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