DE4007202C2 - - Google Patents

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.