DE4007202C2 - - Google Patents
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- DE4007202C2 DE4007202C2 DE4007202A DE4007202A DE4007202C2 DE 4007202 C2 DE4007202 C2 DE 4007202C2 DE 4007202 A DE4007202 A DE 4007202A DE 4007202 A DE4007202 A DE 4007202A DE 4007202 C2 DE4007202 C2 DE 4007202C2
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen
Verbrennungsmotor, die die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor
und die Zündzeitgabe und ähnliches durch einen Microcomputer steuert.
Aus der DE 35 06 566 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung und Anzeige
einer Abnormität in einem für eine Brennkraftmaschine vorgesehenen
elektronischen Steuersystem bekannt. Dabei erfaßt eine Vielzahl von
Abnormitäts-Erfassungsschaltungen eine Abnormität beim Betrieb bestimm
ter Eingangs- und Ausgangseinrichtungen und erzeugt Abnormitätsanzeige
signale, falls eine Abnormität detektiert wird.
Die DE 38 17 324 A1 beschreibt eine bekannte Vorrichtung zur Über
wachung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbren
nung, bei der das Ausgangssignal einer Klpoferkennungseinrichtung
mittels eines Integrators integriert und der integrierte Wert mittels
einer Rücksetzeinrichtung entsprechend dem Betrieb der Zündung zurück
gesetzt wird. Die bekannte Zündzeitpunktüberwachungsvorrichtung hat in
wesentlichen Punkten einen ähnlichen Aufbau wie die bekannte Vorrich
tung nach Fig. 1.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine bekannte Zündzeit
gabe- bzw. Zündzeitpunktsteuereinrichtung zeigt, die mit
einer Klopfdetektionsschaltung zum Detektieren des Klop
fens des Verbrennungsmotors versehen ist. Die Figur zeigt
einen Beschleunigungssensor 1, der an bzw. in einem Ver
brennungsmotor 13 angeordnet ist und der die Vibrations
beschleunigung des Verbrennungsmotors 13 detektiert. Der Be
schleunigungssensor 1 ist mit einem Frequenzfilter 2, das
ein Frequenzelement durchläßt, welches dem Klopfen in Aus
gangssignalen des Beschleunigungssensors 1 eigen ist, und
mit einem Analogtor 3 verbunden, das Rauschen, eine Stör
welle, in den Ausgangssignalen des Frequenzfilters 2 unter
drückt bzw. eliminiert, wenn Klopfen detektiert wird, wobei
die beiden Einrichtungen in dieser Reihenfolge angeordnet
sind. Das Schalten des Analogtors 3 wird von einer Torzeit
gabesteuereinheit 4 gesteuert. Ein Zündsignal, das von einem
Phasenschieber 8 ausgegeben wird, wird der Torzeitgabe
steuereinheit 4 zugeführt. Dieses Zündsignal erzeugt ein
Zündrauschen. Gemäß einer Zeitgabe zur Erzeugung des
Zündrauschens wird ein Tor des Analogtors 3 für einen vor
gegebene Zeitperiode geschlossen. Ein Spannungssignal des
Analogtors 3 wird an einen Vergleicher 6 und an einen
Rauschpegeldetektor 5 ausgegeben. Der Rauschpegeldetektor 5
gibt eine etwas höhere Gleichspannung als dieses Spannungs
signal an den Vergleicher 6 aus. Der Vergleicher 6 ver
gleicht die Ausgangsspannung des Analogtors 3 mit der des
Rauschpegeldetektors 5, um sein Gleichungssignal zu erhal
ten, das ein Klopfdetektionsimpuls ist, und gibt es dann an
einen Integrierer 7 aus. Der Integrierer 7 integriert dann
diesen Ausgangsimpuls und gibt die integrierte Spannung
entsprechend der Stärke des Klopfens an den Phasenschieber
8 aus.
Ein Umdrehungssignalerzeuger 9 erzeugt ein Zündsignal ent
sprechend einer Zündanstiegswinkelcharakteristik des Ver
brennungsmotors 13 synchron mit dessen Umdrehung und führt
dieses Zündsignal einer Wellenformerschaltung 10 bzw. einer
Impulsformerschaltung zu. Die Wellenformerschaltung 10 wan
delt das Ausgangssignal des Umdrehungssignalerzeugers 9 in
einen Tastimpuls mit einem erforderlich geschlossenen Win
kel um und gibt diesen als ein Referenzzündsignal an den
Phasenschieber 8 aus. Der Phasenschieber 8 verschiebt die
Phase dieses Referenzündsignals entsprechend der Ausgangs
spannung des Integrierers 7 und gibt den Tastimpuls nach
dem Verschieben als ein Zündsignal an die Torzeitgabe
steuereinheit 4 und an die Schaltereinrichtung 11 aus. Die
Schaltereinrichtung 11 steuert eine intermittierende, elek
trische Stromversorgung für eine Zündspule 12 in Antwort
auf das Zündsignal des Phasenschiebers 8. In Antwort auf
die Zündspannung dieser Zündspule 12 wird der Verbrennungs
motor 13 bzw. die Verbrennungsmaschine gezündet und zum
Laufen gebracht.
Im nachfolgenden wird die Funktionsweise der bekannten Vor
richtung mit Bezug auf die Signalverläufe bzw. Wellenformen
der Ausgangssignale gemäß jedem Abschnitt der Fig. 1 be
schrieben.
Fig. 2 ist ein Kurvenverlauf, der Frequenzcharakteristi
ken des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 1 zeigt,
wobei das Bezugszeichen A den Fall bezeichnet, wo kein
Klopfen im Verbrennungsmotor 13 erzeugt wird, wohingegen B
den Fall angibt, wo Klopfen erzeugt wird. Das Aus
gangssignal des Beschleunigungssensors 1 enthält ein Klopf
signal (ein Signal, das erzeugt wird, wenn Klopfen auf
tritt), mechanisches Rauschen in dem Verbrennungsmotor, wo
bei dieses Rauschen in einem Signalpfad als Zündrauschen
erzeugt wird. Ein Vergleich von A mit B der Fig. 2 zeigt,
daß die Verteilungen offensichtlich unterschiedlich sind,
abhängig davon, ob Klopfen erzeugt wird oder nicht, und es
ist ersichtlich, daß das Klopfsignal eine eigene Frequenz
charakteristik aufweist. Das Frequenzfilter 2 läßt nur das
Frequenzelement bzw. die Frequenzen durch, die dem Klopfsi
gnal zugeordnet sind. Das Rauschen, das durch die anderen
Frequenzen erzeugt wird, kann dann vermieden werden und das
Klopfsignal kann effektiverweise detektiert werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Betriebssignalverläufe innerhalb
jedes Abschnitts in Fig. 1, wobei gleiche Buchstaben glei
che Signalverläufe der gleichen Abschnitte angeben. Fig. 3
zeigt den Fall, wo kein Klopfen des Verbrennungsmotors 13
erzeugt wird, wohingegen Fig. 4 den Fall zeigt, wo Klopfen
erzeugt wird.
Im nachfolgenden wird die Funktionsweise für den Fall be
schrieben, wo kein Klopfen erzeugt wird, und zwar bezüg
lich Fig. 3. Fig. 3(a) zeigt das Ausgangssignal des Be
schleunigungssensors 1. Dieses Ausgangssignal enthält kein
Klopfsignal, wenn Klopfen auftritt, aber enthält mechani
sches Rauschen oder Zündrauschen, das während eines Zünd
zeitpunkts F des Verbrennungsmotors 13 erzeugt wird. Fig.
3(b) zeigt ein Ausgangssignal des Frequenzfilters 2. Das
Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 1 durchläuft den
Frequenzfilter 2, wobei das mechanische Rauschen im wesent
lichen eliminiert wird. Andererseits ist der Pegel des
Zündrauschens so hoch, daß das Zündrauschen sogar mit sei
nem hohen Pegel ausgegeben wird, nachdem es den Frequenz
filter 2 durchlaufen hat, und es kann dann fälschlicher
weise als Klopfsignal aufgefaßt werden. In Antwort auf das
Ausgangssignal der Torzeitgabesteuereinheit 4 (Fig. 3(c)),
die in Antwort auf das Ausgangssignal (Zündsignal) des Pha
senschiebers 8 ausgelöst wird, wird das Tor des Analogtors
3 für eine vorgegebene Zeitperiode nach dem Zündzeitpunkt F
geschlossen, und während dieser vorgegebenen Zeitperiode
können Signale des Frequenzfilters 2 nicht das Analogtor 3
durchlaufen. Als Ergebnis enthält das Spannungssignal des
Analogtors 3 (gezeigt mit C in Fig. 3(d)) kein Zündrau
schen, hat aber mechanisches Rauschen niedrigen Pegels.
Dieses Spannungssignal, wie es mit C in Fig. 3(d) gezeigt
wird, wird dem Vergleicher 6 und dem Rauschpegeldetektor 5
zugeführt.
Im Rauschpegeldetektor 5 wird eine etwas höhere Gleichspan
nung (gezeigt mit D in Fig. 3(d)) wie ein Hüllkurvenpegel
des mechanischen Rauschens erzeugt. Fig. 3(e) und Fig.
3(f) zeigen Ausgangssignale des Vergleichers 6 bzw. des In
tegrierers 7. Wenn kein Klopfsignal vorliegt, ist ein Aus
gang D des Rauschpegeldetektors 5 immer größer als der Aus
gang des Analogtors 3 und das Ausgangssignal des Verglei
chers 6 ist immer Null, was ebenfalls der Ausgangsspannung
des Integrierers 7 entspricht. Fig. 3(g) und Fig. 3(h)
zeigen ein Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 10 (Re
ferenzzündsignal) bzw. ein Ausgangssignal des Phasenschie
bers 8 (Zündsignal). Wenn die Ausgangsspannung des Inte
grieres 7 immer Null ist, verschiebt der Phasenschieber 8
die Phase nicht und das Zündsignal hat dann die gleiche
Phase wie das Referenzzündsignal.
Als nächstes wird die Betriebsweise bzw. Funktionsweise der
bekannten Vorrichtung für den Fall beschrieben, das Klopfen
erzeugt wird.
Das Ausgangssignal des Beschleunigungssenors 1 weist das
Klopfsignal zu einem Zeitpunkt auf, der um einen vorgegebe
nen Zeitabschnitt nach dem Zündzeitpunkt verzögert ist, wie
es in Fig. 4(a) gezeigt wird. Das Signal, das den Fre
quenzfilter 2 und das Analogtor 3 durchlaufen hat, ent
spricht dann dem Signal, das bei C in Fig. 4(d) gezeigt
wird, in dem das Klopfsignal mit dem mechanischen Rauschen
weit überlappt ist. Unter jenen Signalen, die das Analogtor
3 durchlaufen haben, ist der Anstieg des Klopfsignals so
steil, daß der Pegel bzw. Wert einer Ausgangsspannung D des
Rauschpegeldetektors 5 auf das Klopfsignal nicht reagiert.
Als Ergebnis wird dann auf die Eingänge des Komparators
bzw. Vergleichers 6 hin, die mit C und D in Fig. 4(d) gezeigt
werden, ein Impuls am Ausgang des Vergleichers 6, wie Fig.
4(e) zeigt, erzeugt.
Der Integrierer 7 integriert die Impulse und erzeugt eine
integrierte Spannung, wie in Fig. 4(f) gezeigt wird. Ent
sprechend der Ausgangsspannung des Integrierers 7 ver
schiebt der Phasenschieber 8 das Ausgangssignal der Wellen
formerschaltung 10 (Fig. 4(g) (Referenzzündsignal)) zur
Seite der Verzögerungszeit hin. Die Phase des Ausgangs
signals des Phasenschiebers 8 (Zündsignal) ist dann hinter
der Phase des Referenzzündsignals verzögert bzw. dieser
nachfolgend, und die Schaltereinrichtung 11 wird von dem Tast
impuls (Zündsignal) angesteuert, wie in Fig. 4(h) ge
zeigt wird. Als Ergebnis ist der Zündzeitpunkt verzögert
und das Klopfen wird vermieden.
Wie aus der oben stehenden Beschreibung ersichtlich ist,
wird der Betrieb in den Stufen der Fig. 3 und 4 wieder
holt, um die vorteilhafteste bzw. günstigste Zündzeitpunkt
steuerung durchzuführen.
In der oben angegebenen Klopfdetektionsschaltung wird ein
Beschleunigungssignal, das von dem Beschleunigungssensor 1,
wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt wird, detektiert wird,
in dem Frequenzfilter 2, dem Analogtor 3, dem Rauschpegel
detektor 5 und dem Vergleicher 6 verarbeitet. Wie in (b)
und C und (d) in den Fig. 3 und 4 gezeigt wird, setzt,
um das Beschleunigungssignal (AC-Signal) zu verarbeiten,
jede der oben erwähnten Einrichtungen einen Durchschnitts
wert jedes Signals fest, damit es ein vorgegebener Bezugs
wert ist, so daß das Beschleunigungssignal in geeigneter
Weise verarbeitet werden kann, ohne daß eine Verzerrung der
positiven Wellenform bzw. der negativen Wellenform auf
tritt. Dieser Zustand wird in dem Signalverlauf gemäß Fig.
5 gezeigt, bei dem eine Bezugsspannung bzw. eine Vor
spannung auf einen Wert von 1/2 Vcc einer Schaltungsversor
gungsspannung Vcc festgesetzt wird, die von einer Versor
gungsschaltung (nicht gezeigt in Fig. 1) zugeführt wird.
Die Figur zeigt eine Ausgangsspannung C des Analogtors 3
(Signal, das C in Fig. 3(d) oder C in Fig. 4(d) ent
spricht) und eine Ausgangsspannung D des Rauschpegeldetek
tors 5 (Signal, das D in Fig. 3(d) oder D in Fig. 4(d)
entspricht). Signale beider dieser Ausgangsspannungen wer
den auf der Basis der Vorspannung 1/2 Vcc verarbeitet. Die
positiven und negativen Wellen des Signals C in Fig. 5
werden dann geeigneterweise verarbeitet, ohne daß sie eine
Verzerrung aufweisen.
Wenn Bedingungen gegeben sind, daß die Schaltungsversor
gungsspannung Vcc gleich 8 V ist, daß die Stromversorgungs
schaltung durch ein serielles Reglersystem gegeben ist und
daß der minimale Spannungsverlust der Stromversorgungs
schaltung 0,5 Volt beträgt, ist die Stromversorgungsschal
tung stabilisiert, um die Schaltungsversorgungsspannung Vcc
zuzuführen, wenn eine Batteriespannung größer als 8,5 Volt
ist. Andererseits, wenn die Batteriespannung kleiner als
8,5 Volt wird, nimmt die Schaltungsversorgungsspannung Vcc
nicht eine spezifizierte Spannung an, sondern einen niedri
geren und instabilen Wert. In diesem Fall sind die Signale
jedes Abschnitts so turbulent bzw. durcheinander, daß ein
Signal, das fälschlicherweise für das Klopfsignal gehalten
wird, ausgegeben werden könnte.
Kürzlich sind mehrere Vorschläge gemacht worden, bei denen
der Verbrennungsmotor elektrisch gesteuert wird und bei
denen die oben erwähnte Klopfdetektionsschaltung in einer
Steuervorrichtung zum Steuern der Kraftzufuhr des Verbren
nungsmotors integriert ist.
Solch eine bekannte Steuervorrichtung wird im nachfolgenden
gemäß Fig. 6 beschrieben. Fig. 6 zeigt eine Sensorgruppe
21, die aus den Sensoren zum Messen oder Detektieren ver
schiedener Arten von Informationen besteht, die erforder
lich für die Kraftstoffsteuerung und die Zündzeitpunkt
steuerung bzw. Kontrolle sind, wie z. B. ein Luftdurch
flußmesser zum Messen des Luftdurchflusses, der jedem Zy
linder des Motors zugeführt wird, ein Kurbelwellenwinkel
sensor zum Erzeugen verschiedener Arten von Referenzsigna
len bzw. Bezugssignalen im Synchronismus mit der Umdrehung
der Kurbelwelle, ein Temperatursensor zum Messen der Kühl
wassertemperatur und ein Beschleunigungssensor zum Detek
tieren eines Beschleunigungssignals. Die verschiedenen Ar
ten von Laufinformationen, die von der Sensorgruppe 21 er
halten werden, werden einer Steuereinheit 22 zugeführt. Die
Steuereinheit 22 besteht aus einem Mikrocomputer 22c, der
mit einer Kraftstoffsteuereinheit 22a zum Steuern der
Kraftstoffzufuhr des Verbrennungsmotors, mit einer Zünd
zeitpunktsteuereinheit 22b zum Steuern des Zündzeitpunkts
und mit einer Klopfdetektionsschaltung 22d in der Anordnung
gemäß Fig. 1 versehen ist. Das Treibersignal bzw. das An
steuersignal der Steuereinheit 22 wird an eine Stellglied
gruppe 23 ausgegeben. Die Stellgliedgruppe 23 besteht aus
verschiedenen Typen von Stellgliedern für die Kraftstoff
steuerung der Maschine bzw. des Motors und für die Zünd
zeitpunktsteuerung, wie z. B. einem Einspritzer zum Zufüh
ren von Kraftstoff, einer Zündsteuerung zum Erzeugen einer
Zündspannung, einem Luftventil zum Steuern des schnellen
Leerlaufs und einem Abgastor (wast gate) zum Steuern eines
Turboladedrucks.
Im nachfolgenden wird die Betriebsweise der oben erwähnten
Einheiten beschrieben. Entsprechend den Laufinformationen
der verschiedenen Typen von Sensoren der Sensorgruppe 21,
arbeitet die Steuereinheit 22, um Treiberparameter der
Kraftstoffzufuhr und des Zündzeitpunkts in der Kraftstoff
steuereinheit 22a bzw. der Zündzeitpunktsteuereinheit 22b
zu erhalten, und steuert die verschiedenen Typen von Stell
gliedern in der Stellgliedgruppe 23 an, um vorgegebene
Laufzustände für die Steuerung erzeugen zu können. Klopfen,
das im Verbrennungsmotor erzeugt wird, wird in der Klopf
detektionsschaltung 22d mittels des Ausgangssignals des Be
schleunigungssensors in der Sensorgruppe 21 detektiert.
Entsprechend dem Ergebnis des detektierten Klopfens arbei
tet die Zündzeitpunktsteuereinheit 22b, um den Zündzeit
punkt zu erhalten.
Der Mikrocomputer 22c wird von der Schaltungsversorgungs
spannung Vcc=5 Volt versorgt. Wenn Bedingungen vorliegen,
daß eine Versorgungsschaltung (nicht gezeigt) zum Zuführen
der Schaltungsversorgungsspannung Vcc durch das Serienreg
lersystem gegeben ist und daß ein minimaler Spannungs
verlust der Versorgungsschaltung gleich 0,5 Volt ist, ist
die Versorgungsschaltung stabilisiert, um die
Schaltungsversorgungsspannung Vcc=5 Volt zuzuführen, wenn
die Batteriespannung mehr als 5,5 Volt beträgt. Und die
Klopfdetektionsschaltung 22d ist stabilisiert, wie oben er
wähnt, um angesteuert zu werden, wenn die Batteriespannung
mehr als 5,5 Volt beträgt. Im allgemeinen beträgt die Bat
teriespannung, wenn der Verbrennungsmotor anläuft bzw. ge
startet wird, ungefähr 6 Volt, da ein Anlasser eingesetzt
wird. In diesem Fall wird der Mikrocomputer 22c stabil ver
sorgt, aber die Klopfdetektionsschaltung 22d
kann nicht stabil versorgt werden.
Als Ergebnis, wenn die Batteriespannung einen Wert hat, der
zwischen mehr als 6 Volt und weniger als 8 Volt variiert,
wird der Mikrocomputer 22c normal versorgt, aber die Klopf
detektionsschaltung 22d wird nicht normal versorgt. Es be
steht dann ein Nachteil darin, daß ein falsches Klopfsignal
von der Klopfdetektionsschaltung 22d ausgegeben wird und
daß der Mikrocomputer 22c in Antwort auf dieses Signal eine
falsche Steuerung bzw. Kontrolle durchführt. Insbesondere
wenn sich eine Batteriespannung E mit Brummen bzw. Ober
wellen, wie in Fig. 7 gezeigt wird, ändert, besteht eine
hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß das
Klopfsignal fehlerhaft detektiert wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor anzugeben,
die keinen Störungen bezüglich ihres Steuerungsbetriebs
ausgesetzt ist, auch wenn die Spannung der Signalverarbei
tungsschaltung einen vorgegebenen, niedrigen Wert annimmt
und ein falsches Signal ausgegeben werden sollte.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
anzugeben, bei der die Ansteuerung des Verbrennungsmotors
nicht durch den Einfluß eines falschen Signals be
einträchtigt wird, wenn der Mikrocomputer für die Lauf
steuerung des Verbrennungsmotors mit einer Klopfdetektions
schaltung, wie z. B. einer Signalverarbeitungsschaltung, ver
sehen ist.
Die vorhergehenden Aufgaben werden durch eine Steuervor
richtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach
ist die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß
der vorliegenden Erfindung mit einem Mikrocomputer für die
Laufsteuerung des Verbrennungsmotors, einer Signalverarbei
tungsschaltung mit einer höheren Betriebsspannung als der
Mikrocomputer und einer Steuereinrichtung zum Unterdrücken
eines Ausgangs der Signalverarbeitungsschaltung oder zum
Absenken eines Steuerpegels, der auf diesem Ausgang ba
siert, versehen, wenn eine Spannung der Signalverarbei
tungsschaltung kleiner als ein vorgegebener Wert wird.
In einer solchen Steuervorrichtung, wie beispielhaft er
wähnt, entspricht die Klopfdetektionsschaltung der Signal
verarbeitungsschaltung, und wenn die Spannung der Signal
verarbeitungsschaltung kleiner ist als eine vorgegebene
Spannung, ist die Vorrichtung so ausgelegt, daß sie durch
das falsche Klopfsignal, das von der Klopfdetektionsschal
tung ausgegeben wird, nicht beeinflußt wird, indem das
Klopfsignal der Klopfdetektionsschaltung unterdrückt wird
oder indem der Steuerpegel, der von diesem Klopfsignal ab
hängt, abgesenkt wird.
Als Verfahren zum Detektieren der Spannung in der Signal
verarbeitungsschaltung kann es von Vorteil sein, eine Bat
teriespannung einer Stromversorgung zu detektieren, die
Spannung dem Mikrocomputer und der Signalverarbeitungs
schaltung zuführt, oder direkt die Schaltungsspannung der
Signalverarbeitungsschaltung zu detektieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Er
findung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Ver
bindung mit den Zeichnungen ersichtlich. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer bekann
ten Zündzeitpunktsteuervorrichtung zeigt;
Fig. 2 einen Kurvenverlauf, der Ausgangscharakteristiken
eines Beschleunigungssensors zeigt;
Fig. 3(a), 3(b) , 3(c), 3(d), 3(e), 3(f), 3(g) und 3(h) Kur
ven, die Betriebssignalverläufe jedes Abschnittes in Fig.
1 zeigen, wenn kein Klopfen erzeugt wird;
Fig. 4(a), 4(b), 4(c), 4(d), 4(e), 4(f), 4(g) und 4(h) Kur
ven, die Betriebssignalverläufe jedes Abschnitts in Fig. 1
zeigen, wenn Klopfen erzeugt wird;
Fig. 5 eine Kurve, die die Beziehung zwischen einer Schal
tungsversorgungsspannung und einer Vorspannung zeigt;
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer bekannten Steuervorrichtung
4 eines Verbrennungsmotors;
Fig. 7 eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Bat
teriespannung und der Schaltungsversorgungsspannung zeigt;
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für einen
Verbrennnungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer
Klopfsignalsteuereinheit;
Fig. 10 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform
einer Klopfsignalsteuereinheit;
Fig. 11 eine Kurve, die eine Charakteristik eines Steuer
winkels in der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmo
tor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 12 eine Kurve, die eine andere Charakteristik des
Steuerwinkels in der Steuervorrichtung für einen Verbren
nungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuervorrichtung
für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Die Figur zeigt eine Sensor
gruppe 21, einen Mikrocomputer 22c, der eine Kraftstoff
steuereinheit 22a und eine Zündzeitpunktsteuereinheit 22b
aufweist, eine Klopfdetektionsschaltung 22d als eine Si
gnalverarbeitungsschaltung und eine Stellgliedgruppe 23,
die die gleichen Funktionen durchführen wie die Einrichtun
gen mit identischen Bezugszeichen in der bekannten Vorrich
tung nach Fig. 4. Eine Steuereinheit 22 weist zusätzlich
zu dem Mikrocomputer 22c und der Klopfdetektionsschaltung
22d eine Klopfsignalsteuereinheit 22e auf, die den Be
triebszustand der Klopfdetektionsschaltung 22d detektiert
und die ein Klopfsignal steuert bzw. kontrolliert.
Der Mikrocomputer 22c (Kraftstoffsteuereinheit 22a und
Zündzeitpunktsteuereinheit 22b) und die Klopfdetektions
schaltung 22d werden von einer Stromversorgung von einer
Batterie 24 betrieben. Einer Versorgungsschaltung (nicht
gezeigt), die eine Spannung dem Mikrocomputer 22c zuführt,
wird eine Spannung von der Batterie 24 zugeführt. Die
Klopfdetektionsschaltung 22d hat ihre eigene Stromversor
gungsschaltung (nicht gezeigt), der ebenfalls Spannung von
der Batterie 24 zugeführt wird.
Eine Ausführungsform der Klopfsignalsteuereinheit 22e wird
in Fig. 9 gezeigt. Fig. 9 zeigt einen Spannungsdetektor
25, der in der Klopfsignalsteuereinheit 22e vorgesehen ist,
und der eine Batteriespannung detektiert, die von der
Batterie 24 der Steuereinheit 22 (Klopfdetektionsschaltung
22d) zugeführt wird, und der ein Steuersignal an die
Zündzeitpunktsteuereinheit 22b ausgibt, wenn der detek
tierte Wert kleiner als 8,5 V ist.
Im nachfolgenden wird die Funktionsweise bzw. Betriebsweise
der Vorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Die grund
legende Betriebsweise der Kraftstoffsteuerung und der Zünd
zeitpunktsteuerung in der Sensorgruppe 21, des Mikrocom
puters 22c, der Klopfdetektionsschaltung 22d und der Stell
gliedgruppe 23 ist die gleiche wie in der bekannten Vor
richtung nach dem Stand der Technik, die in Fig. 4 gezeigt
wird.
Wenn eine Batteriespannung von 8,5 V oder mehr vorhanden
ist, werden der Mikrocomputer 22c und die Klopfdetektions
schaltung 22d stabil betrieben. Dementsprechend, wenn der
Spannungsdetektor 25 einen Wert von 8,5 V oder mehr detek
tiert, gibt die Klopfsignalsteuereinheit 22e kein Steuer
signal aus. Als Ergebnis kann der grundlegende Betrieb für
die Kraftstoffsteuerung und die Zündzeitpunktsteuerung sta
bil ausgeführt werden.
Andererseits, wenn eine Batteriespannung von weniger als
8,5 V vorliegt, wird die Klopfdetektionsschaltung 22d in
stabil betrieben, und zwar wegen der Geschwindigkeit und
der Amplitude bzw. Größe der Oberwellen der Batteriespan
nung. Dann, wenn der detektierte Wert des Spannungsdetek
tors 25 kleiner als 8,5 V ist, gibt die Signalsteuereinheit
22e ein Steuersignal an die Zündzeitpunktsteuereinheit 22b
aus. Wenn die Zündzeitpunktsteuereinheit 22b das Steuer
signal der Klopfsignalsteuereinheit 22e entgegennimmt, wenn
ein Klopfsignal von der Klopfdetektionsschaltung 22d über
tragen wird, identifiziert die Zündzeitpunktsteuereinheit
22b dieses Klopfsignal als falsches Klopfsignal und verwen
det dieses falsche Klopfsignal nicht für die Steuerung.
Fig. 11 zeigt einen Steuerwinkel der Zündzeitpunkt
steuereinheit 22b, der auf dem Ausgang der Klopfdetek
tionsschaltung 22d basiert. Im normalen Zustand, wenn die
Batteriespannung 8,5 V oder mehr beträgt, hat der Steuer
winkel eine Weite bzw. Breite von 10 Grad, und wenn sie
kleiner ist als dieser Wert, wird das Ausgangssignal
(Klopfsignal) der Klopfdetektionsschaltung 22d unterdrückt
bzw. als ungültig erklärt und der Steuerwinkel wird mit ei
ner Breite von Null Grad erzeugt, ohne daß eine Steuerung
durchgeführt wird. Mit einer solchen Anordnung, wie oben
erwähnt, wenn ein falsches Klopfsignal von der Klopfdetek
tionsschaltung 22d übertragen wird, kann dieses Signal
vollständig ignoriert werden und keine Störung beeinflußt
die Steuerungen.
Eine andere Ausführungsform der Klopfsignalsteuereinheit
22e wird in Fig. 10 gezeigt. Fig. 10 zeigt einen Span
nungsdetektor 26, der in der Klopfsignalsteuereinheit 22e
vorgesehen ist und der eine Spannung in der Klopfdetektions
schaltung 22d detektiert. Wenn der Spannungsdetektor 26
die Verminderung der Batteriespannung der Batterie 24 de
tektiert, die die Spannung in der Klopfdetektionsschaltung
22d zu niedrig macht, um ein reguläres Klopfsignal zu de
tektieren, gibt er ein Steuersignal an die Zündzeitpunkt
steuereinheit 22b aus.
Eine andere Ausführungsform des Steuerwinkels der Zündzeit
punktsteuereinheit 22b, wenn die Spannung niedrig ist, wird
in Fig. 12 gezeigt. Im normalen Zustand, wenn die Batterie
spannung über 8,5 V oder mehr liegt, hat der Steuerwinkel
eine Breite von 10 Grad, und wenn sie niedriger als 8,5 V
ist, hat der Steuerwinkel eine Breite von gerade einem
Grad. Als Ergebnis besteht in dem Fall, wo die Batterie
spannung so niedrig ist, daß die Klopfdetektionsschaltung
22d das reguläre Klopfsignal nicht detektieren kann oder
sie ein falsches Klopfsignal ausgibt, die Möglichkeit, daß
maximal eine Ein-Grad-Steuerung durchgeführt wird, und zwar so,
daß der Steuerwinkel der Zündzeitpunktsteuereinheit 22b die Breite von gerade
einem Grad hat, wobei dieser Winkel jedoch zu klein ist, um
eine Störung bei den normalen Steuerungen zu bewirken.
Wie aus der oben stehenden Beschreibung ersichtlich ist,
wird, wenn die Batteriespannung zu klein ist, um eine
Betriebsspannung der Klopfdetektionsschaltung 22d sicherzu
stellen, die ein falsches Klopfsignal ausgeben kann, dieses
falsche Klopfsignal ignoriert, oder der Steuerpegel in Ant
wort auf dieses falsche Klopfsignal ist extrem klein. Dies
führt dann zu keiner Störung bzw. keiner Schwierigkeit in
der Zündzeitpunktsteuerung, und zwar auch in diesem Fall.
Insbesondere wenn der Verbrennungsmotor eine so niedrige
Umdrehung hat, daß ein Generator desselben eine niedrige
Kapazität hat (z. B. im Leerlaufbetrieb), wird die Batte
riespannung schnell entsprechend der Änderung ihrer Strom
last reduziert, und in diesem Fall ist die vorliegende Er
findung von Vorteil, um dies zu vermeiden.
Zudem, wenn der Verbrennungsmotor mit leichter Last betrie
ben wird, ist der Ausgang des Verbrennungsmotors so gering,
daß der Verbrennungsmotor schnell abstirbt, und zwar wegen
der Änderung des Zündzeitpunkts. In diesem Fall ist die
vorliegende Erfindung ebenfalls von Vorteil.
Claims (6)
1. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem
Mikrocomputer für die Laufsteuerung des Verbrennungsmotors
entsprechend Laufinformationen des Verbrennungsmotors, bei
der ein Ausgangssignal durch Verarbeiten dieser Laufinformationen
erhalten wird,
mit einer Signalverarbeitungsschaltung, die eine höhere Be
triebsspannung als diejenige des Mikrocomputers aufweist
und die das Ausgangssignal dem Mikrocomputer zuführt; und wobei
das Ausgangssignal der Signalverarbeitungsschaltung
unterdrückt bzw. ungültig erklärt wird, wenn eine Spannung
der Signalverarbeitungsschaltung kleiner als ein vor
gegebener Wert ist.
2. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An
spruch 1, bei der der Mikrocomputer die Kraftstoffzufuhr zu
dem Verbrennungsmotor und den Zündzeitpunkt des Verbren
nungsmotors steuert.
3. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An
spruch 2, bei der die Signalverarbeitungsschaltung eine
Schaltung zum Detektieren des Klopfens des Verbrennungs
motors ist.
4. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An
spruch 1 mit einem
Spannungsdetektor zum Detektieren einer Spannung in der Si
gnalverarbeitungsschaltung.
5. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An
spruch 1, bei der der Mikrocomputer und die Signalverarbei
tungsschaltung von der gleichen Stromversorgung mit je einer
Spannung versorgt werden und die
mit einem Spannungsdetektor zum Detektieren einer
Spannung der Stromversorgung versehen ist.
6. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Steuerwinkel für
den Zündzeitpunkt für den Fall, daß eine
Spannung der Signalverarbeitungsschaltung kleiner
als ein vorgegebener Wert ist, auf einen kleinen Wert gesetzt wird,
d. h. insbesondere auf Null-Grad bzw. Ein-Grad
festgelegt wird.
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