DE3546166C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE-OS 30 09 046 bekannt. Bei dieser Anordnung besteht das Problem, daß beim schrittweisen Annähern des Zündzeitpunktes an die Klopfgrenze mit konstant großen Korrekturschritten gearbeitet wird, so daß die Genauigkeit bei der Annäherung durch eben diese Schrittgröße bestimmt ist. Will man eine sehr schnelle Annäherung an die Klopfgrenze erreichen, so muß man große Korrekturschritte, also Änderungen um große Kurbelwinkelbeträge, in Kauf nehmen. Soll die Annäherung an die Klopfgrenze möglichst genau erfolgen, so dauert der Regelvorgang sehr lange.

Aus der DE-OS 32 27 783 ist es bekannt, daß bei der schrittweisen Annäherung des Zündzeitpunktes an die Klopfgrenze die Schrittweite auf der Zeitachse verändert werden kann. Hierdurch wird eine beschleunigte Annäherung des Zündzeitpunktes an die Klopfgrenze erreicht, die erzielbare Genauigkeit wird hierdurch jedoch nicht verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung nach der DE-OS 30 09 046 dahingehend weiterzubilden, daß ein schnelleres Ausregeln mit höherer Genauigkeit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Eine bevorzugte Ausführungsform ist im Unteranspruch beschrieben.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt also darin, daß die Schrittweite beim Vorstellen des Zündzeitpunktes in Richtung auf die Klopfgrenze immer weiter erniedrigt wird. Dadurch können bei Beginn des Regelvorganges zunächst relativ große Schritte versucht werden, so daß eine schnelle Annäherung an die Klopfgrenze möglich ist. Je näher die Klopfgrenze rückt, desto kleiner wird die Schrittweite. Kurz vor der Klopfgrenze kann so mit erheblich kleineren Schrittweiten und daher erheblich genauer gearbeitet werden, als dies bisher möglich war.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Regelanordnung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Hauptteils der Regelanordnung,

Fig. 3a und 3b Darstellungen von Tabellen zum Speichern mehrerer Zündzeitpunkte,

Fig. 4 eine Darstellung eines Bereichs eines Koeffizienten,

Fig. 5 bis 7b Flußdiagramme der Arbeitsweise der Anordnung und

Fig. 8a und 8b eine Darstellung eines Nachstellkoeffizienten und einer Vorstellbestimmungszeitdauer.

Gemäß Fig. 1 sind ein Ansaugluftdruck(oder -mengen)fühler 1, ein Motordrehzahlfühler 4, z. B. ein Kurbelwinkelfühler, und ein Klopffühler 7 vorgesehen, um die Motorbetriebszustände festzustellen. Das Ausgangssignal des Fühlers 1 wird an einen A/D-Umsetzer 3 über einen Puffer 2 angelegt. Das Ausgangssignal des Fühlers 4 wird an einen Unterbrechungsverarbeitungskreis 6 über einen Puffer 5 angelegt. Das Ausgangssignal des Klopffühlers 7 wird an einen Komparator 12 über ein Filter 8 und einen Verstärker 9 und andererseits an den Komparator 12 über einen Gleichrichter 10 und einen Verstärker 11 angelegt. Der Komparator 12 vergleicht die beiden Eingangssignale und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn ein Motorklopfen mit einem höheren Pegel als ein vorbestimmter Wert erzeugt wird. Die Ausgangssignale des A/D-Umsetzers 3, des Kreises 6 und des Komparators 12 werden an einen Mikroprozessor 18 über einen Eingabeport 13 angelegt.

Der Mikroprozessor 18 enthält eine CPU 15, einen RAM 16, einen ROM 17 und einen Ausgabeport 14. Der Ausgang des Mikroprozessors 18 ist mit der Zündzeitpunktregelvorrichtung 21 über einen Treiber 19 verbunden, um den Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit den Motorbetriebszuständen, die durch die Fühler 1, 4 und 7 abgetastet werden, zu regeln.

Fig. 5 zeigt die Arbeitsweise der Regelanordnung in einer Zusammenfassung. Die Arbeitsweise wird in eine Grobstruktur und eine Feinkorrektur aufgeteilt. Im Schritt 30 wird abgefragt, ob eine Grobkorrektur ausgeführt worden ist, d. h. ob ein Grob­ korrekturvervollständigungskennzeichen RCMP gesetzt worden ist. In Übereinstimmung mit der Bestimmung wird die Grobkorrektur oder die Feinkorrektur bei einer Grobkorrektursubroutine 31 oder einer Feinkorrektursubroutine 32 ausgeführt. Im Schritt 33 wird ein tatsächlicher Zündzeitpunkt SRKreal berechnet.

Die Grobkorrektur ist ein Vorgang, um einen Grundzündzeitpunkt SPKbs zu erhalten, der in einem Grundzündzeitpunkteinstellkreis 71 berechnet wird, siehe Fig. 2. Fig. 6 zeigt die Arbeitsweise der Grobkorrektur. Im Schritt 37 werden die Motordrehzahl und der Ansaugluftdruck auf der Grundlage von Ausgangssignalen der Fühler 1 und 4 berechnet. Danach werden im Schritt 38 ein erster maximaler Zündzeitpunkt MAPSTD und ein zweiter maximaler Zündzeitpunkt MBT aus den Tabellen 38 a und 38 b (Fig. 3 a, 3 b) in dem ROM 17 in Übereinstimmung mit der ersten Motordrehzahl und dem Ansaugluftdruck gelesen. Der erste maximale Zündzeitpunkt ist ein maximaler Zeitpunkt zum Erzeugen eines maximalen Drehmoments mit einem Benzin mit niedriger Oktanzahl, ohne daß Klopfen auftritt, der zweite maximale Zündzeitpunkt ist ein maximaler Zeitpunkt zum Erzeugen eines maximalen Drehmoments mit einem Benzin mit hoher Oktanzahl, ohne daß Klopfen auftritt.

In der Anordnung wird ein Koeffizient K zum Korrigieren des Zündzeitpunkts bereitgestellt. Der Wert des Koeffizienten K wird vorläufig auf einen Wert zwischen Null und 1 eingestellt, siehe Fig. 4.

Der Koeffizient K wird in dem RAM 16 gespeichert und in Übereinstimmung mit den Motorbetriebszuständen aktualisiert, um den Zündzeitpunkt grob auf einen gewünschten Wert zu konvergieren. Die Aktualisierung wird unter einem vorbestimmten Zustand ausgeführt. Dieser Zustand wird im Schritt 39 bestimmt. Wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten maximalen Zündzeitpunkt, die aus den Tabellen 38 a und 38 b ausgelesen werden, größer als ein vorbestimmter Grad, beispielsweise 5°, ist, wird die Aktualisierung ausgeführt. Das Programm geht dann zum Schritt 40, in dem bestimmt wird, ob Klopfen während des Programms aufgetreten ist. Wenn das Auftreten von Klopfen festgestellt wird, geht das Programm zum Schritt 41, und wenn nicht, zum Schritt 42. Im Schritt 41 wird der Koeffizient K um eine Korrekturgröße Δ K (Δ K = K /2) verringert und der Rest K-Δ K wird in dem RAM 16 als neuer Koeffizient für die nächste Aktualisierung gespeichert. Die Korrekturgröße Δ K beim nächsten Aktualisieren ist somit (K-Δ K) /2. Die Korrekturgröße ist somit die Hälfte des Koeffizienten K beim Aktualisieren. Wenn im einzelnen der Anfangskoeffizient 1/2 ist, ist die Korrekturgröße 1/4, und wenn der Anfangskoeffizient 0 oder 1 ist, ist die Korrekturgröße 1/2, siehe Fig. 4.

Im Schritt 42 wird bestimmt, ob der Motor lief, ohne daß während einer vorbestimmten Zeitdauer Klopfen aufgetreten ist. Wenn kein Klopfen während der Zeitdauer aufgetreten ist, wird der Koeffizient K um die Korrekturgröße Δ K im Schritt 43 vergrößert.

Nach dem Aktualisieren des Koeffizienten K im Schritt 41 oder 43 wird bestimmt, ob die Grobkorrektur beim Schritt 44 beendet worden ist. Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Korrekturgröße Δ K abnimmt, wenn die Anzahl der Korrekturen zunimmt. Wenn bei der Anordnung die Korrekturgröße einen vorbestimmten kleinen Wert erreicht, wird die Grobkorrektur beendet. Wenn demgemäß die Größe Δ K den vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Grobkorrekturvervollständigungskennzeichen RCMP im Schritt 45 gesetzt, oder wenn nicht, wird das Kennzeichen im Schritt 46 zurückgesetzt. Andererseits werden die gesamte Korrekturgröße SPKprt und die Anzahl der Korrekturen NUM des Zündzeitpunkts in einer Zündzeitpunktkorrigiergrößentabelle 73 und einer Tabelle 74 (Fig. 2) für die Anzahl der Korrekturen gespeichert. Im Schritt 47 wird ein Grundzündzeitpunkt SPKbs mit der folgenden Formel berechnet:

SPKbs = MAPSTD + K × Δ MAPMBT (1),

worin gilt Δ MAPMBT = MBT - MAPSTD.

Der Grundzündzeitpunkt wird an den Motor 72 (Fig. 2) angelegt, um den Motor beim Zündzeitpunkt zu zünden. Der Koeffizient K wird in dem RAM 16 gespeichert. Wenn die Grobkorrektur nicht vervollständigt worden ist, wird der Koeffizient K beim nächsten Programm aktualisiert, um den Zündzeitpunkt grob auf einen gewünschten Wert zu konvergieren, wie oben beschrieben wurde. Wenn der Anfangskoeffizient K = 0 ist, ist der Grundzündzeitpunkt SPKbs, der durch die Formel 1 berechnet wird, der maximale Zündzeitpunkt MAPSTD beim ersten Programm. Der Grundzündzeitpunkt SPKbs, der durch die Grobkorrektur erhalten worden ist, wird des weiteren durch den Feinkorrekturvorgang korrigiert, wie nachfolgend beschrieben wird.

Gemäß Fig. 7a und 7b wird im Schritt 52 festgestellt, ob sich der Motorbetrieb in einem Bereich befindet, der zum Korrigieren des Grundzündzeitpunkts SPKbs geeignet ist. Wenn sich der Motorbetrieb in diesem Bereich befindet, werden die Korrekturgröße SPKprt und die Anzahl der Umkehrungen der Korrekturrichtung NUM aus den Tabellen 73 und 74 beim Schritt 53 ausgelesen. Dann wird beim Schritt 54 ein Nachstellkoeffizient LN zum Nachstellen der Größe RET aus einer Nachstellkoeffiziententabelle 75 (Fig. 2) der Fig. 8a in Übereinstimmung mit der Anzahl der Umkehrungen der Korrekturrichtung NUM genommen. Eine Vorstellbestimmungszeitdauer ADJ wird aus einer Vorstellbestimmungszeitdauertabelle 76 (Fig. 2), der Fig. 8b in Übereinstimmung mit der Anzahl der Umkehrungen der Korrekturrichtung NUM genommen. Daraufhin geht das Programm zum Schritt 55, in dem bestimmt wird, ob Klopfen während des Programms aufgetreten ist. Wenn das Auftreten von Klopfen festgestellt wird, geht das Programm zum Schritt 56, und wenn nicht, zum Schritt 59. Im Schritt 56 werden die Intensität des Klopfens und das Intervall des Klopfens in einem Berechnungskreis 78 (Fig. 2) berechnet. Dann wird eine Nachstellgröße KNK aus einer Nachstellgrößentabelle 79 in Übereinstimmung mit der Intensität und dem Intervall des Klopfens genommen. Im Schritt 57 wird eine tatsächliche Nachstellgröße RETreal durch Multiplizieren der Nachstellgröße KNK und des Nachstellkoeffizienten LN berechnet RETreal = KNK × LN. Danach geht das Programm zum Schritt 58, in dem die in der Tabelle 73 gespeicherte Korrekturgröße SPKprt von der tatsächlichen Nachstellgröße RETreal substrahiert wird, um eine neue Korrekturgröße SPKprtr zu erhalten, die in der Tabelle 73 gespeichert wird.

Andererseits wird beim Schritt 59 bestimmt, ob Klopfen in der Vorstellbestimmungszeitdauer ADJ aufgetreten ist, was im Komparator 80 in Fig. 2 ausgeführt wird. Wenn kein Klopfen in der Zeitdauer aufgetreten ist, geht das Programm zum Schritt 60, in dem eine Vorstellgröße ADV eines konstanten kleinen Werts zu der Korrekturgröße SPKprt addiert wird, um eine neue Korrekturgröße SPKprta zu erhalten, was in einem Vorstellgrößen­ einstellkreis 81 in Fig. 2 ausgeführt wird, wobei die neue Korrekturgröße in der Tabelle 73 gespeichert wird. Danach wird im Schritt 61 bestimmt, ob die neue Korrekturgröße NSPKprta größer als ein Grenzwert ist, der durch Subtrahieren des Grundzündzeitpunkts SPKbs von dem maximalen Zündzeitpunkt MBT (MBT-SPKbs) erhalten wird. Wenn die neue Korrekturgröße SPKprta kleiner als der Grenzwert ist, wird die neue Korrekturgröße in der Tabelle 73 beim Schritt 63 gespeichert. Wenn diese größer als der Grenzwert ist, wird der Wert von MBT-SPKbs als neue Korrekturgröße im Schritt 63 verwendet und in der Tabelle 73 gespeichert. Der tatsächliche Zündzeitpunkt SPKreal wird durch die folgende Formel berechnet:

SPKreal = SPKbs - SPKprta(r)
= MAPSTD + K(MBT - MAPSTD) - SPKprta(r)

Nach den Schritten 58 und 63 wird beurteilt, ob die Korrekturrichtung in dem Programm die Umkehr der Korrekturrichtung bei dem letzten Programm bei den Schritten 64 und 65 ist. Im Schritt 64 wird nämlich beurteilt, ob der Zündzeitpunkt in dem letzten Programm vorgestellt worden, und im Schritt 65 wird festgestellt, ob der Zündzeitpunkt nachgestellt worden ist. Wenn eine Umkehr der Richtung erfolgt ist, geht das Programm zum Schritt 67 oder 68, in dem ein Signal an einen Zähler angelegt wird, um die Anzahl der Umkehrungen der Korrekturrichtung zu zählen. Diese Zahl wird in einer Tabelle gespeichert. Wenn sich der korrigierte Zündzeitpunkt dem gewünschten Zündzeitpunkt annähert, neigt die Korrekturrichtung dazu, sich umzukehren. Die Tatsache, daß die Anzahl groß wird, bedeutet, daß sich der korrigierte Zündzeitpunkt dem gewünschten Wert annähert. Der in Fig. 8a dargestellte Nachstellkoeffizient LN nimmt somit ab und die Vorstellbestimmungszeitdauer ADJ in Fig. 8b steigt mit einer Zunahme der Anzahl bzw. Häufigkeit der Umkehrungen NUM an.

Claims (2)

1. Anordnung zum Regeln des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine mit einem Mikroprozessor und einer Zündzeitpunktregelvorrichtung, mit Fühleinrichtungen zum Abtasten von Betriebszuständen der Maschine zum Erzeugen eines Motorbetriebszustandssignales, mit einem Klopffühler, mit ersten Korrektureinrichtungen, die in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand und vom Klopfen einen Nachstellkoeffizienten erzeugen, um den Zündzeitpunkt zu korrigieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor derart arbeitet, daß die Häufigkeit der Umkehrungen der Korrekturrichtung an der Klopfgrenze gezählt und der Nachstellkoeffizient (LN) in seiner Größe mit steigendem Zählwert derart verringert wird, daß bei Annäherung an die Klopfgrenze der Betrag der Vorstellung nach einer vorgegebenen Charakteristik (Fig. 8a) verringert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Zeitraumes (ADJ) innerhalb dessen die Anzahl der Umkehrungen der Korrekturrichtung zur Bestimmung deren Häufigkeit gezählt wird, mit steigender Anzahl der Umkehrungen (NUM) nach einer vorgegebenen Charakteristik (Fig. 8b) vergrößert wird.