DE3103605C2

DE3103605C2 - Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung

Info

Publication number: DE3103605C2
Application number: DE3103605A
Authority: DE
Inventors: Tamura Yokohama Kanagawa Hideyuki; Furuhashi Shoji; Enoshima Fujisawa Kanagawa Toshio
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-02-05
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1983-12-01
Also published as: JPS56110324A; JPS6230532B2; DE3103605A1

Abstract

Klopfdetektor, der die Schwingungen einer Maschine wahrnimmt, um ein diese Schwingungen wiedergebendes Schwingungssignal zu erzeugen. Das Signal wird durch eine Mittelungsschaltung gleichgerichtet und geglättet, um ein geglättetes Untergrundrauschvergleichssignal zu erzeugen. Das Signal vom Sensor wird entweder vor der Gleichrichtung oder nach der Gleichrichtung mit dem Untergrundrauschvergleichssignal in einem Komparator verglichen, der ein Klopfsignal, das das Auftreten und die Stärke des Klopfens wiedergibt, immer dann erzeugt, wenn das Signal vom Sensor größer als das Untergrundrauschvergleichssignal ist. Eine erste Unterbrechungsschaltung spricht auf jede Zündung an, indem sie die Zuleitung des Schwingungssignales zum Komparator für ein festes Zeitintervall unmittelbar nach jeder Zündung unterbricht, um zu verhindern, daß das Zündrauschen die Wahrnehmung des Klopfens beeinflußt. Eine zweite Unterbrechungsschaltung spricht auf das Klopfsignal vom Komparator an, indem sie die Zuleitung des gleichgerichteten Signales wenigstens zur Mittelungsschaltung unterbricht, um einen Einfluß des Klopfens auf das Vergleichssignal auszuschließen. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Klopfdetektors ist in Fig. 2 dargestellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkicinstelleinrichlung für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei einem solchen, in der DE-OS 30 38 352 angegebenen Klopfdetektor ist die erste Unterbrechungseinrichtung durch eine Abtast- und Halteschaltung oder einen Analogschalter gebildet, die von einem monostabilen Multivibrator angesteuert werden, der seinerseits von dem differenzierten Klopfsignal angesteuert wird, um die Zuleitung des Schwingungssignals an die Mitteilungscinrichtung immer dann zu unterbrechen, wenn am Ausgang des Vergleichers das Klopfsignal auftritt. Dadurch gehen die durch das Klopfen gebildeten Anteile des Schwingungssignals nicht in die Mittelung des gleichge-

richteten Signals ein, wodurch das Hintergrundrauschbe· zuussienal genauer ermittelt wird. Je genauer das Hintergründrauschbezugssignal ermittelt werden kann, um so genauer kann auch bereits ein nur sehr leichtes Klopfen

festgestellt werden. .,-,,,

Aus der DE-OS 2832594 ist ein Klopfdetektor bekannt, bei dem das vom Schwingungsffihler abgegebene Schwi'ngungssignal mit Hilfe eines regelbaren Verstärkers verstärkt wird, bevor es dem Gleichrichter zugeführt wird. Der Verstärker wird nach Maßgabe des Hirtergrundrausdibezugssignals so geregelt, daß das Hintergrundrauschbezugssignal möglichst immer die gleiche Aiiiplitude hat. Obwohl das Klopfsignal mit Hilfe einer Integratorschaltung sehr großer Zeitkonstante als impulsförmiges Signal in dem Hintergrundrauschbezugssienal nicht mehr hervortritt, geht dieses jedoch voll in die Mitteilung des gleichgerichteten Signals ein, so daß keine genaue Regelung der Verstärkung allein nach Maßgabe der Amplitude des Hintergrundrauschbezugssignals erfolgt.

Aus der DE-OS 2925770 ist ein Klopfdetekior bekznnt, bei dem das Schwingungssignal nicht gleichgerichtet wird, sondern nach dem Hindurchlaufen eines Bandfilters hinsichtlich seiner Spitzenwerte mit einem Bezugswert verglichen wird, der nach Maßgabe der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine eine unterschiedliche Größe hat, um die unterschiedliche Stärke auch der Hintergrundgeräusche der Brennkraftmaschine zu berücksichtigen. Die Spitzenwerte des Schwingungssignals werden dabei immer nur während eines bestimmten Zeitintervalles abgetastet, das der jeweiligen Zündung eines Zylinders folgt, um für jeden Zylinder einzeln ein eventuelles Klopfen feststellen zu können, um den Zündzeitpunkt für jeden Zylinder einzeln in optimaler Weise einstellen zu können. Zu diesem Zweck ist für jeden Zylinder individuell eine Abtast- und Halteschaltung vorgesehen, in der das Vergleichsergebnis für den jeweils letzten Zündzyklus gespeichert ist, um mit dem Vergleichsergebnis des augenblicklichen Zündzyklus verglichen zu werden.

Aus der DE-OS 26 59239 ist ein Kloprdetektor bekannt, bei dem das Hintergrundrauschbezugssignal aus dem Schwingungssignal während eines nur kurzen Zeilinlervalls jeweils ermittelt wird, das ausreichend vor dem jeweiligen Zündzeitpunkt liegt, um sicherzustellen, daß durch ein eventuelles Klopfen bedingte Schwingungssignalanteile während dieses Zeitintervalls nicht auftreten können.

Aus der DE-OS 2917412 ist ein Klopfdstektor bekannt, der eine Mittelwertschaltung benutzt, um aus dem vom Schwingungsfiihler abgegebenen Schwingungssignal ein der Klopfenergie entsprechendes Signal zu bilden, das in einem Vergleicher mit einem Bezugswert verglichen wird, der einen zulässigen Kopfpegel festlegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Klopfdelektor der im Oberbegriffdes Anspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß auch das Zündrauschen keinen Einfluß auf die Feststellung von Klopfen hat.

Bei einem Klopfdetektor der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Klopfdetektor wird also in an sich bekannter Weise die Zuleitung des Schwingungssignals zum Vergleicher auch immer dann kurzzeitig unterbrochen, solange Zündrauschen auftreten kann, was immer innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls unmittelbar nach jeder Zündung der Fall sein kann. Der erfindungsgemäße Klopfdetektor benutzt dazu die ohne-

hin vorgesehene Unierbrechungseinuchtung, so daß diese das Schwingungssignal bei jedem Zündzyklus während des bestimmten festen Zeitintervalls sperrt und auch dann nicht an die Mittelungseinrichtung sowie den Vergleich gibt, wenn am Ausgang des Vergleichers ein Klopfsignal auftritt. Mit dem erfindungsgemäßen Klopfdetektor wird also nicht nur ein sehr genaues Hintergrundrauschbezugssignal ermittelt, in das die durch Auftreten von Klopfen bedingten Anteile des Schwingungssignals nicht eingehen, sondern es wird auch sichergestellt, daß durch Zündrauschen kein vermeintliches Klopfen vorgetäuscht werden kann. Dazu benutzt der erfindungsgemäße Klopfdetektor die ohnehin vorgesehene einzige Unterbrechungseinrichtung, so daß sich annähernd kein zusätzlicher Schaltungsaufwand zu dem in der genannten älteren Patentanmeldung angegebenen Klopfdetektor ergibt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschallbild einer Zündeinstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung, bei der ein Klopfdelektor vorgesehen ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Klopfdetektors,

Fig. 3 ein Signaldiagramm für bei dem in Fig. 2dargestellten Klopfdetektor auftretende Signale,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Phasensteuerschaltung und der Zündeinstelleinrichtung in Fig. 1,

Fig. 5 einen Stromlaufplan der Lade- und Entladeschaltung der Phasensteuerschaltung,

Fig. 6 ein Signaldiagramm für bei dem in Fig. 4 dargestellten Blockschaltbild auftretende Signale,

Fig. 7 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Voreilwinkel des Zündzeitpunktes und der Stärke des Klopfens.

Fig. 8 einen Teil eines anderen Ausführungsbeispiels des Klopfdetektors,

Fig. 9 einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels des Klopfdeteklors,

Fig. 10 einen Teil eines dritten Ausführungsbeispiels des Klopfdetektors,

Fig. 11 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des in Fig. 2 dargestellten Klopfdetektors.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Zündeinstelleinrichtung 10 für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung dargestellt, bei der ein Klopfdetektor 12 vorgesehen ist. Der Klopfdelektor 12 weist einen Schwiogungsfühler 120 auf, der beispielsweise am Zylinderblock, am Zylinderkopf oder am Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine angebracht ist. Der Schwingungsfiihler kann beispielsweise ein magnetostriktiver oder piezoelektrischer Fühler sein.

Wie es in Fi g. 3 dargestellt ist, erzeugt der Schwingungsfiihler ein Signal 5, das über eine den Einfluß des Zündrauschens unterbindende erste Schaltstufe 122 aus einem Widerstand R₁ und einem Transistor Tr₁ an einem Bandpaßfilter 124 liegt, das z.B. eine Mittenfrequenz/₀ von 7 kHz und einen ß-Wert (=/ö/2/) von 10 hat, so daß es ein Signal S₁₁ mit einer Bandbreite von im wesentlichen 5 bis 10 kH*z hindurchläßt, das der Frequenz eines Klopfen angebenden Schviogungssignals !entspricht. Genauer gesagt, hängt der Frequenzbereich der Klopfschwingungen hauptsächlich von der Form und der Betriebstemperatur jeder Brennkammer der Brennkraftmaschine ab. Das Bandpaßfilter 124|vorzugsweise so ausgebildet, daß der Grundpegel des Signals S₀ von 0 auf + V Volt ver-

τ«·

schoben wird, was jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein muß.

Das Signal S_a wird über einen Gleichrichter 126, der beispielsweise ein Halbwellengleichrichter sein kann, gleichgerichtet und mit einem geeigneten Verstärkungsfaktor in ein gleichgerichtetes Signal S_b verstärkt, das in F i g. 3 dargestellt ist und über eine den Einfluß der Klopfschwingungen unterbindende zweite Schaltstufe 128 an eine Mitteilungseinrichtung 130 gegebeii wird, wo es geglättet wird. Die Ni tteiungsei !richtung 130 kann ein Tiefpaßfilter oder eine integrierende Schaltung mit einer relativ großen Entladezeitkonstante aufweisen, um ein im wesentlichen konstantes Hintergrundrauschbezugssignal S_r zu liefern, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Das Signal S„ vom Bandpaßfilter 124 wird gleichzeitig über einen Verstärker 132 suf ein Signal S/verstärkt, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, das dann mit dem Hintergrundrauschbezugssignal S_r in einem Vergleiche]· 134 verglichen wird. Wenn das Signal S₀, eine größere Amplitude als das Signal S, hat, erzeugt der Vergleicher ein Impulssignal S_p mit hohem Pegel, wie es. in Fig. 3 dargestellt ist, das als ein Klopfsignal das Auftreten und die Stärke des Klopfens angibt.

Das Klopfsignal S_p steuert dann eine integrierende Schaltung 14 einer Einstellschaltung 14 für den Zündzeitpunkt derart, daß die Schaltung 14 eine Integration nach der Zeit mit einer ersten Zeilkonstante ausführt, während das Klopfsignal S₁, vorliegt, und beim Fehlen des Klopfsignales S₁, sich mit einer zweiten anderen Zeitkonstante entlädt, so daß das Signal S_n in ein Spannungssignal V₁₁ umgeformt wird, das der Stärke des Klopfens entspricht. Eine Phasensteuerschaltung 142 der Einstellschaltung 14 spricht auf das Signal V₁₁ an und verzögert entsprechend das Zündzeitpunktsignal S₁, das ein Verteiler 16 nach Maßgabe der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine berechnet hat, um ein nachgestelltes Signal S₁' an einen Zündregler 18 zu legen. Dieser Zündregler berechnet aufgrund des Signals S,' ein Schließwinkelimpulssignal S_f. um die Stromversorgung einer Zündspule 20 so zu steuern, daß eine Funkenentladung an einer nicht dargestellten Zündkerze jedes Zylinders über den Verteiler 16 zeitlich an der vorderen Flanke jedes Impulses des Schließwinkelimpulssignales Sy auftritt, so daß das Klopfen unterdrückt wird oder ein weiteres Klopfen vermieden wird. Einzelheiten des Aufbaues und der Arbeitsweise der Phasensteuerschaltung 142 und des Zündreglers 18 sind in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt. Das Kurbelwellenwinkelbezugssignal S, wird einmal für jede 180°-Drehung der Kurbelwelle bei einer Vierzylindermaschine oder einem für jede 120°-Drehung der Kurbelwelle bei einer Sechszylindermaschine erzeugt. Das Kurbelweiienwinke'ibezügssignai S, wird durch einen Weüenformer 144 in ein Rechteckimpulssignal umgeformt, dessen Impulsbreite durch eine Steuerschaltung 146 für das Tastverhältnis in der in Fig. 6F dargestellten Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle eingestellt wird. Die Impulse des Signals Fhaben eine konstante Breite und ihre in die negative Richtung gehenden Flanken F₂ treten an den Nulldurchgängen des in negativer Richtung gehenden Signals S₁ auf. Das Ausgangssignal Fder Steuerschaltung 146 für das Tastverhältnis liegt an zwei Hilfsschaltungen 148a und 1486 (Fig. 5), die jeweils eine Lade- und Entladeschaltung 148 bilden. D. h. im einzelnen, daß in der Hilfsschaltung 148a das Ausgangssignal F der Steuerschaltung 146 an den Eingang einer Reihenschaltung aus einerTDiode D_x und einem Kondensator C₂ gelegt wird, die zum Setzeingang einer Flip-Flop-Schaltung FF₁ der Hilfsschaltung 148a führt.

Die Flip-Flop-Schaltung FF₁ wird durch die in die negative Richtung gehende Flanke F₂ des Signals F gesetzt und durch das Signal von einem Vergleicher OP₁ zurückgesetzt, um das in Fig. 6 mit CO₁ bezeichnete Signal zu erzeugen.

Wenn das Signal CO₁ einen niedrigen Pegel hat, werden ein Transistor 7Vj über einen Widerstand R₂ gesperrt und ein Transistor 7Y₄ über Widerstände /?₄ und /J₅ und eine Speisequelle + V leitendgeschaltet. Ein Kondensator C₁ wird daher über einen Widerstand R₆ und den Transistor 7V₄ aufgeladen, wobei die Ladespannung über dem Kondensator C, durch die Steigung m, in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn das Ausgangssignal Q der Flip-Flop-Schaltung FF_x einen hohen Pegel hat, werden der Transistor 7Y, leitendgeschaltet und der Transistor Tr_x gesperrt. Der Kondensator C, wird nicht weiter aufgeladen und beginnt sich über einen Widerstand R₁ zu entladen, wobei die Entladekurve durch die Steigung η in Fig. 6 dargestellt ist. Das Ausgangssignal des Vergleichers PO₁ gelangt auf hohen Pegel, wenn das Potential am Kondensator C₁, das durch die Wellenform CD in Fig. 6 dargestellt ist, und über einen Widerstand R₁₂ am invertierenden Eingang des Vergleichers OP₁ liegt, unter den Spannungspegel des Eingangssignales des Vergleichers OP₁ lallt, der durch die Widerstände R₈ und /?„ bestimmt ist. und die Flip-Flop-Schaltung FF₁ zurückgesetzt wird. Beim normalen Betrieb wird diese Arbeitsweise wiederholt. Tritt jedoch Klopfen auf, nimmt die Ausgangs spannung V₁, der integrierenden Schaltung 14 zum Zeiipunkt τ₀. beispielsweise um V₁, in Fig. 6, zu. Die Wellenform von V₁, in Fig. 6 ist der Einfachheit halber gegenüber der tatsächlichen Wellenform etwas vereinzeln dargestellt. Ein Transistor 7Y₅ in Fig. 5, der den Puffer 150 in Fig. 4 bildet, wird daher über einen Widerstand Λ₁₀ leitendgeschaliet. Der Kondensator C₁ wird über einen Widerstand R₁ , und den Transistor 7V₅ mit einem Strom proportional zur Ausgangsspannung V_a aufgeladen und gleichzeitig über den Transistor 7V₄ und den Widerstand Ä₍, von der Speisequelle + V aufgeladen, wobei die jeweils erreichte Ladespannung durch die Steigung m₂ in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn die Ladespannung am Kondensator C₁ zunimmt, nimmt auch die Zeit zu. die erforderlich ist, um den K ondensator C₁ auf einen gewünschten Wert zu entladen, was aus einem Vergleich der Entladezeiten Δ/, undΔ/₂ in Fig. 6ersichtlich ist. Diese Entladezeiten entsprechen den Verzögerungen der Nulldurchgänge des Kurbelwellenwinkelbezugssignales S₁. Die Verzögerungen variieren in Abhängigkeit von den Ladegradienten oder Steigungen Hi₁ und m₂ und der Unterschied zwischen den Entladezeiten Δ/, und Δί, gibt den Unterschied zwischen den entsprechenden Zündzeitpunkten wieder.

D. h. im einzelnen, daß der Ladegradient m, der Weilenform CD in Fig. 6 dann, wenn das Ausgangssignal V₁, der integrierenden Schaltung 14 größer als Null ist, durch das Ausgangssignal V_a der integrierenden Schaltung 14 gesteuert wird, während der Entladegradient η konstant ist.

Dabei gilt

/η₁(Γ-Δ/,)=ηχΔ/,.

wobei m, gleich /M₁ ist, wenn V_tt gleich Null ist, und gleich m₂ ist, wenn V_a positiv ist, T die Periode des Signals F bezeichnet und Δ/, die Entladezeit ist, die dem Entladegradienten η entspricht, wobei Δί_; gleich Δ/, ist, wenn V₁₁ gleich Null ist, und gleich Ai₂ ist, wenn V_a positiv ist. Eine Umwandlung des Ausdruckes (1) ergibt:

Δί, _ /II,

T /ι?, + η
Da der Verzögerungswinkel

wobei τ. deich 120° bei einer Sechszylindermaschine und gleich 180° bei einer Vierzylindermaschine ist, ergibt ein Hinsetzen des Ausdruckes (2) in die Gleichung (3):

in,

Der A usdruck (4) zeigt, daß der Verzögerungswinkel 0, eine Funktion des Ladegradienten m, ist.

Die zweite Hilfsschaltung I486 hat denselben Aufbau uiiü dieselbe Funktion wie die Hilfsschaltung 148a mit der Ausnahme, daß die Diode D₂ der Hilfsschaltung 1486 mil gegenüber der Diode D₁ der Hilfsschaltung 148a entgegengesetzter Polung über einen Kondensator C₃ am Setzeingang S einer Flip-Flop-Schaltung FF₂ der Schaltung I486 liegt, so daß die Flip-Flop-Schaltung FF₁ durch die in die positive Richtung gehende Flanke F₁ des Signals F von der Steuerschaltung 146 für das Tastverhältnis gesetzt wird. Die vorderen Flanken der Ausgangsimpulse CO₁ und CO₂ der Schaltungen 148a und 148/; liegen somit über Dioden- und Kondensatorpaare D₃, C₄ und D₄, C, am Rücksetzeingang R und am Setzeingang S jeweils einer Flip-Flop-Schaltung 180 des Zündreglers 18. um ein Schließwinkelsignal S₁' in Fig. 6 zu erzeugen, das um einen Phasenwinkel O₂ gegenüber dem Ausgangssignal F von der Steuerschaltung für das Tastverhältnis verzögert ist. Dieses Signal 5,' liegt über einen Verstärker 182 und einen Leistungstransistor 184 des Zündreglers 18 an der Zündspule 20. Ein Stromfühler 186 erfaßt den Strom, der in Fig. 6 mit S_f dargestellt ist und durch den Leistungstransistor 184 fließt, um den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 182 und damit den durch den Leistungstransistor 184 fließenden Strom zu steuern. Der durch den Leistungstransistor 184 und die Zündspule 20 fließende Strom S_f erzeugt einen Zündfunken an der nicht dargestellten Zündkerze des entsprechenden ebenfalls rieht dargestellten Zylinders und zwar über den Verteiler 16 an der Vorderflanke jedes Stromimpulses Sf.

Der Zündzeitpunkt und die Stärke des Klopfens stehen in der in Fig. 7 dargestellten Weise derart in Beziehung miteinander, daß bei einer Verzögerung des Zündzeitpunktes ein weiteres Klopfen unterdrückt oder vermieden wird.

Ein erster monostabiler Multivibrator 136 wird durch die ansteigende Flanke jedes Impulses des Zündsignales S₁ angesteuert, das in Fig. 3 dargestellt ist, und vom Zündregler 18 abgegeben wird, um ein Signal G₁ zu erzeugen, das während eines festen Zeitintervalls t, von beispielsweise 0,8 ms einen hohen Pegel hat. Dieses Signal G₁ schaltet den Transistor Tr₁ der ersten Schaltstufe 122 während des festen Zeitintervalls τ, unmittelbar nach jeder Zündung leitend, um das Ausgangssignal S des Schwingungsfühlers 120 an Masse zu legen, wodurch verhindert wird, daß ein Zündrauschen N, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, zusammen mit dem Signal S vom Schwingungsfühler 120 an das Bandpaßfilter 124 gelangt. Das Zündrauschen N ist daher im Ausgangssignal S^ vorn Verstärker 132 nicht vorhanden, so daß keine Gefahr besteht, daß das Zündrauschen irrtümlicherweise als ein Schwingungssignal angesehen wird, das auf einem Klopfen beruht. '

Die erste Schaltstufe 122 kann am Ausgang des Bandit) paßfilters 124 oder des Verstärkers 132 vorgesehen sein, wie es in F i g. 8 und 9 dargestellt ist. Wenn die Schaltstufe 122 am Ausgang des Bandpaßfilters 124 vorgesehen ist, ist der Emitter des Transistors 7V₁ vorzugsweise mit Erde

(3) verbunden und der Kollektor des Transistors 7V₁ liegt am Eingang des Gleichrichters 126, so daß das Zündrauschen dem Gleichrichter nicht zugeführt wird. Wenn die Schaltstufe 122 am Ausgang des Verstärkers 132 vorgesehen ist, sollte der Emitter des Transistors Tr₁ vorzugsweise an einer Speisequelle + V_% liegen.

(4) Da die Schaltstufe 122 aufgrund des Zündsignals S_s das Anlegen des Ausgangssignals S des Schwingungsfühlers 120 wenigstens an den Vergleicher 134 unterbricht, liegt das Zündrauschen nicht am Vergleicher 134, Statt des Signales S'_c kann auch das gleichgerichtete Signal S_h vom Gleichrichter 126 dem Vergleicher 134 zugeführt werden, wie es durch eine unterbrochene Linie b\ in Fig. 2 dargestellt ist.

Ein Transistor 7V₂ der zweiten Schaltstufe 128 wird durch das Ausgangssignal G₂ eines zweiten monostabilen Multivibrators 138 leitendgeschaltet, um das Eingangssignal der Mittelungseinrichtung 130 auf einen Spannungspegel + V ZM bringen. Der Multivibrator 138 wird durch die ansteigende Flanke eines Impulses eines Signales Sp betätigt, das vom Vergleicher 134 abgegeben wird, wenn Klopfen auftritt, um das Signal G₂ zu erzeugen, das in Fig. 3 dargestellt ist, und das während eines festen Zeitintervalls τ₂ von beispielsweise 3 ms auf einem hohen Pegel liegt sowie den Transistor 7V₂ der Schaltstufe 128 während des festen Zeitintervalls T₂ unmittelbar nach Auftreten eines Klopfens leitendschaltet, um dadurch das Ausgangssignal S_h des Gleichrichters auf + V herabzusetzen, wodurch das Zuführen des Signals S_h und damit des Klopfsignals zur Mittelungseinrichtung 130 unterbrochen wird.

Die Mittelungseinrichtung 130 enthält ein Tiefpaßfilter 124 mit einer relativ großen Entladezeilkonstanten, so daß sie während des Klopfens ihr Ausgangssignal im wesentlichen auf dem Pegel des Signals S_h unmittelbar vor der Unterbrechung des Signals S_h hält. Das Hintergrundrauschbezugssignal S_r von der Mittelungseinrichtung 130 wird daher während des Klopfens auf dem Pegel des Eingangssignals S_b unmittelbar vor dem Auftreten des Klopfens, d. h. aul einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten. Es besteht daher keine Gefahr, daß ein Klopfen irrtümlich angenommen wird, wenn das Hintergrundrauschbezugssignal fälschlicherweise zunehmen würde.

Wenn das durch das Bandpaßfilter 124 hindurchgehende Signal nicht um -I- V₁ angehoben wird, sollte der Emitter des Transistors 7V₂ der zweiten Schaltstufe 128 an Erde liegen. Die Schaltstufe 128 kann vor dem Gleichrichter 126 vorgesehen sein, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.

Der Klopfdetektor kann auch so abgewandelt werden, daß die Schaltstufe 128 fehlt und nur die Schaltstufe 122 benutzt wird, die dann Ausgangssignale G₁ und G₂ der monostabilen Multi vibratoren 136 und 138 über ein ODER-Glied 140 an der Basis des Transistors Tr_x erhält, wobei in diesem Fall die Schaltstufe 122 entweder zwi-. sehen dem Schwingungsfuhler 120 und dem Bandpaßfilter 124 oder direkt hinter dem Bandpaßfilter 124 vergesehen sein kann, wie es in Fig. 11 dargestellt ist.

Da die Schaltstufe 128 die Zuleitung des gleichgerichteten Signals S_b wenigstens zur Mittelungserarichtung Ϊ36 aufgrund des Klopfsignals S, vom Vergleicher lS4 beim Auftreten von Klopfen unterbricht, nimmt das Hin-

tergrundrauschbezugssignal S_r durch das Auftreten von Klopfen nicht zu, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wobei Sr_l<Sr₁<Sr_i ist, so daß die Anzahl der Impulse des -Klopfsignals S₁, vom Vergleicher 134 die Höhe oder Stärke des Klopfens mit hoher Genauigkeit wiedergibt. Das Klopfsignal S₁,, das genau der Amplitude des Signals vom Vergleicher 134 entspricht, wenn die Schaltstufe 122 oder beide Schaltslufen 122 und 128 benutzt werden, stellt eine richtige Zündung, bei der ein weiteres Klopfen unterdrückt oder vermieden wird, über die Einstellschaltung 14 für den Zündzeitpunkt, den Zündregler 18, die Zündspule 20, den Verteiler 16 an den jeweils nicht dargestellten Zündkerzen sicher.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung, mit

a) einem Schwingungsfühler, der die Maschinenschwingungen wahrnimmt und ein diese Schwingungen wiedergebendes Schwingungssigna] erzeugt,

b) einem Gleichrichter, der das Schwingungssignal gleichrichtet und ein gleichgerichtetes Signal erzeugt,

c) einer Mittelungseinrichlung, die das gleichgerichtete Signal glättet und ein geglättetes Hintergrundrauschbezugssignal erzeugt,

d) einem Vergleicher, der ein Signal, das aus dem Schwingungssignal erhalten wird, und das geglättete Signal vergleicht und ein Klopfsignal erzeugt, das das Auftreten und die Stärke des Klopfens wiedergibt, wenn das Schwingungssignal eine höhere Amplitude als das geglättete Signal hat. und

c) einer Unterbrechungseinrichtung, die auf das Klopfsignal anspricht und die Zuleitung des Schwingungssignals zur Miitelungseinrichtung unterbricht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungseinrichtung (122, 136,138,140) auch auf jeden Zündfunken anspricht und die Zuleitung des Schwingungssignals zum Vergleicher (134) für ein festes Zeitintervall unmittelbar nach jeder Zündung unterbricht.

2. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkleinstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungseinrichtung (122, 136, 128, 138) aus zwei getrennten Schaltereinrichlungen besteht, von denen eine erste auf das Klopfsignal vom Vergleicher (134) anspricht <to und die Zuleitung des gleichgerichteten Signales wenigstens zur Mittelungseinrichtung (130) unterbricht.

3. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssignal unverändert weiterverarbeitet wird.

4. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungssignal gleichgerichtet wird.

5. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltereinrichtung (122, 136) einen ersten monostabilen Multivibrator (136), der auf jeden Zündfunken anspricht und ein erstes Steuersignal (C₁) erzeugt, das über ein erstes festes Zeitintervall andauert, und eine erste Schaltstufe. (122) aufweist, die auf das erste Steuersignal anspricht und die Zuleitung des Schwingungssignales vom Schwingungsfühler (120) unterbricht.

6. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltereinrichtung (122,138) einen zweiten monostabilen MuI-tivibrator (138) aufweist, der auf einen ersten Signalübergang des Klopfsignales anspricht und ein zweites Steuersignal (G₂) erzeugt, das für ein zweites festes Zeitintervall andauert, wobei die erste Schallstufe (122) gleichfalls auf das zweite Steuersignal anspricht und die Zuleitung des Schwingungssignales vom Schwingungsfühler (120) unterbricht.

7. Klopfdeiektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichiung nach Anspruch 6. gekennzeichnet durch ein ODER-Glied (140), das zwischen der ersten Schaltstufe (122) und dem ersten und zweiten monostabilen Multivibrator (136.138) angeordnet ist.

8. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7 gekennzeichnet durch ein Bandpaßfilter (124). das einerseits zwischen dem Schwingungsfühler (120) und dem Gleichrichter (126) und andererseits zwischen dem Schwingungsfühler (120) und dem Vergleicher (134) angeordnet ist, wobei die erste Schaltstufe (122) zwischen dem Schwingungsfühler (120) und dem Bandpaßfilter (124) vorgesehen ist (Fig. 2).

9. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung nach Anspruch 6 und 7. gekennzeichnet durch ein Bandpaßfilter (124), das einerseits zwischen dem Schwingungsfühler (120) und dem Gleichrichter (126) und andererseits zwischen dem Schwingungsfühler (120) und dem Vergleicher (134) angeordnet ist, wobei die erste Schaltstufe (122) zwischen dem Bandpaßfilter (124) und dem Verglcicher (134) sowie zwischen dem Bandpaßfilter (124) und dem Gleichrichter (126) vorgesehen ist (Fig. S).

10. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichlung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Verstärker (132). der zwischen dem Schwingungsfühler (120) und dem Vergleicher (134) vorgesehen ist und das Schwingungssignal verstärkt, wobei die erste Schakstufe (122) zwischen dem Verstärker (132) und dem Vergleiche!" (134) liegt (Fig. 9).

11. Klopfdetektor zur Verwendung bei einer Zündzeitpunkteinstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltereinrichtung(128,138) einen zweiten Multivibrator (138), der auf einen ersten Signalübergang des Klopfsignals anspricht und ein zweites Steuersignal (G₂) erzeugt, das über ein Zeitintervall andauert, und eine zweite Schaltstufe (128) aufweist, die auf das zweite Steuersignal anspricht und das Anlegen eines Eingangssignales an die Mittelungseinrichtung (130) unterbricht.