DE3237288A1 - Zuendeinrichtung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Zuendeinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

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DE3237288A1
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Jean-Francois 31120 Roquettes Latapie
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    • G01L23/22Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
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Description

  • Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
  • Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, welche für jeden Zylinder ein Zündsignal liefert, das in Bezug auf den oberen Totpunkt des Zylinders als Funktion mindestens eines Parameters verschoben ist, wobei zu den Parametern P die Rotationsgeschwindigkeit des Motors gehört, mit einem Klopfdetektor, der mindestens einen an dem Motor befestigten Geber aufweist, einer in Abhängigkeit von den von dem Geber gelieferten Informationen auf die Zündverschiebung des Motors einwirkenden elektronischen Schaltung, die diese Informationen ausschließlich in Winkelfenstern auswertet, we-lche demjenigen Bruchteil des Zyklus eines jeden Zylinders entsprechen, in dem Klopfen auftreten kann, wobei das von dem Geber in dem Winkelfenster des betreffenden Zylinders des Motors gelieferte Signal I mit einem Schwellwert S verglichen wird, der auf der Basis von Informationen er- zielt worden ist, die früher von dem Geber in dem Winkelfenster desselben Zylinders dieses Motors erhalten wurden, durch den Vergleich eine Modifizierung der Zündverschiebung gesteuert wird, wenn Klopfen in dem betreffenden Zylinder auf getreten ist und wobei der Schwellwert S in dem Fall, daß kein Klopfen erkannt wird, in jedem Zyklus, ausgehend von dem Wert einer Funktion M (t) für den betreffenden Zylinder neu eingestellt wird, wobei M M(t) unter Berücksichtigung des Wertes M(t-1) der genannten Funktion des vorhergehenden Zyklus des zylinders anhand des Wertes B (t) des Signals I für den laufenden Zyklus definiert wird, wobei t die Zeit darstellt.
  • In der französischen Patentanmeldung 79-31281 der Anmelderin ist eine Zündeinrichtung beschrieben, die einen Vibrationsaufnehmer aufweist. Das von dem Vibrationsaufnehmer für einen bestimmten Zylinder gelieferte Signal wird in einem Winkelfenster,in dem Klopfen für diesen Zylinder auftreten kann, mit einem Signal verglichen, das der früheren Vibrationsfunktion dieses zylinders des Motors entspricht. Diese Art der Ermittlung von Klopfen ist sehr vorteilhaft, denn die Anordnung mehrerer separater Vibrationsaufnehmer an jedem der verschiedenen Zylinder des Motors ist nicht mehr erforderlich, da man stets die Signale, die der Funktion desselben Zylinders entsprechen, miteinander vergleicht. Andererseits werden auch Ungenauigkeiten vermieden, die darauf zurückzuführen sind, daß in Abwesenheit von Klopfen jeder Zylinder andere Hintergrundvibrationen (Rauschen) liefert In der europäischen Patentanmeldung 0 018 858 ist angegeben, daß für bestimmte Motoren eine statistische Streuung der Amplituden der Hintergrundvibrationen der Explosionen für denselben Zylinder eintritt.
  • Diese Streuung verursacht eine gewisse Ungenauigkeit bei der Erkennung des Klopfens: Zum Erkennen des Klopfens wird das Niveau der Hintergrundvibrationen im betrachteten Augenblick mit einem gespeicherten Vibrationsniveau verglichen, das der Motorfunktion ohne Klopfen entspricht, jedoch erfolgt dieser Vergleich anhand des Niveaus, das einer Motorfunktion ohne Klopfen entspricht, mit Hilfe eines Multiplikationskoeffizienten. Im Falle einer großen statistischen Streuung der entsprechenden Niveaus bei einem Motorbetrieb ohne Klopfen für einen Zylinder muß ein großer Multiplikationskoeffizient benutzt werden, um den Schwellwert für den Vergleich zu bilden, wodurch die Erkennung des Klopfens erfolgt. In diesem Fall kann daher die Klopferkennung unvollkommen sein. In der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 0 018 858 wurde vorgeschlagen, diesen Nachteil dadurch abzuschwächen, daß für den Vergleich ein Mittelwert der Hintergrundvibrationen gespeichert wird, die für denselben Zylinder während n aufeinanderfolgender Zyklen registriert wurden. Die Ermittlung eines solchen Mittelwertes erfordert jedoch die Verwendung von n Speichern pro Zylinder, wodurch die Realisierung der Zündeinrichtung kompliziert und aufwendig wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile vermeidet, welche durch die statistische Streuung der Hintergrundvibrationen, die auf einen bestimmten Zylinder einwirken, entstehen, ohne daß die praktische Ausführung der Zündeinrichtung kompliziert wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Speicher, der eine der Zylinderzahl des Motors entsprechende Anzahl von Speicherstellen aufweist, die durch den Ausdruck M(t) = K1 B(t) + K2 M(t-1) k1 + K2 definierte Funktion direkt empfängt, wobei K1 und K2 Konstante im Bereich zwischen 1 und 10 sind.
  • Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung ermöglicht eine gute Entdeckung des Klopfens unter der Voraussetzung, daß das Vergleichsverhältnis zwischen der Hintergrundvibration (dem Rauschen) im Augenblick t und dem Referenzwert unter Berücksichtigung der Tatsache, daß dieser Referenzwert einem gewichteten Mittel der Hintergrundvibrationen der vorhergehenden Zyklen desselben Zylinders entspricht, hinreichend klein sein kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schwellwert S zur Zeit t eine lineare Funktion des Wertes M(t-1) der Funktion M des betreffenden Zylinders.
  • Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung kann mit einer elektronischen Schaltung realisiert werden, die die folgenden Baugruppen enthält: eine mit dem Ausgang des Speichers verbundene Schaltung zur Erzeugung des Schwellwertes S; einen Komparator, der das Signal der Schaltung und das von dem Vibrationsaufnehmer gelieferte Signal I mlteinander vergleicht,und einen Multiplexer, dessen Ausgang über einen Funktionsgenerator mit dem Ausgang des Speichers verbunden ist, wobei der Funktionsgenerator zusätzlich eine in der letzten Speicherstelle des Speichers enthaltene Information empfängt und die Eingänge des Multiplexers einerseits das von dem Vibrationsaufnehmer gelieferte Signal I und andererseits das Ausgangssignal des Speichers empfangen und der Multiplexer von dem Ausgangssignal des Komparators gesteuert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Signal I durch Verarbeitung des von dem Vibratlonsaufnehmer . erzeugten Signals mittels eines Bandpaßfilters unter Gleichrichtung des erhaltenen Wechselsignals und Integrierung des gleichgerichteten Signals während der Dauer des Winkelfensters erhalten wird.
  • Hierbei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß das gleichgerichtete und integrierte Signal zur Bildung des Signals I durch einen Analog/Digital-Umsetzer umgeformt wird.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Signals I und des Schwellwertes S in einem Mikroprozessor erfolgt und ein Signal R erzeugt, das einer Zündverzögerung entspricht, welche von dem anhand der Funktionsparameter P des Motors ermittelten Vorzündwinkel subtrahiert wird.
  • Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß der Mikroprozessor außer der von dem Vibrationsaufnehmer kommenden Information eine Information empfängt, die von einem Winkelstellungsgeber stammt und hieraus den oberen Totpunkt jedes Zylinders ermittelt und ggf.
  • eine Information, die von einem auf den Unterdruck in der Ansaugleitung des Motors ansprechenden Unterdruckaufnehmer stammt und daß der Mikroprozessor den Vorzündwinkel und die Winkelfenster zur Auswertung der Signale des Vibrationsaufnehmers definiert und das Zündsignal liefert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungstorm ist vorgesehen, daß die Modifizierung des Vorzündwinkels durch die Einrichtung im Falle des Klopfens ausschließlich die Zündung desjenigen Zylinders während des Winkelfensters erfaßt, an dem Klopfen ermittelt wurde.
  • In vorteilhafter Weiterbildung dieser Merkmale ist vorgesehen, daß das von dem Mikroprozessor gelieferte ¼ Zündsignal an eine Leistungsstufe gelegt wird, die einen Transistor steuert, welcher die Versorgung A des Primärkreises der den Zündkerzen dg-Motors zugeordnebten Zündspule öffnet oder schließt.
  • Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein AusführungsbeXspieN der Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild der Zündeinrichtung, und Fig. 2 eine schematische Darstellung der Funktion des Generators für das Verzögerungssignal R in dem Mikroprozessor der Einrichtung nach Fig. 1.
  • Gemäß Fig. 1 sind oberhalb der strichpunktierten Linie mehrere Meßfühler dargestellt, die-an der mit der.
  • Zündeinrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine befestigt sind.Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Vierzylindermotor, und zwar um einen Viertaktmotor. Auf dem Zylinderkopf ist ein Vibrationsaufnehmer 2 befestigt, an der Kurbelwelle bzw. dem Schwungrand des Motors ist ein Winkelpositionsgeber 3 angeordnet, der den Durchgang jedes der Zylinder des Motors durch den oberen Totpunkt feststellt,und an dem Ansaugkanal der Zylinder ist ein Unterdruckaufnehmer 4 vorgesehen. Der Vibrations- aufnehmer 2 liefert ein Wechselspannungssignal, das eine elektronische Torschaltung 5 durchläuft.
  • Die Torschaltung 5 ist während desjenigen Winkelfensters geöffnet, in welchem einer der Zylinder des Motors der Gefahr von Klopferscheinungen ausgesetzt ist. Ein solches Winkelfenster entspricht beispielsweise einem Winkelbereich, der 5° hinter dem oberen Totpunkt beginnt und sich bis 500 hinter dem oberen Totpunkt erstreckt. Außerhalb des genannten Winkelfensters ist die Torschaltung 5 geschlossen, so daß sie das von dem Vibrationsaufnehmer 2 kommende Signal nicht durchläßt. Der Ausgang der Torschaltung ist mit einem Filterverstärker 6 verbunden, der nur diejenigen Frequenzen durchläßt, die den Klopferscheinungen entsprechen, d.h. Frequenzen im Bereich von 5 bis 10 kHz. Der Filterverstärker 6 bildet somit ein Bandpaßfilter. Das Bandpaßfilter 6 ist an eine Gleichrichterschaltung 7 angeschlossen, die die negativen Halbwellen des zu verarbeitenden Signals in positive Halbwellen umsetzt. Die Gleichrichterschaltung 7 ist mit einem Integrator 8 verbunden, der das an seinem Eingang anstehende Signal während der gesamten Zeitspanne, die dem Winkelfenster entspricht, integriert bzw. das Zeitintegral über sein Eingangssignal bildet. Das Ausgangssignal des Integrators 8 wird einem Analog/Digital-Umsetzer 9 zugeführt, dessen Ausgang eine numerische Information, die dem Wert des von dun Integrator 8 gelieferten Signals proportional ist, an einen generell mit 10 bezeichneten Mikroprozessor liefert.
  • Der Mikroprozessor 10 enthält mehrere Funktionen, die in Fig. 1 durch die Kreise angedeutet sind. Die durch den Kreis 11 dargestellte erste Funktion des Mikroprozessors besteht in der Erzeugung eines Zündsignals R und das Prinzip dieser Funktion ist detaillierter in Fig. 2 dargestellt. Zur Realisierung der Funktion 11 empfängt der Mikroprozessor 10 das von dem A/D-Umsetzer 9 gelieferte Signal. Der Mikroprozessor 10 enthält eine durch den Kreis 12 dargestellte zweite Funktion. Diese zweite Funktion besteht in der Berechnung des Winkelfensters auf der Basis der von dem Winkelpositionsgeber 3 gelieferten Information, die den Durchgang durch den oberen Totpunkt erkennt. Auf der Basis der durch die Funktion 13 des Mikroprozessors durch Verarbeitung des Signals des Winkelpositionsgebers 3 ermittelten Information wird die Drehgeschwindigkeit des Motors ermittelt. Die Funktion 12 liefert Signale über den Anfang und das Ende des Winkelfensters an die Torschaltung 5, um diese zu öffnen und zu schließen. Sie liefert außerdem an den Integrator 8 ein Rücksetzsignal, um diesen auf Null zu stellen.
  • Der Mikroprozessor 10 enthält außerdem die durch den Kreis 14 bezeichnete Funktion, die auf der Basis des von dem Unterdruckaufnehmer 4 gelieferten Wertes ein erseits und auf der Basis der Funktion 13 andererseits ein Vorzündsignal A liefert.
  • Die Signale A und R werden der durch den Kreis 15 des Mikroprozessors 10 angegebenen Funktion zugeführt. Die Funktion 15 besteht darin, daß die-dem Signal R entsprechende Zündverzögerung von der durch das Signal A repräsentierten Zündvoreilung subtrahiert wird.
  • Auf diese Weise erhält man am Ausgang der Funktion 15 die Zündverschiebung, die in dem nächstfolgenden Zyklus des Zylinders,in dessen Winkelfenster der Vibrationsaufnehmer 2 auf Vibration angesprochen hat, durchgeführt werden muß.Die Funktion 15 ist mit einer durch den Kreis 16 angegebenen Funktion verbunden, die die Ladezeit der Zündspule 17 berechnet. Anders ausgedrückt: Die Funktion 16 bewirkt die Steuerung des Schließens des Stromkreises der Primärwicklung der Zündspule 17 und die Funktion 15 steuert die Öffnung dieses Stromkreises. Der Ausgang des Mikroprozessors ist mit einer Leistungsstufe 18 verbunden, die die Basis eines.Transistors 19 steuert, dessen Emitter mit Masse (dem negativen Pol der Versorgungsspannung) verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 19 ist mit dem einen Ende der Primärwicklung der Zündspule 17 verbunden, während das andere Ende der Primärwicklung an den positiven Pol der Versorgungsspannung angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung der Zündspule 17 ist mit ihrem einen Ende an den positivenl Pol der Versorgungsspannung und mit ihrem anderen Ende an die Mittelklemme eines Rotations-Zundverteilers 20 angeschlossen. Die Umtangsklemmen des Zündverteilers fuhren jeweils zu einer der vier Zündkerzen 21 des Motors.
  • Die beschriebene Einrichtung arbeit tolgendermaßen: Wenn einer der Zylinder den oberen Totpunkt durchläuft und denjenigen Funktionsbereich seines Zyklus erreicht, der dem Winkelfenster entspricht, in dem Klopfen auftreten kann, wird durch die Funktion 12 des Mikroprozessors 10 die Torschaltung 5 geöffnet. Das Signal des Vibrationsaufnehmers 2 gelangt durch das Filter 6 und den Gleichrichter 7 zur Integrationsschaltung 8 und je stärker die Vibrationen sind, umso größer ist die Spannung am Ausgang des Integrators 8. Der Gleichrichter 9 liefert daher aufgrund der Funktion 11 des Mikroprozessors einen numerischen Wert, dessen Größe eine Funktion der Vibrationsamplitude ist, die von dem Vibrationsaufnehmer 2 ermittelt wurde. Der Winkelpositionsgeber 3 steuert durch die Funktionen 12 und 13 die Öffnung der Torschaltung 5 und das Rücksetzen der Integrationsschaltung 8 auf Null zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkelfenstern.
  • Die Funktion 14 erzeugt das Signal A auf der Basis der Informationen des Unterdruckaufnehmers 4 und der Funktion 13.
  • In Fig. 2 ist das Prinzip der Realisierung der Funktion 11 des Mikroprozessors 10 dargestellt.
  • Das Signal des A/D-Umsetzers 9 wird einem der Eingänge eines Multiplexers 22 zugeführt, der von dem Ausgangssignal eines Komparators 23 gesteuert ist. Das Ausgangssignal des Multiplexers 22 gelangt über einen Funktionsgenerator 29 in einen Speicher 24 mit vier- Speicherstellen. Die Anzahl der Speicherstellen des Speichers entspricht der Zylinderzahl~ des Motors. Das Ausgangssignal des Speichers 24 wird über eine Multiplikationsschaltung 25 dem einen Eingang des Komparators 23 zugeführt, dessen anderer Eingang mit dem A/D-Umsetzer 9 verbunden ist.
  • Das Aus-gangssigna-l des Speichers 24 wird ferner einem zweiten Eingang des Multiplexers 22 zugeführt.
  • Der Funktionsgenerator 29 empfängt vom Multiplexer 22 eine Information B(t), wobei t die Zeit darstellt. Diese Information B(t) ist in Abhängigkeit von dem jeweiligen Zustand des Multiplexers 22 entweder das Signal I, das dem A/D-Umsetzer 9 zugeführt wird, oder das in der letzten Speicherstelle des Speichers 24 enthaltene Signal. Andererseits empfängt der Funktionsgenerator 29 an seinem zweiten Eingang eine Information, die dem Inhalt der letzten Speicherstelle des Speichers 24 entspricht. Der Funktionsgenerator 29 liefert an seinem Ausgang eine Information entsprechend der folgenden Funktion M(t): M(t) = K1 B(t) + K2 M(t-1) K1 + K2 Hierin sind K1 und K2 Konstante im Bereich zwischen 1 und 10. Man erkennt, daß die Funktion M(t) definiert ist durch eine Folge aufeinanderfolgender Werte der Funktionen B(t), so daß man schreiben.
  • kann: K1 K2 M(t) = K1 + K2 (B(t) + K1 + K2 B(t-1) + K2 B(t-2) + ...) (K1 + K2) In dieser Formel bilden B(t-1) und B(t-2) die Informationen, die von dem Multiplexer 22 jeweils für denselben Zylinder während der vorhergehenden Explosion und während desjenigen Zyklus, der dem betrachteten Zyklus um zwei Explosionen vorausgeht, entspricht.
  • Aus den obigen Erläuterungen ergibt sich, daß der Speicher 24 in seinen verschiedenen Speicherstellen diejenigen Werte der Funktion M enthält, die zuvor für die vier Zylinder des Motors errechnet worden sind. Wenn man beispielsweise annimmt, daß die Einrichtung sich indem Zeitpunkt befindet, in dem der Funktionsgenerator 29 an seinem Ausgang die Funktion M(t) für den ersten Zylinder liefert, so enthält die erste Speicherstelle des Speichers 24 die dem dritten Zylinder entsprechende Funktion, die folgende Speicherstelle enthält die dem vierten Zylinder entsprechende Funktion M, die dritte Speicherstelle enthält die dem zweiten Zylinder entsprechende Funktion M und die letzte Speicherstelle enthält die Funktion M(t-1), die dem ersten Zylinder entspricht. Zu dem Zeitpunkt, in dem der Wert M(t) für den ersten Zylinder in den Speicher 24 eingegeben wird, werden alle in dem Speicher 24 enthaltenen Informationen um eine Speicherstelle weitergeschoben.
  • Wenn ein Signal vom A/D-Umsetzer 9 ankommt, wird es in dem Vergleicher 23 mit dem Wert der letzten Speicherstelle des Speichers 24 verglichen, nachdem dieser Wert durch die Schaltung 25 transformiert worden ist. Die Schaltung 25 unterwirft den Inhalt der letzten Speicherstelle des Speichers 24 einer Lineartransformation und liefert an ihrem Ausgang einen Wert K3 M(t-1) + K4, wobei K3 und K4 Konstante sind. Das Ausgangssignal dieser Schaltung 25 wird von dem Signal S gebildet, das mit dem von dem A/D-Umsetzer 9 gelieferten Signal verglichen werden soll. Wenn das Signal I größer ist als das Vergleichs- oder Referenzsignal S, steuert das Ausgangssignal des Komparators 23 den Multiplexer 22 an, wodurch bewirkt wird, daß in den Funktionsgenerator 29 nicht die dem Signal I entsprechende Information eingespeichert wird, sondern diejenige Information,.die sich in der letzten Speicherstelle des Speichers 24 befunden hat. Diese Funktionsart tritt ein, wenn, ausgehend von einem Zustand, bei dem zuvor an dem betrachteten Zylinder kein Klopfen festgestellt worden war, nunmehr für diesen Zylinder Vibrationen entsprechender Größe festgestellt werden, die Klopferscheinungen darstellen. Auf diese Weise wird für den genannten Fall sichergestellt, daß in den Speicher 24 eine nicht-modifizierte Funktion M(t) eingegeben wird, die der Größe der Vibrationen entspricht, welche ohne Klopferscheinungen in dem betrachteten Zylinder auftreten. Anders ausgedrückt: Wenn Klopferscheinungen auftreten, bleibt der Inhalt des Speichers 24 unverändert bis das Klopfen verschwindet. Treten jedoch Klopferscheinungen auf, so wird der Inhalt des Speichers 24 regelmäßig neu eingestellt, so daß jede Speicherstelle des Speichers 24 einen gewichteten Mittelwert des an einem der Zylinder des Motors auftretenden Rauschens für diejenigen vorausgehenden Zyklen enthält, in denen kein Klopfen aufgetreten ist.
  • Der Komparator 23 steuert mit seinem Ausgangssignal ein Multiplexerelement 26. Das Ausgangssignal des Multiplexerelementes 26 wird der ersten Speicherstelle eines aus vier Speicherstellen bestehenden Speichers 27 zugeführt. Die letzte Speicherstelle des Speichers 27 ist mit dem einen Eingang eines Abwärtszählers 28 verbunden, dessen anderer Eingang 28a eine konstante Information empfängt. Das Ausgangssignal des Elementes 28 wird einem der Eingänge des Elementes 26 zugeführt, dessen anderer Eingang 26a ebenfalls eine konstante Information empfängt.
  • Die beiden konstanten Informationen, die den Eingängen 26a und 28a der Elemente 26 und 28 zugeführt werden, entsprechen für das Element 26 einer Zündverzögerung um einen vorbestimmten Wert, z.B. von 50, und für das Element 28 einem festen Bruchteil der genannten Zündverzögerung.
  • Wenn das Element 26 von dem Komparator 23 lediglich ein Signal empfängt, das angibt, daß an dem Zylinder, der sich in dem betrachteten Winkelfenster befindet, kein Klopfen auftritt, wird die von dem Element 28 kommende Information über das Element 26 wieder in die erste Speicherstelle des Speichers 27 eingegeben.
  • Diese Information entspricht einer Zündverzögerung von 0, unter der Voraussetzung, daß das Ausgangssignal des Elementes 28 niemals negativ werden kann und daß das Element 28 bei jedem Funktionsvorgang den seiner Klemme 28a zugeführten Wert von dem an seiner anderen Klemme anstehenden Wert abzieht. Wenn dagegen der Komparator 23 ein Signal liefert, das das Vorhandensein von Klopferscheinungen an dem betreffenden Zylinder angibt, während vorher kein Klopfen bei diesem Zylinder aufgetreten war, liefert das Element 26 an seinem Ausgang das größte der beiden an seinen Eingangsanschlüssen anstehenden Signale.
  • Es sei angenommen, daß das von dem Element 28 kommende Signal 0 ist und daß demzufolge an die erste Speicherstelle des Speichers 27 das vorbestimmte konstante Signal geliefert wird, das an dem Anschluß 26a ansteht.
  • Dieses Signal entspricht einer maximalen Zündverzögerung von z.B. 50 und es wird in die erste Speicherstelle des Speichers 27 eingespeichert. Der Inhalt dieser Speicherstelle wird in Richtung auf die letzte Speicherstelle des Speichers 27 verschoben und er gelangt in diese letzte Stufe, wenn derselbe Zylinder sich wiederum im Zündzeitpunkt befindet.
  • Man erkennt, daß in dem Fall, daß an einem Zylinder während eines Zyklus Klopferscheinungen auftreten, das der Zündung dieses Zylinders entsprechende Signal R im folgenden Zyklus einen Wert hat, der der maximalen vorgesehenen Zündverzögerung von z.B. 50 entspricht.
  • In diesem Fall tritt bekanntermaßen während dieses folgenden Zyklus kein Klopfen in dem Zylinder auf, wenn der Wert von 5° geeignet gewählt ist. Das Element 26 läßt nun das Ausgangssignal des Elementes 28 zu seinem Ausgang durch. Dieses Signal entspricht der maximalen Verzögerung von der ein Wert abgezogen worden ist, welcher der an den Eingang 28a gelegten konstanten Information entspricht. Dieser Wert ent- spricht einem Bruchteil der maximalen Verzögerung, beispielsweise einem Viertel. Demzufolge wird in die erste Speicherstelle des Speichers 27 ein Wert eingegeben, der Dreiviertel der maximalen Verzögerung entspricht. In dem folgenden Zyklus befindet sich dieser Wert in der letzten Speicherstelle des Speichers 27. Wenn dann Klopfen auftritt, wird aufgrund der Funktion des Elementes 26 wieder die maximale Verzögerung eingestellt. Tritt kein Klopfen auf, erfolgt durch das Element 28 von neuem eine Verringerung des Wertes der Zündverzögerung und des entsprechenden Wertes, der in die erste Speicherstelle des Speichers 27 eingegeben wird. Aufgrund dieser Betriebsweise wird der Wert der Zündverzögerung, die auf einen Zylinder ausgeübt wird, in dem Klopferscheinungen festgestellt werden, permanent reduziert, so daß der durch die aufgedrückte Zündverzögerung bewirkte Leistungsabfall dieses Zylinders stets so klein wie möglich gehalten wird.
  • Das von dem Speicher 27 gelieferte Signal R für die Zündverzögerung wird mit dem Signal für die theoretische Zündvoreilung der Funktion 15 des Mikroprozessors 10 zugeführt, um zum richtigen Zeitpunkt den Primärstromkreis der Zündspule 17 in den öffnungszustand zu steuern.
  • Man erkennt somit, daß die beschriebene Einrichtung auf den Wert der Vorzündung eines jeden Zylinders des Motors in Abhängigkeit von der Entdeckung von Klopfen während des Winkelfensters des vorausgehenden Zyklus desselben Zylinders einwirkt. Die Erkennung von Klopfen mit der erfindungs- gemäßen Vorrichtung ist insbesondere deshalb genau, weil sie auf einem Vergleich des Signals I, das das Rauschen bzw. den Störpegel eines Zylinders angibt, mit einem Signal S beruht, das auf.der Basis eines gewichteten Mittelwertes M(t) des betreffenden Zylinders erhalten wird. Das gewichtete Mittel M(t) berücksichtigt das Rauschen bzw. den Störpegel aller vorherigen Funktionszyklen desselben Zylinders des Motors, derart, daß der Multiplikationskoeffizient, der durch die Schaltung 25 angewandt wird, selbst dann klein sein kann, wenn eine große statistische Streuung des Rauschens oder Störpegels des betrachteten Zylinders ohne das Vorhandensein von Klopfen auftritt. Die Verwendung eines solchen gewichteten Mittelwertes erhöht daher die Genauigkeit der Klopferkennung und ermöglicht die Vermeidung der schädlichen mechanischen Auswirkungen des Klopfeffektes sowie die Vergrößerung des Gesamtwirkungsgrades bzw.
  • der Gesamtleistung des Motors. Diese Verbesserung wird erreicht, ohne daß in Bezug auf diejenige -Einrichtung, die in der französischen Patentanmeldung 79-31281 beschrieben ist, eine Erhöhung der Kosten eintritt. Verglichen mit der bekannten Vorrichtung ist durch die beschriebene Modifizierung im wesentlichen der Speicher 24 und seine Einspeicherung betroffen. Es sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung keine zusätzlichen Speicher gegenüber der genannten vorbekannten.Einrichtung erfordert und daß sie lediglich zusätzlich einen Funktionsgenerator 29 der beschriebenen Art benötigt. Auf diese Weise erhält man praktisch ohne Kostenerhöhung eine Verbesserung der Qualität der Zündeinrichtung.
  • Leerseite

Claims (10)

  1. A n s p r ü c h e 1. Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, welche für jeden Zylinder ein Zündsignal liefert, das in Bezug auf den oberen Totpunkt des Zylinders als Funktion mindestens eines Parameters verschoben ist, wobei zu den Parametern P die Rotationsgeschwindigkeit des Motors gehört, mit einem Rlopfdetektor, der mindestens einen an dem Motor. befestigten Geber aufweist, einer in Abhängigkeit von den von dem Geber gelieferten Informationen auf die Zündverschiebung des Motors einwirkenden elektronischen Schaltung, die diese Informationen ausschließlich in Winkelfenstern auswertet, welche demjenigen Bruchteil des Zyklus eines jeden-Zylinders entsprechen, in dem Klopfen auftreten kann, wobei das von dem Geber in dem Winkelfenster des betreffenden Zylinders des Motors gelieferte Signal I mit einem Schwellwert S verglichen wird, der auf der Basis von Informationen erzielt worden ist, die früher von dem Geber in dem Winkelfenster desselben Zylinders dieses Motors erhalten wurden, durch den Vergleich eine Modifizierung der Zündverschiebung gesteuert wird, wenn Klopfen in dem betreffenden Zylinder aufgetreten ist und wobei der Schwellwert S in-dem Fall, daß kein Klopfen erkannt wird, in jedem Zyklus, ausgehend von dem Wert einer Funktion M(t) für den betreffenden Zylinder neu eingestellt wird, wobei M(t) unter Berücksichtigung des Wertes M(t-1) der genannten Funktion des vorhe-rgehenden Zyklus des Zylinders @nband des Werter B(@) des Signals l für den laufenden Zyklus definiert wird, wobei t die Zeit darstellt, d a d u r c h a e k e n n z e i c h n e t , ctaß ein Speicher (24), der eine der Zylinderzahl des Motors entsprechende Anzahl von Speicherstellen aufweist, die durch den Ausdruck Mt = Ki B(t) + K2 M(t-1) K1 + K2 definierte Funktion direkt empfängt, wobei K1 und K2 Konstante im Bereich zwischen 1 und 10 sind.
  2. 2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert S zur Zeit t eine lineare Funktion des Wertes M(t-1) der Funktion M für den betreffenden Zylinder ist.
  3. 3. Zündeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung die folgenden Baugruppen enthält: eine mit dem Ausgang des Speichers (24) verbundene Schaltung (25) zur Erzeugung des Schwellwertes S; einen Komparator (23),der das Signal der Schaltung (25) und das von dem Vibrationsaufnehmer (2) gelieferte Signal I miteinander vergleicht und einen Multiplexer (22), dessen Ausgang über einen Funktionsgenerator (29) mit dem Aus-gang des Speichers (24) verbunden ist, wobei der Funktionsgenerator (29) zusätzlich eine in der letzten Speicherstelle des Speichers (24> enthaltene Information empfängt und die Eingänge des Multiplexers (22) einerseits das von dem Vibrationsaufnehmer (2) gelieferte Signal I und andererseits das Ausgangssignal des Speichers (24) empfangen und der Multiplexer (22) von dem Ausgangssignal des Komparators (23) gesteuert ist.
  4. 4. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal I durch Verarbeitung des von dem Vibrationsaufnehmer (2) erzeugten Signals mittels eines Bandpaßfilters (6) unter Gleichrichtung des erhaltenen Wechselsignals und Integrierung des gleichgerichteten Signals während der Dauer des Winkelfensters erhalten wird.
  5. 5. Zündeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichgerichtete und integrierte Signal zur Bildung des Signals I durch einen Analog/ Digital-Umsetzer (9) umgeformt wird.
  6. 6. Zündeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver.gleich des Signals I und des Schwellwertes S in einem Mikroprozessor erfolgt und ein Signal R erzeugt, das einer Zündverzögerung entspricht, welche von dem anhand der Funktionsparameter P des Motors ermittelten Vorzündwinkel subtrahiert wird.
  7. 7. Zündeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daB das Ausgangssignal des Komparators (23) einen Multiplexer (26) steuert, dessen Ausgang mit dem Eingang eines zweiten Speichers (27) verbunden ist, welcher das Signal R erzeugt und dieses dem einen Eingang eines Subtrahierelementes (28) zuführt und daß die Eingänge des Multiplexers (26) einerseits das Ausgangssignal des Subtrahierelementes (28) und andererseits -eine Konstante Information (26a) empfangen.
  8. 8. Zündeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (10) außer der von dem Vibrationsaufnehmer (2) kommenden Information eine Information empfängt, die von einem Winkelstellungsgeber (3) stammt und hieraus den oberen Totpunkt jedes Zylinders ermittelt und ggf. eine Information, die von einem auf den Unterdruck in der Ansaugleitung des Motors ansprechenden Unterdruckaufnehmer stammt -und daß der Mikroprozessor den Vorzündwinkel und die Winkelfenster zur Auswertung der Signale des Vibrationsaufnehmers (2) definiert und das Zündsignal liefert
  9. 9. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierung des Vorzündwinkels durch die Einrichtung im Falle des Klopfens ausschließlich die Zündung desjenigen Zylinders während des Winkelfensters erfaßt, an dem Klopfen ermittelt wurde.
  10. 10. Zündeinrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Mikroprozessor (10) gelieferte Zündsignal an eine Leistungsstufe (18) gelegt wird, die einen Transistor (19) steuert, welcher die Versorgung des Primärkreises der den Zündkerzen (21) des Motors zugeordneten Zündspule öffnet oder schließt.
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