DE4027354C3 - Verfahren und Einrichtung zum Erfassen von Klopfen in einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Erfassen von Klopfen in einer BrennkraftmaschineInfo
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- DE4027354C3 DE4027354C3 DE4027354A DE4027354A DE4027354C3 DE 4027354 C3 DE4027354 C3 DE 4027354C3 DE 4027354 A DE4027354 A DE 4027354A DE 4027354 A DE4027354 A DE 4027354A DE 4027354 C3 DE4027354 C3 DE 4027354C3
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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.
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.
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.
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