer der Drehzahl proportionalen Zahl und für das Herablesen des dritten Zählers werden zweckmäßigerweise einem Taktgeber entnommen, der eine hohe Frequenz hat. Dadurch wird die Auflösung groß und nur durch die maximale Verarbeitungsfrequenz der Bauelemente begrenzt.

Zweckmäßig ist es auch, daß die Verringerung des Zählerstandes des das Klopfen zählenden ersten Zählers schneller erfolgt als dessen Erhöhung. Tritt nämlich Klopfen auf, und wird der Zündzeitpunkt dadurch nach spät verstellt, so ist es nicht günstig, wenn sofort nach dem Verschwinden des Klopfens wieder eine Frühverstellung erfolgt. Der Brennkraftmaschine muß bis zum Erreichen eines stabilen Betriebszus'andes eine gewisse Zeit eingeräumt werden und erst danach kann der Zündzeitpunkt wiederum langsam nach früh verstellt werden.

Für den praktischen Betrieb sind auch Sperreinrichtungen vorzusehen, die verhindern, daß der daa Klopfen zählende erste Zähler einen vorgegebenen Wert, meist den Wert Null, unterschreitet. Die Verringerung des Zählerstandes kann nicht nur beim Fehlen von Klopfen erfolgen. Statt dessen bietet es sich auch an, den Zählerstand durch das Auftreten von Klopfimpulsen lediglich zu erhöhen und den Zählerstand des ersten Zählers dann zu vermindern oder ganz herabzusetzen, wenn die Last und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine geändert wird.

Damit in den ersten Zähler keine falschen Zählimoul¹ se eingezählt werden, ist es günstig, eine Fensterschaltung vorzusehen, damit die Signale des K'opfgebers und seiner Auswerteschaltung nur dann an den Zähler gelangen können, wenn ein Klopfen in der Brennkraftmaschine auftreten kann. Aus diesem Grunde ist eine Fensterschaltung vorgesehen. Bei Einrichtungen der erfindungsgemäßen Art kann ein solches Fenster ohne weitere Bezugsmarken aus den Zündimpulsen gewonnen werden, wenn die Fensterschaltung zwei Zähler

ίο aufweist in die ein der Drehzahl proportionales Signal eingelesen wird. Beide Zähler werden durch einen vorgegebenen Takt herabgezählt und geben beim Erreichen eines bestimmten Zählerstandes jeweils ein Signal ab, wobei durch das erste Signal das Fenster geöffnet wird und durch das zweite Signal das Fenster wiederum geschlossen wird. Dies läßt sich durch das Erkennen unterschiedlicher Zählerstände erreichen, wobei in einer vereinfachten Ausführungsform auch ein Zähler ausreichen würde, oder aber dadurch, daß die Taktfrequenz, die die Zähler herabzählt bei beiden Zählern unterschiedlich lang ist Durch diese Maßnahmen wird auf einfache Art und Weise ein drehzahlabhängiges Fenster geöffnet, das bezüglich einer Bezugsmarke einen konstanten Winkel bei einer Kurbelwellen- umdrehung überstreicht Als Bezugsmarke bietet es sich an, den Zündimpuls zu verwenden.

Zeichnung

Ausführungsbeispieie der Erfindung sind in der 2'eichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer geregelten Einrichtung zur Verschiebung des Zündzeitpunktes beim Klopfen einer Brennkraftmaschine,
Fig.2 eine Einrichtung, die in Abhängigkeit von anderen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine gesteuert wird,

Fig.3 ein konkretes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach F i g. 1,

Fig.4 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Einrichtung nach F i g. 3,

F i g. 5 die Änderungen zur Verwendung einer Einrichtung nach F i g. 3 als Steuerung,

Fig.6 ein Beispiel der Zündwinkelverstellung in Abhängigkeit vom Klopfen, und

F i g. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Fensterschaltung nach der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In F i g. 1 sind an einem Motor 10 sowohl ein Klopfgeber 11 als auch ein Zündimpulsgeber 12 mit der dazugehörigen Auswerteelektronik angebracht. Der Klopfgeber 11 steht mit einem Zähler 13 in Verbindung, während eine andere Leitung vom Zündimpulsgeber 12 zum Zähler 14 führt. Die Ausgänge beider Zähler stehen mit einem Multiplizierer 15 in Verbindung. Dessen Ausgang führt zu einem dritten Zähler 16. An die Verbindungsleitung zwischen Zündimpulsgeber 12 und Zähler 14 sind zwei Leitungen angeschlossen, die zum

Übernahmeeingang des Zählers 13 und über ein Verzögerungsglied 17 zum Übernahmeeingang des dritten Zählers 16 führen.

An c>m Zündimpulsgeber 12 wird pro Kurbelwellenumdrehung vom Motor 10 ein Impuls ausgelöst.

Zwischen den beiden Impulsen werden in dem Zähler 14 von einem nicht dargestellten Taktgenerator Impulse hochgezählt, die der Drehzahl indirekt proportional sind. Gleichzeitie wird ein ÜbernahmeimDuls an den

Zähler 13 abgegeben. Beim Auftreten des Übernahmeimpulses erhöht der Zähler 13 seinen Wert um 1, wenn vom Klopfgeber ein Signal abgegeben wird, da ein Klopfen im Motor 10 auftritt. Tritt kein Klopfen auf, so wird der Zähler 13 um 1 zurückgesetzt. Durch geeignete Maßnahmen wird dafür gesorgt, daß der Inhalt des Zählers 13 den Wert Null nicht unterschreitet und daß gegebenenfalls das Rücksetzen langsamer erfolgt als das Hochzählen des Zählers. Die am Ausgang der Zähler 13 und 14 anliegenden Zählerstände werden im Multiplizierer 15 miteinander multipliziert und in den Zähler 16 eingelesen. Das Einlesen in den Zähler 16 erfolgt mit einer gewissen Verzögerung durch den Zündimpuls, der vom Zündimpulsgeber 12 abgegeben wird und durch das Verzögerungsglied 17 verzögert π wird. Die Verzögerung ist notwendig, damit die Verarbeitung, insbesondere das Multiplizieren, durchgeführt werden kann. Ist der vom Multiplizierer 15 errechnete Wert in den Zähler 16 eingelesen, wird der Zähler 16 durch die Impulse, die von einem nicht dargestellten Taktgenerator stammen, zurückgezählt, und gibt an seinem Ausgang einen Impuls ab, sobald er den Wert Null erreicht hat. In Abhängigkeit von der Anzahl der im Zähler 13 eingespeicherten Klopfimpulse und in Abhängigkeit von der Drehzahl erfolgt also eine stufige Spätverstellung der Zündung bis zu dem Zeitpunkt, an dem ein Klopfen nicht mehr auftritt. Demgegenüber erfolgt eine Frühverstellung, sobald das Klopfen wieder beendet ist. Am Ausgang des Zählers 16 liegt ein verschobener Zündimpuls an, der direkt zur Ansteuerung von handelsüblichen elektronischen Zündanlagen dient. Eine solche Einrichtung kann daher leicht in bestehende Zündanlagen eingeschaltet werden oder bereits entwickelte Zündanlagen ergänzen.

In F i g. 2 ist eine Zündimpulssteuerung dargestellt. An einem Motor 10 sind wiederum ein Klopfgeber 11 und ein Zündimpulsgeber 12 einschließlich ihrer. Auswerteschaltungen angeschlossen. Der Ausgang des Klopfgebers 11 ist mit dem Eingang eines ersten Zählers 13 verbunden, während der Ausgang des Zündimpulsgebers 12 mit einem weiteren Zähler 14 verbunden ist. Eine weitere Leitung führt vom Zündimpulsgeber 12 zum Übernahmeeingang des ersten Zählers 13. Die Ausgänge der Zähler 13 und 14 liegen wiederum am Eingang einer Multiplizierstufe 15 an, deren Ausgangssignal zum Eingang des dritten Zählers 16 geführt wird. Vom Zähler 13 führt eine Leitung zum Übernahmeeingang des Zählers 16, auf der dann ein Impuls auftritt wenn sich der Inhalt des Zählers 13 ändert. Des weiteren sind am Motor Betriebskennwertaufnehmer 18 angebracht, die mit dem Reset-Eingang des Zählers 13 verbunden sind. Solche Betriebskennwerte sind beispielsweise die Drehzahl des Motors oder die an ihm abgenommene Last.

Vom Zündimpulsgeber 12 wird wieder pro Kurbelwellenumdrehung des Motors 10 ein Impuls abgegeben. Dem Zähler 14 wird während der Impulspausen durch einen nicht dargestellten Taktgeber eine Zahl eingelesen, die der Drehzahl indirekt proportional ist Gleichzeitig wird ein Übernahmeimpuls an den ersten Zähler 13 abgegeben, der beim Anliegen eines Signals vom Klopfgeber 11 seinen Wert um 1 erhöht oder aber seinen Wert beibehält Vom Multiplizierer 15 werden die beiden an den Ausgängen der Zähler 13 und 14 anliegenden Zählerstände miteinander multipliziert und an den Eingang des Zählers 16 angelegt. Eine Übernahme in den Zähler 16 ist jedoch nur erforderlich, wenn sich entweder die Drehzahl ändert d. h. der Zähler 14 seinen Wert ändert, oder aber ein Klopfen auftritt, d. h. der Zähler 13 seinen Wert ändert. Ändert sich der Zählerstand des Zählers 13 weil er durch das Auftreten eines Klopfimpulses beim Anliegen eines Übernahmesignals durch den Zündimpulsgeber 12 seinen Wert um 1 erhöht, so wird an den Zähler 16 ein Übernahmesignal abgegeben, das den neu ermittelten Wert in den Zähler 16 übernimmt. Ändert sich die Drehzahl oder die Last, die durch den Betriebskennwertaufnehmer 18 erfaßt werden, so wird der Zähler 13 entweder vollständig auf Null zurückgesetzt oder aber auf einen vorher bestimmten Wert Auch dann ändert sich der im Zähler 13 befindliche Wert, so daß für den Zähler 16 ein Übernahmeimpuls auftritt Auch in diesem Falle wird der neu ermittelte Wert vom Zähler 16 übernommen. Durch das Auftreten von Klopfen kann durch die Erhöhung des Zählers 13 mittels des Zählers 16 die Zündung nach Spät verstellt werden, jedoch bleibt die Spätverstellung erhalten, auch wenn kein Klopfen mehr auftreten sollte. Die Verstellung kann nur durch ein erneutes Klopfen noch weiter nach Spät verstellt werden. Eine Frühverstellung erfolgt, wenn sich sonstige Parameter des Motors 10 ändern. Ändert sich beispielsweise die Drehzahl, ändert sich dadurch nicht nur der Zählerstand des Zählers 14 sondern durch den Rücksetzimpuls, der durch den Betriebskennwertaufnehmer 18 abgegeben wird, wird auch der Zähler 13 auf Null zurückgesetzt. Eine Spätverstellung ist dann nicht mehr gegeben, sondern wird erst bei einem erneuten Klopfen eingeführt. Im Zähler 16 bleibt immer der zuletzt eingegebene Wert erhalten, bis ein neuer Übernahmeimpuls eintritt. Die Spätverstellung erfolgt dadurch, daß bei jedem abgegebenen Zündimpuls der Zählerstand herabgezählt wird, bis er den Wert Null oder einen sonstigen vorgegebenen Wert erreicht hat. Mit der dem Zählerstand entsprechenden Zeitverzögerung wird dann am Ausgang des Zählers 16 ein Impuls abgegeben, der wiederum zur direkten Einspeisung in eine Zündanlage dienen kann. Bei dieser Schaltungsanordnung erfolgt durch das Klopfen des Motors 10 nur eine Verstellung nach spät, während eine Verstellung nach früh durch die Änderung anderer Betriebsparameter, wie beispielsweise der Last oder der Drehzahl, ausgelöst wird.

Ein ausführlicheres Beispiel einer Regeleinrichtung zur Zündverstellung nach Spät beim Auftreten von Klopfen ist in Fig.3 dargestellt Von einem an einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angebrachten Zündimpulsgeber 20 gelangt das Signal zu einem Impulsformer 21, der die Zündimpulse in ein Rechtecksigna! umformt. Der Ausgang des Impulsformers 21 ist an den einen Eingang eines UND-Gliedes 22, an den Eingang eines Verzögerungsgliedes 23, an den Eingang eines Negationsgliedes 24 und an den Eingang eines Frequenzteilers 25 angeschlossen. Des weiteren steht mit dem Ausgang des Impulsformers 21 der mit der negativen Flanke zu triggernde Rücksetzeingang eines Flipflops 26 in Verbindung. Ein an einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine befestigter Klopfgeber 27 ist über eine Auswerteschaltung 28 mit dem Setzeingang des Flipflops 26 verbunden. Auf die Auswerteschaltung 28 wirkt eine Fensterschaltung 29 ein. Der Ausgang des UND-Gliedes 22 führt zum Setzeingang eines Flipflops 30. Der Ausgang des Flipflops 30 ist mit dem Starteingang des dritten Zählers 31 verbunden. Der Ausgang 19 des Zählers 31 führt einerseits zu einer nicht dargestellten Zündanlage, andererseits zum Rücksetzeingang des Flipflops 30 und

zum negierenden Eingang des UND-Gliedes 22. Der Ausgang des Verzögerungsgliedes 23 steht mit dem Übernahmeeingang des Zählers 31 in Verbindung. Der Takteingang des Zählers 31 ist an einem Taktgeber 32 angeschlossen. Der Ausgang des Flipflops 26 führt zu dem Aufwärtseingang eines ersten Zählers 33 und zu einem negierenden Eingang eines UND-Gliedes 34. Des weiteren ist an das UND-Glied 34 der Ausgang des Frequenzteilers 25 angeschlossen. An einem dritten negierenden Eingang des UND-Gliedes 34 ist eine Leitung des Zählers 33 angeschlossen, die dann ein Signal abgibt, wenn im Zähler 33 der Wert Null vorhanden ist. Eine weitere Taktfrequenz des Taktgebers 32 führt an dem Takteingang eines weiteren Zählers 35. Mit dem Toreingang des Zählers 35 ist des weiteren der Ausgang des Negationsgliedes 24 verbunden. Mit dem Ausgang des Negationsgliedes 24 stehen des weiteren die Übernahmeeingänge von Speichern 36, 37 in Verbindung. Datenleitungen führen vom Zähler 35 zum Speicher 36 und vom Speicher 36 zu einem Multiplizierer 38. Ein weiterer Eingang des Multiplizierers 38 ist über eine Datenleitung mit dem ersten Zähler 33 verbunden. Die Ausgangsdatenleitung des Multiplizierers 38 führt zu dem Speicher 37, dem ein 1 -Bit-Signal 39 hinzugefügt wird. Der Ausgang des Speichers 37 steht über eine weitere Datenleitung mit dem Eingang des dritten Zählers 31 in Verbindung.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.3 sei anhand des Impulsdiagramms nach Fig.4 näher erläutert Am Ausgang des Impulsformers 21 liegen die Zündimpulse entsprechend F i g. 4a an. Diese werden an das UND-Gatter 22 geführt, und setzen das Flipflop 30, wenn an dem anderen Eingang des UND-Gliedes 22 kein Signal anliegt. Ein Signal am Ausgang 19 des Zählers 31 und damit am anderen Eingang des UND-Gliedes 22 liegt dann nicht an, wenn im Zähler 31 ein Wert eingespeichert ist, der von Null verschieden ist. Um dies nach jedem Zündimpuls zu erreichen, auch wenn kein Klopfen feststellbar war, wird in dem Speicher 37 jeweils mindestens 1-Bit 39 addiert. Der Zähler 31 weist also nach dem Übernahmeimpuls, der über das Verzögerungsglied 23 entsprechend F i g. 4n verzögert und ebenfalls aus dem vorherigen Zündimpuls gewonnen wird, einen Wert auf, der dem Produkt des Multiplizierers 38 entspricht und um 1 erhöht ist. In Fig.4d ist der Zählerstand des Zählers 31 als Höhe eines Impulses dargestellt. Ist das Flipflop 30 durch den Zündimpuls gesetzt, so wird im Zähler 31 die dort gespeicherte Zahl mittels Takte, die der Taktgeber 32 liefert, zurückgezählt. Ist dieser Wert nur 1, da keine Klopfsignale angelegen waren, so ist der Nullzustand sehr schnell errciciii, so daß am Ausgang 19 nur sehr kurz nach Anliegen des Zündsignals bereits ein Signal anliegt, das solange bestehen bleibt, bis nach der Verzögerungszeit durch das Verzögerungsglied 23 ein neuer Wert in den Zähler 31 eingelesen wird. Dann wird der Zähler, wie in Fig.4d dargestellt, wieder gesetzt Die Verzögerung wird um so größer, je höher die im Zähler 31 eingespeicherte Zahl ist da das Rückzählen eine entsprechende Zeit beansprucht Dies ist aus der Fig.4d ab dem fünften Impuls erkennbar. Mit dem Abgeben eines Signals an der Leitung 19 wird das UND-Glied 22 für weitere Impulse vom Impulsgeber 20 bzw. dessen Auswerteschaltung 21 gesperrt, so daß Störimpulse keine weiteren Funktionen auslösen können. Des weiteren wird das Flipflop 30 über den Rücksetzeingang zurückgesetzt In Fig.4c sind die Impulse erkennbar, die am Ausgang des Flipflops 30 anliegen. Ihre Länge entspricht der Zeit, um die der ursprüngliche Impuls versetzt abgegeben wird. Ist im Zähler 31 nur die Zahl 1 gespeichert, so erfolgt der Rücksetzimpuls nur kurzzeitig verschoben, so daß sich am Ausgang des Flipflops 30 nahezu ein Nadelimpuls ausbildet. Tritt ein Klopfen auf und der Zählerstand im Zähler 31 ist dementsprechend höher, so erfolgt das Rücksetzen zu einem späteren Zeitpunkt, so daß das Flipflop verspätet zurückgesetzt wird. Das ist ab dem sechsten Impuls erkennbar. Das Verzögerungsglied 23 verzögert, wie Fig.4n zeigt, den am Ausgang des Impulsformers 21 an sich anliegenden Zündimpuls soweit, daß die Übernahme eines Zahlenwertes in den Zähler 31 erst dann erfolgen kann, daß der Zähler 31 auch beim größten Wert, der auftreten kann, sicher auf Null zurückgezählt hat. Erst danach wird der neue Zählerwert übernommen. Die Verzögerungszeit ist an der ansteigenden Flanke des Zählerstandes in Fig.4d erkennbar.

Der Zündimpuls nach Fig.4a wird durch das Negationsglied 24 negiert und ist in F i g. 4b dargestellt. Während der Zeit, in der am Zähler 35 ein Signal anliegt, werden durch den Taktgeber 32 Impulse (Fig.4e) in den Zähler 35 eingelesen. Der Zählerstand, der nach Beendigung des Impulses nach Fig.4b im Zähler 35 eingelesen ist, ist der Drehzahl der Brennkraftmaschine indirekt proportional. Sofort nach dem Einlesen wird dieser Zählerstand mit der Rückflanke des Impulses nach F i g. 4b in den Speicher 36 übernommen, und steht dann über die Datenleitung dem Multiplizierer 38 zur Verfügung.

Das Klopfsignal, das über den Klopfgeber 27 aufgenommen wird, wird durch die Auswerteschaltung 28 ausgewertet Solche Auswerteschaltungen sind beispielsweise aus der DE-OS 29 18 420 bekannt. Zur Ausblendung von Störimpulsen findet die Fensterschaltung 29 Verwendung. Am Ausgang der Auswerteschaltung 28 tritt dann ein Impuls auf, wenn ein Klopfen im Motor aufgetreten ist Das Ausgangssignal der Auswerteschaltung 28 ist in Fig.4f dargestellt. Wenn ein Klopfen auftritt und vom Klopfgeber 27 aufgenommen wird, wird durch die Auswerteschaltung 28 ein Impuls abgegeben. Mit diesem Klopfsignal wird das Flipflop 26 gesetzt und durch die Rückflanke des folgenden Zündimpulses zurückgesetzt. Das am Ausgang des Flipflops 26 auftretende Signal ist in F i g. 4g dargestellt Mit jedem Signal am Ausgang des Flipflops 26 wird der Zählerstand des Zählers 33 um 1 erhöht In Fig.4h ist die Höhe des Zählerstands des Zählers 33 als Amplitude dargestellt Mit dem ersten Klopfen wird der Zählerstand 1 mit dem zweiten Klopfen der Zählerstand 2 usw. erreicht Tritt kein weiteres Klopfen mehr auf, so wird der Wert dieses Zählerstandes erst beibehalten und dann wieder zurückgezählt Die Rückwärtszählung erfolgt in Abhängigkeit von den Zündimpulsen. Es ist jedoch nicht sinnvoll, mit jedem Zündimpuls ein Zurücksetzen des Zählers 33 zu bewirken, da sonst ein dauerndes Schwingen zwischen Klopfen und nicht Klopfen in der Brennkraftmaschine auftritt Durch den Frequenzteiler 25 werden daher die möglichen Rücksetzimpulse reduziert Der Frequenzteiler kann beispielsweise durch zwei teilen, so daß an seinem Ausgang Impulse nach F i g. 4i anliegen, das Teilerverhältnis kann jedoch auch um ein Vielfaches größer sein. Im praktischen Betrieb haben sich Teilverhältnisse von 10 bis 20 bewährt Über das UND-Glied 34 gelangen die Impulse nach Fig.4i an den Abwärtszähleingang des Zählers 33 und reduzieren seinen Zählerstand. Eine

Reduzierung des Zählerstandes soll jedoch nur erfolgen, wenn kein Klopfsignal anliegt und der Zählerstand größer als Null ist. Aus diesem Grunde weist das UND-Glied 34 zwei weitere Eingänge auf, die die Weitergabe der Impulse am Ausgang des Frequenzteilers 25 verhindern, wenn entweder das Flipflop 26 durch ein Klopfimpuls gesetzt ist oder aber der Zähler 33 bereits seinen Zählerstand Null erreicht hat.

Das am Ausgang des Zählers 33 anliegende Datensignal wird im Multiplizierer 38 mit dem der Drehzahl indirekt proportionalen Datenwert multipliziert. Dieser der Drehzahl indirekt proportionale Datenwert ist in Fig.41 dargestellt und wird entsprechend Fig.4k während des negierten Zündimpulses nach Fig.4b im Zähler 35 aufgezählt und mit der negativen Flanke des negierten Impulses nach Fig.4b in den Speicher 36 übernommen. Die Amplitude der F i g. 4k und 41 stellt den Zählerwert dar.

Das vom Multiplizierer 38 ermittelte Ergebnis, wird mit der positiven Flanke des negierten Zündimpulses nach F i g. 4b in den Speicher 37 übernommen. Dieses Signal ist in Fig.4m dargestellt. Die Amplitude entspricht wiederum dem Zählerstand. Der in dem Speicher 37 übernommene Zählerstand ist gleich Null, wenn der das Klopfen registrierende erste Zähler 33 den Zählerstand Null hat. Der übernommene Wert hat einen endlichen Wert, wenn der Zählerstand des Zählers 33 von Null verschieden ist. Aus dem bereits oben geschilderten Gründen wird im Speicher 37 der eingelesene Wert um 1 erhöht.

Der im Speicher 37 gespeicherte Zählerstand wird durch den durch das Verzögerungsglied 23 verzögerten Zündimpuls nach F i g. 4n in den Zähler 31 übernommen. Die um 1 erhöhte Amplitude nach F i g. 4m kehrt daher in Fig.4d wieder und ist ein Maß für die Zeit, die zum Herabzählen des Zählers 31 benötigt wird und die daher die Verstellung nach spät besorgt.

Die gesamte Schaltungsanordnung ist selbstverständlich auch analog realisierbar. Anstatt Zähler finden dann Integrierbausteine Verwendung, an denen die Impulse auf- bzw. abintegriert werden. Der Multiplizierer ist als analoge Schaltung auszuführen. Ein Signal wird dann ausgelöst, wenn der Kondensator des das Produkt registrierenden Integrierbausteins die Spannung Null aufweist.

In Fig.5 ist die Änderung dargestellt, mit der mit einer Schaltungsanordnung nach F i g. 3 eine Antiklopfsteuerung realisiert werden kann. Hierzu ist das UND-Glied 34 durch das UND-Glied 40 zu ersetzen. Der Ausgang 45 des UND-Gliedes 40 führt wiederum zum Abwärtseingang des Zählers 33, während der negierende Eingang 41 des UND-Gliedes 40 mit dem Ausgang des Zählers 33 in Verbindung steht, der ein Signal abgibt, wenn sein Zählerstand Null ist. Der Eingang 42 steht mit dem Ausgang des Frequenzteilers 25 in Verbindung, während der negierende Eingang 43 des UND-Gliedes 40 mit dem Ausgang des Flipflops 26 in Verbindung steht. An einem weiteren negierenden Eingang des UND-Gliedes 40 ist ein Schalter 44 angeschlossen, der mit der Masse verbunden ist Das Aufwärtszählen des Zählers 33 beim Auftreten von Klopfen erfolgt in der zuvor geschilderten Art und Weise. Durch den zusätzlichen Eingang ist sichergestellt, daß ein Abwärtszählen nur dann erfolgen kann, wenn der Schalter 44 geschlossen ist und durch den negierenden Eingang eine logische 1 am UND-Glied 40 anliegt Sind auch die übrigen Voraussetzungen erfüllt d. h. der Zähler hat nicht den Wert Null, ein vom Teiler 25 geteilter Zündimpulstakt liegt an und ein Klopfimpuls wird nicht abgegeben, dann erfolgt bei geschlossenem Schalter 44 ein Abwärtszählvorgang. Der Schalter 44 ist nun mit Einrichtungen verbunden, die die Betriebskennwerte der Brennkraftmaschine aufnehmen. Ändern diese sich, so wird Schalter 44 geschlossen. Er verbleibt in der geschlossenen Stellung bis entweder ein Klopfen wiederum auftritt oder aber der Zählerstand Null erreicht wird und daher keine Spätverstellung mehr erfolgt.

Das Verhalten einer solchen Schaltungsanordnung ist in F i g. 6 beispielhaft dargestellt. In der Abszisse ist die Zeit, in der Ordinate der Zündwinkel aufgetragen. Tritt ein Klopfen auf, wird der Zündwinkel stufenweise nach spät verstellt, bis das Klopfen verschwunden ist. In dieser Stellung verharrt nun die Verstellung des Zündwinkels, wobei andere Verstelleinflüsse, wie beispielsweise die Unterdruckverstellung, nicht berücksichtigt sind. Ändert sich nun die Drehzahl oder die Last der Brennkraftmaschine und tritt ein Klopfen nicht auf, so wird der Zündwinkel in einer langsameren Stufung wieder nach früh verstellt. Dieser Verstellvorgang wird abgebrochen, sobald eine Verstellung nach früh nicht mehr möglich ist oder aber ein erneutes Klopfen auftritt.

In F i g. 7 ist eine Fensterschaltung dargestellt, wie sie zweckmäßigerweise bei einer Antiklopfeinrichtung der zuvor beschriebenen Art Verwendung findet. In einem Zähler 50 ist ein der Drehzahl indirekt proportionales Signal erzeugt, das in die Zähler 51 und 52 abgegeben wird. Die Zähler 50, 51 und 52 sind mit einem Taktgenerator 53 verbunden. Der Ausgang des Zählers

51 steht mit dem Setzeingang eines Flipflops 54 in Verbindung. Des weiteren führt der Ausgang des Zählers 51 zum Rücksetzeingang eines Flipflops 55. Der

3i Ausgang des Zählers 52 steht mit den Rücksetzeingängen des Flipflops 54 und eines Flipflops 56 in Verbindung. Der Ausgang des Flipflops 54 führt zur Auswerteschaltung 28 eines Klopfsignalgebers. An einem Eingang 57 liegen Drehzahlimpulse an. die jeweils einem Eingang eines UND-Gliedes 58 und 59 zugeführt sind. Ein weiterer negierender Eingang des UND-Gliedes 58 steht mit dem Ausgang des Zählers 51, ein negierender Eingang des UND-Gliedes 59 mit dem Ausgang des Zählers 52 in Verbindung. Der Eingang 57 führt des weiteren über ein Negationsglied 60 zum Übernahmeeingang des Zählers 50.

Der Zähler 50 hat dieselbe Funktion wie der Zähler 35 in F i g. 3. In ihm wird ein der Drehzahl indirekt proportionales Signal eingezählt. Die Impulse kommen vom Taktgenerator 53 und werden während des Obernahmeimpulses, der vom Zündimpuls abgeleitet ist, in den Zähler eingezahlt. Bei der Verwendung der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 ist daher der Zähler 50 nicht erforderlich, sondern es kann der im Zähler 35 eingezählte Zählerstand verwendet werden. Der Zählerstand des Zählers 50 wird in die Zähler 51 und 52 übernommen. Beim Auftreten eines Zündimpulses am Eingang 57 gelangt dieser über das UND-Glied 58 zum Flipflop 55 und setzt dieses. Das gleiche geschieht über das UND-Glied 59 mit dem Flipflop 56. Die Zähler 51 und 52 zählen nun den gespeicherten Zählerstand rückwärts. Wichtig dabei ist, daß die Taktfolge für den Zähler 51 schneller ist als die Taktfolge für den Zähler 52. Zähler 51 wird daher den Zustand Null früher erreicht haben als Zähler 52. Hat der Zähler 51 den Zustand Null erreicht wird das Flipflop 54 gesetzt was eine Öffnung des Fensters bedeutet Erreicht der Zähler

52 etwas später den Nullzustand, wird das Flipflop 54

rückgesetzt und das Fenster wieder geschlossen. Erst wenn im Zähler 51 der Zählerstand des Zählers 50 eingelesen ist, wird das UND-Glied 58 freigegeben und somit der Eingang 57 zum Flipflop 55 durchgeschaltet. Des weiteren ist durch diese Maßnahme gewährleistet, daß das Flipflop 55 sich dann im rückgesetzten Zustand befindet, so daß der Zähler 51 nicht von alleine beginnt zurückzuzählen. Erst mit dem Anliegen eines Signales am Eingang 57 erfolgt das Setzen des Flipflops 55, das beim Erreichen des Zählerstands Null sofort zurückge-

setzt wird. Solange der Zähler 51 sich im Nullzustand befindet, ist ein Einlesen eines neuen Signales nicht möglich. Das UND-Glied 59 und das Flipflop 56 erfüllen die gleichen Funktion.

Die Schaltung ist so ausgeführt, daß sie leicht integriert werden kann. Insbesondere da sie einen Teil der Bauteile mit der Schaltung Lach F i g. 3 gemeinsam hat, ist diese Schaltung besonders gut als Fensterschaltung 29 einsetzbar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verschiebung des Zündzeitpunktes bei klopfender Brennkraftmaschine mit einem ersten Zähler, der beim Auftreten von KJopfsignalen seinen Zählerstand erhöht, und bei einer Änderung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine seinen Zählerstand vermindert, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Zähler (14, 35) vorgesehen ist, in dem ein der Drehzahl umgekehrt proportionaler Wert gespeichert ist, und daß das Produkt des ersten Zählers (13, 33) mit dem weiteren Zähler (14,35) ein Maß für die Verschiebung des Zündzeitpunktes ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt des ersten Zählers (13,33) und des weiteren Zählers (14, 35) in einen dritten Zähler (16, 31) eingelesen wird und daß die Verschiebung des Zündzeitpunkts durch die Zeit bestimmt ist, in der der dritte Zähler (16, 31) einen vorgegebenen Wert erreicht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des weiteren Zählers in einem Speicher (36) gespeichert wird.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündzeitpunkt mit wachsendem Wert des Produkts des ersten Zählers (13, 33) mit dem weiteren Zähler (14, 35) nach Spät verstellt wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt des ersten Zählers (13,33) mit dem weiteren Zähler (14,35) um einen vorgegebenen Wert erhöht wird, bevor es in den dritten Zähler (16,31) eingelesen wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang eines Multiplizierers (15,38) vorliegende Produkt in einem Speicher (37) zwischengespeichert wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählimpulse für den weiteren Zähler (14, 35) und den dritten Zähler (16,31) einem Taktgeber (32) entnommen werden.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Zählerstandes des ersten Zählers (13, 33) schneller erfolgt als die Erhöhung.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperreinrichtung (34) vorgesehen ist, die verhindert, daß der erste Zähler (13, 33) einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (40) vorgesehen ist, die den Zählerstand des ersten Zählers (13, 33) vermindert, wenn Betriebsparameter, insbesondere die Last und/oder die Drehzahl, der Brennkraftmaschine (10) geändert werden.

11. Einrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klopfgeber (27, 28) eine Fensterschaltung (29) nachgeschaltet ist, die Klopfsignale nur zu bestimmten Zeitintervallen passieren läßt.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterschaltung (29) zwei Zähler (51, 52) aufweist, in die ein der Drehzahl indirekt proportionales Signal eingelesen wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zähler (51, 52) durch einen

vorgegebenen Takt herabgezählt werden und beim Erreichen eines bestimmten Zählerstandes des einen Zählers (51) das Fenster geöffnet wird und beim Erreichen eines bestimmten Zählerstandes des anderen Zählers (52) das Fenster geschlossen wird.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz beider Zähler verschieden ist und daß das Fenster geöffnet wird, wenn der eine Zähler (51) den Zählerstand Null erreicht, und das Fenster geschlossen wird, wenn der andere Zähler (52) den Zählerstand Null erreicht

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterschaltung (29) von den Zündimpulsen gesteuert wird.