DE3819395C2

DE3819395C2 -

Info

Publication number: DE3819395C2
Application number: DE3819395A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Tokio/Tokyo Jp Nakamura
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1992-10-15
Also published as: GB8813474D0; GB2205608A; US4844027A; GB2205608B; DE3819395A1; JPS63306283A; JP2731905B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-35 45 809 A1 ist ein System bekannt, dessen Wirkungsweise in eine Grob- und in eine Feinkorrektur unterteilt ist. Bei der Grobkorrektur wird ein Koeffizient zum Korrigieren eines Basiszündzeitpunktes hergeleitet, um den Basiszündzeitpunkt auf einen gewünschten Zündzeitpunkt anzunähern. Bei der Feinkorrektur wird eine Korrekturgröße für den Zündzeitpunkt über einen Lernvorgang in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und dem Einlaßluftdruck hergeleitet. Auf diese Weise wird der Basiszündzeitpunkt über die Korrekturgröße weiter korrigiert. Wenn die Korrekturgröße bei der Feinkorrektur einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, so geht der Prozeß wieder in eine Grobkorrektur über, so daß der Koeffizient zur Annäherung des Basiseinspritzzeitpunktes auf den gewünschten Zeitpunkt korrigiert wird.

Der Korrekturkoeffizient wird jedoch nur dann korrigiert, wenn das Fahrzeug unter einer vorbestimmten Fahrbedingung für die Grobkorrektur betrieben wird. Wenn das Fahrzeug sich somit außerhalb dieses Bereiches befindet, so kann der Korrekturkoeffizient nicht festgestellt werden, so daß die Grobkorrekturroutine nicht vollständig durchgeführt wird. Wenn darum unter solchen Bedingungen Klopfen auftritt, so kann dies von dem Steuerungssystem nicht verhindert werden.

Wenn darüber hinaus die Grobkorrektur nicht vorgenommen wird, da das Fahrzeug nicht unter den geeigneten Bedingungen für eine Grobkorrektur betrieben wird, z.B. beim kontinuierlichen Bergauffahren, oder weil der Korrekturkoeffizient auf einen Anfangswert aufgrund von Störungen, wie z. B. Rauschen zurückkehrt, so schreitet der Prozeß nicht zur Feinkorrektur fort. Auf diese Weise kann der Zündzeitpunkt nicht hinreichend korrigiert werden, um dadurch ein Klopfen zu verhindern.

In der DE-OS 27 40 044 wird beschrieben, man solle den Zündwinkel um einen, vom Steuergerät vorgeschriebenen Winkelwert bei jedem Auftreten eines λ-Sonden-Schaltsignals verändern. Diese Zündwinkel-Änderung soll aber nicht sofort im Sinne einer Regelung auf den vollen Zündwinkelsprung erfolgen, sondern jeweils nur in kleinen Schritten von Zündung zu Zündung. Dadurch soll ein lineares Anwaschen des Zündwinkels erfolgen. Wenn nun die λ-Sondenspannung wieder umkippt, so wird der Zusatzzündwinkel, der nur als Endwert vorgegeben war, wieder auf Null gesetzt, eventuell bevor dieser zuvor eingestellte Zündwinkel überhaupt erreicht wurde. Es handelt sich somit darum, daß eine Zündwinkelverstellung immer dann unterbrochen wird, wenn die λ-Sonde umkippt und nicht dann, wenn Klopfen auftritt. Die Zündwinkelsprünge erfolgen mit gleichbleibenden Winkelbeträgen und werden durch die Zündabfolge definiert.

Aus der DE-35 45 808 A1 ist es bekannt, bei instabilen Fahrzuständen der Brennkraftmaschine eine eigene Routine zu durchlaufen, wobei dann eine Feinkorrektur Subroutine aufgerufen wird. Im übrigen entspricht die Lehre dieser Druckschrift derjenigen der eingangs genannten Druckschrift.

Ausgehend vom obengenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine korrekte Einstellung des Zündzeitpunktes unter allen, insbesondere auch unter instabilen Fahrbedingungen sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Bei der vorliegenden Erfindung dreht es sich also darum, bei instabilen Fahrzuständen eine ungewollte, ständige Druckkorrektur zu vermeiden, die dann auftreten kann, wenn ein vorgegebener Wert des Korrekturfaktors aufgrund ständiger Schwankungen im Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine nicht unterschritten werden kann.

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

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungs form eines Steuerungssystems

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Hauptabschnittes des Steuerungssystems;

Fig. 3a und 3b Tabellen zum Speichern einer Vielzahl von Zünd zeitpunkten;

Fig. 4 den Bereich eines Koeffizienten K; und

Fig. 5 und 6 Flußdiagramme zur Erläuterung des erfindungs gemäßen Verfahrens.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind ein Fühler 1 für den Einlaß luftdruck (oder die Einlaßluftmenge), ein Motordrehzahl sensor 4, wie z.B. ein Kurbelwellenwinkelfühler, und ein Klopffühler 7 vorgesehen, um die Motorbetriebsbedingungen abzutasten. Der Ausgang des Fühlers 1 wird an einen A/D- Wandler 3 über einen Puffer 2 geführt. Der Ausgang des Fühlers 4 ist über einen Puffer 5 an einen Interrupt-Ver arbeitungskreis 6 angeschlossen. Der Ausgang des Klopf fühlers 7 ist über ein Filter 8 und einen Verstärker 9 an einen Komparator 12 geführt und liegt weiterhin am Kompa rator 12 über einen Gleichrichter 10 und einen Verstärker 11. Der Komparator 12 vergleicht die beiden Eingänge und gibt dann ein Ausgangssignal, wenn das Klopfen des Motors einen Pegel aufweist, der oberhalb eines vorbestimmten generier ten Wertes liegt. Die Ausgangssignale des A/D-Wandlers 3, der Schaltung 6 und des Komparators 12 werden über eine Eingangsschaltung 13 einem Mikroprozessor 18 zugeführt. Der Mikroprozessor 18 umfaßt eine CPU 15, ein RAM 16, ein ROM 17 und einen Ausgang 14, die miteinander über einen Datenbus verbunden sind.

Der Ausgang des Mikroprozessors 18 ist über einen Treiber 19 auf eine Zündzeitpunktssteuerung 21 geführt, um so den Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit Maschinenbetriebsbe dingungen einzustellen, die von den Fühlern 1, 4 und 7 abgetastet werden.

Fig. 5 erläutert die Funktion des Steuerungssystems. Die Steuerung wird in eine Grob- und in eine Feinkorrektur un terteilt. In einem Schritt 30 wird festgestellt, ob eine Grobkorrektur durchgeführt wurde (wenn eine Grobkorrektur beendigungsmarke RCMP gesetzt ist). In Übereinstimmung mit dieser Entscheidung wird im Schritt 31 oder 32 entwe der eine Grobkorrektur oder eine Feinkorrektur durchge führt. Nachdem die Feinkorrektur im Schritt 33 durchge führt wurde, wird festgestellt, ob die Größe der Feinkor rektur oberhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt. Wenn die Größe diesen Wert überschreitet, so kehrt das Programm in einem Schritt 34 zu einer Unterroutine für die Grob korrektur im nächsten Programm zurück. In einem Schritt 35 wird der tatsächliche Zündzeitpunkt SPK_real berechnet.

Die Grobkorrektur ist ein Prozess, um einen Basiszündzeit punkt SPK_bs zu erhalten, der in einem Basiszündzeitpunkt- Einstellkreis 71 berechnet wird (siehe Fig. 2). Fig. 6 zeigt den Vorgang der Grobkorrektur. In einem Schritt 37 werden die Motordrehzahl und der Einlaßluftdruck, basierend auf Ausgangsignalen der Fühler 1 und 4 berechnet. Darauf hin wird in einem Schritt 38 ein erster Maximalzündzeit punkt MAPSTD als Anfangszündzeitpunkt und ein zweiter Maxi malzündzeitpunkt MBT aus Tabellen 38a und 38b (Fig. 3a, 3b) im ROM 17 ausgelesen und zwar in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl und dem Einlaßluftdruck. Der erste Maximalzündzeitpunkt ist der Maximalzündzeitpunkt zum Ab geben eines Maximaldrehmomentes mit Brennstoff niedriger Oktanzahl und zwar ohne daß dabei Klopfen auftritt. Der zweite Maximalzündzeitpunkt ist ein Maximalzündzeitpunkt zum Erzeugen eines Maximaldrehmomentes mit Brennstoff höhe rer Oktanzahl, ohne daß Klopfen auftritt.

In dem erfindungsgemäßen System ist ein Koeffizient K zum Korrigieren des Zündzeitpunktes vorgesehen. Der Wert des Koeffizienten K wird anfänglich auf einen Wert zwischen Null und Eins gesetzt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Der Koeffizient K ist im RAM 16 gespeichert und wird in Übereinstimmung mit Maschinenbetriebsdaten auf den neuesten Stand gebracht, um so den Zündzeitpunkt grob auf den ge wünschten Wert des Zündzeitpunktes zu korrigieren. Das updating wird unter einer vorbestimmten Bedingung durch geführt, die in einem Schritt 39 festgestellt wird. Wenn die Differenz zwischen dem ersten und zweiten Maximalzünd zeitpunkt, die aus den Tabellen 38a und 38b (Fig. 3a, 3b) ausgelesen wird, größer ist als ein vorbestimmter Grad, z.B. 5°, so wird ein updating durchgeführt. Das Pro gramm geht insbesondere zu einem Schritt 40 weiter, in dem festgestellt wird, ob Klopfen während des Programmablaufes aufgetreten ist. Wenn Klopfen festgestellt wurde, so schrei tet das Programm zu einem Schritt 41 fort, wenn nicht, zu einem Schritt 42. Im Schritt 41 wird der Koeffizient K um eine Korrekturgröße Δ K (Δ K = K/2) vermindert, der Rest K-Δ K wird im RAM 16 als neuer Koeffizient für das nächste updating gespeichert. Dementsprechend ist die Korrektur größe Δ K beim nächsten updating (K-Δ K)/2. Die Korrek turgröße ist also eine Hälfte des Korrekturkoeffizienten K beim updating. Genauer gesagt, wenn der Anfangskoeffi zient gleich 1/2 ist, so wird die Korrekturgröße 1/4; wenn der Anfangskoeffizient Null oder Eins ist, wird die Kor rekturgröße 1/2, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Im Schritt 42 wird festgestellt, ob der Motor während ei ner vorbestimmten Zeitdauer ohne Klopfen lief. Wenn während der vorbestimmten Zeitdauer kein Klopfen aufgetreten ist, so wird der Koeffizient K im Schritt 43 um die Korrektur größe Δ K vergrößert.

Nach dem updating des Koeffizienten K im Schritt 41 oder 43 wird im Schritt 44 festgestellt, ob eine Grobkorrektur beendet wurde oder nicht. Wie aus obigem hervorgeht, nimmt die Korrekturgröße ΔK mit steigender Anzahl der vorgenom menen Korrekturen ab. Wenn bei dem System die Korrektur größe einen vorbestimmten kleinen Betrag erreicht, ist die Grobkorrektur beendet. Wenn demzufolge die Korrekturgröße Δ K den vorbestimmten Wert erreicht hat, wird im Schritt 45 die Grobkorrektur-Beendigungsmarke RCMP gesetzt.

Wenn die Korrekturgröße Δ K größer als ein vorbestimmter Wert ist, das ist dann, wenn die Grobkorrektur nicht be endet wurde, schreitet das Programm zu einem Schritt 46 fort, in welchem festgestellt wird, ob die Motordrehzahl oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt. Wenn festgestellt wird, daß sich der Motor nicht im Leerlauf befindet, so schreitet das Programm zu einem Schritt 47 fort. Im Schritt 47 wird festgestellt, ob eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, nachdem das Programm in die Grobkorrekturunterroutine gegangen ist. Wenn die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, so schreitet das Programm zum Schritt 45 weiter und stellt dadurch fest, daß die Grobkorrektur beendet wurde. Wenn sich der Motor im Leerlauf befindet oder die vorbestimm te Zeit noch nicht abgelaufen ist, so wird die Marke im Schritt 48 zurückgesetzt. Die gesamte Korrekturgröße SPK_prt und die Anzahl von Korrekturen NUM des Zündzeitpunk tes werden in einer Zündzeitpunktskorrekturgrößentabelle 73 und einer Tabelle 74 (Fig. 2) für die Anzahl der Kor rekturen gespeichert. In einem Schritt 49 wird ein tat sächlicher Zündzeitpunkt SPK_real über die folgende For mel berechnet:

SPK_real = MAPSTD + K × ΔMAPMBT + SPK_prt (1)

worin

ΔMAPMBT = MBT - MAPSTD.

Der Basiszündzeitpunkt wird dem Motor 72 (Fig. 2) zugeführt, um diesen mit dem Zündzeitpunkt zu betreiben. Der Koeffizient K wird im RAM 16 gespeichert. Wenn die Grobkorrektur nicht beendet wurde, so wird der Koeffizient K im nächsten Programm auf den neuesten Stand gebracht, so daß der Zündzeitpunkt grob auf den gewünschten Zündzeitpunkt konvergiert, wie dies oben beschrieben wurde. Es ist klar, daß dann, wenn der Anfangskoeffizient K = 0 ist, der tatsächliche Zündzeitpunkt SPK_real, der aus der Formel (1) errechnet wurde, gleich dem maximalen Zündzeitpunkt MAPSTD aus dem ersten Programm ist. Der tatsächliche Zündzeitpunkt SPK_real, der über die Grobkorrektur erhalten wurde, wird weiterhin durch einen Feinkorrekturvorgang korrigiert, wie er im folgenden unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben wird.

Die Korrekturgröße SPK_prt zum Korrigieren des tatsächlichen Zündzeitpunktes SPK_real und die Anzahl von Korrekturen NUM werden in den Tabellen 73 und 74 gespeichert. Ein Zurückstellkoeffizient (für Spätzündung) LN wird in der Verzögerungskoeffiziententabelle 75 gespeichert, eine Vorverlegungsperiode ADJ wird in einer Vorverlegungseinstelltabelle 76 gespeichert und in Übereinstimmung mit der Anzahl der vorgenommenen Korrekturen NUM nachgeschlagen. Die Intensität des Klopfens und das Intervall des Auftretens von Klopfen werden in einer Rechenschaltung 78 in Übereinstimmung mit einem Signal aus dem Klopffühler 7 berechnet. Eine Verzögerungsgröße KNK wird in einer Verzögerungsgrößentabelle 79 gespeichert und in Übereinstimmung mit der Klopfintensität wieder ausgelesen. Eine Real- Verzögerungsgröße RET_real wird durch Multiplikation der Verzögerungsgröße KNK mit dem Verzögerungskoeffizienten LN berechnet (RET_real = KNK × LN). Die Korrekturgröße SPK_prt, die in der Tabelle 73 gespeichert ist, wird von der Real-Verzögerungsgröße RET_real subtrahiert, um so eine neue Korrekturgröße SPK_prt zu erhalten, die in der Tabelle 73 gespeichert ist. Die neue Korrekturgröße wird zum Basiszündzeitpunkt SPK_bs addiert, um so einen tatsächlichen Zündzeitpunkt SPK_real zu erzeugen, welcher der Maschine 72 zur Steuerung zugeführt wird.

Ein Komparator 80 ist vorgesehen, um ein korrigiertes Sig nal abzugeben, das einem Vorverlegungsgrößeneinstellkreis in Übereinstimmung mit einem Vergleich zugeführt wird, der zwischen dem Intervall von Klopfen und der Vorverstel lungsperiode ADJ stattfindet. Wenn kein Klopfen auftritt, wird eine Vorverlegungs (Frühzündung) -größe ADV eines kon stanten geringen Betrages in dem Vorverlegungsgrößenein stellkreis 81 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Kom parators 80 erhalten und zur Korrekturgröße SPK_prt ad diert, um so eine neue Korrekturgröße SPK_prt zu erhalten, die in der Tabelle 73 gespeichert wird.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die vorlie gende Erfindung ein System bzw. ein Verfahren aufzeigt, durch das der Zündzeitpunkt in Übereinstimmung mit Klopfen mittels einer Feinkorrekturoperation korrigiert werden kann, da die Grobkorrektur in die Feinkorrektur nach Ab lauf einer vorbestimmten Zeitperiode übergeht.

Claims

1. Verfahren zum Regeln des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine, umfassend folgende Schritte

a) Durchführung einer Grobkorrektur (Unterroutine 31), bei der nach Abtasten von Motorbetriebsbedingungen (Schritt 37) in Übereinstimmung mit diesen Anfangszündzeitpunkten (MAPSTD, MBT) aus einer Tabelle (38a, 38b) ausgelesen werden, die zur Erzeugung eines Basiszündzeitpunktes mittels eines Korrekturfaktors (k) korrigierbar sind (Schritt 49), der mittels Abtasten von Motorklopfen (Schritte 40, 42) hergeleitet wird,
b) Beendigung der Grobkorrektur (Schritt 44) mindestens dann, wenn der Korrekturfaktor (k) einen vorbestimmten Wert unterscheidet,
c) Durchführung einer Feinkorrektur (Unterroutine 32),

dadurch gekennzeichnet, daß, obwohl der Korrekturfaktor den vorbestimmten Wert nicht unterschreitet, die Grobkorrektur (Unterroutine 31) dann abgebrochen wird (Schritt 47), wenn sie eine vorgegebene Zeit angedauert hat und daß nach Abbrechen der Grobkorrektur in jedem, außer im Leerlauf-Fall, eine Feinkorrektur (Unterroutine 32) durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beendigung der Grobkorrektur nach Andauern über eine vorbestimmte Zeit nur dann durchgeführt wird, wenn sich der Motor nicht im Leerlaufbetrieb befindet (Schritt 46).