DE3838022A1

DE3838022A1 - System zum ueberwachen des zuendzeitpunkts einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3838022A1
Application number: DE3838022A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Sogawa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1989-05-18
Also published as: GB8826100D0; DE3838022C2; GB2212215A; US4889095A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein System zum Über wachen des Zündzeitpunkts der Maschine. Speziell betrifft die Erfindung ein System zum Überwachen des Zündzeitpunkts mit zeitlicher Steuerung, wobei der Zündzeitpunkt nach Maßgabe eines von einem Kurbelwinkelreferenzsignal oder einer Referenzkurbelwinkelposition ausgehenden Zeitinter valls eingestellt wird.

Es gibt bereits ein System zum Überwachen des Zünzeit punkts mit zeitlicher Steuerung, das Kurbelwinkelsignale mit gleichen Abständen nützt und bei dem zur Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit der Referenzposition der Zünd zeitpunkt auf der Basis der Differenz zwischen einem durch Mittelungsverarbeitung einer Maschinendrehzahl abgeleiteten Wert und der Maschinendrehzahl korrigiert wird, um so einen geeigneten Zündvoreilungswinkel festzulegen (z. B. JP-OS 6 071/1985 entsprechend US-PS 44 98 438); dadurch wird ein Bocken des Kraftfahrzeugs ("Bonanzaeffekt") aufgrund von Fehlzündungen vermindert.

Ferner is in der JP-OS 32 974/1985 ein System angegeben, bei dem durch Errechnen des Zündzeitpunkts unter Nutzung von Maschinendrehzahlinformation, die nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Anlassen der Maschine und bei Erreichen oder Überschreiten eines bestimmten Maschinen drehzahlwerts gemittelt wurde, eine zu große Zündwinkelvor eilung, die entsprechend der steigenden Maschinendrehzahl auftritt, verhindert und gleichzeitig eine Abweichung des Zündzeitpunkts im Hochdrehzahlbereich verringert wird.

Ein weiteres Problem, das bei den vorstehenden bekannten Systemen nicht gelöst ist, besteht darin, daß sich die Kurbelwinkelgeschwindigkeit sogar während eines Verbren nungstakts ändert, und zwar infolge der Erzeugung von Dreh kraft durch die Verbrennung und der Absorption von Dreh kraft durch die Verdichtung; diese Änderung der Kurbel winkelgeschwindigkeit ist insbesondere unter Anlaßbedin gungen groß, und mit den oben beschriebenen Verfahren zur Erfassung der Kurbelwinkelgeschwindigkeit besteht die Mög lichkeit, daß zwischen dem Soll-Zündvoreilwinkel und einem Ist-Zündzeitpunkt eine Differenz auftritt.

Normalerweise wird der Zündzeitpunkt, ausgedrückt als Kur belwinkel, vorher in eine in einem Mikrocomputer gespei cherte Map als Wert eingetragen, der durch die Betriebs zustände der Maschine wie Maschinendrehzahl und Saugluft durchflußmenge bestimmt ist. Wenn der Zündzeitpunkt durch das Zeitintervall seit einem als Richtwert dienenden Be zugskurbelwinkelpositionssignal überwacht wird, wird das Zeitintervall zwischen der Bezugskurbelwinkelposition und dem Zündzeitpunkt aus dem aus der genannten Maß entnommenen Wert des Winkels und der zu dem Zeitpunkt vorhandenen Kur belwinkelgeschwindigkeit errechnet, und auf der Basis dieses Zeitintervalls wird die Zündzeitpunktüberwachung durchgeführt. Die Zündzeitpunktüberwachung nach einem sol chen Zeitintervall-Überwachungsverfahren kann im Normal betrieb kontinuierlich mit extrem hoher Auflösung durchge führt werden.

Im Fall der Zündzeitpunktüberwachung in Abhängigkeit vom Zeitintervall seit dem erfaßten Referenzkurbelwinkelsignal muß der Kurbelwinkel in ein Zeitintervall umgerechnet wer den. Dazu muß die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbel, also die Maschinendrehzahl, erfaßt werden. Dann wird, ausge drückt als der eingestellte Zündzeitpunkt (Zündvoreilwinkel vor OT) A _ADV, die Maschinendrehzahl N, der Referenzkurbel winkel A _REF, und eine Proportionalitätskonstante α, das Zeitintervall T _ADV zwischen dem erfaßten Referenzkurbel winkelsignal und dem Zündzeitpunkt wie folgt geschrieben:

T _ADV = α × 1/N × (A _REF - A _ADV).

Zum Errechnen dieser Maschinendrehzahl N muß das Zeitinter vall T _REF zwischen einem erfaßten Referenzkurbelwinkel A _REF und einem erfaßten Referenzkurbelwinkel B _REF im Zündzeit punktvoreilgebiet des ersten Referenzkurbelwinkels A _REF bestimmt werden. Die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ist jedoch sogar während eines Takts veränderlich infolge der Dreh krafterhöhung durch die Verbrennung und der Drehkraftver minderung durch die Verdichtung, so daß der Wert der Ma schinendrehzahl N sich in Abhängigkeit von der Winkelposi tion ändert, bei der das Zeitintervall T _REF zwischen den Referenzkurbelwinkeln gemessen wird.

Wenn also das Zeitintervall T _REF in einer Position gemessen wird, in der die Kurbelwinkelgeschwindigkeit in einem Ver brennungstakt hoch ist, besteht die Tendenz, daß die Zünd position A _ADV in Voreilungsrichtung verschoben wird, wäh rend bei Messung des Zeitintervalls T _REF in einer Position, in der die Kurbelwinkelgeschwindigkeit in einem Verbren nungstakt niedrig ist, die Zündposition A _ADV in Verzöge rungsrichtung verschoben werden kann. Diese Tendenz ist im Niedrigdrehzahlbereich besonders stark ausgeprägt. Wenn ferner diese Messung vor einem Verbrennungstakt durchge führt wird, tritt zum Zeitpunkt einer Betriebszustands änderung eine Ansprechverzögerung der Maschinendrehzahl N in bezug auf den Zündzeitpunkt T _ADV auf. Infolgedessen kann bei einer Betriebszustandsänderung im Niedrigdrehzahlbe reich etwa beim Anlassen der Maschine oder des Fahrzeugs der Zündzeitpunkt nicht genau und in positiver Weise über wacht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die die oben angespro chenen Probleme zu überwinden trachtet, ist die Bereitstel lung eines Systems zur Überwachung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei dieses System die Zündzeitpunktüberwachung nach dem Zeitintervall steuerverfahren mit hoher Genauigkeit auch in Niedrigdreh zahlbereich oder bei einer Betriebszustandsänderung durch führen kann.

Das System nach der Erfindung zum Überwachen des Zündzeit punkts einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf weist, mit einem Nockenwinkelsensor, der einen bestimmten Nockenwinkel erfaßt und ein Nockenwinkelsignal erzeugt, mit einem Kurbelwinkelsensor, der einen ersten Referenzkurbel winkel und einen zweiten Referenzkurbelwinkel im Zündzeit punktvoreilgebiet des ersten Referenzkurbelwinkels erfaßt und Kurbelwinkelsignale entsprechend dem ersten und dem zweiten Referenzkurbelwinkel erzeugt, mit einem Drossel klappenpositionssensor, der den Öffnungsgrad einer Drossel klappe der Brennkraftmaschine erfaßt und ein dem Öffnungs grad der Drosselklappe entsprechende Drosselklappenposi tionssignal erzeugt, mit einer Kurbelwinkelgeschwindig keits-Rechenvorrichtung, die aufgrund des Kurbelwinkel- und des Nockenwinkelsignals eine mittlere Kurbelwinkelgeschwin digkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzkurbel winkel errechnet und ein Kurbelwinkelgeschwindigkeitssignal erzeugt, und mit einer Maschinendrehzahl-Rechenvorrichtung, die aufgrund des Kurbelwinkelgeschwindigkeitssignals eine Maschinendrehzahl errechnet und ein Maschinendrehzahlsignal erzeugt, ist gekennzeichnet durch eine Basiseinspritzmen gen-Rechenvorrichtung, die aufgrund des Maschinendrehzahl signals und des Drosselklappenpositionssignals eine Basis einspritzmenge errechnet, durch eine Zündwinkeleinstell vorrichtung, die aufgrund des Maschinendrehzahlsignals und eines Ausgangssignals der Basiseinspritzmengen-Rechenvor richtung einen Zündwinkel von einer erfaßten Position zum ersten Referenzkurbelwinkel bis zu einer Zündposition ein stellt und ein Zündwinkelsignal erzeugt, durch eine Zünd zeitpunkt-Rechenvorrichtung, die aufgrund des Zündwinkel signals und des Kurbelwinkelgeschwindigkeitssignals einen aus dem Zündwinkel und der mittleren Kurbelwinkelgeschwin digkeit umgerechneten Zündzeitpunkt errechnet und ein Zünd zeitpunktsignal erzeugt, einen Zeitgeber, der aufgrund eines Ausgangssignals der Zündzeitpunkt-Rechenvorrichtung die Kraftstoffeinspritzvorrichtung aktiviert, und durch eine Einstellvorrichtung zum Einstellen des ersten und des zweiten Referenzkurbelwinkels derart, daß diese mit der mittleren Kurbelwinkelgeschwindigkeit und einer mittleren Kurbelwinkelgeschwindigkeit von der erfaßten Position zum ersten Referenzkurbelwinkel bis zur Zündposition überein stimmen, um dadurch einen Sollwert für die Zündvoreilung auch zum Zeitpunkt einer Betriebszustandsänderung der Maschine mit hoher Präzision zu überwachen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das System zum Überwachen des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine gekennzeichnet durch eine Basiseinspritzmengen-Rechenvor richtung, die aufgrund des Maschinendrehzahlsignals und des Drosselklappenpositionssignals eine Basiseinspritz menge errechnet und ein Basiseinspritzmengensignal erzeugt, durch eine Zündwinkeleinstellvorrichtung, die aufgrund des Maschinendrehzahlsignals und des Basiseinspritzmengensi gnals einen Zündwinkel von einer erfaßten Position zum ersten Referenzkurbelwinkel bis zur Zündposition einstellt und ein Zündwinkelsignal erzeugt, durch eine Zündzeitpunkt- Rechenvorrichtung, die aufgrund des Zündwinkelsignals und des Kurbelwinkelgeschwindigkeitssignals einen aus dem Zündwinkel durch die mittlere Kurbelwinkelgeschwindigkeit umgerechneten Zündzeitpunkt errechnet, durch eine Zündzeit punktabweichungs-Korrekturgrößen-Einstellvorrichtung, die aufgrund des Basiseinspritzmengensignals und des Maschinen drehzahlsignals einen Korrekturwert einstellt und ein Kor rekturwertsignal erzeugt, eine Zündzeitpunktkorrekturvor richtung, die aufgrund des Korrekturwertsignals das Basis einspritzmengensignal korrigiert, und durch einen Zeitge ber, der aufgrund eines Ausgangssignals der Zündzeitpunkt korrekturvorrichtung die Kraftstoffeinspritzvorrichtung aktiviert, so daß ein Sollwert für die Zündvoreilung auch zum Zeitpunkt einer Betriebszustandsänderung der Maschine mit hoher Präzision überwachbar ist.

Auf der Grundlage des Zündzeitpunktüberwachungssystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird der Zündzeit punkt mit dem von einer geeigneten Referenzkurbelwinkel position ausgehenden Zeitintervall T _ADV überwacht. Die Kurbelwinkelgeschwindigkeit zum Errechnen dieses Zeitinter valls T _ADV wird aus dem Zeitintervall T _REF bestimmt, das für die Rotation zwischen zwei Referenzkurbelwinkelposi tionen innerhalb desselben Verbrennungstakts benötigt wird. Diese Referenzkurbelwinkelposition ist so gewählt, daß die mittlere Kurbelwinkelgeschwindigkeit während des Zeitinter valls T _ADV im wesentlichen mit der mittleren Kurbelwinkel geschwindigkeit während des Zeitintervalls T _REF überein stimmt, wodurch der Zündzeitpunkt mit hoher Genauigkeit überwacht wird.

Auf der Grundlage des Zündzeitpunktüberwachungssystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird der Zündzeit punkt auf einen durch den Betriebszustand der Maschine vor gegebenen Zündvoreilungswinkelwert überwacht. Dabei wird der Zündzeitpunkt mit einem von einer geeigneten Referenz kurbelwinkelposition ausgehenden Zeitintervall T _ADV über wacht. Die Kurbelwinkelgeschwindigkeit zum Errechnen dieses Zeitintervalls T _ADV wird aus dem Zeitintervall T _REF be stimmt, das zwischen zwei Referenzkurbelwinkelpositionen innerhalb eines Verbrennungstakts liegt. Da zwischen dem Soll- und dem Ist-Zündzeitpunkt eine aus der Änderung der Kurbelwinkelgeschwindigkeit innerhalb eines Verbrennungs takts resultierende Abweichung vorhanden ist, wird der Soll-Zündzeitpunkt durch ein Korrekturzeitintervall korri giert, das vorher für jeden Maschinenbetriebszustand fest gelegt wurde, so daß eine hochgenaue Zündzeitpunktüberwa chung durchgeführt wird.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Kombination ein schematisches mechanisches Diagramm, ein Blockschaltbild für das Über wachungssystem und ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform des Zündzeitpunktüber wachungssystems nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Ausführungsform des Überwachungssystems nach Fig. 1;

Fig. 3 Signalverläufe, die Kurbelwinkel- und Nocken winkel-Erfassungspositionen und deren Bezie hungen zu verschiedenen Zündzeitpunktüberwa chungsvorgängen zeigen;

Fig. 4 eine perspektivische Grafik, die eine Basis einspritzmengen-Map zeigt;

Fig. 5 ein der Fig. 2 ähnliches Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der elektronischen Steuerung; und

Fig. 6 eine perspektivische Grafik einer Zündzeit punktabweichungs-Korrekturzeit-Map.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kurbelscheibe 2 zur Erfassung der Kurbelwinkelposition koaxial auf einer Kurbelwelle 1 einer Maschine befestigt. Die Kubelscheibe 2 weist eine Mehrzahl gleichbeabstandete Umfangsvorsprünge 2 a-2 j auf, so daß bestimmte Kurbelwinkelpositionen mittels eines Kurbelwin kelsensors 3 erfaßt werden können, der den Vorsprüngen benachbart angeordnet ist und ein jeweils einem Vorsprung 2 a-2 j entsprechendes Kurbelwinkelsignal erzeugt. Anstelle der Vorsprünge 2 a-2 j können auch entsprechende Schlitze verwendet werden.

Eine Nockenwelle 4, die während jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 1 eine Umdrehung ausführt, weist ebenfalls eine Nockenscheibe 5 auf, die koaxial auf der Welle fest gelegt ist. Diese Nockenscheibe 5 hat einen einzigen erfaß baren Vorsprung 5 a auf ihrer Umfangsfläche in einer be stimmten Nockenwinkelposition, z. B. in einer bestimmten Kurbelwinkellage vor OT des Zylinders Nr. 1, der als Refe renzzylinder dient. Ein Nockenwinkelsensor 6 ist so ange ordnet, daß er dem Außenrand der Nockenscheibe 5 gegen übersteht, das Vorbeilaufen des Vorsprungs 5 a erfaßt und daraufhin ein Nockenimpulssignal erzeugt. Ein Drosselklap penpositionssensor 7 ist vorgesehen zur Erfassung des Öff nungsgrads einer Drosselklappe der Maschine und Erzeugung eines dem Öffnungsgrad entsprechenden Drosselklappenposi tionssignals. Ferner sind ein Luftdurchflußmengenmesser 8 und ein Wassertemperatursensor 9 zur Erfassung der Tempe ratur des Maschinenkühlwassers vorgesehen.

Eine Steuereinheit 10 umfaßt Mikrocomputer und weitere Komponten. Die Steuereinheit 10 errechnet aufgrund des Kurbelwinkelsignals und des Nockenwinkelsignals einen Zündzeitpunkt und errechnet aufgrund des Kurbelwinkel-, des Nockenwinkel- und des Drosselklappenpositionssignals eine Basiseinspritzmenge.

Nach Fig. 1 umfaßt die Steuereinheit 10 eine Ein-Ausgabe- bzw. E/A-Schnittstelle 10 a, eine CPU (zentrale Verarbei tungseinheit) 10 b, einen ROM (Festspeicher) 10 c, in dem ein Steuerprogramm oder verschiedene Maps wie etwa eine Basis einspritzmengen-Map entsprechend Fig. 4 oder eine Zündwin kel-Map gespeichert sind, einen RAM (Direktzugriffsspei cher) 10 d zur Speicherung von Information und weitere Bau steine. Die Steuereinheit 10 arbeitet nach einem vorgege benen Programm und berechnet einen Zündzeitpunkt aus dem auf die Referenzkurbelwinkelimpulse bezogenen Kurbelwin kelimpulssignal und übermittelt zu jedem Zündzeitpunkt ein Zündsignal an einen Stellkreis 11, der ein Bauelement wie z. B. einen Leistungstransistor aufweist, so daß der Stell kreis 11 vom EIN- in den AUS-Zustand schaltbar ist, wodurch Zündenergie über eine Zündspule 12 und einen Verteiler 13 zu der Zündkerze 14 des jeweiligen Zylinders übertragen wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2, die die Funktionsbauteile der Steuereinheit 10 zeigt, wird das Zündzeitpunktüberwachungs system erläutert. Die vom Kurbelwinkelsensor 3 und vom Nockenwinkelsensor 6 erzeugten Impulssignale werden in eine Rechenvorrichtung 20 zum Errechnen des Referenzkurbelwin kel-Zeitintervalls eingegeben, die daraufhin den Zylinder (die Zylindernummer) identifiziert, der aufgrund des durch die Erfassung des Vorsprungs 5 a erzeugten Impulssignals einzuspritzen ist, und die gleichzeitig das Zeitintervall zwischen zwei benachbarten Kurbelwinkelpositionen errech net, die von Kurbelwinkelimpulssignalen bezeichnet werden, die aufeinanderfolgend als Eingänge empfangen werden, nach dem der durch Erfassung des Vorsprungs 5 a erzeugte Nocken winkelimpuls erfaßt ist, und die außerdem auf der Verzöge rungsseite, also rotationsmäßig auf der Aufstromseite, relativ zur Einspritzposition bei maximalem Voreilungswin kel liegen. Beispielsweise sind gemäß Fig. 3 im Fall des Zylinders Nr. 3 die Impulse des Kurbelwinkelsignals, die durch Erfassung der Vorsprünge 2 c und 2 d erzeugt werden, jeweils als Bezugskurbelwinkelpositionen B _REF und A _REF bezeichnet, und die Rechenvorrichtung 20 errechnet das zwischen diesen beiden Positionen vorhandene Zeitintervall T _REF.

Dieses Zeitintervall T _REF wird einer Maschinendrehzahlre chenvorrichtung 21 zugeführt, die daraufhin die Maschinen drehzahl N errechnet und ein entsprechendes Ausgangssignal an eine Basiseinspritzmengen-Einstellvorrichtung 22 und eine Zündwinkel-Einstellvorrichtung 23 liefert.

Die Basiseinspritzmengen-Einstellvorrichtung 22 bestimmt die Basiseinspritzmenge (Einspritzimpulsbreite) T _p unter Zugriff auf eine Map entsprechend Fig. 4 auf der Basis der Maschinendrehzahl N und des Öffnungsgrads R der Drossel klappe gemäß der Erfassung durch den Drosselklappensensor 7 und aktiviert dann eine Einspritzvorrichtung 15. Diese Basiseinspritzmenge T _p wird zu der Einspritzvorrichtung 15 und der Zündwinkel-Einstellvorrichtung 23 übermittelt, die ferner als Eingangssignal die Maschinendrehzahl N und das Drosselklappenöffnungssignal vom Drosselklappensensor 7 empfängt und unter Bezugnahme auf eine Basiszündwinkel-Map 24 den Zündwinkel ANG _SPK, d. h. den Kurbelwinkel zwischen der Referenzkurbelwinkelposition A _REF (entsprechend dem Vorsprung 2 d) und der Nr.-3-Zündposition A _ADV einstellt. Dieser Zündwinkel ANG _SPK wird zu einer Zündzeitpunktrechen vorrichtung 25 übermittelt, in der die Zeit zwischen der Referenzkurbelwinkelposition A _REF und der Zündposition A _ADV, d. h. dem Zündzeitpunkt T _ADV, aus dem Referenzkurbel winkel-Zeitintervall T _REF (der Winkel zwischen den Vorsprüngen 2 c und 2 d beträgt in diesem Fall 36°) nach der folgenden Gleichung bestimmt wird:

T _ADV = (ANG _SPK/36°) · T _REF.

Der so errechnete Zündzeitpunkt T _ADV wird in einen Zeit geber 26 gesetzt. Wenn das Zeitgeber-Zeitintervall ausge hend von der Referenzkurbelwinkelposition A _REF den so ein gestellten Zündzeitpunkt T _ADV erreicht, wird an den Stell kreis 11 ein Zündsignal übermittelt, und Zündenergie wird der Zündkerze 14 des Zylinders Nr. 3 zugeführt.

Selbst während eines Verbrennungstakts der Maschine ändert sich jedoch die Kurbelwinkelgeschwindigkeit periodisch, wie Fig. 3 zeigt. Wenn daher nur die Kurbelwinkelgeschwindig keit mit der Zeit T _REF bestimmt und auf dieser Grundlage der Zündzeitpunkt T _ADV errechnet wird, tritt zwischen dem eingestellten Zündwinkel ANG _SPK und der Kurbelwinkelposi tion, an der die Zündung tatsächlich erfolgt, eine Verzö gerung bzw. Differenz auf. Diese Verzögerung wird im Nied rigdrehzahlbereich, z. B. beim Anlassen oder im Leerlauf betrieb der Maschine, besonders groß.

Daher werden in ein und demselben Verbrennungstakt Refe renzkurbelwinkelpositionen A _REF (Vorsprünge 2 d und 2 i) und B _REF (Vorsprünge 2 c und 2 h) eingestellt oder ausgewählt und entsprechend dem Zündzeitpunkt T _ADV ausgehend von der Re ferenzposition A _REF aufrechterhalten, so daß die mittlere Kurbelwinkelgeschwindigkeit zwischen den beiden Referenz positionen B _REF und A _REF zum Zweck der Messung der Zeit T _REF und die mittlere Kurbelwinkelgeschwindigkeit zwischen der Referenzzündposition A _REF und der Zündposition A _ADV′ d. h. während des Zündwinkels ANG _SPK, hoinzidenz sind. Da die Meßdaten innerhalb desselben Verbrennungstakts genützt werden, ist durch diese Maßnahme die Auswirkung einer Schwankung auf den Zündzeitpunkt auch dann sehr gering, wenn die Maschinendrehzahl eine Betriebszustandsänderung erfährt. Ferner haben auch im Niedrigdrehzahlbereich bei Normalbetrieb Änderungen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit nur geringe Auswirkungen, und der Zündzeitpunkt kann mit hoher Genauigkeit auf den Sollwert für die Zündzeitpunkt voreilung überwacht werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der allgemeine apparative Aufbau des Zündzeitpunktüberwachungssystems im wesentlichen der gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.

Die Funktionsbauelemente der Steuereinheit 10 dieser zwei ten Ausführungsform sind in Fig. 5 gezeigt, wobei gleiche Bauelemente wie in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen ver sehen sind. Ein wesentlicher Unterschied dieser zweiten Ausführungsform liegt darin, daß eine Zündzeitpunktabwei chungs-Korrekturgrößen-Einstellvorrichtung 29 vorgesehen ist, der die Ausgangssignale N bzw. T _p der Maschinendreh zahl-Rechenvorrichtung 21 bzw. der Basiseinspritzmengen- Einstellvorrichtung 22 zugeführt werden. Ein Ausgangssignal R des Drosselklappensensors 7 wird der Basiseinspritzmen gen-Einstellvorrichtung 22 zugeführt, die aufgrund dieses Signals R und der Maschinendrehzahl N unter Bezugnahme auf eine Map die Basiseinspritzmenge (Einspritzimpulsbrei te) T _p bestimmt.

Ein weiterer Unterschied dieses Systems besteht darin, daß eine Zündzeitpunktabweichungs-Korrekturzeit-Map 28 vorge sehen ist, auf die die Zündzeitpunktabweichungs-Korrektur größen-Einstellvorrichtung 29 Bezug nimmt, die als Aus gangssignal eine Zündzeitpunktabweichungs-Korrekturzeit T _COR an eine Zündzeitpunkt-Korrekturvorrichtung 27 über mittelt.

Ebenso wie bei der vorhergehenden Ausführungsform bestimmt die Zündzeitpunktrechenvorrichtung 25 das Zeitintervall aus dem vom Vorsprung 2 d erzeugten Referenzkurbelwinkelimpuls, d. h. den Zündzeitpunkt T _ADV, aus dem Zündwinkel ANG _SPK und dem Referenzkurbelwinkel-Zeitintervall T _REF (wobei der Winkel zwischen den Kurbelwinkelimpulsen, die den Vorsprün gen 2 c und 2 d entsprechen, 36° ist) entsprechend der nach stehenden Gleichung:

T _ADV = (ANG _SPK/36°) · R _REF.

Der so errechnete Zündzeitpunkt T _ADV wird durch die Zünd zeitpunktkorrekturvorrichtung 27 und den Zeitgeber 26 ge leitet. Wenn das Zeitgeber-Zeitintervall vom Referenzkur belwinkelimpuls, der durch den Vorsprung 2 d erzeugt wurde, den so eingestellten Zündzeitpunkt T _ADV erreicht, wird an den Stellkreis 11 ein Zündsignal übermittelt, und der Zünd kerze 14 des Zylinders Nr. 3 wird Zündenergie zugeführt.

Das vorgenannte Problem des Auftretens einer Abweichung zwischen dem Soll-Zündwinkel ANG _SPK und der Ist-Zündwinkel position speziell im Niedrigdrehzahl- und Hochlastbetrieb der Maschine wird durch dieses Überwachungssystem wie folgt gelöst.

In dem ROM 10 c der Steuereinheit 10 ist eine Zündzeitpunkt abweichungs-Korrekturzeit-Map 28 gespeichert, die vorher für jeden Betriebszustand experimentell ermittelt wurde. Unter Bezugnahme auf diese Map 28 arbeitet die Einstell vorrichtung 29 zur Einstellung der Zündzeitpunktabwei chungs-Korrekturgröße auf der Basis der Maschinendrehzahl N und der Basiseinspritzmenge T _p, die als Last ausgedrückt sind, und bestimmt eine Zündzeitpunktabweichungs-Korrektur zeit T _COR nach Maßgabe der Betriebsbedingungen und über mittelt diese Korrekturzeit T _COR an die Zündzeitpunkt-Kor rekturvorrichtung 27. In dieser wird der Zündzeitpunkt T _ADV von der Zündzeitpunkt-Rechenvorrichtung 25 hinzuaddiert, um die Korrektur zu erreichen. Der so korrigierte Zündzeit punkt T _ADV wird dann in den Zeitgeber 26 gesetzt.

Die Zündzeitpunktabweichungs-Korrekturzeit-Map 28 ist in Fig. 6 gezeigt. Durch Verwendung einer solchen Map 28 kann die aus dem Referenzkurbelwinkel-Zeitintervall T _REF gewon nene Kurbelwinkelgeschwindigkeit mit hoher Auflösung und außerdem hochgenau überwacht werden, da die Kurbelwinkel geschwindigkeit, die sich während des Zündzeitpunkts T _ADV ändert, ermittelt und entsprechend den Betriebsbedingungen korrigiert werden kann.

Bei dieser zweiten Ausführungsform wird zwar die Basisein spritzmenge nach Maßgabe des Drosselklappenöffnungsgrads und der Maschinendrehzahl eingestellt, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt; anstelle des Drosselklap penöffnungsgrads kann natürlich auch ein anderer Betriebs parameter wie etwa die Saugluftdurchflußmenge oder der Unterdruck in der Saugleitung genützt werden.

Wie unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform erläu tert wurde, wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ein Zündzeitpunkt-Überwachungssystem für eine Maschine angege ben, bei dem Referenzkurbelwinkelpositionen zur Einstellung des Zündzeitpunkts in ein und demselben Verbrennungstakt vorgegeben werden, so daß die mittlere Kurbelwinkelge schwindigkeit von zwei Referenzkurbelwinkelpositionen für die zeitliche Messung und die mittlere Kurbelwinkelge schwindigkeit der Referenzkurbelwinkelposition für den Zündzeitpunkt und die Zündposition koinzident sind. Daher kann normalerweise der Zündzeitpunkt hochgenau auf einen Sollwert der Zündvoreilung auch dann eingestellt werden, wenn die Maschine eine Betriebszustandsänderung erfährt, z. B. im Niedrigdrehzahlbereich oder beim Anfahren.

Gemäß dem zweiten Apsekt wird durch die Erfindung ein Zünd zeitpunkt-Überwachungssystem angegeben, bei dem die Abwei chung zwischen dem Soll- und dem Ist-Zündzeitpunkt durch eine Zündzeitpunktabweichungs-Korrekturzeit korrigiert wird, die in Form einer Map für jeden Betriebszustand vor gegeben ist. Daher kann die Zündzeitpunktüberwachung mit hoher Präzision durchgeführt werden, und zwar auch während einer Betriebszustandsänderung wie etwa im Niedrigdrehzahl bereich oder beim schnellen Anfahren, wobei innerhalb eines Verbrennungstakts die Kurbelwinkelgeschwindigkeit relativ starken Schwankungen unterliegt.

Claims

1. System zum Überwachen des Zündzeitpunkts einer Brenn kraftmaschine mit innerer Verbrennung, die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (15) aufweist,
mit einem Nockenwinkelsensor (6), der einen bestimmten Nockenwinkel erfaßt und ein Nockenwinkelsignal erzeugt,
mit einem Kurbelwinkelsensor (3), der einen ersten Refe renzkurbelwinkel und einen zweiten Referenzkurbelwinkel im Zündzeitpunktvoreilgebiet des ersten Referenzkurbelwinkels erfaßt und Kurbelwinkelsignale entsprechend dem ersten und dem zweiten Referenzkurbelwinkel erzeugt,
mit einem Drosselklappenpositionssensor (7), der den Öff nungsgrad einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine erfaßt und ein dem Öffnungsgrad der Drosselklappe entsprechendes Drosselklappenpositionssignal erzeugt,
mit einer Kurbelwinkelgeschwindigkeits-Rechenvorrichtung (20), die aufgrund des Kurbelwinkel- und des Nockenwinkel signals eine mittlere Kurbelwinkelgeschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzkurbelwinkel errechnet und ein Kurbelwinkelgeschwindigkeitssignal erzeugt, und
mit einer Maschinendrehzahl-Rechenvorrichtung (21), die aufgrund des Kurbelwinkelgeschwindigkeitssignals eine Maschinendrehzahl errechnet und ein Maschinendrehzahlsignal erzeugt, gekennzeichnet durch
eine Basiseinspritzmengen-Rechenvorrichtung (22), die auf grund des Maschinendrehzahlsignals und des Drosselklappen positionssignals eine Basiseinspritzmenge errechnet,
eine Zündwinkeleinstellvorrichtung (23), die aufgrund des Maschinendrehzahlsignals und eines Ausgangssignals der Basiseinspritzmengen-Rechenvorrichtung einen Zündwinkel von einer erfaßten Position zum ersten Referenzkurbelwinkel bis zu einer Zündposition einstellt und ein Zündwinkelsignal erzeugt,
eine Zündzeitpunkt-Rechenvorrichtung (25), die aufgrund des Zündwinkelsignals und des Kurbelwinkelgeschwindigkeits signals einen aus dem Zündwinkel und der mittleren Kurbel winkelgeschwindigkeit umgerechneten Zündzeitpunkt errechnet und ein Zündzeitpunktsignal erzeugt,
einen Zeitgeber (26), der aufgrund eines Ausgangssignals der Zündzeitpunkt-Rechenvorrichtung die Kraftstoffein spritzvorrichtung aktiviert, und
eine Einstellvorrichtung zum Einstellen des ersten und des zweiten Referenzkurbelwinkels derart, daß diese mit der mittleren Kurbelwinkelgeschwindigkeit und einer mittleren Kurbelwinkelgeschwindigkeit von der erfaßten Position zum ersten Referenzkurbelwinkel bis zur Zündposition überein stimmen, um dadurch einen Sollwert für die Zündvoreilung auch zum Zeitpunkt einer Betriebszustandsänderung der Maschine mit hoher Präzision zu überwachen.

2. System zum Überwachen des Zündzeitpunkts einer Brenn kraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch
eine Basiseinspritzmengen-Rechenvorrichtung (22), die auf grund des Maschinendrehzahlsignals und des Drosselklappen positionssignals eine Basiseinspritzmenge errechnet und ein Basiseinspritzmengensignal erzeugt,
eine Zündwinkeleinstellvorrichtung (23) die aufgrund des Maschinendrehzahlsignals und des Basiseinspritzmengensi gnals einen Zündwinkel von einer erfaßten Position zum ersten Referenzkurbelwinkel bis zur Zündposition einstellt und ein Zündwinkelsignal erzeugt,
eine Zündzeitpunkt-Rechenvorrichtung (25), die aufgrund des Zündwinkelsignals und des Kurbelwinkelgeschwindigkeitssi gnals einen aus dem Zündwinkel durch die mittlere Kurbel winkelgeschwindigkeit umgerechneten Zündzeitpunkt er rechnet,
eine Zündzeitpunktabweichungs-Korrekturgrößen-Einstellvor richtung (29), die aufgrund des Basiseinspritzmengensignals und des Maschinendrehzahlsignals einen Korrekturwert ein stellt und ein Korrekturwertsignal erzeugt,
eine Zündzeitpunktkorrekturvorrichtung (27), die aufgrund des Korrekturwertsignals das Basiseinspritzmengensignal korrigiert, und
einen Zeitgeber (26), der aufgrund eines Ausgangssignals der Zündzeitpunktkorrekturvorrichtung die Kraftstoffein spritzvorrichtung aktiviert, so daß ein Sollwert für die Zündvoreilung auch zum Zeitpunkt einer Betriebszustands änderung der Maschine mit hoher Präzision überwachbar ist.