DE4027354C3 - Verfahren und Einrichtung zum Erfassen von Klopfen in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrich­ tung zum Erfassen von Klopfen in einer Brennkraftma­ schine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 6.

Es wurde bereits ein Lernsteuersystem zur Korrektur des Zündzeitpunktes vorgeschlagen. Dabei wird der Zündzeitpunkt so vorverstellt, daß ein maximales Dreh­ moment erzeugt wird, solange der Pegel von Klopfen in der Maschine einen annehmbaren Pegel nicht über­ steigt. Wenn Klopfen auftritt, wird das Steuersystem wirksam und verzögert den Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert.

Das Klopfen, das während eines Verbrennungshubs in einem Zylinder nach der Zündung auftritt, wird durch Aufnahme von Schwingungen der Maschinen von ei­ nem Klopfsensor erfaßt. Es gibt jedoch auch Schwin­ gungen, die von anderen Quellen als Klopfen erzeugt werden, z. B. von einem Ventilsitz, der Schwingungen erzeugt, wenn das Ventil auf ihn auftrifft. Daher muß das Klopfen innerhalb einer Zeitdauer zwischen bestimm­ ten Kurbelwinkeln, z. B. zwischen 30° und 90° nach ei­ nem oberen Totpunkt, erfaßt werden, während die Ven­ tile nicht arbeiten.

Die JP-OS 56-2469 beschreibt ein Steuersystem für eine Klopferfassungsdauer, wobei ein Austastsignal ge­ liefert wird, das ein Klopfsignal aus verschiedenen Si­ gnalen herausnimmt. Die Zeitdauer zur Erzeugung ei­ nes Austastsignals wird nach Maßgabe der Maschinen­ drehzahl gesteuert.

Aus der DE 36 35 963 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Regeln des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Zündzeitpunkt wird in Abhängigkeit vom Auftreten ei­ nes Klopfsignales korrigiert, welches innerhalb eines vorbestimmten Intervalls der Kurbeldrehung unter Auswertung eines Amplitudenspitzenwerts einer Zylin­ derdruckschwingung festgestellt wird. Die Korrektur des Intervalls in Abhängigkeit von verschiedenen Ma­ schinenbetriebsbedingungen ist nicht vorgesehen.

Aus der DE 34 34 823 A1 ist ein Verfahren zur Klopf­ regelung von Brennkraftmaschinen bekannt, gemäß dem innerhalb eines Meßfensters sowie eines Hilfsmeß­ fensters ein Klopfsignal integriert wird. Auf Grund der Integrationsergebnisse wird entschieden, ob klopfver­ hindernde Maßnahmen eingeleitet werden müssen. So­ wohl das Meßfenster als auch das Hilfsmeßfenster besit­ zen bezüglich des oberen Totpunkts eines jeweiligen Zylinders eine feste Phasenlage und sind ebenfalls nicht auf die Betriebsbedingungen der Maschine abstimmbar.

Aus der DE 34 10 598 A1 ist ein Zündzeitpunktsteuer­ vorrichtung bekannt, wobei Zündzeitpunkte abhängig vom Ausgang eines Klopfdetektors korrigiert werden. Die Klopfstärke wird in einer Zeitperiode ermittelt, die - ebenfalls - nicht an die Maschinenbetriebsbedin­ gungen anpaßbar ist.

In der DE 30 47 079 A1 ist eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor beschrieben, gemäß welcher der Zündzeit­ punkt eines jeden Zylinders in Abhängigkeit von einem Klop­ fergebnis verstellbar ist. Das Klopfergebnis wird in einem Winkelfenster ermittelt, dessen Winkellage relativ zur Win­ kellage der Kurbelwelle fest ist.

Die DE-OS 26 59 239 beschreibt eine Einrichtung zur Zündzeit­ punktverstellung bei Brennkraftmaschinen, mit der der Zünd­ zeitpunkt in Abhängigkeit von einer Klopferscheinung korri­ gierbar ist. Auch hierbei wird die Klopferscheinung in einer vorgegebenen, festen Prüfperiode ermittelt.

Allen vorgenannten Einrichtungen bzw. Verfahren ist somit zu eigen, daß die Klopferfassung nur in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl bestimmt wird. Eine Anpassung an einen sich ändernden Zündzeitpunkt bzw. an sich ändernde Maschinenbe­ triebszustände ist nicht vorgesehen. Insbesondere dann, wenn der Zündzeitpunkt stark vorverstellt oder verzögert wird, ist es aber schwierig, das Klopfen genau zu erfassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß in einfacher Weise ein korrektes Erfassen von Klop­ fen mit größerem Störsignalabstand ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die im Anspruch 1 und vorrichtungsseitig durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungswesentlich ist, daß der Klopferfassungszeitbereich in Abhängigkeit der Maschinenbetriebsbedingungen so bestimmt wird, daß lediglich das tatsächliche Klopfen erfaßbar und eine Beeinflussung durch Schwingungen von anderen Quellen weitgehend ausgeschaltet ist. Der Klopferfassungszeitbereich ist somit ebenso wie der Zündzeitbereich als Parameter auf­ zufassen, der hinsichtlich der Maschinenbetriebsbedingungen korrigierbar und optimierbar ist. Insbesondere wird weitgehend verhindert, daß Schwingungen von anderen Quellen das Klopfergebnis verfälschen. Damit ist mit dem angegebenen Verfahren bzw. der angegebenen Einrichtung ein korrektes Erfassen von Klopfen auf ein­ fache Weise gewährleistet.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile an Hand der Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnah­ me auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brenn­ kraftmaschine, bei der die Erfindung angewandt wird;

Fig. 2a und 2b ein Blockschaltbild einer Regelung ge­ mäß der Erfindung;

Fig. 3, 4 und 5 Flußdiagramme, die den Betrieb des Systems verdeutlichen;

Fig. 6 ein Diagramm, das Charakteristiken des Zünd­ zeitpunkts und des Vorverstellwerts nach Maßgabe der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast zeigt; und

Fig. 7 ein Impulsdiagramm, das den Betrieb der Erfin­ dung erläutert.

Nach Fig. 1 hat eine Brennkraftmaschine 1 eine Dros­ selklappe 10 in einem Drosselklappengehäuse 11, das über ein Ansaugrohr 9 mit einem Luftfilter 8 in Verbin­ dung steht. Das Drosselklappengehäuse 11 steht mit einem Ansaugkrümmer 12 in Verbindung, der mit einer Verbrennungskammer 2 jedes Zylinders in der Maschi­ ne 1 durch eine Einlaßöffnung 3 und ein Einlaßventil 4 verbunden ist. Eine Bypaßleitung 15 mit einem Leerlauf­ steuerventil 14 ist um die Drosselklappe 10 herumge­ führt. Eine Zündkerze 7 befindet sich in jeder Verbren­ nungskammer 2, und ein Mehrfach-Einspritzer 16 ist im Ansaugkrümmer 12 nahe jeder Einlaßöffnung 3 ange­ ordnet. Abgase der Maschine 1 werden durch eine Aus­ laßöffnung 5, ein Auslaßventil 6 und einen Auspuff­ krümmer 13 abgeführt. Die Maschine 1 umfaßt einen Kurbelwinkelsensor 20, einen Drucksensor 21, der den Druck im Ansaugrohr 9 abstrom von der Drosselklappe 10 aufnimmt, einen Kühlmitteltemperatursensor 22, ei­ nen Sauglufttemperatursensor 23, einen O₂-Sensor 24, der die Sauerstoffkonzentration der Abgase im Aus­ puffkrümmer 13 aufnimmt, einen Drosselklappenlagesensor 25 und einen Klopfsensor 26. Ausgangssignale der Sensoren 20-26 werden einer Steuereinheit 30 zu­ geführt, die dem Einspritzer 16 ein Einspritzsignal, dem Leerlaufsteuerventil 14 ein Leerlaufsignal und der Zündkerze 7 über eine Zündvorrichtung 27, eine Zünd­ spule 28 und einen Verteiler 29 ein Zündsignal zuführt. Eine Maschinendrehzahl Ne wird auf der Basis eines Kurbelwinkelsignals vom Kurbelwinkelsensor 20 be­ rechnet. Ein Saugluftdruck Pm wird auf der Basis eines Signals vom Drucksensor 21 berechnet. Diese Signale dienen der Berechnung einer Grund-Einspritzimpuls­ dauer Tp. Die Grund-Einspritzimpulsdauer Tp wird nach Maßgabe einer Kühlmitteltemperatur Tw vom Kühlmitteltemperatursensor 22, einer Sauglufttempera­ tur Ta vom Sauglufttemperatursensor 23 und eines Rückführungssignals vom O₂-Sensor 24 korrigiert. Der Einspritzer 16 spritzt eine Kraftstoffmenge ein, die einer korrigierten Einspritzimpulsdauer Ti entspricht.

Andererseits wird der Leerlaufzustand der Maschine 1 nach Maßgabe eines Drosselklappenöffnungsgrads, der vom Drosselklappenlagesensor 25 aufgenommen wird, oder eines EIN-Signals eines Leerlaufschalters be­ stimmt. Der Öffnungsgrad des Leerlaufsteuerventils 14 wird zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl der Maschine verstellt.

Nach den Fig. 2a und 2c hat die Steuereinheit 30 ei­ nen Maschinendrehzahlrechner 31, einen Saugdruck­ rechner 32 und einen Kühlmitteltemperaturrechner 33 zur Berechnung der Maschinendrehzahl Ne, des Saug­ luftdrucks Pm und der Kühlmitteltemperatur Tw auf der Basis der Ausgangssignale vom Kurbelwinkelsensor 20, vom Drucksensor 21 und vom Kühlmitteltemperatur­ sensor 22. Ein Klopfdetektor 34 ist vorgesehen und er­ zeugt ein Klopfsignal, wenn der Klopfsensor 26 ein Klopfen der Maschine erfaßt.

Die Maschinendrehzahl Ne und der Saugluftdruck Pm werden einer Grundzündzeitpunkt-Nachschlagta­ belle 36 und einer Maximalvorverstellwert-Nachschlag­ tabelle 35 zugeführt. In der Grundzündzeitpunkt-Nach­ schlagtabelle 36 ist eine Vielzahl von Grundzündzeit­ punkten IGB gespeichert, die nach Maßgabe der Ma­ schinendrehzahl Ne und des Saugluftdrucks Pm ange­ ordnet sind. Der Grundzündzeitpunkt IGB ist ein maxi­ maler Zeitpunkt zur Erzeugung eines maximalen Dreh­ moments mit niederoktanigem Benzin, ohne daß Klop­ fen erzeugt wird. Der Grundzündzeitpunkt IGB wird mit steigender Maschinendrehzahl Ne und steigender Maschinenlast entsprechend dem Saugluftdruck Pm vorverstellt, wie Fig. 6 zeigt. In der Maximalvorverstell­ wert-Nachschlagtabelle 35 ist eine Vielzahl von Maxi­ malvorverstellwerten MBT gespeichert, die nach Maß­ gabe der Maschinendrehzahl Ne und des Saugdrucks Pm angeordnet sind. Der Maximalvorverstellwert MBT ist ein Wert, der dem Grundzündzeitpunkt IGB hinzu­ addiert wird, um ein maximales Drehmoment mit hoch­ oktanigem Benzin ohne Klopfen zu erzielen. Ein theore­ tisch erwünschter maximaler Zündzeitpunkt IGT' zum Erhalt des maximalen Drehmoments wird mit steigen­ der Oktanzahl des Kraftstoffs parallel dazu in Vorver­ stellrichtung verlagert.

Der Maximalvorverstellwert MBT und ein Lernkor­ rekturwert IGL, der durch einen noch zu erläuternden Lernvorgang erhalten wird, werden einem Bereichsbe­ stimmungsteil 37 zugeführt. In diesem werden der Maxi­ malvorverstellwert MBT und der Lernkorrekturwert IGL miteinander verglichen, um einen der Bereiche Da bzw. Db von Fig. 6 auszuwählen. Wenn der Maximal­ vorverstellwert MBT kleiner als der Korrekturwert IGL ist (MBT ≦ IGL), wird der Bereich Da ausgewählt, wobei der Maximalvorverstellwert MBT zum Erhalt ei­ nes Zündzeitpunkts IGT genützt wird. Wenn dagegen der Maximalvorverstellwert MBT größer als der Lern­ korrekturwert IGL ist (MBT < IGL), wird der Bereich Db ausgewählt, wobei der Korrekturwert IGL gewon­ nen wird.

Das Ausgangssignal des Bereichsbestimmungsteils 37, der Maximalvorverstellwert MBT, der Grundzünd­ zeitpunkt IGB und der Lernkorrekturwert IGL werden einem Zündzeitpunktrechner 38 zugeführt. Wenn der Bereich Db ausgewählt wird, wird der Lernkorrektur­ wert IGL abgeleitet, um den Grundzündzeitpunkt IGB vorzuverstellen. Der Zündzeitpunkt IGT wird wie folgt berechnet:

IGT = IGB + IGL.

Im Bereich Da dagegen wird der Grundzündzeit­ punkt IGB um den Maximalvorverstellwert MBT vor­ verstellt, so daß der Zündzeitpunkt IGT wie folgt be­ rechnet wird:

IGT = IGB + MBT.

Der Zündzeitpunkt IGT wird der Zündvorrichtung 27 über einen Treiber 39 zugeführt, so daß die Zündkerze zum berechneten Zündzeitpunkt IGT in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkelsignal gezündet wird.

Die Steuereinheit 30 hat ferner ein System zur Bil­ dung des Lernkorrekturwerts IGL durch Lernen. Einem Lernbestimmungsteil 40 werden das Ausgangssignal des Bereichsbestimmungsteils 37, die Maschinendrehzahl Ne, der Saugluftdruck Pm und die Kühlmitteltempera­ tur Tw zugeführt, und es wird bestimmt, ob die Maschi­ nenbetriebszustände zur Durchführung des Lernbe­ triebs geeignet sind. Der Lernbetrieb wird ausgeführt, wenn das Fahrzeug warmgelaufen ist, ferner im Hoch­ last- und Niedrigdrehzahlbereich der Maschine, in dem Klopfen genau bestimmt werden kann, und wenn der Bereich Db ausgewählt ist. Das Ausgangssignal des Lernbestimmungsteils 40 wird einem Zündzeitpunkt­ korrekturwert-Überschreibungsteil 41 zugeführt, dem außerdem die Maschinendrehzahl Ne, der Saugluft­ druck Pm und das Klopfsignal zugeführt werden. Der Zündzeitpunktkorrekturwert-Überschreibungsteil 41 führt selektiv einen vollständigen Grobkorrekturvor­ gang mit einem großen Lernkorrekturwert AT und ei­ nen individuellen Feinkorrekturvorgang mit einem klei­ nen Lernkorrekturwert nach Maßgabe der Maschinen­ betriebszustände aus. Der in einem Speicher 42 für gro­ ße Korrekturwerte gespeicherte große Lernkorrektur­ wert AT wird in Abhängigkeit vom Klopfsignal des Klopfdetektors 34 so umgeschrieben, daß der wahre Zündzeitpunkt IGT dem gewünschten Maximalzünd­ zeitpunkt IGT' in Abhängigkeit von der Oktanzahl des Kraftstoffs angenähert wird. Wenn kein Klopfen auf­ tritt wird der Lernbetrieb einmal in jeder vorbestimm­ ten Zeitdauer t1, z. B. 1 s, durchgeführt, um den großen Lernkorrekturwert AT um einen vorbestimmten Wert a zu vergrößern, wodurch der große Lernkorrekturwert AT in Vorverstellrichtung geändert wird. Andererseits wird der Korrekturwert AT jedesmal beim Auftreten von Klopfen um einen vorbestimmten Wert γ verrin­ gert. Einem Klopfzähler 43, der das Auftreten von Klop­ fen zählt, wird das Klopfsignal zugeführt. Wenn der Klopfzähler 43 eine vorbestimmte Anzahl α von Malen, z. B. fünf, gezählt hat, erzeugt er ein Ausgangssignal, das dem Zündzeitpunktkorrekturwert-Überschreibungsteil 41 zugeführt wird. Einem Korrekturwertdetektor 44 wird der aus aus dem Speicher 42 gewonnene Korrek­ turwert AT zugeführt zum Vergleich dieses Werts mit einem vorbestimmten Maximalvorverstellwert AM. Wenn der Korrekturwert AT den Maximalvorverstell­ wert AM erreicht, wird dem Zündzeitpunktkorrektur­ wert-Überschreibungsteil 41 ein Signal zugeführt; die­ ser unterbricht die Grobkorrektur, wenn entweder das Signal vom Klopfzähler 43 oder vom Korrekturwertde­ tektor 44 zugeführt wird, und schätzt, daß sich der Zünd­ zeitpunkt dem gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT' angenähert hat.

Danach wird ein Feinkorrekturvorgang ausgeführt. Ein kleiner Lernkorrekturwert AP wird aus einem Spei­ cher 45 für kleine Korrekturwerte ausgelesen, in dem eine Vielzahl von kleinen Lernkorrekturwerten AP ge­ speichert ist, die nach Maßgabe der Maschinenbetriebs­ zustände angeordnet sind. Ein bestimmter kleiner Lern­ korrekturwet AP wird gleichfalls in Abhängigkeit des Auftretens von Klopfen durch Lernen im Zündzeit­ punktkorrekturwert-Überschreibungsteil 41 erhöht oder vermindert. Dadurch wird der Zündzeitpunkt IGT weiter vorverstellt und dem gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT' angenähert.

Der große Lernkorrekturwert AT und der kleine Lernkorrekturwert AP werden einem Lernkorrektur­ wertrechner 46 zugeführt, in dem der Lernkorrektur­ wert IGL wie folgt berechnet wird:

IGL = AT + AP.

Der Lernkorrekturwert IGL wird dem Zündzeit­ punktrechner 38 wie beschrieben zugeführt.

Die Steuereinheit 30 weist ein System zum Bestim­ men einer Zeitdauer auf, in der das Klopfen erfaßt wer­ den soll. Das Prinzip dieses Systems wird nachstehend erläutert. Die Zeitdauer zum Erfassen von Klopfen kann auf der Grundlage des Zündzeitpunkts bestimmt wer­ den. Daher wird eine Grund-Klopferfassungsdauer ent­ sprechend dem Grundzündzeitpunkt IGB in Abhängig­ keit von der Maschinendrehzahl Ne und dem Saugluft­ druck Pm bestimmt. Wenn sich der Zündzeitpunkt nach Maßgabe des Lernkorrekturwerts IGL ändert, wird ein Klopferfassungsdauer-Korrekturwert entsprechend dem Lernkorrekturwert IGL gebildet, wodurch die Grundklopferfassungsdauer innerhalb eines erforderli­ chen Mindestbereichs korrigiert wird.

Insbesondere umfaßt die Steuereinheit 30 einen Grund-Klopferfassungsdauergeber 50, dem die Maschi­ nendrehzahl Ne und der Saugluftdruck Pm zugeführt werden. Der Grund-Klopferfassungsdauergeber 50 ent­ hält eine Nachschlagtabelle, in der eine Vielzahl von Grund-Klopferfassungsdauer-Startzeiten KNS gespei­ chert ist, und eine Nachschlagtabelle, in der eine Viel­ zahl von Grund-Klopferfassungsdauer-Endzeiten KNE gespeichert ist, die jeweils nach Maßgabe der Maschi­ nendrehzahl Ne und des Saugluftdrucks Pm angeordnet sind. Die Grund-Klopferfassungsdauer-Startzeiten KNS sind zu vorbestimmten Zeitpunkten unmittelbar nach dem Grundzündzeitpunkt vorgegeben. Die Steuereinheit 30 hat eine Klopferfassungsdauer-Kor­ rekturwerttabelle 51, in der eine Vielzahl von Klopfer­ fassungsdauer-Korrekturwerten ΔK gespeichert und nach Maßgabe des Lernkorrekturwerts IGL als anstei­ gende Funktion desselben angeordnet ist. Die Grund- Klopferfassungsdauer-Startzeit KNS, die Grund-Klopf­ erfassungsdauer-Endzeit KNE und der Klopferfas­ sungsdauer-Korrekturwert ΔK, die jeweils aus den ent­ sprechenden Tabellen abgerufen sind, werden einem Klopferfassungsdauerrechner 52 zugeführt, in dem eine Klopferfassungsdauer-Startzeit KNST und eine Klopf­ erfassungsdauer-Endzeit KNEN wie folgt berechnet werden:

KNST = KNS + ΔK

KNEN = KNE + ΔK.

Die Startzeit KNST und die Endzeit KNEN werden dem Klopfdetektor 34 zugeführt.

Fig. 3 zeigt insgesamt den Betrieb des Systems. Bei Programmstart werden die Maschinendrehzahl Ne, der Saugluftdruck Pm und die Kühlmitteltemperatur Tw in den Schritten S100-S102 ausgelesen. In Schritt S103 wird das Auftreten von Klopfen detektiert. Dann wer­ den in Schritten S104 und S105 der Maximalvorverstell­ wert MBT und der Grundzündzeitpunkt IGB aus den jeweiligen Nachschlagtabellen 35 und 36 nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und des Saugluftdrucks Pm ausgelesen. In den Schritten S106-S108 wird abgefragt, ob die Bedingungen zum Lernen erfüllt sind. Insbeson­ dere werden in den Schritten S106-S108 zum Lernen ungeeignete Bedingungen wie kalter Maschinenzustand oder hoher Drehzahlbereich der Maschine, in dem das Klopfsignal Geräusche enthalten kann, oder Niedri­ glastbereich der Maschine, in dem die Ausgangssignale der Sensoren klein sind, ausgeschlossen. Es wird also abgefragt, ob die Maschinendrehzahl Ne unter 5000 U/min liegt (Ne ≦ 5000 U/min), ob der Saugluft­ druck Pm über 900 mmHg liegt (Pm ≧ 800 mmHg) und ob die Kühlmitteltemperatur Tw höher als 70°C ist (Tw < 70°C). Wenn sämtliche Antworten in den Schritten S106-S108 JA sind, geht das Programm zu Schritt S109 für den Lernbetrieb weiter, der in Fig. 4 beschrieben ist.

In Schritt S200 wird abgefragt, ob die gesamte Grob­ lernkorrektur beendet ist. Wenn die Groblernkorrektur nicht beendet ist wird eine Adresse des großen Lern­ korrekturwerts AT im Speicher 42 in Schritt S201 in einem Indexregister X gespeichert. Das Programm geht zu Schritt S203 weiter, in dem abgefragt wird, ob wäh­ rend des Programms Klopfen aufgetreten ist. Wenn Klopfen aufgetreten ist, geht das Programm zu Schritt S204 weiter, andernfalls geht es zu Schritt S207 weiter. In Schritt S204 werden sämtliche großen Lernkorrek­ turwerte AT um einen Korrekturwert γ vermindert. In Schritt S205 werden Zeitgeber I und II gelöscht, und der Klopfzähler 43 zählt in Schritt S206 die Anzahl von Malen, in denen Klopfen aufgetreten ist.

Andererseits wird in Schritt S207 der Maximalvorver­ stellwert MBT mit dem entsprechenden Lernkorrektur­ wert IGL(AT + AP) verglichen. Wenn der Maximalvor­ verstellwert MBT kleiner als der Korrekturwert IGL ist, wird der Lernbetrieb beendet, da der Korrekturwert IGL den (äußersten) Maximalvorverstellwert MBT übersteigt. In Schritt S208 wird der Zeitgeber I zur Mes­ sung der Zeitdauer, in der kein Klopfen auftritt, über­ prüft, und es wird abgefragt, ob die Maschine 1 gelaufen ist, ohne daß während der vorbestimmten Zeitdauer t1 (z. B. 1 s) Klopfen aufgetreten ist. Wenn der momentane Zeitpunkt innerhalb der Zeitdauer t1 liegt, wird der Lernvorgang nicht ausgeführt. Wenn kein Klopfen in der Zeitdauer t1 aufgetreten ist wird der Korrekturwert AT in Schritt S209 um den Wert a erhöht, und der Zeitgeber I wird in Schritt S210 gelöscht.

Die anschließenden Schritte S211-S215 dienen dem Abfragen der Beendigung der Groblernkorrektur. In Schritt S211 wird abgefragt, ob die Grobkorrektur noch durchgeführt wird. Wenn der entsprechende Korrektur­ wert AT kleiner als der vorbestimmte Maximalvorver­ stellwert AM ist (Schritt S212), wird in Schritt S213 der Zeitgeber II gelöscht. In Schritt S214 wird abgefragt, ob die Grobkorrektur beendet ist, wenn das Klopfen häufi­ ger als die vorbestimmte Anzahl von Maien (z. B. fünf­ mal) aufgetreten ist, so daß in Schritt S215 ein Grobkor­ rekturbeendigungs-Flag gesetzt wird.

Wenn der große Lernkorrekturwert AT den vorbe­ stimmten Maximalwert AM erreicht (Schritt S212), wird in Schritt S216 abgefragt, ob seit dem Beginn der Grob­ korrektur eine vorbestimmte Zeitdauer t2, z. B. 3 s, ab­ gelaufen ist. Das Programm wird wiederholt, um die Grobkorrektur während der vorbestimmten Zeitdauer fortzusetzen. Wenn die Zeitdauer abgelaufen ist, geht das Programm zu Schritt S215 weiter.

Wenn der Groblernkorrekturbetrieb beendet ist, geht das Programm von Schritt S200 zu Schritt S202 weiter, in dem eine Adresse des kleinen Korrekturwerts AP im Indexregister X gespeichert wird. Danach werden den Schritten S203-S210 ähnliche Schritte ausgeführt. Wenn also ein Klopfen auftritt, wird einer der entspre­ chenden kleinen Lernkorrekturwerte AP um den vorbe­ stimmten Korrekturwert γ verringert. Wenn dagegen kein Klopfen auftritt, wird der kleine Korrekturwert AP einmal in jeder Zeitdauer t1 erhöht, um den Zeitpunkt vorzuverstellen. Wenn in Schritt S211 geantwortet wird, daß die Feinkorrektur durchgeführt wird, wird das Pro­ gramm, wenn nicht die Groblernkorrektur durchgeführt wird, wiederholt.

Während der Feinkorrektur geht das Programm nach Fig. 3 zu Schritt S110 weiter, in dem abgefragt wird, ob der Maximalvorverstellwert MBT größer ist als die Summe des Korrekturwerts IGL, der die Summe aus großem Korrekturwert AT und kleinem Korrekturwert AP ist. Wenn MBT kleiner als IGL ist (MBT ≦ IGL), geht das Programm zu Schritt S111 weiter und berech­ net den Zündzeitpunkt IGT durch Vorverstellen des Grundzündzeitpunkts IGB mit dem Maximalvorver­ stellwert MBT. Wenn dagegen MBT größer als IGL ist (MBT < IGL), wird der Zündzeitpunkt IGT dadurch bestimmt, daß der Grundzündzeitpunkt IGB in Schritt S112 mit dem Korrekturwert IGL vorverstellt wird. Da­ durch kann der dem gewünschten maximalen Zeitpunkt IGT' angenäherte Zündzeitpunkt IGT erhalten werden, wie die stark ausgezogene Vollinie in Fig. 6 zeigt.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 5 wird nun der Betrieb zur Bestimmung der Klopferfas­ sungsdauer beschrieben. In Schritt S300 werden die Grund-Klopferfassungsdauer-Startzeit KNS und die Grund-Klopferfassungsdauer-Endzeit KNE aus den Nachschlagtabellen nach Maßgabe der Maschinendreh­ zahl Ne und des Saugluftdrucks Pm im Grund-Klopfer­ fassungsdauergeber 50 abgerufen. In Schritt S301 wird der Klopferfassungsdauer-Korrekturwert ΔK aus der Klopferfassungsdauer-Korrekturwerttabelle 51 nach Maßgabe des Zündzeitpunkt-Lernkorrekturwerts IGL abgerufen. Danach wird in Schritten S302 bzw. S303 der Korrekturwert ΔK der Grund-Klopferfassungsdauer- Startzeit KNS und der Grund-Klopferfassungsdauer- Endzeit KNE hinzuaddiert. Wenn der Zündzeitpunkt- Korrekturwert IGL Null ist, liegt eine Klopferfassungs­ dauer Tk zwischen der Grund-Klopferfassungsdauer- Startzeit KNS unmittelbar nach dem Grundzündzeit­ punkt und der Grund-Klopferfassungsdauer-Endzeit KNE.

Wenn sich andererseits der Maximalvorverstellwert MBT aufgrund einer Änderung der Oktanzahl des Kraftstoffs ändert, wird der Zündzeitpunkt IGT durch den Lernkorrekturwert IGL stark vorverstellt oder ver­ zögert. Der Klopferfassungsdauer-Korrekturwert ΔK für den Korrekturwert IGL wird der Grund-Klopferfas­ sungsdauer-Startzeit KNS bzw. der Grund-Klopferfas­ sungsdauer-Endzeit KNE hinzuaddiert unter Bildung der Startzeit KNST und der Endzeit KNEN. Somit wird die Klopferfassungsdauer Tk nach Maßgabe der Vor­ verstellung oder Verzögerung des Zündzeitpunkts IGT vorverstellt oder verzögert (Fig. 7). Infolgedessen be­ ginnt die Klopferfassungsdauer immer unmittelbar nach der Zündung.

Die Klopferfassungsdauer Tk wird dem Klopfdetek­ tor 34 zugeführt, der das Klopfsignal in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Klopfsensors nur während der Dauer Tk erzeugt. Daher wird das Klopfen zum Ver­ brennungszeitpunkt erfaßt, ohne daß es durch Schwin­ gungen beeinflußt ist, die durch die Ventile der Maschi­ ne und Zündgeräusche hervorgerufen werden.

Die Erfindung kann so modifiziert werden, daß anstel­ le des Saugluftdrucks die Saugluftmenge oder der Dros­ selklappenöffnungsgrad als Maschinenlast genützt wer­ den.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein Verfahren angegeben wird, bei dem eine Klopferfassungsdauer auf der Basis einer Grund-Klopferfassungsdauer und eines Erfassungsdau­ er-Korrekturwerts, der von einem Zündzeitpunkt-Lern­ korrekturwert abhängt, berechnet wird. Daher wird die Erfassungsdauer unmittelbar nach der Zündung inner­ halb eines erforderlichen Mindestbereichs vorgegeben, so daß Klopfen exakt erfaßbar ist, ohne daß ein auf Störungen zurückgehendes Signal fehlerhaft als Klopf­ signal ermittelt wird. Wenn der Zündzeitpunkt stark vorverstellt oder verzögert wird, wird die Klopferfas­ sungsdauer entsprechend korrigiert, so daß Klopfen zu­ verlässig erfaßbar ist. Da ferner der Start und das Ende der Erfassungsdauer bestimmt sind, sind der optimale Zeitpunkt und die Länge dieser Zeitdauer ebenfalls be­ stimmt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Erfassen von Klopfen in einer Brennkraftma­ schine, wobei die Maschine eine Zündzeitpunktsteuereinrich­ tung zum Berechnen eines Zündzeitpunktes auf der Basis eines Grundzündzeitpunktes und eines klopfabhängigen Lernkorrek­ turwertes aufweist, die Maschinendrehzahl und die Maschinen­ last erfaßt werden und das Klopfen innerhalb eines bestimm­ ten Klopferfassungszeitbereiches zum Ausschließen von feh­ lerhaften Geräuschaufnahmen erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Grund-Klopferfassungszeitbereich auf der Basis von der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast vorgegeben wird und
der Grund-Klopferfassungszeitbereich mit einem Korrekturwert nach Maßgabe des klopfabhängigen Lernkorrekturwertes für den Zündzeitpunkt korrigiert wird und als aktualisierter Klopf­ erfassungszeitbereich festgelegt wird, wobei der Klopferfas­ sungszeitbereich unmittelbar nach dem Zündzeitpunkt beginnt, so daß dieser zur Vermeidung von Klopfen in nachfolgenden Zündzyklen genauer einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenlast aus einem Druck im Ansaugrohr der Ma­ schine, der Ansaugluftmenge oder dem Drosselklappenöffnungs­ grad bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund-Klopferfassungszeitbereich von einer Startzeit und einer Endzeit bestimmt und die Korrektur des Grund- Klopferfassungszeitbereiches durch Addition des Korrektur­ wertes zu der Start- und der Endzeit durchgeführt wird.

4. Einrichtung zum Erfassen von Klopfen in einer Brennkraftma­ schine, wobei die Maschine eine Zündzeitpunktsteuereinrich­ tung zum Berechnen eines Zündzeitpunktes auf der Basis eines Grundzündzeitpunktes und eines klopfabhängigen Lernkorrek­ turwertes aufweist, mit Detektoreinrichtungen (20, 31, 21, 32) zum Erfassen der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast und mit einer Klopferfassungseinrichtung (26, 34) zum Detek­ tieren von Klopfen innerhalb eines Klopferfassungszeitberei­ ches, gekennzeichnet durch
eine Vorgabeeinrichtung (50), die einen Grund-Klopferfas­ sungszeitbereich auf der Basis der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast aus einer Tabelle ausliest,
eine Korrektureinrichtung, die nach Maßgabe des klopfab­ hängigen Lernkorrekturwertes einen Korrekturwert aus einer Korrekturwertetabelle ausliest und
einen Klopferfassungszeitbereichsrechner (52), der aktuali­ sierte Klopferfassungszeitbereiche auf der Basis des Grund- Klopferfassungszeitbereiches und der Korrekturwerte bereit­ stellt.