DE3887352T2

DE3887352T2 - Klopfregelvorrichtung bei inneren brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: DE3887352T2
Application number: DE88905755T
Authority: DE
Inventors: Rudolf Nagel; Wolfgang Richter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2008-06-14
Also published as: EP0434673A1; WO1989012746A1; JPH03504993A; US5076235A; EP0434673B1; DE3887352D1; JP2685562B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klopfregelung für Motoren mit innerer Verbrennung. Die Erfindung ist im besonderen auf Fremdzündungsmtoren mit elektronischer Zündung anwendbar.
Es ist heutzutage wohl bekannt, daß von einem Computer oder Mikroprozessor gesteuerte elektronische Zündanlagen charakteristische Daten speichern, um sie für die Steuerung des Motorbetriebs zu verwenden. Hierzu kann ein Zündungsbasiskennfeld gehören, das den Wert des Zündverstellwinkels und der Schließwinkelzeit für verschiedene Betriebsbedingungen des Motors optimiert. Das Kennfeld speichert die optimierten Werte für mögliche Kombinationen von Motordrehzahl und Motorlast, und diese Werte können modifiziert werden, um beispielsweise Abweichungen bei der Motortemperatur zu berücksichtigen. Die charakteristischen Daten werden gewöhnlich empirisch hergeleitet und vom Motorhersteller bereitgestellt, und man gewinnt sie, indem man den Motor unter Versuchsbedingungen auf einem Prüfstand laufen läßt.
Während des Einsatzes und wenn der Motor verschleißt, altern die Komponenten oder verändern sich, Ventile und deren Einstellungen verändern sich, die Kraftstoffqualität verändert sich und weicht von der Qualität des Kraftstoffs ab, mit dem die Prüfungen vorgenommen wurden, und infolge dieser Veränderungen stimmen die gespeicherten Merkmale unter Umständen nicht mehr auf den Motor zu und eignen sich keinesfalls ideal zu seiner Steuerung.
Der Luftdruck, die Umgebungsfeuchte und ähnliche Faktoren können auch den Betrieb eines Motors verändern und sich auf die Eignung der gespeicherten Merkmale auswirken.
Daher sind die gespeicherten Merkmale zur Steuerung des Motorbetriebs alleine nicht ausreichend. Insbesondere wenn der Zündverwinkel für bestehende Betriebsbedingungen nicht optimiert wird, kann ein Verbrennungsklopfen auftreten. Verbrennungsklopfen kann einen Motor mit innerer Verbrennung beschädigen und sollte, sofern möglich, beseitigt werden. Aus diesem Grund verfügen elektronische Zündanlagen im allgemeinen über eine Klopfregelung. Das Klopfen kann abgestellt werden, indem man den Zündverstellwinkel verzögert, dies kann jedoch eine negative Auswirkung auf die Abgasemissionen und unter Umständen auf den Kraftstoffverbrauch haben. Die Zündung sollte im Idealfall um den Mindestbetrag verzögert werden, der ausreicht, um zu gewährleisten, daß kein Klopfen auftritt, d. h., der Motor sollte nahe an der Klopfgrenze arbeiten. In der Praxis wird das Klopfen von einem Sensor erfaßt, der die Motorschwingungen erfaßt; die Klopfintensität wird anhand der Signale des Sensors bestimmt. Das Klopfen wird allerdings nicht vollständig beseitigt; es wird vielmehr ein zulässiger Intensitätsbereich definiert, innerhalb dessen der Motor betrieben werden sollte.
Daher gibt bei einer elektronischen Zündanlage mit Klopfregelung, wenn der Motor einen bestimmten Betriebspunkt erreicht hat, das elektronische Steuergerät (ECU, electronic control unit) als Reaktion auf die Erfassung von Klopfen mit unzulässiger Intensität ein Signal für einen Zündverzug aus. Wenn nach dem erfolgten Zündverzug noch immer ein unzulässiges Klopfen erfaßt wird, wird der Zündverzug weiter verstärkt, und so weiter, bis das Klopfen innerhalb des zulässigen Intensitätsbereichs liegt. Wenn sich der Betrieb des Motors zu einem anderen Betriebspunkt bewegt, wird für den Zündverstellwinkel ein neuer Wert aus dem Zündungskennfeld verwendet, und dieser neue Wert wird, sofern erforderlich, durch die Klopfregelung modifiziert. Wenn die erfaßte Klopfintensität unterhalb des zulässigen Intensitätsbereichs liegt, kann die Zündzeitpunktverstellung durch die Klopfregelung so weit vorverlegt werden, bis die Klopfintensität innerhalb dieses Bereichs liegt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Klopfregelung mit geschlossenem Regelkreis.
Ein Nachteil herkömmlicher Klopfregelungen mit geschlossenem Regelkreis liegt darin, daß die Klopfregelung den Prozeß der Modifizierung des Zündverstellwinkels wiederholen muß, wenn der Motor zu einem Betriebspunkt zurückkehrt, an dem zuvor Klopfen auftrat. Aus diesem Grund verfügen neuere Klopfregelungen über eine "Lernfunktion". Bei einer "lernenden" Klopfregelung wird neben dem Basiszündungskennfeld ein zweites "lernendes" Kennfeld gespeichert, das Daten zum Modifizieren der Daten im Basiszündungskennfeld enthält. Die Daten im Lernkennfeld werden während des Motorbetriebs gesammelt. So wird beispielsweise, wenn an einem bestimmten Betriebspunkt ein Klopfen erkannt wird und der Zündverstellwinkel aus dem Basiskennfeld von der Klopfregelung mit geschlossenem Regelkreis modifiziert wird, im Lernkennfeld ein Differenzwert für den Zündverstellwinkel gespeichert, so daß bei der Rückkehr des Motors zu demselben Betriebspunkt automatisch der modifizierte, aus dem Basiskennfeld zusammen mit dem Lernkennfeld hergeleitete Wert für den Zündverstellwinkel verwendet wird und die Klopfregelung mit geschlossenem Regelkreis den Zündverstellwinkel normalerweise nicht mehr weiter modifizieren muß. Wie oben erwähnt können sich andere Faktoren auf das Klopfen des Motors auswirken, wie beispielsweise die Kraftstoffqualität und der Luftdruck. Wenn sich beispielsweise der Luftdruck stark verändert, bevor der Motor zu einem bestimmten Betriebspunkt zurückkehrt, kann die Klopfregelung mit geschlossenem Regelkreis wirksam werden, um den aus dem Basiskennfeld und dem Lernkennfeld hergeleiteten Zündverstellwinkel zu verändern; das Lernkennfeld wird aktualisiert.
US-A-4700677 beschreibt eine Klopfregelung mit einer Lernfunktion. Ein solches System wird im allgemeinen als adaptives System bezeichnet, da die gespeicherten funktionalen Beziehungen, die die Zündzeitpunktverstellung steuern, an die aktuellen Betriebsbedingungen angepaßt werden.
In bekannten Klopfregelungen, die über eine wie oben beschriebene Lernfunktion verfügen, wird das Lernkennfeld nach einer vorbestimmten Zeit aktualisiert, die als eine bestimmte Anzahl von Verbrennungstakten definiert sein kann. Diese vorbestimmte Zeitspanne muß ausreichend lang sein, damit normale Betriebsbedingungen vorliegen, d. h., sie muß von vorübergehenden Bedingungen frei sein. Andererseits darf sie nicht zu lang sein, da ansonsten die Reaktion des Motors auf Änderungen der Bedingungen allgemein zu langsam ist. Die Zeitspanne, die im folgenden als "Beobachtungszeit" bezeichnet wird, ist ein fester Parameter des Lernalgorithmus. Dies führt dazu, daß sich der Lernalgorithmus nicht an verschiedene Betriebsbedingungen des Motors anpassen kann, die auf Veränderungen in der Art zurückzuführen sind, in der das Fahrzeug gefahren wird. Ein Fahrer fährt das Fahrzeug beispielsweise auf völlig andere Weise als ein anderer Fahrer; die bekannten System können jedoch nicht so angepaßt werden, daß sie dies berücksichtigen. Außerdem fährt ein- und derselbe Fahrer unter Umständen auf einer Autobahn völlig anders als in Ortschaften. Wenn ein Fahrer ein besonders ungleichmäßiges Fahrverhalten aufweist, hält der Motor möglicherweise niemals die Betriebsbedingungen ausreichend lang aufrecht, um eine Aktualisierung des Lernkennfeldes zu ermöglichen. Die Effizienz des Lernprozesses hängt vom Fahrer ab, und dies ist eindeutig unerwünscht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klopfregelung zu offenbaren, die ihren Lernalgorithmus automatisch an die Fahrweise anpaßt.
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Methode zur Steuerung des Betriebs eines Motors mit innerer Verbrennung unter Verwendung von: Speichereinrichtungen, die geeignete Werte eines Betriebsparameters für die Verwendung mit verschiedenen Sätzen von Betriebsbedingungen des Motors speichern, einem Klopfsensor, sowie Einrichtungen zum Einstellen des erwähnten Betriebsparameters in Abhängigkeit von Signalen des Klopfsensors; wobei die Methode umfaßt: den Betrieb des Motors unter Verwendung der gespeicherten Werte des erwähnten Betriebsparameters aus den Speichereinrichtungen für jeden Satz von Betriebsbedingungen des Motors; die Erfassung des Klopfens mit dem erwähnten Klopfsensor und die Einstellung des Betriebsparameters in Abhängigkeit von Signalen des Klopfsensors; dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zeit berechnet wird, während der jeder Satz von Betriebsbedingungen aufrechterhalten wird, wobei der durchschnittliche Korrekturbetrag für den Betriebsparameter während der erwähnten berechneten Zeitspanne ermittelt wird und wobei die in den Speichereinrichtungen gespeicherten Parameterwerte durch einen Betrag geändert werden, der je nach dem Wert dieser Zeitspanne dem durchschnittlichen Korrekturbetrag bzw. einem Bruchteil dieses Durchschnittsbetrags entspricht.
Es soll im Beispiel davon ausgegangen werden, daß die Korrektureinrichtung, bei der es sich in der Regel um ein Steuergerät handelt, anzeigt, daß der Zündverstellwinkel um einen Betrag Θº geändert werden sollte. Wenn die Betriebsbedingungen für eine ausreichend lange Zeitspanne aufrechterhalten wurden, kann davon ausgegangen werden, daß diese Anzeige korrekt ist, und der für diese bestimmten Betriebsbedingungen im Speicher befindliche Wert kann um den Betrag Θº geändert werden. Wenn jedoch die Betriebsbedingungen erst für eine kurze Zeitspanne Bestand hatten, kann es sein, daß die Anzeige beispielsweise auf vorübergehendes Klopfen zurückzuführen ist. Wenn der Wert um den Betrag Θº geändert würde und die Anzeige aufgrund von vorübergehendem Klopfen erfolgt wäre, würden sich als Gesamtergebnis eines solchen Systems große Schwankungen bei den im Speicher erfaßten Werten ergeben, die sich negativ auf den Betrieb des Motors auswirken würden. Gemäß der Erfindung wird der Speicherwert um einen Bruchteil von Θº verändert, der von der tatsächlichen Zeitspanne abhängt, während der die Bedingungen aufrechterhalten wurden. Durch die Methode wird gewährleistet, daß der Speicher auch bei sehr schnellen Änderungen der Betriebsbedingungen aktualisiert wird, indem die gespeicherten Werte für kürzere berechnete Zeiten um kleinere Schritte verändert werden. Gleichzeitig werden auf vorübergehende Bedingungen zurückzuführende starke Schwankungen vermieden.
Im folgenden wird nun eine lediglich als Beispiel dienende Ausführungsart der Erfindung beschrieben, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird, bei der es sich um ein schematisches Diagramm der Steuerung eines Motors mit innerer Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung handelt.
Die Ziffer 1 des Diagramms kennzeichnet einen Motor, bei dem es sich in diesem Beispiel um einen Otto-Motor mit innerer Verbrennung in einem Kraftfahrzeug handelt. Das System zur Steuerung des Motors umfaßt das Steuergerät 2 und die Speicher 3, 4 und 5. Die Ziffern 6 bis 10 kennzeichnen verschiedene Funktionen, die vom System ausgeführt und weiter unten ausführlicher beschrieben werden. In der Praxis wird das System mit einem in das Fahrzeug eingebauten Computer oder Mikroprozessor implementiert.
Bei dem Speicher 3 handelt es sich vorzugsweise um einen Nur- Lese-Speicher (ROM), in dem die grundlegenden funktionalen Merkmale des Motors gespeichert werden. Derartige Daten können vom Hersteller des Motors geliefert werden. Speicher 3 speichert unter anderem das oben erwähnte Basiskennfeld, das in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (n) und der Motorlast optimale Zündverstellwinkel-Werte für bestimmte Betriebsbedingungen liefert. Der Motor wird mit - hier nicht gezeigten - Gebern versehen, die die Drehgeschwindigkeit des Motors und die Last messen. Das Maß der Last kann anhand des Drucks im Ansaugkrümmer (Ps) bestimmt werden. Die Geber liefern Signale an den Computer, der den zugehörigen Wert des Zündverstellwinkels αZV abfragt. Dieser Wert wird zusammen mit unten beschriebenen modifizierenden Daten zur Steuerung des Motorbetriebs verwendet, bis sich die Werte für Motordrehzahl und Motorlast verändern und ein neuer Wert für αZV bereitgestellt wird.
Der Motor ist mit einem Klopfsensor 11 ausgestattet, der über eine Klopfsensorleitung 12 Signale liefert. Der Klopfsensor kann auf Schwingungen des Motors ansprechen, die unter Klopfbedingungen auftreten. Es werden Schaltkreise zum Analysieren der Signale vom Klopfsensor 11 vorgesehen; dies wird allgemein bei 6 gezeigt. Die Erfassung des Klopfens ist eine bekannte Technik, sie wird hier nicht weiter diskutiert.
Wenn eine Klopfbedingung erfaßt wird, liefert das Steuergerät über Leitung 13 Ausgangssignale an den Motors damit die Zündung um einen bestimmten Schritt, beispielsweise 1º Umdrehungswinkel, verzögert wird. Dieser Wert wird als ΔαZS angegeben. Wird weiterhin ein Klopfen festgestellt, veranlaßt das Steuergerät, daß der Motor immer mehr verzögert wird (d.h. ΔαZS erhöht wird), bis kein Klopfzustand mehr vorliegt. Wenn der Betriebszustand geändert wird, liefert der Computer einen neuen Wert für den Zündverstellwinkel, und der Vorgang wird wiederholt. Der tatsächliche Zündverstellwinkel wird im Diagramm als Xz angegeben.
Wenn festgestellt wird, daß der Motor unter klopffreien Bedingungen arbeitet und näher an die Klopfgrenze herangebracht werden sollte, d. h., wenn die Klopfintensität unter dem zulässigen, oben erwähnten Bereich liegt, wird die Zündung schrittweise vorgezogen, bis der Motor an der Klopfgrenze arbeitet. Die Art und Weise, wie dies ausgeführt wird, wird unten ausführlicher beschrieben.
Die Ziffer 4 im Diagramm bezeichnet einen zweiten Speicher, bei dem es sich vorzugsweise um einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) handelt und in dem, gewöhnlich zusammen mit anderen Daten, das oben erwähnte Lernkennfeld gespeichert wird. Das Lernkennfeld enthält Daten zum Modifizieren der Informationen im Basiskennfeld des Speichers 3, um beispielsweise Veränderungen der Kraftstoffqualität, Veränderungen der Umgebungsfeuchte und des Luftdrucks und Veränderungen in den Komponenten des Motors zu kompensieren, die sich auf seinen Betrieb auswirken. Für jeden Wert des Zündverstellwinkels αZV im Basiskennfeld des Speichers 3 kann es einen Wert ΔαZL des Speichers 4 geben, der eine Veränderung des Zündverstellwinkels widerspiegelt. Während des Motorbetriebs werden beide Speicher, 3 und 4, adressiert, und der tatsächlich für den Motor verwendete Wert des Zündverstellwinkels lautet αZV - ΔαZL.
Die Signale, die die Veränderungen bei dem vom Steuergerät 2 gelieferten Zündverstellwinkel ΔαZS widerspiegeln, werden über die Datenleitung 14 an den RAM-Speicher 4 gesendet. Die Signale vom Steuergerät, die Werte von ΔαZS darstellen, werden zum Aktualisieren der Daten im Lernkennfeld verwendet. Die Art, wie die Daten im Lernkennfeld gesammelt und aktualisiert werden, wird durch den mit den Ziffern 9 und 10 gekennzeichneten Algorithmus gesteuert. Der Algorithmus verwendet Daten eines zweiten Speichers mit wahlfreiem Zugriff 5, der unten ausführlicher beschrieben wird.
Während des Fahrbetriebs ändern sich die Betriebszustände des Motors, und es werden verschiedene Werte des Basiskennfelds in Speicher 3 verwendet, um den Zündverstellwinkel zu steuern. Wenn beispielsweise die Motordrehzahl zwischen x und x + Δx Umdrehungen pro Minute liegt und der Druck im Ansaugkrümmer zwischen y und y + Δy N/m² beträgt, wird der Zündverstellwinkel Z&sub1; aus Speicher 3 abgefragt, und wenn die Motordrehzahl oder - last diesen Bereich verläßt, wird in Speicher 3 ein neuer Zündverstellwinkel Z&sub2; abgerufen. Die Klopfregelung der vorliegenden Erfindung berechnet, wie lange jeder Satz von Betriebszuständen aufrechterhalten bleibt, bevor sich die Zustände zu einem neuen Punkt des Basiskennfelds in Speicher 3 bewegen und ein neuer Zündverstellwinkel abgefragt wird. Dies wird im Diagramm durch die Ziffer 7 angezeigt. So wird für jede Kombination von Motordrehzahl und Motorlast, die während des Motorfahrbetriebs auftritt, eine Zeitspanne berechnet, die im folgenden als "Verweilzeit" bezeichnet wird. Die Verweilzeiten werden in Speicher 5 erfaßt, bei dem es sich vorzugsweise um einen weiteren Speicher mit wahlfreiem Zugriff handelt. Speicher 5 enthält also ein weiteres Kennfeld, in dem eine Verweilzeit ts für Kombinationen von Drehzahl und Last gespeichert wird, die den Drehzahl und Lastpunkten der Kennfelder in den Speichern 3 und 4 entspricht. Die "Verweilzeiten" können als tatsächliche Zeitwerte berechnet werden, vorzugsweise werden sie jedoch - aus Gründen, die an späterer Stelle aufgeführt werden - als Anzahl der Verbrennungstakte berechnet.
Für jede berechnete Verweilzeit wird vorzugsweise der Durchschnitt zusammen mit allen bereits in Speicher 5 erfaßten Verweilzeiten desselben Betriebspunktes ermittelt. Dies wird im Diagramm bei Ziffer 8 gezeigt. Die bestehende durchschnittliche Verweilzeit in Speicher 5 wird mit der neuen durchschnittlichen Verweilzeit überschrieben.
Die Art, wie Speicher 4 aktualisiert wird, um die Zündung zu verzögern, wird durch den Algorithmus gesteuert, der in der Zeichnung mit der Ziffer 10 gekennzeichnet ist. Es soll angenommen werden, daß der Motor während einer Verweilzeit von T1 bei Motordrehzahlen zwischen x und x + Δx und mit einem Druck zwischen y und y + Δy N/m² arbeitet. Während dieser Zeit tritt Klopfen auf, und das Steuergerät verzögert die Zündung in mehreren Schritten um einen Zündverstellwinkeln von Δα&sub1;, bis kein Klopfen mehr auftritt.¹
Wenn angenommen wird, daß kein vorübergehendes Klopfen aufgetreten ist, wird der Wert Δα&sub1; in das Lernkennfeld geschrieben, um den Zündverstellwinkel zu verzögern, wenn der Motor wieder zu denselben Betriebsbedingungen zurückkehrt. Wie bereits oben erwähnt wurde, muß jedoch auch vorüber-
¹ A. d. Ü.: Indizes im Original allgemein schwer lesbar. Bitte prüfen. gehendes Klopfen in Betracht gezogen werden. Bei der gegenwärtigen Methode wird der Durchschnitt der Signale, die die vom Steuergerät 2 gelieferten Werte ΔαZS widerspiegeln, für die Zeitspanne T&sub1; ermittelt, bevor sie an das Lernkennfeld weitergeleitet werden. Die durchschnittliche Verweilzeit für die während der Zeitspanne T&sub1; herrschenden Betriebsbedingungen wird mit einer voreingestellten Beobachtungszeit T&sub0; verglichen. Ist größer oder gleich T&sub0;, wird der vom Steuergerät 2 während der Zeitspanne T&sub1; gelieferte Durchschnittswert ΔαZS zum Wert ΔαZL im Lernkennfeld von Speicher 4 hinzugefügt, um den neuen Wert ΔαZL zu ergeben. Ist jedoch kleiner als T&sub0;, weil die Betriebsbedingungen nur für eine kurze Zeit aufrechterhalten wurden, wird der Wert ΔαZL nur durch einen Bruchteil des berechneten Durchschnittswertes ΔαZS ersetzt. Dieser Bruchteil entspricht vorzugsweise ( ÷ T&sub0;).
Wenn die Fahrweise so ist, daß sich die Betriebsbedingungen langsam verändern, dann sind die Werte von groß, und das Lernkennfeld wird um die vollständigen berechneten Durchschnittswerte des Zündverstellwinkels vom Steuergerät ΔαZS verändert. Werden die Betriebsbedingungen jedoch nur für kurze Zeit aufrechterhalten, wird das Lernkennfeld nur durch einen geringeren Betrag verändert, der von den tatsächlichen Verweilzeiten abhängt.
Wenn die Werte im Lernkennfeld für sehr kurze Verweilzeiten um die vollen berechneten Durchschnittswerte von ΔαZS erhöht würden und wenn während dieser Verweilzeiten vorübergehendes Klopfen aufgetreten wäre, würde dies zu starken Schwankungen bei den im Lernkennfeld gespeicherten Werten und zu einem nicht zufriedenstellenden Betrieb des Motors führen. Durch die oben beschriebene Methode wird sichergestellt, daß das Lernkennfeld auch dann aktualisiert wird, wenn die Fahrweise so ist, daß die Verweilzeiten kürzer sind; zu starke Schwankungen werden dabei jedoch gleichzeitig vermieden.
Es wird vorgezogen, den Durchschnitt der vom Steuergerät bereitgestellten Werte ΔαZS zu ermitteln und den Speicher 4 auf der Grundlage von Durchschnittswerten zu aktualisieren, da die Ausgabe des Steuergeräts nicht stabil ist und die Ausgabewerte selbst im stationären Zustand sägezahnförmig sein können, obwohl das Klopfen beseitigt wurde. Die Durchschnittswertermittlung bei den Verweilzeiten kann erforderlich sein, um einen zu breiten dynamischen Bereich im Lernalgorithmus zu vermeiden (beispielsweise unnötige, häufige Umorientierung im Lernprozeß).
Die Weise, wie Speicher 4 aktualisiert wird, um die Zündung vorzuverlegen, wird durch einen in Vorwärtsrichtung lernenden Algorithmus gesteuert, der mit der Ziffer 9 gekennzeichnet ist. Der in Vorwärtsrichtung lernende Algorithmus analysiert Signale des Klopferkennungsschaltkreises 6, die anzeigen, daß kein Klopfen vorliegt. Wenn derartige Bedingungen vorliegen, ist es im allgemeinen wünschenswert, die Zündung vorzuverlegen, damit sie in der Nähe der Klopfgrenze ist, um die Emissionen und den Kraftstoffverbrauch zu optimieren und gleichzeitig zu gewährleisten, daß kein Klopfen auftritt. Wenn also vom Klopferkennungsschaltkreis für einen bestimmten Satz von Betriebsbedingungen Signale empfangen werden, die besagen, daß kein Klopfen vorliegt, muß der gespeicherte Wert des Zündverstellwinkels so geändert werden, daß die Zündzeitpunktverstellung vorverlegt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung werden die Werte von ΔαZL in Speicher 4 automatisch schrittweise erhöht. wenn kein Klopfen auftritt. Auch hier hängt der Betrag, um den ΔαZL verändert wird, von der durchschnittlichen Verweilzeit der jeweiligen in Speicher 5 erfaßten Betriebsbedingungen ab. Das Steuergerät 2 ist an der Vorverlegung des Zündzeitpunkts nicht beteiligt. Außerdem gibt es keine feste Verweilzeit. Der Betrag, um den ΔαZL verändert wird, hängt nur von dem in Speicher 5 erfaßten Wert ts ab.
Alternativ kann der Algorithmus 9 dem Algorithmus 10 entsprechen. In diesem Fall werden die Signale vom Steuergerät analysiert, um einen Durchschnittswert ΔαZS vom Steuergerät zu liefern (in diesem Fall wäre es ein positiver Winkel, während es sich bei Algorithmus 10 um einen negativen Winkel handeln würde). Der Änderungsbetrag des Wertes in Speicher 4 könnte genau wie zuvor von des Speichers 5 und vom Durchschnitt ΔαZS des Steuergeräts 2 abhängen.
Die in Speicher 4 erfaßten adaptiven Daten werden vorzugsweise in einem elektronisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) oder einem nicht-flüchtigen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (NVRAM) gespeichert, so daß die Daten erhalten bleiben, wenn der Motor ausgeschaltet wird.
Wenn die Zündung zu einem späteren Zeitpunkt eingeschaltet wird, werden die neuen Werte des Zündverstellwinkels aus den Speichern 3 und 4 für den Betrieb des Motors verwendet, sie werden jedoch modifiziert, um den veränderten Bedingungen des Motors, beispielsweise der Motortemperatur, Rechnung zu tragen.
Speicher 5 wird vorzugsweise gelöscht, wenn der Motor ausgeschaltet wird, so daß in ihm ein neuer Satz von Daten gesammelt wird, beispielsweise wenn ein neuer Fahrer das Fahrzeug fährt.
In einem praktischen System wird für jeden gesteuerten Zylinder des Motors ein separates Steuergerät 2 bereitgestellt, da jeder Zylinder eigene Merkmale aufweist. Auch die Speicher 3 und 4 speichern Betriebsdaten für jeden einzelnen Zylinder, d. h., für einen Vierzylindermotor werden vier Kennfelder, ähnlich dem gezeigten Kennfeld, in Speicher 3 erfaßt.
Wie oben erwähnt, können die "Verweilzeiten" als tatsächliche Zeitangaben oder als Anzahl der Verbrennungstakte berechnet werden. Letztere Berechnungsweise wird bevorzugt, da das System dann in bezug auf die Motordrehzahl adaptiv ist. In diesem Fall wird die Beobachtungszeit T&sub0; als eine vorgegebene Anzahl von Verbrennungstakten definiert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie in bezug auf die Funktionsweise des Lernalgorithmus weniger von festen Parametern abhängt. In den bekannten Klopfregelsystemen mit einer Lernfunktion müßte bespielsweise die "Beobachtungszeit" für jeden einzelnen Motor bestimmt werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Beobachtungszeit T&sub0; weniger entscheidend für die Funktionsweise der Methode und muß nicht präzise berechnet werden.

Claims

1. Eine Methode zur Steuerung des Betriebs eines Motors mit innerer Verbrennung, der folgendes verwendet:

Speichereinrichtungen (3, 4) zur Speicherung geeigneter Werte eines Betriebsparameters (αz) für die Verwendung mit mehreren Sätzen von Betriebsbedingungen (n, Ps) des Motors (1);

einen Klopfsensor (11); und

Einrichtungen (2) zum Einstellen dieses Betriebsparameters (αz) in Abhängigkeit von Signalen des Klopfsensors;

eine Methode, die umfaßt:

den Betrieb des Motors mit den gespeicherten Werten des erwähnten Betriebsparameters aus den Speichereinrichtungen für jeden Satz von Betriebsbedingungen des Motors,

die Erfassung des Klopfens mit dem erwähnten Klopfsensor, und

das Korrigieren des Betriebsparameters (αz) in Abhängigkeit von Signalen des Klopfsensors (11);

dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zeit (ts) berechnet wird, für die jeder Satz von Betriebsbedingungen aufrechterhalten wird, wobei der Durchschnitt des Korrekturbetrags des Betriebsparameters (ΔαZS) während dieser berechneten Zeitspanne (ts) ermittelt wird, und daß die gespeicherten Parameterwerte in diesen Speichereinrichtungen durch einen Betrag geändert werden, der je nach dem Wert dieser Zeitspanne (ts) gleich dem Durchschnittsbetrag der Korrektur ( ) oder einem Bruchteil dieses Durchschnittsbetrags ist.

2. Eine Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß es sich bei dem Betriebsparameter um den Zündverstellwinkel (αz) handelt.

3. Eine Methode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbedingungen als bestimmte Kombinationen von Motordrehzahl (n) und Motorlast (Ps) definiert werden.

4. Eine Methode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtungen einen ersten Speicher (3), der die grundlegenden Funktionsdaten des Motors einschließlich der Werte der erwähnten Betriebsbedingungen erfaßt, sowie einen zweiten Speicher (4) umfassen, der Daten zum Modifizieren der Daten im ersten Speicher (3) enthält, und daß nur die gespeicherten Parameterwerte in diesem zweiten Speicher (4) verändert werden.

5. Eine Methode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zweiten Speicher (4) um einen EEPROM- oder NVRAM-Speicher handelt, der seine aktuellen Daten beibehält, wenn der Motor ausgeschaltet wird.

6. Eine Methode nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchschnitt der berechneten Zeitspannen (ts) für jede Betriebsbedingung während des Betriebs des Motors berechnet wird und daß die gespeicherten Parameterwerte in Abhängigkeit von den als Durchschnitt berechneten Zeitspannen ( ) korrigiert werden.

7. Eine Methode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die berechneten Durchschnittswerte in einem weiteren Speicher (5) gespeichert und immer dann aktualisiert werden, wenn der Motor zu den jeweiligen Betriebsbedingungen zurückkehrt.

8. Eine Methode nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Zeitspanne (ts) oder die als Durchschnitt berechnete Zeitspanne ( ) für jeden Satz von Betriebsbedingungen mit einer vorbestimmten Zeitspanne (T&sub0;) verglichen wird, und daß, wenn die berechnete Zeitspanne oder die als Durchschnitt berechnete Zeitspanne T&sub0; übersteigt, der gespeicherte Parameter in dieser Speichereinrichtung durch den durchschnittlichen Korrekturbetrag ( ZS) für die Zeit (ts) korrigiert wird.

9. Eine Methode nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die berechnete Zeitspanne (ts) oder die als Durchschnitt berechnete Zeitspanne ( ) für jeden Satz von Betriebsbedingungen mit einer vorbestimmten Zeitspanne (T&sub0;) verglichen wird, und daß, wenn die berechnete Zeitspanne (ts) oder die als Durchschnitt berechnete Zeitspanne ( ) weniger als T&sub0; beträgt, der gespeicherte Parameter durch einen Wert korrigiert wird, der gleich

ist.

10. Eine Methode nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Signalen des Klopfsensors um Signale handelt, die anzeigen, daß ein Klopfen vorliegt.

11. Eine Methode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfsensor verwendet wird, um Signale zu liefern, die die Intensität des Klopfens anzeigen, und daß der Betriebsparameter für jeden Satz von Betriebsbedingungen korrigiert wird, wenn die Klopfintensität unter einem vorbestimmten Wert liegt.

12. Eine Methode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer unter einem vorbestimmten Wert liegenden Klopfintensität der Betriebsparameter um einen Betrag korrigiert wird, der von der berechneten Zeitspanne (ts) abhängt.

((LEGENDE ZUR ABBILDUNG)>

1 BERECHNUNG DER VERWEILZEIT

2 DURCHSCHNITTSBERECHNUNG

3 IN VORWÄRTSRICHTUNG LERNENDER ALGORITHMUS

4 IN RÜCKWÄRTSRICHTUNG LERNENDER ALGORITHMUS

5 NEIN

6 JA

7 STEUERGERÄT

8 MOTOR

9 KLOPFERKENNUNG

10 KLOPFEN - JA/NEIN