DE3420465C2 - Vorrichtung zum Unterdrücken von Motorklopfen in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterdrücken von Motor­ klopfen in einem Verbrennungsmotor, mit

• - einem Motorbelastungsgeber;
• - einem Motordrehzahlgeber;
• - einer Speichereinrichtung, in der Steuerwerte für einzelne Motorbetriebsarten in Abhängigkeit von einer Kombination aus Belastungs- und Drehzahlwerten abgespeichert werden und aus der ein Steuerwert in Abhängigkeit von den aktuellen Ausgangs­ signalen des Motorbelastungsgebers und des Motordrehzahlgebers zur Steuerung des Motors aufgegeben wird;
• - einem Klopfdetektor, der bei Auftreten eines Klopfvorganges ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt; und
• - einer Einrichtung zur Korrektur des Steuerwertes in Abhängig­ keit vom Ausgangssignal des Klopfdetektors derart, daß der Steuerwert bei Auftreten des Ausgangssignals des Klopfdetek­ tors in Richtung der Klopfunterdrückung und bei Fehlen des Ausgangssignals des Klopfdetektors in umgekehrter Richtung korrigiert wird, und zur Abspeicherung dieses korrigierten Steuerwertes in der Speichereinrichtung.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 31 16 593 A1 bekannt. Auch bei der aus diesem Stand der Technik bekannten Vorrichtung werden das Klopf- bzw. Klingelsignal, die Motorbelastung und die Drehzahl gemessen, so daß entsprechende Detektoren am Motor vorhanden sind. Ebenfalls weist diese Vorrichtung eine Speicherein­ richtung zum Speichern von Korrektursteuerwerten auf, die den ein­ zelnen Laufwerten des Motors entsprechen. Diese Korrektursteuerwerte werden in einem Korrekturkennfeld abgelegt. Abhängig von der Motor­ belastung und der Motordrehzahl werden die aus dem Korrekturkennfeld ausgelesenen Korrektursteuerwerte verarbeitet und entsprechend dem Ausgangssignal eines einer Klingelsignalaufbereitungseinrichtung nachgeschalteten Klingelreglers korrigiert. Das so korrigierte Steu­ ersignal wird dann einem Zündversteller zur Verstellung der Zündung des Motors zugeführt.

Die DE 30 28 941 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit einem Beschleu­ nigungsdetektor, der eine Beschleunigung wahrnimmt und ein Beschleu­ nigungssignal erzeugt, auf das der Ausgangsspannungspegel einer Be­ tätigungsschaltung für ein Stellglied zur Steuerung des Motors zwangsweise herabgesetzt wird, wodurch der Zündzeitpunkt bei einer Beschleunigung des Fahrzeuges unabhängig vom Auftreten des Klopfens so schnell wie möglich verzögert wird. Demnach lehrt dieser Stand der Technik, im Falle einer Beschleunigung die Korrektureinrichtung durch direkte Einflußnahme unabhängig vom Auftreten des Klopfens so zu beeinflussen und damit den Steuerwert zu verändern, daß der Zünd­ zeitpunkt möglichst schnell verzögert wird.

Aus der DE 30 27 532 A1 ist es bekannt, beim Starten der Brennkraft­ maschine einen Zähler so zu setzen, daß eine für den Start optimale, in einem Zündrechner gespeicherte Kurve bzw. Fläche für die Korrek­ tursignale ausgewählt wird, wobei in Abhängigkeit von der jeweiligen Motortemperatur gespeicherte Korrektursignale aus einer Tabelle aus­ gewählt werden, die eine für die Leerlaufstabilisierung optimale Zündwinkel-Steuerkurve garantieren sollen. Insbesondere soll eine um so größere Vorverlegung des Zündzeitpunktes erfolgen, je niedriger die Motortemperatur ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Korrektursignale auf bestimmte Werte gesetzt, die in Abhängigkeit von der Motortemperatur ausgewählt werden.

Bei den bekannten Vorrichtungen hat sich jedoch als nachteilig her­ ausgestellt, daß sie nicht in der Lage sind, während einer Über­ gangsphase, die sich nicht nur beim Warmlaufen des Motors, sondern auch bei einer stärkeren Veränderung der Motordrehzahl oder der Mo­ torbelastung ergibt, eine instabile Betriebsweise des Motors zu ver­ hindern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß instabile Betriebsweisen des Motors sowohl unmittelbar nach dem Start als auch bei einer stärkeren Veränderung der Motordrehzahl oder der Motorbelastung ver­ mieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst durch

• - einen Übergangszustandsgeber, der eine Warmlaufphase des Mo­ tors angibt; und
• - eine Einrichtung zum Verhindern der Funktion der Korrekturein­ richtung, wenn
• - der Übergangszustandsgeber eine Warmlaufphase des Mo­ tors angibt oder
• - jeweils innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nach der letzten Korrektur des Steuerwertes der Motordreh­ zahlgeber eine Veränderung der Drehzahl von mehr als 50 UpM oder der Motorbelastungsgeber eine Veränderung der Motorbelastung von mehr als 5% angibt.

Die Erfindung bewirkt in vorteilhafter Weise, daß sich in einer Warmlaufphase nicht durch Anwendung der Klopfunterdrückung eine in­ stabile Betriebsweise des Motors einstellt. Im kalten Zustand des Motors tritt nämlich in der Regel kein Klopfen auf, da die Verbren­ nungskammer eine niedrige Temperatur hat. Wird in einem solchen Zu­ stand der Steuerwert korrigiert und in Richtung der Klopfgrenze ver­ ändert, so wird er unbrauchbar für die Zeit nach dem Warmlaufen des Motors, so daß er dann gerade zu der Möglichkeit des Klopfens führen könnte. Deshalb muß eine solche Korrektur verhindert werden, wenn sich der Motor in einem derartigen Übergangszustand befindet. Um dies zu erreichen, ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Verhin­ dern der Funktion der Korrektureinrichtung vorgesehen. Diese Einrichtung wird von einem Übergangszustandsgeber gesteuert, der eine Warmlaufphase des Motors angibt. Auf diese Weise wird gewähr­ leistet, daß sich aufgrund der Warmlaufphase unmittelbar nach dem Start keine instabile Betriebsweise des Motors durch Anwendung der Klopfunterdrückung ergibt. Die erfindungsgemäß vorgesehene Einrich­ tung zum Verhindern der Funktion der Korrektureinrichtung wirkt aber nicht nur bei einer Warmlaufphase, sondern auch bei einer stärkeren Veränderung der Motordrehzahl oder der Motorbelastung, so daß auch bei einer solchen Übergangsphase eine instabile Betriebsweise durch Anwendung der Klopfunterdrückung vermieden wird.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei­ spieles der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Unterdrücken von Motorklopfen für einen Verbrennungsmotor,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeits­ weise der Einrichtung nach Fig. 2, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeits­ weise einer anderen Ausführungsform der Er­ findung.

Bei dem in dem Blockschaltbild der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein in der Speicheranordnung 3 in einzelnen Speicherbereichen vorher gespeicherter Steuerwert ausgelesen, und zwar abhängig von dem Motor­ belastungszustand (gemessen durch den Motorbelastungs­ geber 1) und von der Motordrehzahl (gemessen durch den Motordrehzahlgeber 2). Der ausgelesene Wert wird in einen Steuerwertrechner 4 gegeben, der eine Klopfunter­ drückungs-Steuergröße ausrechnet auf der Basis des von der Speicheranordnung 3 gelieferten Wertes und eines von einem Klopfdetektor 5 kommenden Klopfsignals. Der Steuerwertrechner 4 steuert dann abhängig von dem aus­ gerechneten Wert ein Betätigungsglied 6. Wenn die Betriebs­ art des Motors eine Änderung gegenüber dem vorhergehenden Zustand erfordert, so wird die in der Speicheranordnung 3 gespeicherte Steuergröße erhöht oder erniedrigt, um ab­ hängig von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Ausgangssignals des Klopfdetektors 5 erneuert zu werden. Eine solche Erneuerung wird verhindert, wenn der Übergangszustandsgeber 7 kein Ausgangssignal liefert.

Fig. 2 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie bereits erwähnt, gibt es eine Vielzahl von Faktoren, die für das Auftreten von Motorklopfen verantwortlich sind und eine Unterdrückung des Klopfens ist durch Steuerung dieser Faktoren möglich. Dieses Ausführungsbeispiel wird nachfolgend in Verbindung mit einer Zündzeitpunkt- Steuerung beschrieben, wie sie in praktischen Fällen häufig angewandt wird. Ein Kurbelwellen-Winkelgeber 11 erzeugt bei laufendem Motor ein Winkelbezugssignal, ein Druckgeber zur Messung des Ansaugrohrdruckes liefert ein dem festgestellten Druck proportionales Drucksignal und ein erster Analog-Digital-Wandler 13 liefert ein digi­ talisiertes Ausgangssignal abhängig von dem Ausgangs­ signal des Druckgebers 12. Ein Beschleunigungsgeber 14 ist an dem Motor angeordnet und stellt eine Beschleunigung der Motorvibration fest und ein an den Ausgang des Beschleunigungsgebers 14 angeschlossener Klopfdiskri­ minator 15 filtert die Klopfkomponente bei auftretendem Motorklopfen aus, wobei das erzeugte Klopfsignal einen Wert proportional der Klopfintensität hat. Ein zweiter Analog-Digital-Wandler 16 ist an den Ausgang des Klopf­ diskriminators 15 angeschlossen, um dessen Ausgangssignal zu digitalisieren. Ein Motorzustandsgeber 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Zeitgeber zum Messen der seit dem Start des Motors verstrichenen Zeit ausgebildet. Ein im wesentlichen aus einem Mikro­ prozessor 21, einem Speicher 22 und einem Interface 23 bestehender Mikrocomputer 20 verarbeitet Ein- und Aus­ gangssignale. Außerdem ist eine Zündspule 17 gezeigt, die durch den Mikrocomputer 20 angesteuert wird.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise dieses Ausführungs­ beispieles näher erläutert werden.

Der Kurbelwellen-Winkelgeber 11 stellt während der Motordrehung einmal in jedem Zündzyklus die Winkel­ position fest und liefert einen Ausgangsimpuls, der den Bezugswinkel der Kurbelwelle darstellt. Dieses Signal gelangt an das Interface 23 des Mikrocomputers 20. Der Druckgeber 12 stellt den Druck im Ansaugrohr des Motors fest und liefert ein Drucksignal, dessen Wert dem festgestellten Druck entspricht. Da der Druck im Ansaugrohr des Motors sich stark mit dem Motorbelastungs­ zustand ändert, ist es möglich, den Belastungszustand aus dem Wert des Ansaugdruckes abzuleiten. Das von dem Druckgeber 12 gelieferte Drucksignal wird durch den ersten Analog-Digital-Wandler 13 digitalisiert und dem Interface 23 zugeführt. Gleichzeitig wird durch den an dem Motor angebrachten Beschleunigungsgeber 14 die Motor­ vibration kontinuierlich überwacht. Das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers 14 enthält ein Geräuschsignal, das das mechanische Geräusch des Motorlaufes repräsen­ tiert, sowie eine Klopfkomponente, die von durch ein solches Klopfen verursachten Vibrationen herrührt. Der Klopfdiskriminator 15 filtert diese Klopfkompo­ nente von dem Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers 14 aus und liefert ein Klopfsignal, dessen Amplitude der Klopfintensität proportional ist. Das auf diese Weise erzeugte Klopfsignal wird durch den zweiten Analog-Digital-Wandler 16 digitalisiert und dem Inter­ face 23 zugeführt. Der Klopfdiskriminator 15 wird durch das Interface 23 abhängig von einem Befehl des Mikro­ prozessors 21 zurückgestellt und somit für die Fest­ stellung von Motorklopfen vorbereitet.

Der Speicher 22 des Mikrocomputers 20 enthält sowohl einen ROM-Teil als auch einen RAM-Teil. In dem ROM- Teil ist eine Voreilwinkel-Tabelle an Adressen ge­ speichert, die von der Motordrehzahl und der Motor­ belastung abhängt. Außerdem sind in dem ROM-Teil Bezugs­ steuerwerte zum Einstellen der Zünd-Voreilwinkel in verschiedenen Betriebsarten des Motors gespeichert. In dem RAM-Teil ist eine Lern-Tabelle gespeichert an Adressen, die den entsprechenden Drehzahlen und Motor­ belastungen entsprechen, sowie Korrektursteuerwerte, die abhängig von dem Ausgangssignal des Klopfdiskrimi­ nators 15 in den einzelnen Betriebsarten des Motors berechnet werden. Der Mikrocomputer 20 liefert eine optimale Zündzeitpunkteinstellung, indem er die Steuer­ größe zur Klopfunterdrückung auf der Basis der Informationen berechnet, die er von dem Kurbelwellen-Winkelgeber 11, dem Druckgeber 12 und dem Beschleunigungsgeber 14 be­ kommt. Hierdurch wird die Zündung des Motors durch Unterbrechung der Erregung der Zündspule 17 gesteuert. Der Mikrocomputer 20 überwacht außerdem den Ausgangs­ wert des Zeitgebers 18, der die nach dem Motoranlassen verstrichene Zeit mißt und bestimmt, ob ein vorbe­ stimmter Zeitraum schon verstrichen ist oder nicht. Nach dem Ablauf des vorbestimmten Zeitraumes wird der mittlere Steuerwert erneuert, wenn die Betriebsweise des Motors die beiden folgenden Bedingungen erfüllt:

Bedingung 1: Die Variation der Motordrehzahl gegenüber dem Wiederholungsstartpunkt ist niedriger als 50 UpM.

Bedingung 2: Die Variation der Motorbelastung ist gegen­ über dem Erneuerungs-Startpunkt niedriger als 5%.

Tritt bei Einhaltung der beiden genannten Bedingungen 1 und 2 in 100 aufeinanderfolgenden Zündzyklen Motorklopfen auf und wird dann zur Klopfunterdrückung eine sequentielle Korrektur vorgenommen, so wird der sequentielle Korrektur­ wert dem mittleren Steuerwert zugeschlagen, um einen erneuerten mittleren Steuerwert zu erzeugen. Ist während dieses Zeitraums der sequentielle Korrekturwert gleich Null oder tritt kein Klopfen auf, so wird von dem mittleren Steuerwert eine einzelne Werteinheit subtrahiert, um einen neuen mittleren Steuerwert zu erzeugen. Dieser Wert wird anschließend in dem der jeweiligen Motorbetriebsart zugeordneten Lern-Tabellen-Bereich gespeichert. Nach einer solchen Erneuerung des mittleren Steuerbereiches für die Klopfunterdrückung wird ein sequentieller Steuerablauf auf der Basis des auf diese Weise erneuerten Steuerwertes durchgeführt. Dies be­ deutet, daß die Erneuerung des mittleren Steuerwertes auf eine solche Weise erfolgt, daß die sequentielle Korrektur auf ein Minimum reduziert wird, so daß die Zündung zu einem optimalen Zeitpunkt stattfindet.

Wird nun angenommen, daß die Betriebsart des Motors in eine andere übergegangen ist, so wird der mittlere Steuerwert, der in der Lern-Tabelle gespeichert ist, im Übergangszustand des Motors entsprechend den beiden ge­ nannten Bedingungen 1 und 2 nicht erneuert. Demzufolge wird der sequentielle Korrekturwert, der während des in der Übergangsperiode aufgetretenen Klopfens ermittelt wurde,nicht für eine Erneuerung der mittleren Steuergröße verwendet, so daß das Abspeichern einer uninteressanten Information (die die in diesem Moment ablaufende Betriebsart nicht repräsentiert) verhindert. Weiterhin wird für eine Motorklopfunterdrückung nach einem Wechsel der Motor­ betriebsart der gespeicherte mittlere Steuerwert aus dem Lern-Tabellen-Bereich, der der jetzt gerade ablaufenden Motorbetriebsart entspricht, ausgelesen, und eine sequentielle Korrektur zwecks Klopfunterdrückung wird auf der Basis des ausgelesenen mittleren Steuerwertes gestartet. Dies bedeutet, daß im Unterschied zu kon­ ventionellen Einrichtungen die Steuerung nicht mit der Steuergröße für eine Klopfunterdrückung beginnt, die vor einem Wechsel der Betriebsart ausgewählt wurde, und es ist möglich, unmittelbar einen gewünschten Steuer­ zustand gegenüber dem bereits erhaltenen mittleren Steuerwert zu erreichen, so daß sich erhebliche Ver­ besserungen in der Ansprechcharakteristik der Klopf­ unterdrückungsregelung ergeben. Im allgemeinen tritt im kalten Zustand des Motors kein Klopfen auf, da die Verbrennungskammer eine niedrige Temperatur hat. Wird also in einem solchen Zustand eine Erneuerung der mittleren Steuergröße durchgeführt, so wird dieser Wert in Richtung einer Klopfneigung geändert, so daß er unbrauchbar wird für die Zeit nach dem Warmlauf des Motors, so daß er hier zu der Möglichkeit des Klopfens führen würde. In dem Ausführungsbeispiel wird also die Motorlaufzeit von dem Anlaßvorgang an gemessen., so daß eine Erneuerung des mittleren Steuerwertes nicht durch­ geführt wird, bevor nicht die Warmlaufphase des Motors beendet ist. Nachdem durch Verstreichen einer vorbe­ stimmten Zeitperiode der Warmlauf erfolgt ist, führt der Mikrocomputer 20 eine Erneuerung des mittleren Steuer­ wertes durch. Eine solche Erneuerung wird also immer in einer normalen Betriebsart des Motors durchgeführt und es existiert keine Möglichkeit, irgendwelche Klopf­ informationen während der Übergangsphase des Motors, d. h. während der Warmlaufphase, zu empfangen, um eine genaue Steuerung der Klopfunterdrückung durchzuführen. Die Klopfunterdrückung in der Übergangsphase des Motorwarmlaufens wird nur durch eine sequentielle Korrektur durchgeführt.

In dem in Fig. 3 gezeigten Flußdiagramm zur Durchführung der oben beschriebenen Steuerfunktion bezeichnen P1 bis P28 eine Folge von einzelnen Schritten. Die Rechenvor­ gänge für die Steuerwerte werden z. B. mit einer Frequenz von einem Rechenvorgang pro Zündzyklus bei jedem Kurbel­ wellen-Referenzwinkel-Impuls durchgeführt. Zuerst wird ein Kurbelwellen-Referenzwinkel-Impuls im Schritt P2 eingegeben und die seit dem vorhergehenden Referenz­ impuls verstrichene Zeit wird im Schritt P3 in ein die Drehzahl repräsentierendes Signal umgewandelt. Im Schritt P4 wird das Drucksignal eingegeben und im Schritt P5 wird die Motorbelastung ausgerechnet. Im darauf folgenden Schritt P6 wird in der Voreilwinkel-Tabelle der vor­ eingestellte Voreilwinkel aufgeschlagen, der einer Kombination der im Schritt P3 berechneten Drehzahl und der im Schritt PS berechneten Motorbelastung entspricht, und dieser Wert wird dann in einem Register A abgespeichert. Im Schritt P7 wird ebenso wie in dem vorangegangenen Schritt P6 ein mittlerer Steuerwert für die Klopfunter­ drückung in der Lern-Tabelle aufgeschlagen, wobei dieser Wert einer Kombination von Drehzahl und Motorbelastung entspricht, und dieser Wert wird dann in einem Register B abgespeichert. Anschließend wird während des Schrittes P8 ein Klopfsignal eingegeben und im Schritt P9 wird ein Signal zum Voreinstellen des Klopfdiskriminators 15 erzeugt, so daß dieser zur Feststellung des Auftretens des nächsten Klopfvor­ ganges vorbereitet ist. Im Schritt P10 wird eine Korrektursteuergröße entsprechend der Amplitude des im Schritt P8 eingegebenen Klopfsignals berechnet und der vorhergehenden sequentiellen Korrekturgröße zuge­ schlagen, die bereits im Register C gespeichert ist, und das daraus resultierende Signal wird in dem Register C wieder eingespeichert. Nachfolgend wird das Signal des Zeitgebers im Schritt P11 eingegeben und im Schritt P12 eine Prüfung durchgeführt, ob eine Zeit von zehn Minuten oder länger seit dem Motoranlaßvorgang ver­ strichen ist. Zeigt der Zeitgeber eine Zeit von weniger als zehn Minuten an, so wird der Wert eines Registers D in dem Schritt P25 auf Null gestellt und der Ablauf springt zum Schritt P26, ohne den mittleren Steuerwert zu erneuern. Das Register D dient zum Zählen der Anzahl von Zündvorgängen, um die Erneuerungszeit für den mittleren Steuerwert zu bestimmen. Wenn der Inhalt des Zeitgebers nach einer vollständig abgeschlossenen Warm­ laufphase des Motors den Wert von zehn Minuten über­ schreitet, wird in den Schritten P13 und P14 eine Prüfung vorgenommen, ob die Variation der Drehzahl niedriger als 50 UpM (Bedingung 1) und die Variation der Motorbelastung geringer als 5% (Bedingung 2) beträgt. Wird die Bedingung 1 oder 2 nicht erfüllt, so wird der Wert im Register D im Schritt P23 auf Null gestellt und dieser unbe­ deutende sequentielle Korrekturwert c gegenüber der vorhergehenden Betriebsart im Schritt P24 ebenfalls auf Null gestellt. Der Ablauf springt dann zum Schritt P26. Werden die Bedingungen 1 und 2 beide erfüllt, so wird im Schritt P15 dem im Register D gespeicherten Wert der Wert 1 zuaddiert und das Ergebnis wird er­ neut gespeichert. Nach dem Schritt P16 wird eine Prüfung vorgenommen, ob der im Register D enthaltene Wert 100 oder nicht überschreitet, d. h., ob 100 Zünd­ zyklen verstrichen sind oder nicht, während die Be­ dingungen 1 und 2 erfüllt waren. In dem Fall von D ≠ 100, was vor der Erneuerungszeitgabe liegt, springt der Ablauf zum Schritt P26. Ist D = 100, so wird im Schritt P17 eine Prüfung vorgenommen, um festzustellen, ob der im Register C gespeicherte sequentielle Korrektur­ wert gleich Null ist oder nicht. Ist C = 0, so wird im Schritt P20 von der im Schritt P7 aufgeschlagenen mittleren Steuergröße (temporär im Register D gespeichert) eine einzelne Werteinheit subtrahiert, und das Resultat wird anschließend im Register B abgespeichert. Ist C ≠ 0, so wird der Wert des Registers C im Schritt P18 dem Wert des Registers B hinzuaddiert und das Resultat wiederum im Register B abgespeichert. Anschließend wird im Schritt P19 der sequentielle Korrekturwert (gespeichert im Register C) auf Null zurückgestellt. Im Schritt P21 wird der im Schritt P18 oder P20 veränderte Wert des Registers B als neuer mittlerer Steuerwert an einer Position der Lern-Tabelle abgespeichert, die der gerade laufenden Betriebsart des Motors entspricht. Der im Register D gespeicherte Wert wird im Schritt P22 auf Null gesetzt, um für die nächste Erneuerung der Lern-Tabelle vorbereitet zu sein. Im Schritt P26 wird ein gewünschterZünd-Voreilwinkel durch Berechnen ermittelt, und zwar aus dem im Schritt P6 aus der Voreilwinkel-Tabelle entnommenen und im Register A gespeicherten Voreilwinkel, aus dem im Register B gespeicherten mittleren Steuerwert (oder dem Wert, der in den Schritten P15 bis P22 ermittelt und erneuert wurde) und aus dem im Register C ge­ speicherten sequentiellen Korrekturwert. Anschließend wird im Schritt P27 der Zündungs-Voreilwinkel an ein Ausgangsregister geliefert und der Ablauf führt mit Schritt P28 zum nächsten Steuerprogramm fort. Wenn der Drehwinkel des Motors eine Position erreicht hat, die dem an das Ausgangsregister gelieferten Voreilwinkel entspricht, wird der Erregerstrom der Zündspule durch das Interface 23 unterbrochen, so daß eine Zündung des Motors erfolgt.

Wenn der Motor dauernd in einem Zustand läuft, in dem die Bedingungen 1 und 2 erfüllt werden und über einen Zeitraum von 100 Zündzyklen kein Klopfen auftritt, so wird der mittlere Steuerwert um eine Einheit ver­ mindert, wie im Schritt P20 gezeigt. Dementsprechend wird während eines solchen kontinuierlichen Laufes des Motors in dieser Betriebsweise der mittlere Steuer­ wert alle 100 Zündperioden vermindert und dieser er­ reicht im Endzustand einen negativen Wert. Dies be­ deutet, daß die Zündung von dem voreingestellten Zündungs-Voreilwinkel (gespeichert in der Voreilwinkel- Tabelle) weiter in Richtung Voreilung verstellt wird. Wie bereits erwähnt, ist die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, den vorgestellten Voreilwinkel für die Zündung sowohl in Voreilrichtung als auch in entgegengesetzter Richtung zu korrigieren, ganz im Gegensatz zu den konventionellen Klopfunter­ drückungseinrichtungen, wo eine solche Unterdrückung nur in einer Richtung durchgeführt wird, indem gegen­ über dem voreingestellten Voreilwinkel der Zündung diese um bestimmte Winkelgrößen verzögert wird. Die in der Voreilwinkel-Tabelle als Referenz-Voreilwinkel für die Zündung gespeicherten Daten entsprechen den zum Zeit­ punkt der Entwicklung des Motors optimalen Werten. Weiterhin ist ein Anfangswert 0 in jedem Bereich der Lern-Tabelle gespeichert, in dem die mittleren Steuer­ werte abgelegt sind. Die Klopfunterdrückungsregelung geht also am Anfang von den Entwicklungsdaten des Motors aus und durch Datenstreuungen der einzelnen Motoren oder jahreszeitliche Schwankungen hervorgerufenes Klopfen kann durch entsprechend modifizierte mittlere Steuerwerte verhindert werden, so daß sogar die Notwendigkeit entfällt, den geschätzten Klopfunterdrückungsbereich voreinzustellen, wie es bei den bisher bekannten Ein­ richtungen erforderlich war. Hierdurch werden die Regelmöglichkeiten bereits in der Anfangsstufe deut­ lich verbessert.

Es ist wünschenswert, von den verschiedenen das Motor­ klopfen verursachenden Faktoren das Luft-Brennstoff- Verhältnis durch Steuerung der Brennstoffzufuhr oder den Zündzeitpunkt (wie im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel) zu regeln, da bereits viele der im praktischen Betrieb befindlichen Klopfunterdrückungseinrichtungen eine solche Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses oder des Zündzeitpunktes anwenden und damit zeigen, daß der Einsatz auf einfache Weise zu niedrigen Kosten möglich ist. Beim Einsatz eines Regelvorganges des Luft-Brennstoff-Verhältnisses kann die Funktion z. B. ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel realisiert werden, und zwar durch Erhöhen des Ausgangs­ wertes einer Brennstoffeinspritzung entsprechend einem Bezugssteuersignal, das dem Klopfsignal entspricht.

Der Zeitgeber 18, der in der Ausführungsform nach Fig. 2 als Übergangszustandsgeber wirkt, kann durch einen Wassertemperaturgeber ersetzt werden, der die Kühlwassertemperatur des Motors überwacht. Das Ausgangssignal des Temperaturgebers 18 wird durch den Analog-Digital-Wandler 19 in ein digitales Signal umgewandelt und dann dem Mikrocomputer 20 als ein den Übergangszustand des Motors repräsentierendes Signal zugeführt.

Das in der Fig. 4 gezeigte Flußdiagramm zeigt die Arbeitsweise der Einrichtung zum Unterdrücken von Motorklopfen, die mit einer solchen Temperatur­ steuerung arbeitet. Die Schritte P1 bis P10 sind denen des Flußdiagramms nach Fig. 3 gleich. Nach diesen genannten Schritten wird ein Wassertemperatur­ signal des Wassertemperaturgebers 18 im Schritt P11 eingegeben, und es wird während des Schrittes P12 geprüft, ob die Kühlwassertemperatur des Motors sich oberhalb von z. B. 60°C befindet oder nicht. Liegt die Wassertemperatur unter 60°C, so wird der Wert des Registers D im Schritt P25 auf Null zurückgestellt und der Ablauf fährt mit P26 fort, ohne den mittleren Steuerwert zu erneuern. Wird jedoch die Wassertemperatur als oberhalb 60°C liegend signalisiert, so wird die Warmlaufphase des Motors als abgeschlossen betrachtet und, wie bereits erwähnt, der mittlere Steuerwert wird während der Schritte P13 bis P28 erneuert.

Demnach wird die Warmlaufphase des Motors als Übergangszustand des Motors gewertet, und eine Erneuerung des mittleren Steuerwertes für die Klopfunterdrückung wird abhängig von dem Ausgangs­ signal des Wassertemperaturfühlers 18 durchgeführt. In einer solchen Einrichtung kann der Geber 18 ein Schalter sein, der bei einer bestimmten Temperatur ein- und ausgeschaltet wird; eine ähnliche Steuer­ funktion abhängig von der Warmlaufphase kann jedoch durch ein anderes geeignetes Mittel durchgeführt werden.

In einem Regelsystem zum Feststellen von Klopfvorgängen in einem Motor und zum Erzeugen eines davon abhängigen Steuersignals zum Verhindern des Klopfens hat die erfindungsgemäße Einrichtung, wie bereits beschrieben, Speicherbereiche, die den einzelnen Motordrehzahlen und Motorbelastungswerten zugeordnet sind, und die mittleren Steuerwerte, die zur Klopfunterdrückung für die einzelnen Motorbetriebsarten ermittelt werden, werden in entsprechenden Speicherbereichen abgespeichert. Während des Motorlaufs wird der dem Motorbetriebszu­ stand zugeordnete mittlere Steuerwert aus dem Speicherbe­ reich ausgelesen, um die Klopfkomponente zu steuern.

Für jeden während eines solchen Regelvorganges auftretenden Klopfvorgang geringer Intensität wird dem vorher erwähnten mittleren Steuerwert ein sequen­ tieller Korrekturwert hinzugeschlagen, um eine Klopf­ unterdrückung durchzuführen, wodurch ein zufrieden­ stellendes Ansprechen der Klopfunterdrückung erfolgt. Wenn eine sequentielle Korrektur für ein solches auf­ getretenes Klopfen durchgeführt wird, wird in dieser Weise in einem bestimmten Zyklus dem mittleren Steuer­ wert der sequentielle Korrekturwert hinzuaddiert. Tritt in der Zwischenzeit jedoch kein Klopfen auf und ist der sequentielle Korrekturwert gleich Null, so wird der mittlere Steuerwert durch eine vorbestimmte Einheit reduziert und gleichzeitig in dem entsprechenden Speicherbereich abgespeichert, um den vorher gespeicher­ ten mittleren Steuerwert zu ersetzen, so daß ein ein­ wandfreies Ansprechen auf beliebige Langzeitvariationen der das Klopfen verursachenden Faktoren erfolgt. Wenn ein Wechsel der Motorbetriebsart stattfindet, so ist es außerdem möglich, den unerwünschten Einfluß von un­ wesentlichen Steuergrößen der Klopfunterdrückungs- Steuerung für einen Zustand vor oder während eines solchen Wechsels zu verhindern, so daß die Zeitverzögerung bei der Klopfunterdrückung schließlich vermieden und eine deutliche Verbesserung des Ansprechverhaltens der Klopfunterdrückung erzielt wird. Außerdem kann ein anderes Mittel vorgesehen werden, um den Motorbetriebszustand zusätzlich zu der Feststellung der Drehzahl, der Motor­ belastung oder des auftretenden Klopfens festzustellen, und dieses Mittel kann auch benutzt werden, um den Übergangszustand des Motors zu erkennen, damit eine Erneuerung des mittleren Steuerwertes zwecks Klopfunterdrückung in einem solchen Übergangszustand verhindert wird. Die mittlere Steuergröße wird dann mit einer Genauigkeit erneuert, um jederzeit eine einwandfreie Klopfunterdrückung zu bewirken, so daß sich deutliche Vorteile über alle Motorbetriebs­ arten ergeben.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Unterdrücken von Motorklopfen in einem Verbrennungsmotor, mit

• - einem Motorbelastungsgeber (1);
• - einem Motordrehzahlgeber (2);
• - einer Speichereinrichtung (3), in der Steuerwerte für einzelne Motorbetriebsarten in Abhängigkeit von einer Kombination aus Belastungs- und Drehzahlwer­ ten abgespeichert werden und aus der ein Steuerwert in Abhängigkeit von den aktuellen Ausgangssignalen des Motorbelastungsgebers (1) und des Motordreh­ zahlgebers (2) zur Steuerung des Motors aufgegeben wird;
• - einem Klopfdetektor (5), der bei Auftreten eines Klopfvorganges ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt; und
• - einer Einrichtung zur Korrektur des Steuerwertes in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Klopfdetektors (5) derart, daß der Steuerwert bei Auftreten des Ausgangssignals des Klopfdetektors (5) in Richtung der Klopfunterdrückung und bei Fehlen des Ausgangs­ signals des Klopfdetektors (5) in umgekehrter Rich­ tung korrigiert wird, und zur Abspeicherung dieses korrigierten Steuerwertes in der Speichereinrich­ tung (2);

gekennzeichnet durch

• - einen Übergangszustandsgeber (7), der eine Warm­ laufphase des Motors angibt; und
• - eine Einrichtung zum Verhindern der Funktion der Korrektureinrichtung, wenn
• - der Übergangszustandsgeber (7) eine Warmlauf­ phase des Motors angibt oder
• - jeweils innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nach der letzten Korrektur des Steuerwertes der Motordrehzahlgeber (2) eine Veränderung der Drehzahl von mehr als 50 UpM oder der Mo­ torbelastungsgeber (1) eine Veränderung der Motorbelastung von mehr als 5% angibt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangszustandsgeber (7) aus einem Zeitgeber (18) besteht, der beim Start des Motors betätigt wird und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ein Ausgangssignal abgibt, das das Ende der Warmlaufphase anzeigt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (18) auf eine Zeit von zehn Minuten eingestellt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangszustandsgeber (7) ein Kühl­ wassertemperaturgeber (18) ist, der bei Erreichen einer vorbestimm­ ten Wassertemperatur ein Ausgangssignal abgibt, das das Ende der Warmlaufphase anzeigt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwassertemperaturgeber (18) auf eine Temperatur von etwa 60°C eingestellt ist.