DE4335605A1 - Zündtaktsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung - Google Patents

Zündtaktsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündtaktsteuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung (nachstehend kurzgefaßt als Motor bezeichnet), und insbesondere eine Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor, der mit einer Mischung von Brennstoffen betrieben werden kann, die unterschiedliche Oktanwerte aufweisen.
Bekanntlicherweise führt ein Vorstellen eines Motorzündtaktes in einem Bereich hoher Belastung im allgemeinen zur Erzeugung eines anomalen Stampf- oder Rüttelgeräusches in dem Motor, also zu einem Klopfen des Motors. Bei intensivem Klopfen erzeugt der Motor unangenehme Geräusche, und der Bereich eines Zylinders wird in heftige Schwingungen versetzt, was zu einer lokalen Erzeugung einer abnorm hohen Temperatur in dem Zylinder führt. Hierdurch kann der Motor beschädigt werden.
Allerdings kann der Zündtakt bis zu dem Zündzeitpunkt vorgestellt werden, der die Erzeugung des besten Drehmoments sicherstellt (MBT: minimum spark advance for best torque - minimale Zündvorstellung für das beste Drehmoment), ohne daß ein Klopfen erzeugt wird, abhängig von dem Betriebsbereich oder der Umgebung des Motors oder den Eigenschaften eines Brennstoffs. Daher wurde eine Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor vorgeschlagen, die so ausgelegt ist, daß sie einen optimalen Motorbetriebswirkungsgrad zur Verfügung stellt sowie die Steuerung des Klopfens auf einen vorbestimmten Pegel oder darunter.
Eine derartige konventionelle Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor stellt Klopfen des Motors mit Hilfe eines Klopfsensors fest, der auf geeignete Weise am Motor angebracht ist, und verzögert den Zündtakt gegenüber dem grundlegenden oder Basiszündtakt um einen vorbestimmten Zeitraum, um ein Klopfen zu begrenzen, wenn Klopfen auftritt, und stellt den Zündtakt auf den Basiszündzeitpunkt zurück, wenn kein Klopfen erzeugt wird.
Da allerdings bei einer derartigen konventionellen Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor der Bezugszündtakt nur für einen vorbestimmten Brennstoff eingestellt wird, beispielsweise nur für Normalbenzin, muß dann, wenn eine Mischung mit einem anderen Brennstoff vorgesehen ist, beispielsweise mit Superbenzin, oder wenn Normalbenzin durch Superbenzin ersetzt wird, der Basiszündtakt auf den optimalen Zündtakt für den benutzten Brennstoff eingestellt werden, um die Ausgangsleistung des Motors zu verbessern.
Insbesondere wenn eine Mischung aus Normalbenzin und Superbenzin verwendet wird, so liegt der Klopfbegrenzungspunkt entsprechend einem Mischungsverhältnis des Brennstoffs zwischen dem Klopfbegrenzungspunkt für Normalbenzin und dem Klopfbegrenzungspunkt für Superbenzin (der gegenüber dem Klopfbegrenzungspunkt für Normalbenzin vorgestellt ist), und die Zündvorstellungsbegrenzung variiert entsprechend dem Mischungsverhältnis des Brennstoffs. Daher ist die Einstellung des Basiszündtaktes schwierig.
Selbst wenn der Basiszündtakt auf den Klopfbegrenzungspunkt eingestellt wurde, ist es sehr schwierig, das Auftreten eines Klopfens des Motors zu vermeiden, da sich der Klopfbegrenzungspunkt in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen (beispielsweise Temperatur oder Feuchte) während des Betriebs des Motors ändert, oder entsprechend dem Betriebszustand (beispielsweise einem Übergangsbetriebsbereich, etwa beim Beschleunigungsvorgang). Insbesondere tritt leicht ein Klopfen in dem Übergangsbetriebsbereich des Motors auf, beispielsweise in einem Beschleunigungsbetrieb des Motors.
Daher wurde beispielsweise in den japanischen offengelegten Patenten Nr. SHO 60-104777 und HEI 2-238173 eine Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor beschrieben, welche die Schwierigkeiten ausschalten kann, die bei der voranstehend beschriebenen konventionellen Zündtaktsteuervorrichtung auftreten.
Diese Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor enthält in ihrem Speicher einen ersten und einen zweiten Bezugszündtakt, der dem einen beziehungsweise anderen Brennstoff mit unterschiedlichen Oktanwerten entspricht, ändert den Basiszündtakt für die Brennstoffmischung zwischen diesen beiden Bezugszündtakten entsprechend dem Mischungsverhältnis des Brennstoffs, und verzögert den auf diese Weise erhaltenen′ Basiszündtakt auf der Grundlage des erfaßten Klopfpegels.
Wenn man annimmt, daß der erste Bezugszündtakt für Superbenzin und der zweite Bezugszündtakt für Normalbenzin ist, so kann bei Verwendung einer Brennstoffmischung aus Superbenzin und Normalbenzin der Basiszündtakt für den Motor automatisch auf den optimalen Zündtakt eingestellt werden. Darüberhinaus kann der Zündtakt sofort entsprechend schnellen Änderungen in dem Übergangsbetriebsbereich des Motors oder von Umgebungsbedingungen verzögert werden.
Allerdings kann in der voranstehend beschriebenen Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor, die in den japanischen offengelegten Patenten Nr. SHO 60-104777 und HEI 2-238173 beschrieben wurde, selbst dann, wenn kein Klopfen erzeugt wird, der Klopfsensor zur Erfassung des Klopfens in einen Klopferfassungszustand versetzt werden, nämlich einen Zustand, in welchem er fehlerhaft ein Klopfen feststellt, und zwar infolge eines Kontaktausfalls des Sensors, einer Überlagerung elektrischen Rauschens von einem Kabelbaum oder einer Überlagerung mechanischer Geräusche des Motors, beispielsweise Aufsetzgeräusche eines Einlaß- oder Auslaßventils, wodurch der Zündtakt auf den maximalen Zündverzögerungspunkt verzögert wird. Demzufolge wird das Motordrehmoment verringert, und der optimale Betriebswirkungsgrad kann nicht sichergestellt werden. Darüberhinaus verzögert eine fehlerhafte Ermittlung des Klopfens den Basiszündtakt, wodurch die voranstehend beschriebenen Schwierigkeiten noch deutlicher hervortreten.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor, die so ausgelegt ist, daß sie ein Korrekturausmaß für die Verzögerung, hervorgerufen durch Klopfen, entsprechend dem Betriebsbereich des Motors begrenzt, um so ein unnötiges Ausmaß einer Verzögerungskorrektur zu minimalisieren, die durch eine fehlerhafte Erfassung des Klopfens hervorgerufen wird.
Zur Lösung der voranstehend erläuterten Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Zündtaktsteuervorrichtung mit folgenden Teilen zur Verfügung: einer Klopfermittlungseinrichtung zum Ermitteln eines Klopfens des Motors; einer Klopfbestimmungseinrichtung zur Bestimmung, ob Klopfen auftritt oder nicht, auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Klopfermittlungseinrichtung; einer ersten Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Klopfbestimmungseinrichtung, eines Ausmaßes einer Verzögerungskorrektur, um welches ein Zündtakt verzögert werden soll, wenn Klopfen auftritt, und vorgestellt werden soll, wenn kein Klopfen auftritt; einer Speichereinrichtung zum Speichern von Daten, die sich auf einen ersten und einen zweiten Bezugszündtakt beziehen, entsprechend unterschiedlichen Brennstoffeigenschaften, und die entsprechend Betriebszuständen des Motors eingestellt werden; einer zweiten Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung einer Änderungsgröße zum Ändern eines Basiszündtakts zwischen dem ersten und zweiten Bezugszündtakt auf der Grundlage eines der Ausgangssignale entweder der Klopfbestimmungseinrichtung oder der ersten Bestimmungseinrichtung; und einer zündtaktbestimmungs-Einrichtung zur Bestimmung des Basiszündtaktes auf der Grundlage eines Ausgangssignals der zweiten Bestimmungseinrichtung, und zur Bestimmung des Zündtaktes des Motors auf der Grundlage des auf diese Weise bestimmten Basiszündtaktes und des Ausgangssignals der ersten Bestimmungseinrichtung 3. Eine Rückstellgeschwindigkeit, mit welcher die Korrektur durch die erste Bestimmungseinrichtung 3 zurückgestellt wird, wird größer eingestellt, wenn der Zündtakt des Motors später liegt als der spätere Takt des ersten und zweiten Bezugszündtaktes, als wenn der Zündtakt früher ist als der spätere des ersten und zweiten Bezugszündtaktes.
Wenn der Zündtakt des Motors später ist als der spätere des ersten und zweiten Bezugszündtaktes oder demgegenüber verzögert ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Rückstellgeschwindigkeit, mit welcher die Korrektur durch die erste Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung zurückgestellt wird, welche das Korrekturausmaß für die Verzögerung bestimmt, welches zur Begrenzung der Erzeugung eines Klopfens des Motors verwendet wird, höher eingestellt als die Geschwindigkeit, mit welcher die Korrektur zurückgesetzt wird, wenn der Zündtakt früher ist als der spätere oder verzögerte Bezugszündtakt oder demgegenüber voreilt. Daher kann die Verzögerungskorrektur minimalisiert werden, die zur Unterdrückung des Klopfens nicht erforderlich ist, wodurch die Beschleunigung des Motors verbessert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Zündtaktsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Klopfbestimmungseinrichtung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Basiszündtakt- Änderungsgrößen-Bestimmungseinrichtung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 4 eine Darstellung des Betriebs der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 5 Signalformen, die beim Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden; und
Fig. 6 Signalformen, die im Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden.
Nachstehend wird nunmehr eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.
In dieser Figur kann ein Klopfsensor 1 ein Beschleunigungssenor sein, der auf einem Motor angebracht ist, um ein Klopfen des Motors festzustellen. Der Klopfsensor 1 schickt ein Ausgangssignal S1, welches einen Klopfzustand des Motors repräsentiert, also dessen Beschleunigung, an eine Klopfbestimmungseinrichtung 2 zur Bestimmung, ob ein Klopfen aufgetreten ist oder nicht.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Klopfbestimmungseinrichtung 2 ein Bandpaßfilter 21 auf, welches nur die Frequenzkomponente hindurchläßt, die für das Auftreten eines Klopfens im Ausgangssignal des Klopfsensors 1 charakteristisch ist, und die Rauschkomponenten auf beiden Seiten dieser Frequenzkomponente abschwächt, und ist mit einem Geräuschpegeldetektor 22 versehen, der durch eine Halbwellengleichrichter-Schaltung verwirklicht werden kann, eine Mittlungsschaltung und eine Verstärkerschaltung, und das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 21 in einen Gleichspannungspegel durch die Halbwellengleichrichter- Schaltung und die Mittlungsschaltung umwandelt, den Gleichspannungspegel um ein vorbestimmtes Verstärkungsmaß verstärkt, und eine Gleichspannung ausgibt, die einen höheren Pegel aufweist als die Geräuschkomponente, die in dem Ausgangssignal des Bandpaßfilters 21 vorhanden ist, und niedriger als der Pegel der Klopfkomponente ist, sowie mit einem Komparator 23 zum Vergleichen des Ausgangssignals des Bandpaßfilters 21 mit dem Ausgangssignal des Rausch- oder Geräuschpegeldetektors 22.
Eine Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3, die als die erste Bestimmungseinrichtung arbeitet, arbeitet auf der Grundlage des Ausgangssignals S4 der Klopfbestimmungseinrichtung 2, des Ausgangssignals einer zweiten Bezugszündtaktspeicher-Einrichtung 6, und des Ausgangssignals einer ersten Zündtaktbestimmungseinrichtung 7, und bestimmt ein Ausmaß einer Verzögerungskorrektur, um welches der Zündtakt verzögert wird, wenn ein Klopfen aufgetreten ist, und vorgestellt wird, wenn kein Klopfen aufgetreten ist, um die Erzeugung des Klopfens zu unterdrücken.
Eine Basiszündtakt-Änderungsgrößen-Bestimmungseinrichtung 4 bestimmt auf der Grundlage eines Ausgangssignals S5 der Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 ein Änderungsausmaß, um welches ein Basiszündtakt für eine Brennstoffmischung zwischen einem ersten und einem zweiten Bezugszündtakt geändert wird, die unterschiedlichen Brennstoffeigenschaften entsprechen, und entsprechend Betriebszuständen des Motors eingestellt wird.
Hierbei ist der erste Bezugszündtakt beispielsweise ein Bezugszündtakt für Superbenzin, welches einen hohen Oktanwert aufweist, und der zweite Bezugszündtakt ist beispielsweise ein Bezugszündtakt für Normalbenzin, welches einen niedrigen Oktanwert aufweist.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Basiszündtakt- Änderungsgrößen-Bestimmungseinrichtung 4 eine Verzögerungs/Voreilungs-Bestimmungsschaltung 41 auf, um ein Ausgangssignal der Verzögerungskorrektur- Bestimmungseinrichtung 3 mit einem vorbestimmten Wert zu vergleichen, und entweder ein Verzögerungsbestimmungs- Ausgangssignal oder ein Voreilungs-Bestimmungsausgangssignal zu erzeugen, entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs, und ist mit einem Taktgeber 42 zur Erzeugung eines Impulses in vorbestimmten Zeitintervallen versehen, wenn das Verzögerungsbestimmungs-Ausgangsignal erhalten wird, mit einem Taktgeber 43 zur Erzeugung eines Pulses in vorbestimmten Zeitintervallen, wenn das Voreilungs- Bestimmungsausgangssignal erhalten wird, und mit einem Aufwärts/Abwärtszähler 44, um die Impulse von dem Taktgeber 42 herauf zuzählen, und die Impulse von dem Taktgeber 43 herunterzuzählen.
Wie in Fig. 4 gezeigt, speichert eine erste Bezugszündtakt- Speichereinrichtung 5 beziehungsweise eine zweite Bezugszündtakt-Speichereinrichtung 6 Daten, die sich auf den ersten beziehungsweise zweiten Bezugszündtakt beziehen, und zwar in Adressen, die durch eine Motordrehzahl und die Belastung des Motors festgelegt werden.
Eine erste Zündtaktbestimmungseinrichtung 7 weist einen Interpolator 71 und einen Subtrahierer 72 auf. Der Interpolator 71 wandelt den gezählten Wert des Aufwärts/Abwärtszählers 44 der Basiszündtakt-Änderungsgrößen- Bestimmungseinrichtung 4 in einen proportionalen Faktor um, führt eine Interpolation der in den Speichereinrichtungen 5 und 6 gespeicherten Daten unter Verwendung des erhaltenen Proportionalitätsfaktors durch, und gibt Zündtaktdaten aus. Der Subtrahierer 72 subtrahiert den Ausgangswert der Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 von den Zündtaktdaten von dem Interpolator 71, und gibt die verzögerten Zündtaktdaten als die Daten aus, die sich auf den Basiszündtakt für die Brennstoffmischung beziehen.
Ein Kurbelwinkelsensor 8 ermittelt einen Drehwinkel einer Kurbelwelle des Motors, und ein Drucksensor 9 ermittelt den Saugluftdruck des Motors.
Eine zweite Zündtaktbestimmungseinrichtung 10 führt eine Zündtaktung auf der Grundlage der Zündtaktdaten von der ersten Zündtaktbestimmungs-Einrichtung 7 unter Verwendung des Ausgangssignals des Kurbelwinkelsensors 8 als Bezugswert durch, und erzeugt ein Zündsignal. Die zweite Zündtaktbestimmungseinrichtung 10 liefert weiterhin ein Adressensignal entsprechend der Motordrehzahl und der Belastung des Motors an die Speichereinrichtungen 5 und 6 auf der Grundlage der Ausgangssignale des Kurbelwinkelsensors 8 und des Ausgangssignals des Drucksensors 9.
Eine Umschaltschaltung 11 schaltet eine Zündspule 12 synchron zum Zündsignal von der zweiten Zündtakt- Bestimmungseinrichtung 10 ein und aus, und erzeugt hierdurch die zum Zünden des Motors erforderliche Hochspannung.
Die erste und zweite Zündtaktbestimmungs-Einrichtung 7 und 10 bilden Zündtaktbestimmungs-Einrichtungen zum Bestimmen des Basiszündtaktes auf der Grundlage des Ausgangssignals der Basiszündtaktänderungsgrößen-Bestimmungseinrichtung 4, und zur Bestimmung des Zündtaktes für den Motor auf der Grundlage des so bestimmten Basiszündtaktes und des Ausgangssignals der Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 wird nunmehr der Betrieb der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Klopfsensor 1 wandelt die mechanischen Schwingungen (Beschleunigung) des Motors in ein elektrisches Signal um, und gibt ein Schwingungswellensignal S1 aus, das in Fig. 5(a) gezeigt ist. Das Schwingungswellensignal S1 wird dem Bandpaßfilter 21 der Klopfbestimmungseinrichtung 2 zugeführt. Das Bandpaßfilter 21 läßt nur die Frequenzkomponenten durch, die in dem Schwingungswellensignal S1 ein Klopfen charakterisieren, und schwächt die Rauschkomponenten abgesehen vom Klopfen ab, und gibt ein Ausgangssignal S2 aus, welches in Fig. 5(b) gezeigt ist und ein gutes Signal/Rauschverhältnis (S/N) aufweist.
Das Signal S2 wird sowohl dem Rauschpegeldetektor 22 als auch dem Komparator 23 zugeführt.
Der Rauschpegeldetektor 22 wandelt das Signal S2 durch eine Halbwellengleichrichtung und Mittlung in einen Gleichspannungspegel um, verstärkt den umgewandelten Pegel um ein vorbestimmtes Verstärkungsverhältnis, und gibt ein Gleichspannungssignal 53 aus, dessen Pegel höher ist als der Pegel der Rauschkomponente, die in dem Signal S2 enthalten ist, und kleiner ist als der Pegel der Klopfkomponente.
Das Gleichspannungssignal 53 wird dem Komparator 23 zusammen mit dem Signal S2 zugeführt. Der Komparator 23 vergleicht diese Signale, und gibt kein Signal aus, wenn kein Klopfen aufgetreten ist (entsprechend einem Abschnitt C in Fig. 5), da das Signal S3 nicht das Gleichspannungssignal S3 überschreitet, und gibt ein Signal S4 aus, welches aus einem in Fig. 5(b) gezeigten Impulszug besteht, wenn ein Klopfen aufgetreten ist (entsprechend einem Abschnitt D in Fig. 5), da das Signal 53 das Gleichspannungssignal S3 überschreitet.
Daher kann durch das Vorhandensein oder Fehlen des Signals S4 des Komparators 23 festgestellt werden, ob ein Klopfen aufgetreten ist.
Das Signal S4 vom Komparator 23 der Klopfbestimmungs- Einrichtung 2 wird der Verzögerungs-Korrektur- Bestimmungseinrichtung 3 zugeführt. Die Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 integriert das Signal S4 von dem Komparator 23, welches in Fig. 6(a) gezeigt ist, und erzeugt ein in Fig. 6(b) gezeigtes, integriertes Spannungssignal S5.
Wie aus Fig. 6(b) hervorgeht, weist das integrierte Spannungssignal S5 einen Pegel auf, der sequentiell stufenweise in Reaktion auf den Impulszug ansteigt, wenn das Signal S4 ausgegeben wird, und der allmählich abfällt, wenn das Signal S4 nicht abgegeben wird.
Das integrierte Spannungssignal S5 wird durch eine (nicht gezeigte) A/D-Wandlereinrichtung in ein Digitalsignal umgewandelt, und dann der ersten Zündtaktbestimmungseinrichtung 7 zugeführt, so daß es durch die Zündtaktbestimmungs-Einrichtungen 7 und 10 als eine Steuerspannung verwendet werden kann, welche wie nachstehend beschrieben den Zündtakt verzögert.
Das integrierte Spannungssignal S5 von der Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 wird auch der Basiszündtakt-Änderungsgrößen-Bestimmungseinrichtung 4 zugeführt. Die Verzögerungs/Voreilungs-Bestimmungsschaltung 41 der Basiszündtakt-Änderungs-Bestimmungseinrichtung 4 weist zwei Vergleichsbezugswerte auf, einen für den Verzögerungsbestimmungswerte und den anderen für den Voreilungsbestimmungswert. Das Eingangssignal S5 wird mit dem Verzögerungsbestimmungswert und dem Voreilungs- Bestimmungswert durch die Verzögerungs/Voreilungsbestimmungs- Schaltung 41 verglichen.
Wenn der Wert des integrierten Spannungssignals S5 größer oder gleich dem Verzögerungs-Bestimmungwert ist, so befindet sich der Steuer- oder Regelmodus in dem Verzögerungsmodus, und die Verzögerungs/Voreilungsbestimmungsschaltung 41 erzeugt ein Verzögerungsbestimmungs-Ausgangssignal, welches auf einem hohen Pegel liegt. Ist der Wert des integrierten Spannungssignals S5 kleiner oder gleich dem Verzögerungsbestimmungswert, so befindet sich der Steuermodus in dem Voreilungsmodus, und die Verzögerungs/Voreilungs- Bestimmungsschaltung 41 erzeugt ein Voreilungsbestimmungs- Ausgangssignal, welches auf einem hohen Pegel liegt. Befindet sich das integrierte Spannungssignal 5S zwischen dem Verzögerungsbestimmungswert und dem Voreilungsbestimmungswert, so ist der Steuermodus in dem Stopmodus, und sowohl das Verzögerungsbestimmungs- Ausgangssignal als auch das Voreilungsbestimmungs- Ausgangssignal von der Verzögerungs/Voreilungsbestimmungsschaltung 41 weisen einen niedrigen Pegel auf.
Der Taktgeber 42 erzeugt einen Impuls in vorbestimmten Zeitintervallen, während das Verzögerungsbestimmungs- Ausgangssignal der Verzögerungs/Voreilungsbestimmungsschaltung 41 auf hohem Pegel liegt. Entsprechend erzeugt der Taktgeber 43 einen Impuls in vorbestimmten Zeitintervallen, während das Voreilungsbestimmungs-Ausgangssignal der Verzögerungs/Voreilungsbestimmungsschaltung 41 auf hohem Pegel liegt. Der Aufwärts/Abwärtszähler 44 zählt die Pulse von dem Taktgeber 42 herauf, und zählt die Impulse von dem Taktgeber 43 herunter.
Ist der Wert des integrierten Spannungssignals S5 der Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 größer als der Verzögerungsbestimmungswert, so befindet sich der Steuermodus in dem Verzögerungsmodus, in welchem der gezählte Wert des Aufwärts/Abwärtszählers 44 erhöht ist. Ist der Wert des integrierten Spannungssignals S5 kleiner als der Voreilungsbestimmungwert, so befindet sich der Steuermodus in dem Voreilungsmodus, in welchem der gezählte Wert des Aufwärts/Abwärtszählers 44 verringert wird. Liegt der Wert des Signals S5 zwischen den beiden Bestimmungswerten, so wird der gezählte Wert des Aufwärts/Abwärtszählers 44 beibehalten.
Der Interpolator 71 der ersten Zündtaktbestimmungseinrichtung 7 wandelt des Zählwert des Aufwärts/Abwärtszählers 44 der Basiszündtakt-Änderungsgrößen-Bestimmungseinrichtung 4 in einen Proportionalitätsfaktor um.
Der Interpolator 71 berechnet den Proportionalitätsfaktor K (=N/NMAX) durch Dividieren eines Zählwertes N, der von dem Aufwärts/Abwärtszähler 44 eingegeben wird, durch einen Maximalzählwert NMAX von dem Aufwärts/Abwärtszähler 44.
Wenn Superbenzin verwendet wird, so ist, da der Klopfbegrenzungspunkt relativ voreilend eingestellt ist, der Zählwert N des Aufwärts/Abwärtszählers 44 annähernd gleich 0, was dazu führt, daß der Proportionalitätsfaktor K gleich 0 wird.
Wenn Normalbenzin verwendet wird, so ist, da der Klopfbegrenzungspunkt relativ verzögert ist, der Zählwert N des Aufwärts/Abwärtszählers 44 annähernd gleich NMAX, was dazu führt, daß der Proportionalitätsfaktor K gleich 1 ist.
Wenn ein Mischbrennstoff aus Superbenzin und Normalbenzin verwendet wird, so liegt, da der Klopfbegrenzungspunkt zwischen dem Klopfbegrenzungspunkt für Superbenzin und dem für Normalbenzin liegt, der Zählwert N des Aufwärts/Abwärtszählers 44 oberhalb von 0 und unterhalb von NMAX, was dazu führt, daß der Proportionalitätsfaktor K größer als 0 und kleiner als 1 ist. Daher kann der Proportionalitätsfaktor K das Mischungsverhältnis von Superbenzin mit Normalbenzin anzeigen.
Die erste und zweite Bezugszündtaktspeichereinrichtung 5 beziehungsweise 6 empfängt jeweils ein Adressensignal entsprechend der Motordrehzahl und der Belastung des Motors von der zweiten Zündtaktbestimmungs-Einrichtung 10, und gibt die Zündtaktdaten, die in dieser Adresse gespeichert sind, an den Interpolator 71 aus.
Nimmt man an, daß der Zündtakt (der erste Bezugszündtakt) der ersten Bezugszündtaktspeichereinrichtung 5 derjenige für Superbenzin ist, und die Zündtaktdaten an der gelieferten Adresse RP sind, und daß der Zündtakt (der zweite Bezugszündtakt) der zweiten Bezugszündtaktspeichereinrichtung 6 der für Normalbenzin ist, und die Zündtaktdaten an der gelieferten Adresse RR sind, so ist RR RP, da die Zündtakt-Charakteristik der ersten Bezugszündtakt- Speichereinrichtung 5 dieselbe ist wie die Zündtakt- Charakteristik der zweiten Bezugszündtakt-Speichereinrichtung 6 oder gegenüber dieser voreilt.
Der Interpolator 71 führt die Proportionalinterpolations- Operation mit RR und RP unter Verwendung des Proportionalitätsfaktors K durch. Mit anderen Worten führt der Interpolator 71 folgende Operation durch: RP- (RP-RR) x K. Das Ergebnis RC der Interpolationsoperation ist ein Wert, der durch Teilen der Differenz zwischen RP und RR in einem Verhältnis von K: (1-K) erhalten wird. Wenn Superbenzin verwendet wird, so gilt daher: K = 0, RC = RP. Wenn Normalbenzin verwendet wird, so gilt daher: K = 1, RC = RR. Wird eine Brennstoffmischung aus Superbenzin und Normalbenzin verwendet, so gilt: 0 < K < 1, RR < RC < RP.
Wie voranstehend erläutert kann mittels Durchführung der voranstehend beschrieben Interpolation der optimale Basiszündtakt entsprechend dem Mischungsverhältnis von Superbenzin und Normalbenzin erhalten werden, da RC der Wert ist, der durch Teilen von RR und RP unter Verwendung des Proportionalitätsfaktors K erhalten wird, der das Mischungsverhältnis von Superbenzin und Normalbenzin anzeigt, selbst wenn ein Mischbrennstoff aus Superbenzin und Normalbenzin verwendet wird.
Darüberhinaus subtrahiert in der ersten Zündtaktbestimmungs- Einrichtung 7 der Subtrahierer 72 den Digitalwert, der aus dem integrierten Spannungssignal S5 der Verzögerungs- Korrektur-Bestimmungs-Einrichtung 3 umgewandelt wurde, von dem Ausgangssignal RC des Interpolators 72, und gibt das Ergebnis der Subtraktion an die zweite Zündtaktbestimmungseinrichtung 10 als endgültige Basiszündtaktdaten aus.
Im einzelnen wird, um ein Klopfen zu unterdrücken, welches in dem Übergangsbetriebsbereich des Motors erzeugt wird, oder wenn sich die Umgebungsbedingungen abrupt ändern, eine Verzögerungskorrektur des optimalen Basiszündtaktes durchgeführt, der durch den Interpolator 71 erhalten wird, durch subtrahieren des Ausmaßes der Verzögerungskorrektur von den Zündtaktdaten von dem Interpolator 71.
Bei dieser Ausführungsform werden sowohl das Ausgangssignal der ersten Zündtakt-Bestimmungseinrichtung 7 als auch die zweiten Bezugszündtaktdaten in der zweiten Bezugszündtakt- Speichereinrichtung 6 der Verzögerungskorrektur- Bestimmungseinrichtung 3 zugeführt, so daß dann, wenn das Ergebnis der Operation der ersten Zündtaktbestimmungseinrichtung 7, also das Signal S6, welches den endgültigen Basiszündtakt repräsentiert, gegenüber dem zweiten Bezugszündtakt verzögert ist, wie in Fig. 6(c) gezeigt, die integrations-Rückstellgeschwindigkeit (die Abschwächungs-Geschwindigkeit des integrierten Wertes) der Verzögerungkorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 höher gesetzt wird als die integrationsrückführ-Geschwindigkeit, wenn das Signal S6 von dem zweiten Bezugszündtakt aus vorgestellt wird. Mit anderen Worten vergleicht die Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 das Ausgangssignal des Subtrahierers 72 mit dem Ausgangssignal der zweiten Bezugszündtakt-Speichereinrichtung 6. Ist das Ausgangssignal des Subtrahierers 72 niedriger als das Ausgangssignal der zweiten Bezugs Zündtaktspeichereinrichtung 6, so stellt die Verzögerungskorrektur-Bestimmungseinrichtung 3 eine höhere Integrations-Rücksetzgeschwindigkeit ein, als wenn das Ausgangssignal des Subtrahierers 72 höher ist als das Ausgangssignal der zweiten Bezugszündtakt-Speichereinrichtung 6.
Da der erste Bezugszündtakt für Superbenzin ist, welches einen hohen Oktanwert aufweist und nicht leicht ein Klopfen hervorruft, wird er auf MBT eingestellt, wobei das maximale Drehmoment erhalten werden kann. Da der zweite Bezugszündtakt für Normalbenzin ist, welches einen niedrigen Oktanwert aufweist und daher leicht ein Klopfen hervorrufen kann, wird er auf den Zündtakt eingestellt, bei welchem in keinem Betriebszustand ein Klopfen auftreten kann (und welcher gegenüber dem ersten Bezugszündtakt verzögert ist).
Daher wird der schraffierte Bereich in Fig. 6(c) als unnötiges Ausmaß der Verzögerungskorrektur ausgeschaltet, und daher kann eine Verringerung der Ausgangsleistung des Motors ausgeschaltet werden, wodurch die Beschleunigung verbessert wird.
Die zweite Zündtaktbestimmungs-Einrichtung 10 ist so aufgebaut, daß sie den Zündtakt aus den Zündtaktdaten von der ersten Zündtakt-Bestimmungseinrichtung 7 berechnet, unter Verwendung des Detektorsignals des Kurbelwinkelsensors 8 als Bezugsgröße. Dieser Aufbau der Zündtaktsteuervorrichtung stellt eine bekannte Vorgehensweise dar, und daher wird auf eine entsprechende Beschreibung verzichtet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Basis Zündtaktänderungsgrößen-Bestimmungseinrichtung 4 das Ausmaß der Änderung, um welches der Basiszündtakt geändert wird, zwischen dem ersten und zweiten Bezugszündtakt, auf der Grundlage des Ausgangssignals der Verzögerungskorrektur- Bestimmungseinrichtung 3. Allerdings kann die Bestimmung auch auf der Grundlage des Ausgangssignals der Klopfbestimmungs- Einrichtung 2 durchgeführt werden.
Aus der voranstehenden Beschreibung wird deutlich, daß bei der vorliegenden Erfindung die Korrektur- Rückstellgeschwindigkeit in der Verzögerungskorrektur- Bestimmungseinrichtung 3, die als die erste Bestimmungseinrichtung dient, wenn der Zündtakt des Motors gegenüber dem späteren Takt des ersten und zweiten Bezugszündtaktes verzögert wird, höher als die Korrektur- Rückstellgeschwindigkeit ist, wenn der Zündtakt früher liegt als der spätere Bezugszündtakt, und daher kann selbst bei Verwendung einer Mischung aus Superbenzin und Normalbenzin die Basis-Bezugstakt-Charakteristik automatisch auf den optimalen Zündzeitpunkt eingestellt werden. Darüberhinaus kann das Ausmaß der Verzögerungskorrektur minimalisiert werden, welches unnötig ist, um ein Klopfen zu unterdrücken, da es den Klopferfassungs-Zustand erzeugt (eine fehlerhafte Erfassung eines Klopfens), wenn kein Klopfen auftritt, und da es nicht einen Betriebszustand mit optimalen Wirkungsgrad des Motors sicherstellt, wodurch die Beschleunigung des Motors verbessert wird.

Claims (5)

1. Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor, gekennzeichnet durch:
eine Klopf-Ermittlungseinrichtung (1) zur Ermittlung eines Klopfens des Motors;
eine Klopfbestimmungs-Einrichtung (2), um auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Klopf- Ermittlungseinrichtung (1) zu bestimmen, ob ein Klopfen auftritt oder nicht;
eine erste Bestimmungseinrichtung (3), um auf der Grundlage eines Ausgangssignals der Klopfbestimmungs- Einrichtung ein Ausmaß einer Verzögerugskorrektur zu bestimmen, um welches ein Zündtakt verzögert werden soll, wenn ein Klopfen auftritt, und vorgestellt werden soll, wenn kein Klopfen auftritt;
Speichereinrichtungen (5 und 6) zum Speichern von Daten, die sich auf einen ersten beziehungsweise zweiten Bezugszündtakt entsprechend unterschiedlicher Brennstoffeigenschaften beziehen, und entsprechend Betriebszuständen des Motors eingestellt werden;
eine zweite Bestimmungseinrichtung (4), zur Bestimmung einer Änderungsgröße zum Ändern eines Basiszündtaktes zwischen dem ersten und zweiten Bezugszündtakt auf der Grundlage eines der Ausgangssignale der Klopfbestimmungs-Einrichtung (2) und der ersten Bestimmungseinrichtung (3); und
Zündtaktbestimmungs-Einrichtungen (7, 10) zur Bestimmung des Basiszündtaktes auf der Grundlage eines Ausgangssignals der zweiten Bestimmungseinrichtung (4), und zur Bestimmung des Zündtaktes des Motors auf der Grundlage des auf diese Weise bestimmten Basiszündtaktes und des Ausgangssignals der ersten Bestimmungseinrichtung (3),
wobei eine Rückstellgeschwindigkeit, mit welcher durch die erste Bestimmungseinrichtung (3) eine Korrektur zurückgestellt wird, größer ist, wenn der Zündtakt des Motors später liegt als der spätere unter dem ersten und zweiten Bezugszündtakt, als wenn der Zündtakt früher liegt als der spätere des ersten und zweiten Bezugszündtaktes.
2. Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bestimmungseinrichtung (3) das Ausmaß der Verzögerungskorrektur dadurch berechnet, daß sie das Ausgangssignal der Klopfbestimmungseinrichtung integriert, und das berechnete Ausmaß der Verzögerungskorrektur auf der Grundlage der Rückstellgeschwindigkeit abschwächt.
3. Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bezugszündtakt ein Bezugszündtakt für Superbenzin mit einem hohen Oktanwert ist, wogegen der zweite Bezugszündtakt ein Bezugszündtakt für Normalbenzin mit einem niedrigen Oktanwert ist.
4. Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bestimmungseinrichtung (4) umfaßt:
eine erste Verzögerungs/Voreilungs-Bestimmungsschaltung (41) zum Vergleichen des Ausgangssignales der ersten Bestimmungseinrichtung (3) mit einem vorbestimmten Wert, und zur Erzeugung entweder eines Verzögerungs­ bestimmungs-Ausgangssignals oder eines Voreilungs­ bestimmungs-Ausgangssignals entsprechend dem Vergleichsergebnis;
einen ersten Taktgeber (42) zur Erzeugung eines Impulses in vorbestimmten Zeitintervallen, wenn das Verzögerungs- Bestimmungs-Ausgangsssignal erzeugt wird;
einen zweiten Taktgeber (43) zur Erzeugung eines Impulses in vorbestimmten Zeitintervallen, wenn das Voreilungsbestimmungs-Ausgangssignal erzeugt wird; und
einen Aufwärts/Abwärtszähler (44), zum Heraufzählen der Impulse von dem ersten Taktgeber (42), und zum Herabzählen der Impulse von dem zweiten Taktgeber (43).
5. Zündtaktsteuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündtaktberechnungseinrichtung (7) umfaßt:
einen Interpolator (71) zum Umwandeln des Zählwertes des Aufwärts/Abwärtszählers (44) der zweiten Bestimmungseinrichtung (4) in einen Proportionalitätsfaktor, und zur Durchführung einer Interpolationsoperation mit dem ersten und zweiten Bezugszündtakt auf der Grundlage des auf diese Weise erhaltenen Proportionalitätsfaktors, um hierdurch Zündtaktdaten auszugeben; und
einen Subtrahierer (72) zum Subtrahieren eines Ausgangswertes der ersten Bestimmungseinrichtung von den Zündtaktdaten von dem Interpolator (71), und zur Ausgabe der verzögerten Zündtaktdaten als den sich auf den Basiszündtakt für eine Brennstoffmischung beziehenden Daten.
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