DE3783591T2 - Maschinensteuerung durch die bestimmung der verbrennungsqualitaet. - Google Patents

Maschinensteuerung durch die bestimmung der verbrennungsqualitaet.

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Description

  • Die Erfindung betrifft Systeme zum Detektieren des Klopfens und der Rauhigkeit von Brennkraftmaschinen sowie Verfahren zum Detektieren des Klopfens und der Rauhigkeit in derartigen Maschinen.
  • Das Klopfen verursacht in einer Brennkraftmaschine Schäden an der Maschine und eine Reduzierung der Leistungsabgabe. Bei Maschinen mit Zündkerzen verursachen Unterschiede zwischen den Maschinen und der Aufbau von Ablagerungen, daß das Vorellen des Zündwinkels bei dem ein Klopfen auftritt bezüglich den einzelnen Maschinen beziehungsweise Motoren beträchtlich variiert. Es ist daher wünschenswert ein System zu schaffen, weiches das Klopfen exakt detektieren kann.
  • Es ist bereits bekannt einen Klopfsensor zum Detektieren des Klopfens zu verwenden. Ein derartiger Klopfsensor kann die Form eines piezoelektrischen Sensors annehmen, der an einem Zylinderblock montiert ist, oder die Form eines Drucksensors, der im Inneren eines Maschinenzylinders montiert ist. Diese vorbekannten Systeme leiden unter den Problemen des Identifizierens des Pegels des Sensorausgangssignals, weiches dem Geräusch beziehungsweise Rauschen entspricht, statt ein echtes Klopfsignal darzustellen. Verschiedene Maßnahmen werden angewandt, um das echte Klopfsignal von einem Rausch- oder Störsignal zu unterscheiden; hierzu gehören Bandpaßfilter zum Auswählen der charakteristischen Klopffrequenz, Gatter für das Ausgangssignal des Klopfsensors zum Auswählen des Bereichs, in dem das Klopfen auftritt, und das Arbeiten mit einer adaptiven Klopfschwelle. Keine dieser Maßnahmen liefert jedoch eine befriedigende Lösung für das Problem, das echte Klopfsignal zu identifizieren.
  • Gemäß der US-PS 4 454 750 wird das Ausgangssignal eines Klopfsensors mit einem Hintergrund-Referenz-Signal verglichen. Zur Gewinnung des Hintergrund-Referenz-Signals wird das Sensor-Ausgangssignal abgetastet, und das resuitierende Signal wird gemittelt. Mit dem Ziel des Entfernens der Klopfkomponente aus dem Hintergrund-Referenz-Signal wird die Abtastung gesteuert, indem das Ausgangssignal des Klopfsensors mit einer Schwelle verglichen wird, weiche so eingestellt wird, daß sie proportional zu dem Hintergrund-Referenz-Signal ist. Dieses System leidet jedoch unter dem Nachteil, daß ein Fehler in der Bestimmung der Schwelle für das Abtasten zu einem Fehler in dem Hintergrund-Referenz-Signal führt.
  • Gemäß der EP-US 0 155 680 ist eine Maschine mit elektrischer Zündung mit einem Klopfsensor versehen, und das Ausgangssignal des Klopfsensors wird mit einer Schwelle verglichen. In periodischen Intervallen wird die Schwelle neu kalibriert, indem man den Zündwinkel allmählich weiter vorrücken läßt bis ein plötzliches Ansteigen des Sensor-Ausgangssignals eintritt und indem man dann diesen Punkt als Klopfschwelle bestimmt. Dieses System leidet unter dem Nachteil, daß die allmähliche Vorverstellung des Zündwinkels mit den normalen Fahrbedingungen nicht kompatibel ist.
  • Die US-PS 4 471 736 offenbart ein Zünd-Zeitpunkt-Steuersystem, in dem das Klopfen detektiert wird, indem periodisch eine große Zündverzögerung herbeigeführt wird, wobei die Vibrationspegel in einer Karte (Tabelle) bezüglich der Betriebsbedingungen der Maschine gespeichert werden. Die gespeicherten Pegel werden als eine Schwelle verwendet, mit der die herrschenden Vibrationspegel bei den entsprechenden Betriebsbedingungen der Maschine verglichen werden, um so das Klopfen zu detektieren. Die Zündung muß jedoch um einen reiativ großen Betrag zurückgestellt werden, um sicherzustellen, daß die gespeicherten Vibrationspegel das Hintergrund- Geräusch darstellen und keine Vibrationen umfassen, die durch Klopfen verursacht werden.
  • Ein ähnliches Problem tritt beim Messen der Rauhigkeit der Maschine auf. Beim Messen der Maschinenrauhigkeit wird das Problem durch das Hintergrund-Geräusch aufgrund von Unregelmäßigkeiten der Straße und die Schwierigkeiten verursacht, eine echte Maschinen-Rauhigkeit von Maschinen-Drehzahl- Schwankungen zu unterscheiden, die durch diese Straßen-Unregelmäßigkeiten verursacht werden.
  • Die US-PSen 3 142 967 und 4 428 342 offenbaren Steuer- beziehungsweise Regelsysteme für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Steuereingang. Gemäß der US-PS 4 428 342 ist das mindestens eine Steuereingangs-Signal das Zündzeitpunkt-Signal. Das System gemäß der US-PS 3 142 967 liefert einen Basiswert für das Steuereingangssignal, weiches man periodisch um den Basiswert pendeln läßt. Die Änderung der Maschinen- Ausgangsleistung, die durch das Pendeln (Schwanken) verursacht wird, wird gemessen.
  • Die Bezeichnung "Klopfen" bezieht sich auf hochfrequente Schwankungen des Zylinderdrucks bei einem Verbrennungsvorgang. "Maschinen-Rauhigkeit" bezieht sich auf Schwankungen der Maschinendrehzahl zwischen aufeinanderfolgenden Zündzyklen. In der vorliegenden Anmeldung hat die Bezeichnung "Verbrennungsqualität" die Bedeutung "Klopfen oder Maschinen-Rauhigkeit".
  • Es ist ein Ziel der Erfindung ein neues Detektiersystem und ein Verfahren anzugeben, bei dem das obige Problem beim Identifizieren des echten Signals überwunden oder verringert wird.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Klopf-Detektiersystem gemäß dem beigefügten Anspruch 1 angegeben.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Rauhigkeits-Detektiersystem gemäß dem beigefügten Anspruch 5 angegeben.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein kombiniertes Klopf- und Rauhigkeits-Detektiersystem gemäß dem beigefügten Anspruch 11 angegeben.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Klopf-Detektierverfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 13 angegeben.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Rauhigkeits-Detektierverfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 16 angegeben.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den weiteren beigefügten Ansprüchen definiert.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend detailliert anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Skizze zur Erläuterung des hinter der vorliegenden Erfindung stehenden Prinzips;
  • Fig. 2 ein Schaltbild der Funktionskomponenten eines adaptiven Steuersystems, weiches ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet;
  • Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Mikrocomputersystems, weiches die Funktionskomponenten gemäß Fig. 2 implementiert;
  • Fig. 4 ein Schaltbild eines Signal-Konditionier-Kreises, weicher einen Teil des Mikrocomputersystems gemäß
  • Fig. 3 bildet;
  • Fig. 5 ein Layoutdiagramm eines Computerprogramms, weiches bei dem Mikrocomputersystem gemäß Fig. 3 verwendet wird;
  • Fig. 6 ein Diagramm, weiches die Berechnung der Bewichtungsfunktionen zeigt, die in dem Programm verwendet werden;
  • Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Teils des Programms;
  • Fig. 8 drei grafische Darstellungen der Voreilung des Zündwinkels, des Beschleunigungsmesser-Klopfens und des korrelierten Klopfens über einer gemeinsamen Zeitachse und
  • Fig. 9 ein Diagramm der Funktionskomponenten eines adaptiven Steuersystems, weiches ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
  • Das der vorliegenden Erfindung zugrundestehende Prinzip ist in Fig. 1 bezüglich einer Maschine mit Funkenzündung beziehungsweise elektrischer Zündung gezeigt. Der Winkei der Vorversteilung (Voreilung) des Zündzeitpunktes wird bezüglich eines Basiswertes variiert, um in aufeinanderfolgenden Maschinenzyklen für voreilende und verzögerte Schwankungen zu sorgen, und das Ausgangssignal des Klopfsensors wird während jeder Schwankung geprüft. Das Ausgangssignal des Klopfsensors bei einem Paar von voreilenden und verzögerten Schwankungen wird in Fig. 1 durch Balken 10 beziehungsweise 11 angezeigt. Bei jedem Balken ist derjenige Teil, der dem Klopfsignal entspricht, schraffiert während der nichtschraffierte Teil der Rauschkomponente entspricht. Durch Abziehen des Ausgangssignals für die verzögerte Schwankung von dem Ausgangssignal für die voreilende Schwankung wird eine Komponente 12 erhalten, welche die Steigung des Ausgangssignals des Klopfsensors anzeigt. Wenn kein Klopfen vorliegt, ist die Komponente 12.0, während die Steigung 12 beim Vorliegen von Klopfbedingungen das Ausmaß des vorliegenden Klopfens anzeigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also die Rauschkomponente eliminiert, ohne daß ein Schwellwert für das Rauschen vorgegeben würde.
  • Gemäß Fig. 2 ist eine funktionelle beziehungsweise funktionsmäßige Form eines adaptiven Steuersystems gezeigt, in dem die Erfindung realisiert ist und das in einem Kraftfahrzeug installiert ist. Das Steuersystem umfaßt eine 4-Zylinder- Brennkraftmaschine 10 mit elektrischer Zündung und einem Schwungrad 11.
  • Dem Schwungrad 11 ist ein Positionswandler 12 zugeordnet, der für jede Drehung der Kurbelwelle der Maschine um 180º einen Referenzimpuls erzeugt. Jeder der Impulse wird erzeugt, wenn der Kolben in dem Zylinder, der den Expansionshub ausführt, sich um 30º hinter der dem oberen Totpunkt entsprechenden Position befindet. Die Impulse von dem Wandler 12 werden einer Verweilzeit-Steuereinheit 13 zugeführt, deren Ausgang über eine Leistungsstufe 14 mit einer Spule und einem Verteiler (Zündverteiler) 15 verbunden ist. Der Zündverteiler 15 ist mit vier Zündkerzen 16 verbunden und bewirkt, daß an diesen Zündkerzen zu geeigneten Zeitpunkten Zündfunken auftreten. Das Ausgangssignal des Wandlers 12 wird außerdem einer Geschwindigkeits- beziehungsweise Drehzahl-Berechnungseinheit 20 zugeführt, weiche die Maschinendrehzahl berechnet und diese der Verweilzeit-Steuereinheit 13 zuführt. Die Maschine ist ferner mit einem Wandler 21 versehen, der den Leistungsbedarf mißt, dem die Maschine unterworfen ist. Beim vorliegenden Beispiel mißt der Wandler 21 den Unterdruck in der Einlaß- Sammelleitung für die Maschinenzylinder. Der Leistungsbedarf könnte auch durch Messen anderer Größen detektiert werden, wie z. B. der Öffnungsposition des Drosselventils oder der Geschwindigkeit der Luftströmung in die Einlaß-Sammelleitung.
  • Die Maschine 10 ist ferner mit einem Klopfsensor 22 versehen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Klopfsensor ein piezoelektrischer Wandler, der an dem Zylinderblock montiert ist, um Vibrationen zu detektieren. Der Klopfsensor könnte andere Formen haben und könnte beispielsweise ein in einem Maschinenzylinder montierter Drucksensor sein.
  • Das System umfaßt ferner einen Speicher 25, in dem ein zweidimensionales Feld von voreilenden Zündwinkeln gespeichert ist, wobei die Abszisse und die Ordinate des Feldes der Maschinendrehzahl und dem Leistungsbedarf entsprechen. Der Speicher 25, die Drehzahl-Berechnungseinheit 20 und der Leistungsbedarf-Sensor 21 sind mit einer Berechnungseinheit 26 verbunden. Für die jeweils herrschende Maschinendrehzahl und den jeweiligen Leistungsbedarf berechnet die Berechnungseinheit 26 einen Basiswert für die Vorverstellung des Zündzeitpunktes und liefert diesen an einen Eingang eines Summierers. Die Berechnungseinheit 26 berechnet diesen Basiswert aus den Werten der Vorverstellung des Zündwinkels, die in dem Feld in dem Speicher 25 an vier Punkten der Drehzahl/Last-Ebene gespeichert sind, weiche die aktuelle Maschinendrehzahl und den aktuellen Leistungsbedarf umgibt. Jeder dieser Werte wird mit einem geeigneten Bewichtungsfaktor multipliziert, und die vier resuitierenden Werte werden addiert, um den Basiswert für die Voreinstellung des Zündwinkels zu liefern. Die Berechnungseinheit 26 berechnet also den Basiswert für das Voreilen des Zündwinkels durch Interpolation. Die Werte für die Vorverstellung der Zündwinkel sind in dem Speicher 25 mit einer Dichte gespeichert, weiche für eine gute Anpassung von Unregelmäßigkeiten einer wahren Charakteristik des optimalen Wertes der Vorverstellung des Zündwinkels der Maschine 10 sorgt.
  • Die in dem Speicher 25 gespeicherten Werte der Voreilung des Zündwinkels haben die Form einer festen Tabelle, weiche mit Prüfstandversuchen und Probemaschinen zusammengestellt wird. In einer solchen festen Tabelle ist jeder der Werte der Vorverstellung des Zündwinkels normalerweise derjenige Wert, bei dem die maximale Maschinen-Ausgangsleistung erhalten wird, während ein Klopfen vermieden wird, oder ein Wert, der gegenüber denjenigen Werten, bei denen ein Klopfen auftritt, leicht verzögert ist. Wie oben erläutert, können die Voreilwinkel für die Zündfunken, bei denen ein Klopfen auftritt, bei den einzelnen Maschinen erhebliche Unterschiede aufweisen. Wenn derartige feste Werte ohne Korrektur verwendet werden, besteht ein Risiko, daß bei einigen Maschinen ein Klopfen auftritt. Zur Überwindung dieses Risikos wird bei dem vorliegenden Steuersystem das Klopfen unter Anwendung der Prinzipien gemessen, welche in Verbindung mit Fig. 1 erläutert wurden. Die Ergebnisse dieser Messungen werden verwendet, um sowohl den Zündzeitpunkt zu verzögern, wenn das Klopfen einen Schwellwert übersteigt, als auch um einen Korrekturspeicher für die Werte des Voreilens des Zündzeitpunktes auf den neuesten Stand zu bringen.
  • Das System umfaßt einen Schwankungsgenerator 30, weicher Schwankungswerte für das Voreilen des Zündwinkels für jeden Zylinder erzeugt. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel liegen diese Schwankungswerte alternativ bei + 2,5º und - 2,5º der Kurbelwellen-Drehung, und der Wert wird nach jedem Zündfunken geändert. Diese Schwankungswerte werden einem Eingang eines Summierers 29 zugeführt, dessen Ausgangssignal einem Eingang der Verweilzeit-Steuereinheit 13 als Befehlswert für die Vorverstellung des Zündwinkels zugeführt wird. Die Verweilzeit-Steuereinheit 13 verwendet das Ausgangssignal der Drehzahl-Berechnungseinheit 20 und des Positionswandlers 12, um sicherzustellen, daß die Zündfunken mit der "befohlenen" Voreilung erzeugt werden.
  • Die Schwankungswerte von dem Generator 30 werden einer Steigungs-Berechnungseinheit 31 zugeführt. Außerdem werden der Steigungs-Berechnungseinheit 31 auch die Ausgangssignale des Klopfsensors 22 über einen Signalformer-Kreis zugeführt. Die Steigungs-Berechnungseinheit 31 berechnet den Gradienten beziehungsweise die Steigung des Ausgangssignals des Klopfsensors 22 bezüglich der Vorverstellung des Zündwinkels.
  • Die Steigungs-Berechnungseinheit 31 liefert einen Steigungswert an einen Schwellwert-Komparator 33, weicher Ausgangswerte an einen negierten beziehungsweise negativen Eingang des Summierers 34 liefert. Der Ausgang des Summierers 34 ist mit einem zweiten Eingang des Summierers 29 verbunden. Wenn der Steigungswert kleiner ist als der Schwellwert, wird der Ausgangswert des Komparators 33 zu Null. Wenn der Steigungswert größer ist als der Schwellwert, wird der Ausgangswert des Komparators auf 50 eingestellt, wodurch eine Verzögerung der Vorverstellung des Zündwinkels um 50 bewirkt wird. Alternativ kann der Signalformer-Kreis 32 anstelle des Steigungswertes von der Einheit 31 ein Klopfsignal an den Schwellwert-Komparator 33 liefern. Dies wirkt als eine schnelle Korrektur, wenn hohe Klopfpegel vorliegen, wie sie bei Übergangsbedingungen auftreten.
  • Die Steigungswerte werden außerdem einen Eingang eines Summierers 36 zugeführt, weicher einen negativen Eingang hat, dem aus einem Grund, der nachstehend noch erläutert wird, ein Vorspannungswert (BIAS) zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Summierers 36 wird einer Einheit 37 zum Aufdatieren des Speichers 38 zugeführt, in dem die Korrekturwerte für die Vorverstellung des Zünd-Zeitpunktes gespeichert sind. Die Korrekturwerte sind als zweidimensionales Feld gespeichert, in dem die Abszisse und die Ordinate die Maschinendrehzahl beziehungsweise den Leistungsbedarf darstellen, und diese Korrekturwerte sind ferner mit derselben Dichte gespeichert, wie die Werte in dem Speicher 25.
  • Die Einheit 37 zum Aufdatieren des Korrekturspeichers empfängt außerdem die Ausgangssignale der Geschwindigkeits- Berechnungseinheit 20 und des Leistungsbedarfs-Sensors 21. Die Einheit 37 bringt die in dem Speicher 38 gespeicherten Werte für jeden d?r vier Feldpunkte, die die aktuelle Maschinendrehzahl und den aktuellen Leistungsbedarf umgeben auf den neuesten Stand. Speziell wird für jeden Feldpunkt ein neuer Korrekturwert berechnet und gespeichert, und zwar auf der Basis des alten Korrekturwertes gemäß der folgenden Gleichung:
  • Neuer Korrekturwert = Alter Korrekturwert + K · (Bewichtungsfaktor) · (Steigung - Vorspannung) (I)
  • wobei K eine Konstante ist, wobei die Steigung der von der Einheit 31 erzeugte Ausgangswert ist und wobei die Vorspannung der Vorspannungswert ist, der dem negativen Eingang des Summierers 36 zugeführt wird. Die in der Gleichung verwendeten Bewichtungsfaktoren sind dieselben, wie die Bewichtungsfaktoren, die von der Einheit 26 und von einer Einheit 39 verwendet werden, die der Berechnung von Korrrekturwerten für das Voreilen des Zündwinkels dient. Das Verfahren der Berechnung der Bewichtungsfaktoren wird nachstehend beschrieben.
  • Die Einheit 39 zum Berechnen der Korrekturwerte für die Voreilung des Zündwinkels spricht auch auf die Ausgangssignale der Drehzahl-Berechnungseinheit 20 und des Leistungsbedarfs-Sensors 21 an und kann Werte aus dem Speicher 38 auffinden.
  • Für die vorherrschenden (aktuellen) Maschinenbedingungen berechnet die Einheit 39 einen Korrekturwert und führt diesen einem positiven Eingang des Summierers 27 zu. Dieser Korrekturwert wird nur verwendet, wenn er negativ ist, was einer Verzögerung beziehungsweise Zurückverlegung des Zündwinkels entspricht. Folglich erfolgt bei niedrigen Klopfpegeln keine Korrektur, und das System erlaubt das Klopfen in geringem Umfang, ehe eine Korrekturaktion durchgeführt wird. Dieser geringfügige Pegel des Klopfens kann die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoff-Verbrauchs verbessern. Da der Korrekturwert nur benutzt wird, wenn er negativ ist, bewirkt irgendein restliches Rauschen, weiches in den Werten enthalten sein kann, die von der Einheit 31 berechnet werden, keine Korrekturmaßnahme.
  • Das Ausgangssignal des Summierers 27 wird einem Eingang des Summierers 34 zugeführt. Die Einheit 39 berechnet die Korrekturwerte unter Anwendung desselben Interpolation-Verfahrens, weiches von der Einheit 26 verwendet wird. Es ist zu beachten, daß der Interpolations-Prozeß, der angewandt wird, um mit Hilfe der Einheiten 26 und 39 das Voreilen des Zündwinkels zu berechnen, symmetrisch zu dem Interpolations-Prozeß ist, der zum Aufdatieren des Speichers 38 verwendet wird.
  • Die verschiedenen Funktionsblöcke, die in Fig. 2 gezeigt sind, werden durch Verwendung eines Mikrocomputersystems implementiert beziehungsweise realisiert, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt das Mikrocomputersystem einen Mikrocomputer des Typs 8097 der Firma Intel Corporation, wobei der Mikrocomputer über einen Daten- und Adreßbus 51 mit einem Lesespeicher 52 des Typs 27C64 verbunden ist sowie mit einem Schreib-/Lese-Speicher 53 des Typs 6116 der Firma Hitachi und mit einem nicht-flüchtigen Schreib-/Lese-Speicher 54 des Typs NVR2 der Firma Greenwich Instruments Limited. Das Programm und die festen Tabellen sind in dem Speicher 52 gespeichert. Zeitliche Variable sind in dem Speicher 53 gespeichert, und die Korrekturwerte für das Voreilen des Zündwinkels sind in dem Speicher 54 gespeichert.
  • Bezugnehmend auf die Funktionskomponenten gemäß Fig. 2 realisiert das Mikrocomputersystem die Drehzahl-Berechnungseinheit 20, die Speicher 25 und 38, die Einheiten 26 und 39 zum Berechnen der Voreilung des Zündwinkels, die Summierer 27, 29, 34 und 36, den Schwankungsgenerator 30, die Steigungs-Berechnungseinheit 31, den Schwellwert-Komparator 33 und die Einheit 37 zum Aufdatieren des Korrekturspeichers.
  • Wie eine weitere Betrachtung der Fig. 3 zeigt, ist der Leistungsbedarfs-Wandler 21 über eine konventionelle Signalformer-Schaltung 55 mit einem Analogeingang des Mikrocomputers 50 verbunden. Der Positionswandler ist ein Wandler des Typs mit variabler Reluktanz und wirkt mit einem Zahnrad zusammen, weiches an dem Schwungrad 11 befestigt ist (Fig. 2). Von diesem Zahnrad ist ein Zahn entfernt, um die erforderliche Referenzposition zu schaffen. Der Wandler 12 ist über eine Signalformer-Schaltung 56 mit einem HIGH SPEED (Hochgeschwindigkeits-Eingang) des Mikrocomputers 50 verbunden.
  • Der Klopfsensor 22 ist über eine Signalformer-Schaltung 57 mit einem weiteren Analogeingang des Mikrocomputers 50 verbunden. Die Signalformer-Schaltung 57 ist in Fig. 4 detaillierter gezeigt und umfaßt in Serie einen Schalter 58, einen Verstärker 59, einen Bandpaßfilter 60, eine Gleichrichter-Schaltung 61 und einen Integrator 62. Die Steueranschlüsse des Schalters 58 und des Integrators 62 sind mit HIGH SPEED (Hochgeschwindigkeits-)Ausgängen des Mikrocomputers 50 verbunden. Das Mikrocomputersystem ist so ausgebildet, daß der Schalter 58 für jeden Zündfunken geschlossen wird, wenn sich der betreffende Kolben 100 vor dem oberen Totpunkt befindet und geöffnet wird, wenn sich der Kolben bei 400 hinter dem oberen Totpunkt befindet. Somit wählt der Schalter 58 aus dem Ausgangssignal des Klopfsensors 21 einen Teil aus, in dem ein Klopfen auftreten kann. Der Integrator 62 wird auf das Ausgangssignal Null zurückgestellt, nachdem der interne Analog-/Digital-Wandler des Mikrocomputers 50 nach jedem Funken das integrierte Klopfsignal gelesen hat.
  • Ein HIGH SPEED-Ausgang des Mikrocomputers 50 ist mit dem Eingang des Verweilzeit-Steuerkreises 63 verbunden. Der Verweilzeit-Steuerkreis übt zusammen mit einem Teil des in dem Speicher 52 gespeicherten Programms die Funktion des Verweilzeit- Steuerkreises 13 in Fig. 2 aus. Der Verweilzeit-Steuerkreis 63 ist ein Verweilzeit-Steuerkreis des Typs L497 der Firma S.G.S. Limited. Der Verweilzeit-Steuerkreis 63 leitet den Aufbau des Stroms in der Primärwicklung einer Zündspule im richtigen Augenblick ein, um den erforderlichen Pegel unmittelbar vor der Unterbrechung des Stroms zu erreichen. Der Verweilzeit- beziehungsweise Einschaltzeit-Steuerkreis 63 begrenzt außerdem den Spulenstrom auf den erforderlichen Pegel während des kurzen Zeitintervalls, weiches zwischen dem Erreichen des erforderlichen Strompegels und der Unterbrechung des Stroms verstreicht. Der Ausgang des Verweilzeit-Steuerkreises 63 ist mit der Leistungsstufe 14 verbunden, weiche, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnt, mit dem Eingang des Zündverteilers 15 verbunden ist.
  • Fig. 5 zeigt die generelle Anordnung der Module, welche das Programm bilden und außerdem den Datenfluß zwischen diesen Modulen. Das Programm umfaßt folgende Module: MISDET 70, IGNLU 71, SAFIRE 72 und DWELL 73. Der Modul IGNLU ruft einen Untermodul LOOK_UP 74 auf, und der Modul SAFIRE ruft Submodule MAP_STORE 75 und LOOK_UP_CORRECTION 76 auf. Fig. 5 zeigt außerdem eine Tabelle 77 für die Vorverstellung des Zünd- Zeitpunktes, weiche die festen Werte für die Voreilung des Zündwinkels enthält und weiche dem Speicher 25 in Fig. 2 entspricht. Fig. 5 zeigt ferner eine Korrekturtabelle 78 für das Voreilen des Zündzeitpunktes, weiche die Korrekturwerte für das Voreilen beziehungsweise die Vorverstellung des Zünd- Zeitpunktes enthält und dem Speicher 38 in Fig. 2 entspricht.
  • Der Modul MISDET (70) empfängt einen Interruptbefehl TOOTH INTERRUPT (wie dies durch eine Leitung 79) angedeutet ist, und dieser Modul wird jedes Mal ausgeführt (angesteuert), wenn ein Zahn detektiert wird, und eine Variable TOOTH wird dem Modul DWELL zugeführt (Dies ist durch eine Leitung 80 angezeigt), und diese Variable stellt die Position der Kurbeiwelle mit der Genauigkeit einer Zahnteilung des Wandlers 12 dar. Dieser Modus MISDET vergleicht die Periode zwischen den einzelnen Zähnen und detektiert dadurch den fehlenden Zahn. Wenn der fehlende Zahn erfaßt wird, stellt dieser Modul die Beziehung zwischen der Variablen TOOTH und der absoluten Position der Kurbelwelle wieder her. Der Modul MISDET berechnet außerdem das erste Zündintervall und liefert dies als eine Variable FIRE-PERIOD (durch eine Leitung 81 angedeutet) an den Modul IGNLU.
  • Der Modul IGNLU empfängt eine Variable MAN_PRESS (angedeutet durch eine Linie 82), weiche den Sammelleitungsdruck darstellt, der ein Maß für den Leistungsbedarf ist. Die Variable MAN_PRESS wird von dem Ausgangssignals des Wandlers 21 durch den internen Analog-/Digital-Wandler des Mikrocomputers 50 abgeleitet.
  • Der Modul SAFIRE empfängt eine Variable KNOCK (angezeigt durch eine Linie 83). Die Variable KNOCK zeigt das Klopfen an, welches von dem Sensor 22 erfaßt wird, und zwar nach der Behandlung durch die Signalformer-Schaltung 57 und nach einer Analog-/Digital-Umsetzung durch einen weiteren Wandler, der ebenfalls einen Bestandteil des Mikrocomputers 50 bildet.
  • In jeder der Tabellen 77 und 78 sind die Werte der Voreilung der Zündzeitpunkte als ein 16 · 16-Feld gespeichert. In jedem Feld entsprechen die Abszisse und die Ordinate der Maschinendrehzahl beziehungsweise dem Leistungsbedarf, und die Abszisse sowie die Ordinate sind jeweils in 16 diskrete Maschinendrehzahl- beziehungsweise Leistungsbedarf-Werte unterteilt. Jeder Punkt des Feldes enthält somit den Wert für die Vorverstellung des Zündzeitpunktes für einen diskreten Wert der Maschinendrehzahl und einen diskreten Wert des Leistungsbedarfs.
  • Zum Adressieren, d. h. zum adressenmäßigen Aufrufen der Tabellen 77 und 78, erzeugt der Modul IGNLU Adressenvariable SPEED_ INDEX und LOAD_INDEX, die der Maschinendrehzahl beziehungsweise dem Leistungsbedarf entsprechen. Jede dieser Adressenvariablen kann irgendeinen Wert von 0 bis 15 annehmen, entsprechend den 16 diskreten Maschinendrehzahl-Werten und Leistungsbedarfs-Werten. Diese Variablen werden auf Werte gesetzt, die der Maschinendrehzahl und dem Leistungsbedarf unmittelbar unterhalb der augenblicklichen Drehzahl und des augenblicklichen Leistungsbedarfs entsprechen. Die Adressenvariablen SPEED_INDEX und LOAD_INDEX werden den Untermodulen LOOK_UP, MAP_STORE und LOOK_UP_CORRECTION zugeführt.
  • Der Modul IGNLU berechnet außerdem vier Variable MAP_INT 0 bis 3, weiche die vier oben beschriebenen Bewichtungsfaktoren darstellen. Die Variablen MAP_INT 0 bis 3 werden den Submodulen LOOK_UP, MAP_STORE und LOOK_UP_CORRECTION zugeführt. Die vier Variablen MAP_INT 0 bis 3 entsprechen den vier folgenden Adressen: (SPEED_INDEX, LOAD_INDEX), (SPEED_INDEX + 1 LOAD_ INDEX), (SPEED_INDEX, LOAD INDEX + 1) und (SPEED_INDEX + 1, LOAD_INDEX + 1).
  • Das Verfahren der Berechnung der Bewichtungsfaktoren MAP_INT 0 bis 3 für die Augenblickswerte von Drehzahl und Last ist in Fig. 6 gezeigt. Ein Hauptrechteck ist in der Drehzahl/Last- Ebene gebildet, wobei die Ecken des Rechteckes an folgenden Adressen liegen: (SPEED_INDEX, LOAD_INDEX), (SPEED_INDEX + 1, LOAD_INDEX), (SPEED_INDEX, LOAD_INDEX + 1) und (SPEED_INDEX + 1, LOAD_INDEX + 1). Dieses Hauptrechteck wird durch Ziehen von Linien parallel zur Abszisse und zur Ordinate, weiche durch die Augenblickswerte von Drehzahl und Leistungsbedarf hindurchgehen, in vier Unterrechtecke unterteilt, weiche die Flächen beziehungsweise Bereiche A0, A1, A2, A3 haben. In Fig. 6 zeigt die Linie 90 den Augenblickswert der Last an, und die Linien 91 und 92 zeigen den LOAD_INDEX und den LOAD_ INDEX + 1. Die Linie 93 zeigt den Augenblickswert der Drehzahl, und die Linien 94 und 95 zeigen den SPEED_INDEX beziehungsweise den SPEED_INDEX + 1. Der Bewichtungsfaktor für jeden der vier Feldpunkte wird berechnet, indem man die Fläche des Unterrechtecks, die diesem Feldpunkt diagonal gegenüberliegt, durch die Fläche des Hauptrechtecks teilt. Die Bewichtungsfaktoren MAP_INT 0 bis 3 haben folglich folgende Werte:
  • MAP_INT 0 = A0/A
  • MAP_INT 1 = A1/A
  • MAP_INT 2 = A2/A
  • MAP_INT 3 = A3/A
  • wobei A = A0 + A1 + A2 + A3.
  • Der Modul IGNLU ruft den Submodul LOOK_UP auf, der den Basis- Voreilwinkel des Zünd-Zeitpunktes nach dem oben beschriebenen Interpolations-Prozeß als eine Variable SPK_ANG-BASE berechnet. Der Modul IGNLU liefert dann die Variable SPK_ANG_BASE an den Modul SAFIRE, wie dies durch die Leitung 96 angedeutet ist.
  • Der Modul IGNLU ward nach jedem Zündfunken ausgeführt, und der Modul SAFIRE wird nach dem Modul IGNLU ausgeführt.
  • Der Modul SAFIRE berechnet die Schwankungswerte für den Voreilwinkei des Zünd-Zeitpunktes und berechnet die Steigung des Klopfens (wie sie von dem Klopfsensor 22 erfaßt und von der Signalformer-Schaltung 57 aufbereitet wurde) bezüglich des Voreilwinkels für den Zünd-Zeitpunkt. Dieser Modul verwendet die berechnete Steigung zum Aufdatieren der Korrekturtabelle 78 für das Voreilen des Zündzeitpunktes und ermitteit außerdem einen Korrekturwert für die Voreilung des Zündzeitpunktes aus der Tabelle 78. Dieser Modul summiert außerdem den Basiswert der Voreilung des Zünd-Zeitpunktes SPK_ANG_BASE mit dem Schwankungswert und dem berechneten Korrekturwert um einen Befehlswert für die Voreilung des Zünd-Zeitpunktes SPK_ANG zu erzeugen, und dieser Wert wird dem Modul DWELL zugeführt. Der Modul SAFIRE wird nunmehr unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm beschrieben, weiches in Fig. 7 gezeigt ist. Nach dem Eintreten in den Modul SAFIRE in einem Schritt 200 wird eine Variable DITHER geprüft. Diese Variable repräsentiert den Augenblickswert der Schwankung. Wenn DITHER gleich + 2,5º, fährt das Programm mit einem Schritt 201 fort; anderenfalls fährt es mit einem Schritt 202 fort. In dem Schritt 202 wird eine Variable NEG_KNOCK auf den Augenblickswert der Variable KNOCK gesetzt, und das Programm springt dann zu einem Schritt 204. In dem Schritt 201 wird eine Variable POS_KNOCK auf den Augenblickswert der Variable KNOCK gesetzt, und das Programm fährt mit einem Schritt 205 fort.
  • In dem Schritt 205 wird eine Variable SLOPE, weiche die Steigung des Klopfens bezüglich der Voreilung des Zünd-Zeitpunktes darstellt, gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
  • SLOPE = POS_KNOCK - NEG_KNOCK
  • Ais nächstes wird in einem Schritt 206 eine Variable MOD SLOPE, weiche den Wert darstellt, um den das Klopfen den akzeptablen Pegel überschreitet, gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
  • MOD_SLOPE = SLOPE - BIAS
  • Die Variable MOD_SLOPE wird von dem Modul SAFIRE dem Untermodul MAP_STORE zugeführt, wie durch die Linie 97 angedeutet. Die Konstante BIAS ist der Vorspannungswert, weiche im Zusammenhang mit dem Summierer 36 in Fig. 2 erwähnt wurde.
  • Der Untermodul MAP_STORE benutzt dann den Wert von MOD_SLOPE zusammen mit den Werten von MAP_INT 0 bis 3, SPEED_INDEX und LOAD_INDEX, um die Korrekturtabelle 78 für das Voreilen des Zünd-Zeitpunktes auf den neuesten Stand zu bringen. Dies wird in einer Weise durchgeführt, die schon im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wurde.
  • Als nächstes wird in einem Schritt 208 die Variable SLOPE mit einer Konstanten TRESHOLD verglichen, welche den Klopfpegel darstellt, an dem eine sofortige Zurücknahme der Voreilung des Zündzeitpunktes erforderlich ist. Wenn SLOPE größer ist als TRESHOLD, wird eine Variable KNOCK_RETARD in einem Schritt 209 auf einen Wert gesetzt, der 50 der Kurbelwellen- Drehung entspricht. Anderenfalls wird die Variable KNOCK_ RETARD in einem Schritt 210 auf Null gesetzt. Das Programm fährt dann mit Schritt 304 fort.
  • Bei Schritt 304 wird der Untermodul LOOK_UP_CORRECTION aufgerufen. Dieser Untermodul berechnet eine Variable CORRECTION, weiche für die aktuellen Werte der Maschinenleistung und der Maschinendrehzahl die geeignete Korrektur für die Vorverstellung des Zündwinkels darstellt. Diese Variable wird dem Modul SAFIRE zugeführt, wie durch die Linie 98 angedeutet. Dieser Variable wird nach dem Interpolations-Verfahren berechnet, weiches in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde.
  • Die Variable (CORRECTION) kann positiv sein, was anzeigt, daß der maximal zulässige Klopfpegel nicht erreicht wurde. In diesem Fall ist eine Vorverstellung des Zündwinkels nicht wünschenswert. In den Schritten 305 und 306 wird CORRECTION geprüft und auf Null gesetzt, wenn sie positiv ist.
  • Ais nächstes wird in einem Schritt 307 eine Variable SPK_ANG_ OPT gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
  • SPK_ANG_OPT = SPK ANG_BASE + CORRECTION - KNOCK_RETARD
  • Die Variable SPK_ANG_OPT stellt somit die Voreilung des Zündwinkels dar, modifiziert, gemäß dem in Tabelle 78 gespeicherten Korrekturwert, und eingestellt um jede Zurückverstellung zu berücksichtigen, weiche erforderlich ist, wenn ein übermäßiger Klopfpegel detektiert wird. Das Programm fährt dann mit einem Schritt 308 fort.
  • Bei dem Schritt 308 wird die Variable DITHER auf - DITHER gesetzt. Die Variable DITHER hat folglich stets eine Größe von 2,5º, und ihre Polarität wird nach jedem Zündfunken umgekehrt. Dies stellt sicher, daß der Wert der Vorverstellung des Zündzeitpunktes alternierend um 2,5º zurückgestellt oder vorgestellt wird.
  • Bei einem Schritt 309 wird die Variable SPK_ANG, weiche den "befohlenen" Voreilwert des Zündwinkels darstellt, gemäß der folgenden Gleichung gesetzt:
  • SPK_ANG = SPK_ANG_OPT + DITHER
  • Die Variable SPK_ANG wird dem Modul DWELL zugeführt, wie durch die Linie 99 angedeutet. Der Untermodul SAFIRE endet dann.
  • Wenn man zu Fig. 5 zurückkehrt, wird deutlich, daß die Routine DWELL die Variablen TOOTH ENG_SPEED und SPK_ANG verwendet, um die Variable COIL_DRIVE, (angezeigt durch die Linie 100 zu berechnen), weiche die Erzeugung jedes Funkens steuert. Speziell bewirkt COIL_DRIVE, daß der HIGH SPEED-Ausgang des Mikrocomputers auf "niedrig" geht, wenn die Maschinenkurbelwelle die "befohlene" Voreilposition für den Zündwinkei passiert, und früh genug auf "hoch" geht, um dem Primärstrom in der Zündwicklung das Erreichen des erforderlichen Wertes zu ermöglichen.
  • Die Routine DWELL berechnet außerdem eine Variable GATE (angezeigt durch die Linie 101), weiche bewirkt, daß der HIGH SPEED-Ausgang des Mikrocomputers 50, der mit der Signalformer-Schaltung 57 verbunden ist, zur Steuerung des Schalters 58 auf "hoch" beziehungsweise "niedrig" geht.
  • Die Routine DWELL berechnet außerdem eine Variable RESET (angezeigt durch die Linie 102), welche bewirkt, daß der HIGH SPEED-Ausgang des Mikrocomputers 50, der ebenfalls mit der Signalformer-Schaltung 57 verbunden ist, zum Zurücksetzen des Integrators 62 auf "hoch" beziehungsweise "niedrig" geht.
  • Die grafischen Darstellungen gemäß Fig. 8b und 8c illustrieren die Wirkungen der stetigen Zunahme des Voreilens des Zündwinkels gemäß Fig. 8a bei einer Maschinendrehzahl von 4000 Upm einer typischen Versuchsmaschine. Fig. 8b zeigt das Ausgangssignal der Signalformer-Schaltung 32 in Fig. 2. Obwohl rechts von dieser Grafik ein Klopfen auftritt, ist dieses weitgehend durch den hohen Rauschpegel maskiert (verdeckt). Vorbekannte Systeme zum Detektieren des Klopfens verwenden ähnliche Verarbeitungsverfahren, wie dasjenige, weiches in der Signalformer-Schaltung 32 verwendet wird, versuchen jedoch durch Arbeiten mit einer dem Rauschpegel entsprechenden Detektionsschwelle zwischen dem Klopfsignal und dem Rauschen zu unterscheiden. Wegen der Zufälligkeit (den statistischen Schwankungen) und dem Pegel des Rauschens, insbesondere bei hohen Motordrehzahlen, muß jedoch die Schwelle entweder fest sein, wobei in diesem Fall niedrige Pegel des Klopfens nicht detektiert werden, oder reiativ niedrig, wobei in diesem Fall fälschlicherweise das Detektieren eines Klopfens auftritt.
  • Fig. 8c zeigt das Ausgangssignal der Steigungsberechnungs- Schaltung 31 für dieselben Bedingungen einer stetigen Zunahme der Voreilung des Zündwinkels. Der Rauschpegel dieses Signals ist wesentlich kleiner und besitzt wegen des Korreiationsverfahrens, das die Steigungsberechnung-Schaltung 31 bietet, einen mittleren Pegel von Null. Die oben angegebene Gleichung 1 zum Finden der neuen Korrektur in der Einheit 37 zum Aufdatieren des Korrekturspeichers ist diejenige eines diskreten Zeitintegrators. Bei Anwendung auf das Ausgangssignal der Steigungsberechnungs-Schaltung 31 (welche die Wirkung des Summierers 36 und der Vorspannung beziehungsweise der Variablen BIAS umfaßt), erhöht die resultierende Integration das Signal/Rausch-Verhältnis, da das Rauschen den mittleren Pegel Null hat. Durch Änderung der Integrationskonstanten K kann das Signal/Rausch-Verhältnis auf jeden gewünschten Wert verbessert werden.
  • Vorbekannte Systeme haben kein Rauschen mit dem mittleren Pegel Null. Wenn folglich in diesen Fällen eine Integration angewandt würde, dann würde das Rauschen im Serben Ausmaß wie das Signal erhöht, und das Signal/Rausch-Verhältnis würde unverändert bleiben.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, weiches vorstehend beschrieben wurde, läßt man den Voreilwinkel des Zünd-Zeitpunktes dadurch schwanken, daß man ihn nach jedem Zündfunken alternierend nach vorn beziehungsweise hinten verstellt. Im Wege einer Modifikation kann man das Voreilen des Zündwinkels dadurch schwanken lassen, daß man ihn nach jedem vollständigen Maschinenzyklus nach vorn beziehungsweise hinten verstellt. Folglich würde bei einem Viertaktmotor jeder Zündzyklus vier Zündfunken umfassen. Bei dieser Modifikation würde die Variable SLOPE aus den Werten von KNOCK für zwei aufeinanderfolgende Maschinenzyklen berechnet. Im Wege einer anderen Modifikation können die Voreilungen des Zündwinkels für jeden einzelnen Zylinder eingestellt werden. In diesem Fall wird die Variable SLOPE für jeden Zylinder aus den Werten der Variablen KNOCK in aufeinanderfolgenden Maschinenzyklen berechnet.
  • Bei dem obigen Beispiel läßt man ein Steuereingangssignal in Form einer Voreilung des Zündwinkels schwanken, um den Wert KNOCK zu messen und eben dieses Steuereingangssignal wird dann so eingestellt (geregelt), daß das Klopfen verhindert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung dieses speziellen Steuereingangssignals beschränkt, und die vorliegende Erfindung ist außerdem nicht darauf beschränkt, daß dasselbe Steuereingangssignal sowohl für die Erzeugung der Schwankungen zum Messen des Klopfens als auch für die Einstellung zum Vermeiden des Klopfens verwendet wird. Die vorliegende Erfindung kann auch bei einem Dieselmotor angewandt werden. Beispiele für diejenigen Steuereingangssignale, die für die Erzeugung der Schwankung zum Messen des Klopfens und für die Einstellung zum Unterdrücken des Klopfens verwendet werden können, umfassen außer der Voreilung des Zündwinkels die zeitliche Steuerung der Kraftstoff- Einspritzung in Benzin- oder Dieselmotoren, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Benzin- oder Dieselmotoren und das Abgas/Luft-Verhältnis bei Maschinen, bei denen Abgase mit der Frischluft für die Maschine gemischt werden. Das vorstehend beschriebene System kann mit einem adaptiven Steuer- beziehungsweise Regelsystem kombiniert werden, indem die Voreilung des Zündwinkels korrigiert wird, um eine optimale Maschinen- Ausgangsleistung zu erreichen. Ein Beispiel für ein derartiges adaptives Steuersystem ist in der GB-A-8604260 beschrieben.
  • In einer solchen Kombination wäre der Schwankungsgenerator 30 beiden Systemen gemeinsam und würde wie in der GB-A-8604260 angegeben, die Schwankungen mit einer Frequenz aufrechterhalten, die geringfügig höher ist als die Resonanz des Fahrzeug-Antriebs-Stranges. Der Korrekturwert für das Voreilen des Zündwinkels zum Erreichen einer optimalen Ausgangsleistung würde mit dem Korrekturwert verglichen, der zur Steuerung des Klopfens benötigt wird, und der niedrigere Wert würde dem Summierer 27 zugeführt. Auf diese Weise würde derjenige Wert verwendet, der die stärkste Zurücknahme der Voreilung (oder die geringste Zunahme) bewirkt.
  • Die vorliegende Erfindung kann auch zur Messung der Maschinen-Rauhigkeit angewandt werden. Die Messung der Maschinen- Rauhigkeit ist in dem SAE-Papier 860413 mit dem Titel "Lean Limit A/F Control System by Using Engine Speed Variation" diskutiert. Wie in diesem Papier erläutert, leidet auch die Messung der Maschinen-Rauhigkeit unter dem Problem der Identifizierung von Hintergrund-Rauschen. Im Falle der Maschinen-Rauhigkeit wird das Hintergrund-Rauschen durch Unregelmäßigkeiten der Straße verursacht. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung auf die Messung der Maschinen-Rauhigkeit ist der Parameter, für den Schwankungen herbeigeführt werden, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Wenn sich eine Maschine dem "mageren Grenzwert" der Verbrennung nähert, variiert die Maschinen-Rauhigkeit beträchtlich mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
  • Es wird nunmehr auf Fig. 9 Bezug genommen, wo eine funktionelle Form eines adaptiven Steuer- beziehungsweise Regelsystems gezeigt ist, bei dem die Erfindung verkörpert ist, und weiches in einem Kraftfahrzeug installiert ist. Das Steuersystem wird in Verbindung mit einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine 110 mit elektrischer Zündung oder Kompressionszündung (Diesel) eingesetzt, welche ein Schwungrad 111 aufweist. Das System weist eine erhebliche Ähnlichkeit mit dem in Fig. 2 gezeigten System auf, und entsprechende Teile beziehungsweise Teile, die eine ähnliche Funktion haben, wie diejenigen in Fig. 2, sind mit denselben Bezugszeichen, erhöht um 100, bezeichnet.
  • Dem Schwungrad 11 ist ein Positionswandler 112 zugeordnet, der bei jeder Drehung der Kurbelwelle der Maschine um 180º einen Referenzimpuls erzeugt. Jeder Impuls wird erzeugt, wenn der Kolben in dem Zylinder, in dem ein Expansionshub ausgeführt wird, sich um einen vorgegebenen Winkei hinter seiner oberen Totpunktposition befindet. Die Impulse von dem Wandler 112 werden einer Berechnungseinheit 113 für die Einspritz-Impulsbreite zugeführt, deren Ausgangssignal über eine Leistungsstufe 114 den Einspritzeinrichtungen 115 eines Kraftstoff-Einspritzsystems der Maschine 110 zugeführt wird, um die Dauer der Kraftstoff-Einspritzung in die Einlaß-Sammelleitung (den Ansaugstutzen) oder einen Zylinder zu steuern.
  • Das Ausgangssignal des Wandlers 112 wird außerdem einer Geschwindigkeits- beziehungsweise Drehzahl-Berechnungseinheit 120 zugeführt, weiche die Maschinen-Drehzahl berechnet und diese (das betreffende Signal) der Berechnungseinheit 113 zuführt. Die Maschine ist ferner mit einem Wandler 121 versehen, weicher den Leistungsbedarf mißt, dem die Maschine unterworfen ist. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel mißt der Wandler 121 den Unterdruck in der Einlaß-Sammelleitung für die Maschinenzylinder. Der Leistungsbedarf könnte auch durch Messen anderer Größen detektiert werden, wie z. B. die Drosselklappen-Öffnungsposition oder die Geschwindigkeit der in die Einlaß-Sammelleitung fließenden Luftströmung.
  • Das Ausgangssignal des Wandlers 112 wird außerdem einem Rauhigkeits-Berechnungskreis 122 zugeführt, der die Maschinen- Rauhigkeit aus Schwankungen der Maschinen-Drehzahl berechnet. Eine geeignete Formel für das Berechnen der Rauhigkeit ist in dem SAE-Papier 860413 beschrieben. Die hier verwendete, vereinfachte Formel lautet:
  • ROUGHNESS = K(T&sub1; - 2T&sub2; + T&sub3;)/(T&sub1; + T&sub2; + T&sub3;)³
  • wobei T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; die Perioden (Dauern) von drei aufeinanderfolgenden, vollständigen Maschinenzyklen sind und wobei K eine Konstante ist.
  • Das System umfaßt ferner einen Speicher 125, in dem ein zweidimensionales Feld von Luft/Kraftstoff-Verhältniswerten gespeichert ist, wobei die Abszisse und die Ordinate des Feldes der Maschinendrehzahl beziehungsweise dem Leistungsbedarf entsprechen. Der Speicher 125, die Drehzahl-Berechnungseinheit 120 und der Leistungsbedarf-Sensor 121 sind mit einer Berechnungseinheit 126 verbunden. Für jede aktuelle Maschinendrehzahl und jeden aktuellen Leistungsbedarf berechnet die Berechnungs-Einheit 126 einen Basiswert für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und führt diesen dem einen Eingang eines Summierers 127 zu. Die Berechnungseinheit 126 berechnet den Basiswert aus den Luft/Kraftstoff-Verhältniswerten, die in dem Feld in dem Speicher 125 an den vier Punkten in der Drehzahl/Last-Ebene gespeichert sind, weiche die aktuellen Maschinendrehzahl und den aktuellen Leistungsbedarf umgeben.
  • Jeder dieser Werte wird mit einem geeigneten Bewichtungsfaktor multipliziert, und die vier resuitierenden Werte werden addiert, um den Basiswert für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu liefern. Die Berechnungseinheit 126 berechnet also den Basiswert für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Interpolation. Die Werte für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis sind in dem Speicher 125 mit einer Dichte gespeichert, die für eine gute Übereinstimmung bezüglich Unregelmäßigkeiten einer wahren, optimalen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Charakteristik der Maschine 110 sorgt. Das von der Berechnungseinheit 126 angewandte Interpolations-Verfahren entspricht demjenigen, weiches von der Einheit 26 in Fig. 2 durchgeführt wird und weiches weiter oben detailliert unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wurde.
  • Die Luft/Kraftstoff-Verhältniswerte, die in dem Speicher 125 gespeichert sind, haben die Form einer festen Tabelle, welche mit Hilfe von Probeläufen und Probemaschinen erstellt wird. In einer solchen festen Tabelle ist jeder Wert normaierweise derjenige, bei dem ein minimaler Kraftstoffverbrauch und/oder minimale Emissionen der Maschine erhalten werden, und diese Werte liegen üblicherweise auf der "reichen" Seite derjenigen Werte, bei denen eine Maschinen-Rauhigkeit auftritt, wobei für jede einzelne Maschine das gewünschte Luft/Kraftstoff- Verhältnis nicht immer erreicht wird, und zwar aufgrund der Drift und der Toleranzen der Komponenten des Kraftstoff-Zuführsystems. Die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse, bei denen eine Maschinen-Rauhigkeit auftritt, variieren bei den einzelnen Maschinen erheblich. Wenn derartige feste Werte ohne Korrektur verwendet werden, besteht (folglich) ein Risiko, daß bei einigen Maschinen eine Rauhigkeit oder ein übermäßiger Kraftstoffverbrauch und/oder übermäßige Emissionen auftreten. Zur Überwindung dieses Risikos wird bei dem vorliegenden Steuersystem die Maschinen-Rauhigkeit gemessen und dazu verwendet, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu korrigieren, wenn sich die Maschinen-Rauhigkeit von einem gewünschten Wert unterscheidet und um einen Korrekturspeicher 138 für die Luft/Kraftstoff- Verhältniswerte auf den neuesten Stand zu bringen.
  • Das System umfaßt einen Schwankungs-Generator 130, weicher Schwankungswerte für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis für jeden Zylinder erzeugt. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel liegen diese Schwankungswerte alternativ bei +/- 0,5, und der Wert wird nach einem vorgegebenen Zeitintervall geändert, weiches bei dem speziellen Ausführungsbeispiel 1 s ist. Diese Schwankungswerte werden einem Eingang eines Summierers 129 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Eingang einer Berechnungseinheit 113 für die Einspritz-Impulsbreite verbunden ist, und zwar als Befehlswert für das Luft/Kraftstoff- Verhältnis. Die Einheit 113 verwendet die Ausgangssignale der Drehzahl-Berechnungseinheit 120 des Positionswandlers 112 und des Lastwandlers 121, um sicherzustellen, daß die Kraftstoff- Einspritzung bei der richtigen Kurbelwellen-Position beginnt und daß die Dauer der Kraftstoff-Einspritzung das "befohlene" Luft/Kraftstoff-Verhältnis erzeugt. Die Schwankungswerte von dem Generator 130 werden außerdem einer Steigungs-Berechnungseinheit 131 zugeführt. Außerdem wird das Ausgangssignal der Rauhigkeits-Berechnungseinheit 122 der Steigungs-Berechnungseinheit 131 zugeführt. Die Steigungs-Berechnungseinheit 131 berechnet den Gradienten beziehungsweise die Steigung des Ausgangssignals der Rauhigkeits-Berechnungseinheit 122 bezüglich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. Die Steigungswerte werden einem negativen Eingang eines Summierers 136 zugeführt, dessen positiver Eingang mit dem Ausgang einer Steigungs-Tabelleneinheit 140 verbunden ist. Die Steigungs-Tabelleneinheit 140 empfängt die Ausgangssignale der Drehzahl-Berechnungseinheit 120 und des Leistungsbedarfs-Sensors 121 und speichert eine Tabelle von Steigungs-Zielwerten, die stets größer als Null sind und die dem minimalen Kraftstoffverbrauch oder minimalen Emissionen entsprechen. Das Ausgangssignal des Summierers wird einer Einrichtung 137 zum Aufdatieren des Speichers 138 zugeführt, in dem Korrekturwerte für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gespeichert sind. Die Korrekturwerte werden als ein zweidimensionales Feld gespeichert, in dem die Abszisse und die Ordinate die Maschinen-Drehzahl beziehungsweise den Leistungsbedarf darstellen, und diese Werte werden mit derselben Dichte gespeichert, wie die Werte in dem Speicher 125.
  • Die Korrekturspeicher-Aufdatiereinheit 137 empfängt auch die Ausgangssignale der Drehzahl-Berechnungseinheit 120 und des Leistungsbedarfs-Sensors 121. Die Einheit 137 bringt die in dem Speicher 138 für jeden der vier Feldpunkte, die die aktuelle Maschinen-Drehzahl und den Leistungsbedarf umgeben, auf den neuesten Stand. Im einzelnen wird für jeden Feldpunkt ein neuer Korrekturwert berechnet und ausgehend von dem alten Korrekturwert gemäß folgender Gleichung gespeichert:
  • Neue Korrektur = Alte Korrektur + K · (Bewichtungsfaktor) · (tabellenmäßige Steigung - berechnete Steigung)
  • wobei K eine Konstante ist, wobei die berechnete Steigung der Ausgangssignalwert ist, der von der Einheit 131 erzeugt wird und wobei die tabellenmäßige Steigung derjenige Wert ist, welcher von der Steigungs-Tabelleneinheit 140 geliefert wird. Die in der Formei verwendeten Bewichtungsfaktoren sind dieselben, wie diejenigen, die von der Einheit 126 und von einer Einheit 139 zum Berechnen der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwerte verwendet werden. Dies wurde oben beschrieben, beispielsweise unter Bezugnahme auf die Einheiten 26 und 39 in Fig. 2 und soll daher nicht weiter beschrieben werden.
  • Die Einheit 139 zum Berechnen der Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Korrekturwerte spricht außerdem auf die Ausgangssignale der Drehzahl-Berechnungseinheit 120 und des Leistungsbedarfs- Sensors 121 an, und kann die Werte aus dem Speicher 138 wiederfinden (heraus suchen).
  • Für die aktuellen Maschinenbedingungen berechnet die Einheit 139 einen Korrekturwert und liefert diesen an einen positiven Eingang des Summierers 127.
  • Der Ausgang des Summierers 127 ist mit einem Eingang des Summierers 129 verbunden. Die Einheit 139 berechnet die Korrekturwerte unter Verwendung desselben Interpolations-Verfahrens, das auch von der Einheit 125 angewandt wird.
  • Es ist zu beachten, daß der Interpolations-Prozeß, der angewandt wird, um die Luft/Kraftstoff-Verhältniswerte mittels der Einheiten 126 und 139 zu berechnen, symmetrisch zu dem Interpolations-Prozeß ist, der zum Aufdatieren des Speichers 138 angewandt wird.
  • Die verschiedenen in Fig. 9 gezeigten Funktionsblöcke können im wesentlichen in derselben Weise implementiert beziehungsweise realisiert werden, wie die Funktionsblöcke, die in Fig. 2 gezeigt sind, wie dies vorstehend in Verbindung mit Fig. 3, 5 und 7 beschrieben wurde. Dies liegt ohne weiteres im Bereich der Fähigkeiten eines Durchschnittsingenieurs, der mit der vorliegenden Beschreibung angesprochen werden soll, und soll daher nicht näher beschrieben werden.
  • Es wird auch ein System in Betracht gezogen, bei dem man die Vorverstellung des Zündwinkels und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis alternierend schwanken läßt. In einem solchen System würde das Schwanken der Vorverstellung des Zünd-Zeitpunktes benutzt, um das Voreilen des Zündwinkels derart zu steuern, daß das Drehmoment ein Maximum erreicht und das Klopfen kontrolliert wird. Die Schwankungen im Luft/Kraftstoff-Verhältnis würden dazu verwendet, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf den "mageren Grenzwert" zu regeln, der durch die Rauhigkeits- Steigungsmessung bestimmt wird, um auf diese Weise zu einem minimalen Kraftstoffverbrauch zu gelangen und Emissionen zu reduzieren.
  • Unter gewissen Bedingungen, wie z. B. hoher Last ist es eher erforderlich die Leistungsabgabe der Maschine zu maximieren als den Kraftstoffverbrauch zu minimieren. Unter diesen Bedingungen könnten die Schwankungen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses dazu verwendet werden, die Steigung der Maschinen- Ausgangsleistung gegen das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu detektieren, und die Maschinen-Ausgangsleistung in einer Weise zu maximieren, die analog zu derjenigen ist, die in der GB-A-8604260 beschrieben ist.

Claims (21)

1. System mit mindestens einem Steuereingang zum Detektieren des Klopfens einer Brennkraftmaschine, wobei dieses System umfaßt:
Einrichtungen (25, 26) zum Schaffen eines Basiswertes für einen ersten Steuereingangswert,
Einrichtungen (30) zum Herbeiführen periodischer Schwankungen des ersten Steuereingangswerts um den Basiswert und einen Klopfsensor (20) zum Erfassen eines Klopfens der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner Einrichtungen (31) zum Bestimmen eines Klopfcharakteristikwerts als Steigung (Änderungsmaß) des Ausgangssignals des Klopfsensors (22) bezüglich des ersten Steuereingangswerts umfaßt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfsensor (22) eine Einrichtung zum Erfassen der durch Klopfen induzierten Vibrationen ist, die in der Maschine (10) entstehen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuereingangswert ein Zündzeitpunkt- Eingangswert ist.
4. System nach Anspruch 3 für eine Brennkraftmaschine, die mit Zündfunken betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuereingangswert ein Signal zur Vorverstellung des Zündzeitpunktes ist.
5. System mit mindestens einem Steuereingang zum Detektieren der Rauhigkeit einer Brennkraftmaschine, wobei dieses System umfaßt:
Einrichtungen (25, 26) zum Schaffen eines Basiswertes für einen ersten Steuereingangswert, Einrichtungen (30) zum Herbeiführen periodischer Schwankungen des ersten Steuereingangswertes um den Basiswert und Einrichtungen (122) zum Erfassen der Maschinenrauhigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner Einrichtungen (31) zum Bestimmen eines Rauhigkeitscharakteristikwertes der Maschine als Steigung (Änderungsmaß) des Ausgangssignals der Erfassungseinrichtungen (122) bezüglich des ersten Steuereingangswertes umfaßt.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuereingangswert das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (25, 26; 125, 126) zum Schaffen eines Basiswertes für einen bestimmten Steuereingangswert und durch Einrichtungen (31-39; 131-139) zum Korrigieren des Basiswertes des betreffenden Steuereingangswertes in Abhängigkeit von dem Charakteristikwert.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtungen (31-39; 131-139) Einrichtungen (33; 133) umfassen, um den Basiswert um einen festen Betrag zu ändern, wenn der Charakteristikwert einen Schwellwert überschreitet.
9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtungen eine Korrekturtabelle (38; 138) umfassen, in der die Korrekturwerte für einen bestimmten Steuereingangswert als Funktion der Betriebsbedingungen der Maschine gespeichert sind, sowie Einrichtungen (37; 137) zum Aufdatieren der Tabelle in Abhängigkeit von dem Charakteristikwert.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Steuereingangswert der erste Steuereingangswert ist.
11. Maschinen-Klopf- und Rauhigkeits-Detektionssystem für eine Brennkraftmaschine (10) mit einem Zündzeitpunkteingang und einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Eingang, wobei dieses System umfaßt:
Einrichtungen (25, 26) zum Schaffen eines ersten Basiswertes für den Zündzeitpunkteingang und Einrichtungen (125, 126) zum Schaffen eines zweiten Basiswertes für den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Eingang, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner umfaßt:
einen Klopfsensor (22), Einrichtungen (122) zum Erfassen der Maschinenrauhigkeit, Einrichtungen (30; 130) zum alternierenden, periodischen Herbeiführen von Schwankungen des Zündzeitpunkteingangswertes um den ersten Basiswert und des Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Eingangswertes um den zweiten Basiswert, Einrichtungen (31) zum Bestimmen eines Klopfcharakteristikwertes als Steigung (Änderungsmaß) des Ausgangswertes des Klopfsensors bezüglich des Zündzeitpunkt-Eingangswertes und Einrichtungen (131) zum Bestimmen eines Maschinen- Rauhigkeitscharakteristikwertes als Steigung (Änderungsmaß) des Ausgangssignals der Einrichtungen zum Erfassen der Rauhigkeit bezüglich des Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Eingangswertes.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen (31-39) umfaßt, um den Basiswert des Zündzeitpunkt-Eingangswertes in Abhängigkeit von dem Klopfcharakteristikwert zu korrigieren, sowie Einrichtungen (131-139) zum Korrigieren des Basiswertes des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Eingangswertes in Abhängigkeit von dem Maschinen-Rauhigkeitscharakteristikwerts.
13. Verfahren zum Detektieren des Klopfens in einer Brennkraftmaschine, weiches umfaßt:
Es wird ein Basiswert für einen ersten Steuereingangswert der Maschine geschaffen, es werden periodische Schwankungen des ersten Steuereingangswertes um den Basiswert herbeigeführt, und es wird ein Klopfcharakteristikwert als Steigung (Änderungsmaß) des Ausgangssignals eines Klopfsensors bezüglich des ersten Steuereingangswertes bestimmt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuereingangswert ein Zündzeitpunkteingangswert ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine mit Zündfunken betriebene Maschine ist und daß der erste Steuereingangswert ein Zündzeitpunkt-Vorverstellwinkel ist.
16. Verfahren zum Detektieren der Maschinenrauhigkeit bei einer Brennkraftmaschine, umfassend:
Es wird ein Basiswert für einen ersten Steuereingangswert der Maschine geschaffen, für den ersten Steuereingangswert werden periodische Schwankungen um den Basiswert herbeigeführt, und es wird ein Maschinen- Rauhigkeitscharakteristikwert als Steigung (Änderungsmaß) des Ausgangssignals von Maschinen-Rauhigkeitserfassungseinrichtungen bezüglich des ersten Steuereingangswertes bestimmt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuereingangswert ein Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Wert ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Basiswert für einen bestimmten Steuereingangswert geschaffen wird und daß der Basiswert des bestimmten Steuereingangswertes in Abhängigkeit von dem Charakteristikwert geändert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiswert des bestimmten Steuereingangswertes um einen festen Betrag korrigiert wird, wenn der Charakteristikwert einen Schwellwert übersteigt.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß Korrekturwerte des bestimmten Steuereingangswertes als Funktion der Maschinenbetriebsbedingungen gespeichert werden und daß die Korrekturwerte in Abhängigkeit von dem Charakteristikwert aufdatiert (auf den neuesten Stand gebracht) werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Steuereingangswert der erste Steuereingangswert ist.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2687390B2 (ja) * 1988-02-08 1997-12-08 日産自動車株式会社 エンジンのノッキング検出装置
JP2502385B2 (ja) * 1989-09-06 1996-05-29 株式会社日立製作所 内燃機関の燃料量及び点火時期制御方法および装置
JP2764832B2 (ja) * 1989-11-15 1998-06-11 本田技研工業株式会社 車両制御方法
JP2792633B2 (ja) * 1990-02-09 1998-09-03 株式会社日立製作所 制御装置
DE4024213A1 (de) * 1990-07-31 1992-02-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur lambdaregelung einer brennkraftmaschine mit katalysator
US5394330A (en) * 1992-11-12 1995-02-28 Texas Instruments Incorporated System and method for monitoring an operating state of an engine
US5979407A (en) * 1998-06-01 1999-11-09 Cummins Engine Company, Inc. Passive and active misfire diagnosis for internal combustion engines
US6247448B1 (en) * 1999-05-17 2001-06-19 Ford Global Technologies, Inc. Closed loop spark control method and system utilizing a combustion event sensor to determine borderline knock
JP3724634B2 (ja) * 2000-08-28 2005-12-07 本田技研工業株式会社 エンジン発電装置およびコジェネレーション装置
US6520166B1 (en) * 2001-10-05 2003-02-18 Delphi Technologies, Inc. Method of identifying engine cylinder combustion sequence based on combustion quality
JP4061067B2 (ja) * 2001-12-27 2008-03-12 株式会社日立製作所 筒内噴射式内燃機関の制御装置
US7137382B2 (en) * 2002-11-01 2006-11-21 Visteon Global Technologies, Inc. Optimal wide open throttle air/fuel ratio control
US6823842B2 (en) * 2003-03-19 2004-11-30 Ford Global Technologies, Llc Method and system for reducing engine spark knock during rapid transient
FR2854693B1 (fr) * 2003-05-09 2005-07-01 Siemens Vdo Automotive Procede de determination de l'energie d'un signal de cliquetis pour moteur a combustion interne
US7469678B2 (en) * 2007-01-30 2008-12-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Adaptive MBT spark advance for conventional powertrains
DE102009001289B4 (de) 2009-03-03 2023-08-31 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung der Verbrennungsgüte
JP5488286B2 (ja) * 2010-07-15 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼状態検出システム
US9752949B2 (en) 2014-12-31 2017-09-05 General Electric Company System and method for locating engine noise
US20160370255A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 GM Global Technology Operations LLC System and method for detecting engine events with an acoustic sensor
US10760543B2 (en) 2017-07-12 2020-09-01 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og System and method for valve event detection and control
US11982248B2 (en) * 2021-10-25 2024-05-14 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and systems for diagnosing engine cylinders

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3142967A (en) * 1960-09-23 1964-08-04 Paul H Schweitzer Maximum power seeking automatic control system for power-producing machines
US4184461A (en) * 1977-09-26 1980-01-22 The Bendix Corporation Acceleration enrichment for closed loop control systems
JPS6024310B2 (ja) * 1977-12-16 1985-06-12 株式会社デンソー 内燃機関用点火時期制御装置
JPS55143428A (en) * 1979-04-26 1980-11-08 Nissan Motor Co Ltd Knocking discriminating unit
JPS56115855A (en) * 1980-02-19 1981-09-11 Toyota Motor Corp Method and apparatus for controlling ignition timing of engine
DE3111135A1 (de) * 1980-06-20 1982-03-11 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zum regeln der verbrennung in den brennraeumen einer brennkraftmaschine
JPS5746045A (en) * 1980-09-05 1982-03-16 Nippon Denso Co Ltd Air fuel ratio control method of internal combustion engine
JPS5770953A (en) * 1980-10-22 1982-05-01 Nippon Denso Co Ltd Ignition timing control method
JPS57124051A (en) * 1981-01-26 1982-08-02 Nippon Denso Co Ltd Optimum control method of internal combustion engine
JPS57143164A (en) * 1981-02-26 1982-09-04 Nippon Denso Co Ltd Ignition timing controller
FR2511435B1 (fr) * 1981-08-11 1986-06-06 Marchal Equip Auto Procede de modification de l'angle de decalage d'allumage pour eviter le cliquetis dans un moteur a combustion interne et dispositif correspondant
JPS5841264A (ja) * 1981-09-07 1983-03-10 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関用点火時期制御装置
DE3142082A1 (de) * 1981-10-23 1983-05-11 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Verfahren einer antiklopfregelung fuer brennkraftmaschinen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
JPS58192947A (ja) * 1982-05-04 1983-11-10 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関制御方法
JPS5993945A (ja) * 1982-11-19 1984-05-30 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関のアイドル運転制御方法
DE3243235A1 (de) * 1982-11-23 1984-05-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zum daempfen von ruckelschwingungen bei einer brennkraftmaschine in einem kraftfahrzeug
JPS59185874A (ja) * 1983-04-08 1984-10-22 Hitachi Ltd 内燃機関の点火装置
DE3313036C2 (de) * 1983-04-12 1997-02-13 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Verhinderung des klopfenden Betriebs bei Brennkraftmaschinen
JPS601353A (ja) * 1983-05-19 1985-01-07 Fuji Heavy Ind Ltd 内燃機関のノツク制御装置
FR2550825B1 (de) * 1983-08-17 1990-03-09 Mitsubishi Electric Corp
JPS61157760A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Fuji Heavy Ind Ltd 内燃機関の点火時期制御方式
US4715344A (en) * 1985-08-05 1987-12-29 Japan Electronic Control Systems, Co., Ltd. Learning and control apparatus for electronically controlled internal combustion engine

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Publication number Publication date
DE3783591D1 (de) 1993-02-25
EP0273601A1 (de) 1988-07-06
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EP0273601B1 (de) 1993-01-13
JPS63198753A (ja) 1988-08-17
ES2037730T3 (es) 1993-07-01
GB8728114D0 (en) 1988-01-06
GB8629346D0 (en) 1987-01-21
GB2199141B (en) 1991-03-06
US4896639A (en) 1990-01-30

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