DE3027532A1

DE3027532A1 - Verfahren und anordnung zum betrieb einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3027532A1
Application number: DE19803027532
Authority: DE
Inventors: Istvan Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Geiger; Klaus Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Stamm; Heinz Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Theuerkauf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-07-19
Publication date: 1982-02-18
Also published as: DE3027532C2

Description

Verfahren und Anordnung zum Betrieb ei-
ner fremdgezündeten Brennkraftmaschine (Zusatz zu Patent ... (Anm. P 29 30 540.6)) Das Hauptpatent ... (Anm. P 29 30 540.6) schützt ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das im Hauptpatent beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet so, daß in mehreren Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine beim Auftreten unerwünschten Klopfens erzeugte Signale des Klopfsensors erfaßt und zur Bildung von Korrektursignalen ausgewertet werden. Bei dieser Ausbildung des Verfahrens bzw.
der Anordnung nach dem Hauptpatent erfolgt die Gewinnung von Korrektursignalen im gesamten interessierenden Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ausschließlich aufgrund der bei verschiedenen Drehzahlwerten erfaßten Signale des Klopfsensors.
Wie bereits im Hauptpatent ausgeführt, kann es Drehzahlwerte innerhalb des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine geben, bei denen sich die Signale des Klopfsensors schwer erfassen lassen. Schon aus diesem Grunde geht die beschriebene Ausführungsform der Erfindung nach dem Hauptpatent von der Gewinnung nur relativ weniger, bei verschiedenen Drehzahlwerten ermittelter Korrektursignale aus.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, Ausführungsformen der Erfindung nach dem Hauptpatent zu schaffen, die es ermöglichen, mittels in nur einem Drehzahlbereich mittels des Klopfsensors gewonnener Korrektursignale mit hinreichender Genauigkeit Korrektursignale auch für andere Drehzahlbereiche zu gewinnen, in denen eine direkte Ermittlung von Korrektursignalen unter Auswertung der Signale des Klopfsensors Schwierigkeiten bereitet.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Dabei kann die Erfassung von Klopfsignalen entweder in einem festen Drehzahlbereich erfolgen oder in einem solchen, der mit der jeweiligen Maschinendrehzahl wandert.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie lediglich handelsübliche und bewährte Bausteine, insbesondere bekannte Logikbauteile, erfordert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 den Verlauf der adaptierten Steuerkurve des Zündwinkels a z über der Drehzahl n bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 denselben Kurvenverlauf bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 ein gespeichertes Drehzahl-Saugrohrdruck-Korrektursignal-Diagramm und Fig. 5 u. 6 gespeicherte Bereiche für den drehzahlabhängigen Anteil zu zu da des Korrektursignals bzw. den vom z1 Saugrohrdruck p5 abhängigen Anteil da z2 des Korrektursignals.
Das Zündwinkel-Drehzahl-Diagramm nach Fig. 1 dient zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Ausführungsform nach Patentanspruch 3. Der Zündwinkel a z (Vorzündung) kann zwischen einer oberen Grenzlinie 1 und einer unteren Grenzlinie 2 variiert werden. Bei einer Drehzahl n1 werden die Signale des Klopfsensors in der Weise ausgewertet, daß die im Zündverteiler erzeugte Grundeinstellung a z0 des Zündwinkels um den Wert Ja z korrigiert wird, bis das Klopfen verschwindet. Damit wird in Abhängigkeit vom jeweiligen Zählerstand ein bestimmtes Verhältnis der Abstände des adaptierten Zündwinkels a z von den Grenzlinien 1 und 2 ermittelt. Für die übrigen Drehzahlbereiche werden entsprechende Korrektursignale durch Interpolation zwischen den Grenzlinien 1 und 2 ermittelt. Damit wird die Grund-Steuerkurve 3, die also vom Zündverteiler vorgegeben ist, unter Ausnutzung des nur für die Drehzahl n1 erfaßten Signals des Klopfsensors umgewandelt in die korrigierte Steuerkurve 4.
Fig. 2 gibt das entsprechende Diagramm für die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Patentanspruch 2 wieder. Entsprechend den wiederum bei der Drehzahl n1 erfaßten Signalen des Klopfsensors wird aus einer gespeicherten Anzahl von Steuerkurven 20 bis 23, die wiederum in einem durch Grenzlinien 24 und 25 definierten Bereich liegen, diejenige ausgewählt, die dem erforderlichen Korrektursignal bei der Drehzahl n1 am nächsten kommt. Während also in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die einzelnen Korrektursignale unter Berücksichtigung des bei der Drehzahl n1 ermittelten Korrektursignals jeweils errechnet werden, erfolgt in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Auswahl einer fest vorgegebenen korrigierten Steuerkurve.
Die wesentlichen Bestandteile der Anordnung gemäß Fig. 3 sind der Zündrechner 30 sowie der ihm vorgeschaltete Zähler 31 und das Logikteil 32. An der Brennkraftmaschine 33, hier der Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, sind der Klopfsensor 34, der Temperatursensor 35 und der Drosselklappenstellungssensor 36 angeordnet. Die Signale des Klopfsensors 34 gelangen über die Auswerteschaltung 37 ebenso wie die Signale des Temperatursensors 35 und diejenigen des Drosselklappenstellungssensors 36 in den Logikteil 32, der sie und Signale für die jeweilige Drehzahl n zu Zählbefehlen (UP, DOWN, SETZEN, STOP) für den Zähler 31 verarbeitet. Der Zähler kann ein handelsüblicher Vorwärts-Rückwärts-Zähler oder auch Bestandteil eines Mikroprozessors sein.
In diesem Ausführungsbeispiel sind im Zündrechner 30, wie bereits bei der Diskussion des Diagramms nach Fig. 2 beschrieben, mehrere Kennlinien gespeichert. Es handelt sich hier um Kennlinien, die den Verlauf der Korrektorsi-Signale dz a z über der Drehzahl wiedergeben. Wie Fig. 3 zeigt, wird dem Zündrechner 30 aber auch ein Signal für den jeweiligen Saugrohrdruck p5 der Maschine zugeführt. Demgemäß sind, wie in Fig. 4 angedeutet, in dem Zündrechner 30 gleichsam in einem dreibeinigen Koordinatensystem für Saugrohrdruck, Drehzahl und Korrektursignal zwischen der oberen Grenzfläche 40 und der unteren Grenzfläche 41 mehrere Flächen gespeichert, von denen nur die mit 42 bezeichnete in Fig. 4 dargestellt ist. Man kann sagen, daß jedem konstanten Saugrohrdruck p5 auf jeder dieser gespeicherten Flächen eine gespeicherte Korrekturkurve zugeordnet ist.
In Abhängigkeit von den ihm zugeführten Signalen wählt nun der Zündrechner 30 eine der gespeicherten Flächen bzw. Kurven aus und gibt an das Verknüpfungsglied die gespeicherten Korrektursignale Ja z ab. Im Verknüpfungsglied 37 werden die Korrektursignale mit den Grundsteuersignalen a z0' die also im Zündverteiler gewonnen sind, zusammengefaßt zur Bildung eines Signals z> das den korrigierten Wert des Zündwinkels bzw. Zündzeitpunkts für die jeweilige Drehzahl wiedergibt.
Da der Zündrechner 30, wie beschrieben, nicht nur Kurven, sondern ein Kennfeld speichert, werden in ihm der Einfluß des Unterdrucks im Saugrohr als Lastsignal und die Drehzahlabhängigkeit des Korrektursignals additiv zu dem KorrektursignalJa verarbeitet. Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, können sowohl z für den drehzahlabhängigen Anteil asz Ja als auch für den saugrohrdruck-abhänzI gigen Anteil a z2 obere und untere Grenzlinien 50 und 51 bzw. 60 und 61 gez2 speichert sein. Jeweils zwischen diesen Grenzlinien liegen dann die Ebenen bzw.
Kurven, die zur Gewinnung des Korrektursignals aa z ausgewählt werden.
Unter Zugrundelegung der anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläuterten Verhältnisse arbeitet die Anordnung gemäß Fig. 3 wie folgt: Beim Starten der Brennkraftmaschine wird der Zähler 31 so gesetzt, daß eine für den Start optimale, im Zündrechner gespeicherte Kurve bzw. Fläche für die Korrektursignale ausgewählt wird. Bei Drehzahlen unterhalb der Leerlaufdrehzahl nLO ist eine Leerlaufstabilisierung über den Zündwinkel vorgesehen.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Maschinentemperatur, die mittels des Sensors 35 erfaßt wird, werden Korrektursignale da z ausgewählt, die eine für die Leerlaufstabilisierung optimale Zündwinkel-Steuerkurve garantieren. Beispielsweise kann eine umso größere Vorverlegung des Zündzeitpunkts erfolgen, je niedriger die Maschinentemperatur ist.
In einem sich an die Leerlaufdrehzahl nach oben bis zu einem Drehzahlwert nk anschließenden Drehzahlbereich werden Signale des Klopfsensors und des Temperatursensors unterdrückt, so daß die zuletzt ausgewählte Kurve im Zündrechner 30 wirksam bleibt.
Dagegen erfolgt bei Drehzahlen oberhalb des Werts nk beim Auftreten eines Klopfsignals eine Änderung des Zählerstands im Zähler 31 und die Auswahl einer im Zündrechner 30 gespeicherten Adaptationskurve, d.h. die Abrufung von Korrektursignalen a a z Ja In dem in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel erfolgt eine Neuadaptation abhängig von der jeweiligen Maschinentemperatur, indem bei Uberschreiten eines vorgegebenen Maximalwerts für die Temperaturänderung eine Neubestimmung der Klopfgrenze erfolgt.
Wird eine der Grenzkurven erreicht, kann ein Fehlersignal erzeugt werden, das darauf hinweist, daß in der Anordnung ein Fehler aufgetreten ist.
Wie im Hauptpatent beschrieben, besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß die ermittelten Korrektursignale über einen längeren Zeitraum, beispielsweise bis zum Abschalten der Maschine, gespeichert werden. Dadurch ist das bekannte "Sägen" an der Klopfgrenze vermieden, ohne daß ein überflüssig großer Sicherheitsabstand gewahrt bleiben muß.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einer last- und drehzahlabhängigen Steuerkurve für den Zündwinkel, der beim Auftreten unerwünschten Klopfens durch mittels eines Klopfsensors gewonnene Korrektursignale in Richtung späterer Zündzeitpunkt verstellt wird, bis das unerwünschte Klopfen verschwindet, wobei die Korrektursignale gespeichert werden zur Gewinnung einer durch sie korrigierten, an die jeweils vorliegenden Verhältnisse adaptierten Steuerkurve, nach Patent ...

(Anmeldung P 29 30 540.6), dadurch gekennzeichnet, daß nur in einem Drehzahlbereich der Steuerkurve Korrektursignale (da .) mittels des Klopfsensors t34) gewonnen und durch sie Korrektursignale für die anderen Drehzahlbereiche nach einem gespeicherten Zusammenhang bestimmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die mittels des Klopfsensors (34) gewonnenen Korrektursignale (S « z) die Auswahl einer von mehreren gespeicherten Adaptationskurven (20-23) erfolgt, die die Korrekturwerte für alle Drehzahlbereiche enthalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte für die anderen Drehzahlbereiche aus den mittels des Klopfsensors (34) gewonnenen Korrektursignalen (dQ z) und ihrer Lage relativ zu einer oberen und einer unteren Grenzkurve (1,2) ermittelt werden.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Klopfsensor (34) und einem Verknüpfungsglied (38), dem auch der für die jeweilige Drehzahl (n) geltende Wert (a z0) der Steuerkurve zugeführt wird, ein Logikteil (32), ein Zähler mit Speicher (31) und ein Zündrechner (30) liegen, wobei der Logikteil (32) die Ausgangssignale des Klopfsensors (34) sowie gegebenenfalls Signale für Maschinenparameter zu Zählbefehlen für den Zähler (31) verarbeitet, dessen Zählerstand ein Ansteuersignal für den Zündrechner (30) bildet, dessen Ausgangssignale als Korrektursignale (J« z) dem Verknüpfungsglied (38) zugeführt werden.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zündrechner (30) Signale für den Saugrohrdruck (p ) der Brennkraftmaschine (33) zugeführt werden und alle Korrektursignale zur z) auf dreidimensionalen Flächen (42) eines Drehzahl-Saugrohrdruck-Korrektursignal-Diagramms liegen.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daR dem Logikteil (32) Signale für die Drehzahl und die Temperatur der Brennkraftmaschine (33) :zugeführt werden zur Gewinnung von den Leerlauf stabilisierenden Korre ursignalen bei unterhalb der Leerlaufdrehzahl (nL0) liegenden Drehzahluerten.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Zündrechner (30) Grenzkennlinien (50, 51) für die Korrektursignale (6a ) in Abz hängigkeit von der Drehzahl (n) gespeichert sind und eine Unterdrückung für in einem sich an die Leerlaufdrehzahl (nL0) nach oben anschließenden Drehzahlbereich auftretende Signale des Klopfsensors (34) und für Temperatursignale vorgesehen ist, so daß in diesem Drehzahlbereich die zuletzt gewonnenen Korrektursignale gewahrt bleiben.