DE10009606A1

DE10009606A1 - Klopferfassung zur Vorrichtung für eine Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE10009606A1
Application number: DE10009606A
Authority: DE
Inventors: Hisanori Nobe; Yasuyoshi Hatazawa; Koichi Okamura; Mitsuru Koiwa; Yutaka Ohashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2020-03-01
Also published as: DE10009606B4; JP2001073862A; FR2797952A1; US6334353B1; JP3696759B2; FR2797952B1

Abstract

Um eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem guten Klopfpuls S/R zu erhalten, auch wenn eine Ionenstromerzeugungsmenge durch die Änderung einer Kraftstoffart oder Zündkerzenart geändert wird, wird eine einem durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugten Ionenstrom überlagerte Vibrationskomponente extrahiert und ihre Wellenform wird durch Vergleichen mit einem Schwellwert in eine Pulswellenform geformt, wobei die Anzahl von Pulsen in der Pulswellenform durch eine Berechnungseinheit berechnet wird, und eine Steuerung einer Zündzeitvorgabe auf Grundlage eines Ausgabeergebnisses der Berechnungseinheit durchgeführt wird. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor umfasst eine Integrationsschaltung zum Integrieren (Laden) der Vibrationskomponente, die dem Ionenstrom überlagert ist, und eine Entladeschaltung, um eine vorbestimmte Ladungsmenge von der integrierten Ladung zu entladen. Der Schwellwert wird durch ein Gleichgewicht einer Ladung/Entladung zwischen der Integrationsschaltung und der Entladeschaltung automatisch eingestellt.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klopferfassungsvorrichtung zum Erfassen von Klopfen, das in einer Verbrennungsmaschine erzeugt wird, und zum Steuern einer Zündzeitvorgabe.

2. Beschreibung des technischen Hintergrunds

Es ist allgemein bekannt, dass Ionen erzeugt werden, wenn Kraftstoff in einem Zylinders einer Verbrennungsmaschine verbrannt wird. Wenn eine Messsonde innerhalb des Zylinders angeordnet wird, an die eine Hochspannung angelegt wird, ist es möglich, diese Ionen hinsichtlich eines Ionenstroms zu beobachten. Da eine Vibrationskomponente des Klopfens dem Ionenstrom überlagert ist, ist es auch möglich, wenn Klopfen im Verbrennungsmotor erzeugt wird, die Erzeugung des Klopfens zu erfassen, indem diese Vibrationskomponente extrahiert wird.

Fig. 10 zeigt ein Schaltdiagramm einer bekannten Klopferfassungsvorrichtung unter Verwendung des Ionenstroms.

Zunächst wird in dieser Schaltung eine Zündkerze 1 als eine Erfassungssonde für den Ionenstrom verwendet. Eine Hochspannung (Biasspannung) zum Erfassen des Ionenstroms unter Verwendung einer sekundären Spannung einer Zündspule 2 wird in eine Bias-(Vorspannungs-)Vorrichtung 3 geladen. Wenn die Entladung für die Zündung beendet ist, wird die während der Entladungsperiode geladene Vorspannung an das Ende der Kerze 1 angelegt, um den Ionenstrom zu erfassen.

In dieser Vorrichtung formt eine Klopferfassungsschaltung 4 eine Vibrationskomponente, die vom Ionenstrom extrahiert ist, auf Grundlage eines vorbestimmten Schwellwerts in eine Pulsform. Eine Änderung der Pulsanzahl des Pulses wird durch eine ECU 5 berechnet. Die Zündzeitvorgabe wird aufgrund des Ergebnisses eingestellt und die Erzeugung eines Klopfens wird unterdrückt.

Allgemein ändert sich ein Spitzenwert des Ionenstroms in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffart oder einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors. Es besteht jedoch eine Tendenz, dass bei niedrigen Umdrehungen der Ionenstrom klein ist und er bei höheren Umdrehungen (U/min) größer ist. Daher befindet sich der Wert im Bereich von einigen A bis zu einigen hundert A.

Fig. 11 zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm der in Fig. 10 gezeigten Klopferfassungsschaltung 3. Wenn der Ionenstrom durch die an die Vorspannungsvorrichtung 3 angelegte Hochspannung zugeführt wird, wird der Ionenstrom durch eine Verteilungsvorrichtung 7 verteilt in eine Maske 9 und einen BPF (Bandpassfilter) 8, um die Vibrationskomponente zu extrahieren. Die Maske 9 besteht aus einer Vorrichtung zur Formung des Ionenstroms durch den vorbestimmten Schwellwert, um einen Puls zu erzeugen, und einer Vorrichtung zum Maskieren des Pulses für eine vorbestimmte Zeitperiode, um das Zündungsrauschen zu unterbrechen (unterdrücken). Die Verbrennung/Fehlzündung kann in Übereinstimmung mit dem Puls, der als Verbrennungspuls bezeichnet werden wird, beurteilt werden.

Ein Fenster 10 startet eine Integration (Ladung) des Ionenstroms, wenn der Verbrennungspuls angeschaltet ist. Wenn dieser integrierte Wert einen vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Klopferfassungsfenster geöffnet. Die Ausgabe ist festgesetzt, um den Klopfpuls nicht zu erzeugen, bis der integrierte Wert den vorbestimmten Wert erreicht. Ebenso ist das Klopffenster geschlossen, wenn der Verbrennungspuls ausgeschaltet ist.

Nachdem die Vibrationskomponente des Klopfens durch den BPF 8 extrahiert wurde, findet eine Verstärkung durch einen Verstärker 11 statt. Die Vibrationskomponente wird in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Schwellwert in einem Vergleicherabschnitt 13 geformt, so dass der Klopfpuls erzeugt wird. Der vorbestimmte Schwellwert wird in einem Klopferfassungsschwellwert-Einstellabschnitt eingestellt.

Fig. 12 zeigt ein Betriebsformbeispiel jedes Abschnitts der in Fig. 11 gezeigten Schaltung. Fig. 13 zeigt einen S/R-Graph der Anzahl von Klopfpulsen aufgrund des Klopfens/Nicht- Klopfens.

Der wie vorhergehend erwähnt erfasste Klopfpuls wird zur ECU 5 übertragen. In der ECU 5 wird ein Hintergrundpegel (Klopfbeurteilungspegel) aus der Anzahl von Klopfpulsen bei normaler Betriebsbedingung (wenn das Klopfen nicht erzeugt wird) berechnet. Dann wird beurteilt, dass Klopfen vorliegt, wenn ein den Hintergrundpegel überschreitender Klopfpuls erzeugt wird, so dass die Zündzeitvorgabe in Übereinstimmung mit der Klopfstärke in einer Richtung geändert wird, in der ein Klopfen nicht erzeugt wird. Wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, wird die Zündzeitvorgabe vorzugsweise graduell zu dem vorbestimmten Wert zurückgeführt, um dadurch eine Klopfsteuerung durchzuführen.

Falls jedoch Additive (wie beispielsweise K oder Na) in den Kraftstoff hineingemischt sind, wird der Ionenstrom auf eine Größe erhöht, die mehrere Male größer als die des Normalfalles ist, auch wenn die Menge der Additive klein ist, wie beispielsweise einige ppms. Der Ionenstrom weist den gleichen ursprünglichen Frequenzbestandteil auf. Wenn der lanenstrom erhöht wird, wird der Frequenzbestandteil gleich der Vibrationskomponente bei Klopferzeugung. Im Gegensatz zur Nicht-Klopfbedingung ist die Anzahl von Pulsen erhöht, so dass das S/R-Verhältnis des Klopfens/Nichtklopfens verschwindet. Dadurch besteht das Problem, dass eine Klopfsteuerung unmöglich ist. Fig. 14 zeigt das S/R- Verhältnis bei Vorliegen der Additive, gemessen unter der gleichen Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors, in Fig. 13 gezeigt.

Ein Element bezüglich des Erhöhens/Verminderns des Ionenstroms ist auch eine zeitliche Veränderung des Verbrennungsmotors oder der Form der Zündkerze zusätzlich zu den oben beschriebenen Kraftstoffeigenschaften. In diesen Fällen kann ebenso das Problem entstehen.

Zusammenfassung der Erfindung

Um den oben beschriebenen dem Stand der Technik eigenen Nachteil zu vermeiden, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, in der ein Schwellwert einer Klopferfassung von selbst (automatisch) eingestellt wird, so dass es möglich ist, ein Klopfpuls S/R in Übereinstimmung mit einem Klopfen/Nichtklopfen zu erhalten, auch wenn die Stärke einer Ionenstromerzeugung aufgrund der Änderung des Kraftstoffs oder der Art der Zündkerze verändert wird.

Um die obige Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird in Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der Erfindung eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, um ein in einem Verbrennungsmotor erzeugtes Klopfen zu erfassen, bei der eine Vibrationskomponente, die einem durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugten Ionenstrom überlagert ist, extrahiert wird und hinsichtlich ihrer Signalform durch einen Vergleich mit einem Schwellwert in eine Pulssignalform geformt wird, wobei die Anzahl der Pulse der Pulssignalform durch eine Berechnungsvorrichtung berechnet wird, und eine Steuerung einer Zündzeitvorgabe auf Grundlage eines Ausgabeergebnisses der Berechnungsvorrichtung durchgeführt wird, umfassend eine Integrationsschaltung zum Integrieren (Laden) der dem Ionenstrom überlagerten Vibrationskomponente; und eine Entladeschaltung zum Entladen einer vorbestimmten Ladungsmenge von der integrierten Ladung, wobei der Schwellwert durch ein Gleichgewicht einer Ladung/Entladung zwischen der Integrationsschaltung und der Entladeschaltung von selbst (automatisch) eingestellt wird.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente während einer vorbestimmten Integrationsperiode integriert (lädt).

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der eine Integrationsperiode eine feste Zeitperiode von einem Zeitpunkt ist, zu der der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während einer vorbestimmten Zeitperiode erzeugt ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei dem die Integrationsperiode eine feste Zeitperiode von einem Zeitpunkt ist, zu der eine Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wobei die Integration (Ladung) des Ionenstroms an dem Zeitpunkt beginnt, an dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsperiode eine Zeitperiode von einem Zeitpunkt ist, zu der eine Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu der Zeit beginnt, an der der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, bis der Ionenstrom gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der eine Entladeschaltung die Entladung während einer vorbestimmten Entladezeitperiode mit einem konstanten Strom durchführt.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei dem die Entladeperiode eine feste Zeitperiode von einem Zeitpunkt ist, zu dem der Ionenstrom auftritt, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine feste Zeitperiode von einem Zeitpunkt ist, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine festgelegte Zeitperiode von einem Zeitpunkt ist, zu dem eine Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei dem die Entladeperiode eine Zeitperiode von einem Zeitpunkt ist, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu einem Zeitpunkt beginnt, wenn der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, auftritt, bis die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine Periode von einem Zeitpunkt ist, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, auftritt, bis die Integrations- (Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert, und eine festgelegte, der Periode folgende Periode ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Wellenform der Vibrationskomponente durch einen zweiten Schwellwert geformt wird, der durch ein Addieren einer vorbestimmten Spannung zu einem ersten Schwellwert, der der Schwellwert ist, erhalten wird.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die zu dem ersten Schwellwert addierte Spannung eine Funktion des ersten Schwellwerts ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der ein zu integrierender (zu ladender) Bereich der Vibrationskomponente auf Grundlage des ersten Schwellwerts und/oder zweiten Schwellwerts nur ein vorbestimmter Abschnitt ist.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert ist, nicht integriert (lädt).

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die größer als der zweite Schwellwert ist, nicht integriert (lädt).

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente für eine Periode, die den zweiten Schwellwert überschreitet, nicht integriert (lädt).

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert ist, nicht integriert (lädt), und die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die größer als der zweite Schwellwert ist, nicht integriert (lädt).

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die größer als der erste Schwellwert ist, nicht integriert (lädt) und die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente für eine Periode, die den zweiten Schwellwert überschreitet, nicht integriert (lädt).

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente für eine vorbestimmte Integrationsperiode integriert (lädt), die Integrationsperiode eine Periode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem eine Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, bis der Ionenstrom gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, die Entladeschaltung (24) eine Entladung mit einem konstanten Strom während einer vorbestimmten Entladeperiode durchführt, die Entladeperiode eine Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu der der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist, auftritt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist, und eine feste dieser Zeitperiode folgende Zeitperiode, die Wellenform der Vibrationskomponente geformt wird durch einen zweiten Schwellwert (Th2), der erhalten wird, indem eine vorbestimmte Spannung zu einem ersten Schwellwert (Th1), der der oben beschriebene Schwellwert ist, addiert wird, die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert (Th1) ist, nicht integriert (lädt), und die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente für eine Periode, die den zweiten Schwellwert (Th2) überschreitet, nicht integriert (lädt), und der zweite Schwellwert (Th2) eine obere Begrenzung und eine untere Begrenzung aufweist.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Hauptteils einer Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm einer Betriebswellenform für jeden Abschnitt der in Fig. 1 gezeigten Klopferfassungsvorrichtung;

Fig. 3 zeigt ein Diagramm der Ladeperioden für einen Ionenstrom und eine extrahierte Vibrationskomponente;

Fig. 4 zeigt ein Diagramm der Entladeperioden für einen Ionenstrom und eine extrahierte Vibrationskomponente;

Fig. 5 zeigt ein Diagramm eines Beispiels des Verhältnisses zwischen einem ersten Schwellwert Th1, bestimmt durch das Gleichgewicht der Ladung/Entladung, und einem zweiten Schwellwert Th2, erhalten durch ein Addieren einer vorbestimmten Spannung, die eine Funktion des ersten Schwellwerts Th1 ist;

Fig. 6 zeigt einen Graph eines Beispiels, bei dem obere und untere Begrenzungen für den zweiten Schwellwert Th2 bereitgestellt sind;

Fig. 7 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Falls, bei dem die Integrationsbedingung durch den Spannungswert der Vibrationskomponente eingestellt wird, bei der die Vibrationskomponente, die gleich oder geringer als der erste Schwellwert Th1 ist, nicht integriert wird, und die Vibrationskomponente, die gleich oder größer als der zweite Schwellwert Th2 ist, nicht integriert wird;

Fig. 8 zeigt ein Diagramm eines Beispiels eines Falls, bei dem die Integrationsbedingung durch den Spannungswert der Vibrationskomponente eingestellt wird, bei der die Vibrationskomponente, die gleich oder geringer als der erste Schwellwert Th1 ist, nicht integriert wird, und die Vibrationskomponente, die gleich oder größer als der zweite Schwellwert Th ist (alle Vibrationen überschreiten den zweiten Schwellwert Th2) nicht integriert wird;

Fig. 9 zeigt ein Diagramm eines Zustands, bei dem die Erzeugungszeit des Ionenstroms lang ist, wenn die Umdrehungszahl (U/min) gering ist und die Vibrationskomponenten-Erzeugungsperiode des Klopfens auch lang ist, jedoch aber, wenn die Umdrehungszahl hoch ist, beide kurz werden;

Fig. 10 zeigt ein Schaltdiagramm einer bekannten, einen Ionenstrom verwendenden Klopferfassungsvorrichtung;

Fig. 11 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 10 gezeigten Erfassungsschaltung;

Fig. 12 zeigt ein Zeitdiagramm einer Betriebswellenform jedes Abschnitts der in Fig. 11 gezeigten Schaltung;

Fig. 13 zeigt einen S/R-Graph der Anzahl von Klopfpulsen bei Klopfen/Nicht-Klopfen; und

Fig. 14 zeigt ein S/R-Diagramm mit einer Mischung von Additiven, gemessen unter den gleichen Betriebsbedingungen wie bei Fig. 13.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Hauptteils einer Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Klopferfassungsvorrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht im wesentlichen aus einer Ionenstromerfassungsvorrichtung 21 zum Erfassen eines durch die Verbrennung erzeugten Ionenstroms, einer Vibrationskomponenten-Extraktionsvorrichtung 22 zum Extrahieren einer Vibrationskomponente, die dem Ionenstrom überlagert ist, einer Integrationsschaltung 23 zum Integrieren (Laden) eines Bereichs der Vibrationskomponente, und einer Entladeschaltung 24 zum Entladen einer vorbestimmten Ladungsmenge von der integrierten Ladung, und ist weiter mit einem Vergleicher 25 als Vergleichsvorrichtung ausgestattet. Der Vergleicher 25 erfasst ein Klopfen durch Vergleichen eines Schwellwerts Th1, der durch ein Gleichgewicht der Ladung/Entladung eingestellt ist, und eines Schwellwert Th2 zum Erfassen des Klopfens, wobei die Vibrationskomponente dem Ionenstrom überlagert ist.

Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm einer Betriebs-Wellenform jedes Abschnitts (in Fig. 1 durch Bezugszeichen a bis g bezeichnete Positionen) der in Fig. 1 gezeigten Klopferfassungsvorrichtung. Bezugszeichen a bezeichnet eine durch die Ionenstromerfassungseinrichtung 21 ausgegebene Ionenstromwellenform, Bezugszeichen b bezeichnet eine durch die Vibrationskomponenten-Extraktionsvorrichtung 22 extrahierte Vibrationswellenform, Bezugszeichen c bezeichnet eine Ladungs/Entladungswellenform durch die Integrationsschaltung 23 und die Entladeschaltung 24, Bezugszeichen d bezeichnet einen ersten Schwellwert Th1, der durch das Gleichgewicht der Ladung/Entladung bestimmt ist, Bezugszeichen e bezeichnet einen zweiten Schwellwert 2, bestimmt durch eine Funktion des Schwellwertes Th1, Bezugszeichen f bezeichnet die Eingänge des Vergleichers 25, d. h. die Vibrationskomponente, den Schwellwert Th1 und den Schwellwert Th2, dem Ionenstrom überlagert, und Bezugszeichen g bezeichnet die Ausgabe (Klopferfassungsausgabepuls).

Die Bedingungen der Perioden zum Entladen/Laden im Zeitdiagramm von Fig. 2 sind wie folgt:
Die Integrationsschaltung 23 integriert (lädt) die Vibrationskomponente für eine vorbestimmte Integrationsperiode. Die Integrationsperiode ist eine Periode wenn die Integration (Ladung) des Ionenstroms beginnt, von einem Zeitpunkt, wenn der einen vorbestimmten Wert überschreitende Ionenstrom für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, von einem Zeitpunkt, wenn die Integrationsspannung gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, bis der Ionenstrom ein vorbestimmter Pegel oder weniger wird.

Die Entladeschaltung 24 entlädt zu einem konstanten Strom für eine vorbestimmte Entladeperiode. Die Entladeperiode beginnt zu einem Zeitpunkt, wenn der einen vorbestimmten Wert übersteigende Ionenstrom erzeugt wird. Auch die Integration (Ladung) des Ionenstroms beginnt zu diesem Zeitpunkt, und die Integrationszeit schreitet fort, bis zu der Zeit, zu der die Integrationsspannung gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, und schließt die diesem folgende festgelegte Periode ein.

Die Vibrationskomponente wird hinsichtlich ihrer Wellenform durch den zweiten Schwellwert Th2 geformt, der durch ein Addieren einer vorbestimmten Spannung, die eine Funktion des ersten Schwellwerts Th1 ist, zum ersten Schwellwert Th1, der durch das Gleichgewicht der Ladung/Entladung bestimmt ist, erhalten wird.

Die Integrationsschaltung 23 integriert nicht die Vibrationskomponente, die gleich oder kleiner als der erste Schwellwert Th1 ist, und integriert nicht die Vibrationskomponente, die den zweiten Schwellwert Th2 überschreitet.

Der zweite Schwellwert Th2 weist ein oberes Limit und ein unteres Limit auf.

Ausführungsbeispiel 2

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ladungsperiode der Vibrationskomponente beschränkt, um so ein Mittel zum Einstellen des Schwellwertes auf einen Schwellwert zu erhalten, durch den die Rauschvibrationskomponente des tatsächlichen Klopferfassungsbereichs und die Klopfvibrationskomponente klar voneinander unterschieden werden.

Fig. 3 zeigt eine Ladeperiode für den Ionenstrom und die extrahierte Vibrationskomponente. In Fig. 3;

1. bezeichnet den Fall, in dem die Periode, während der der Bereich der Vibrationskomponente integriert (aufgeladen) wird, eine festgelegte Zeit von einem Zeitpunkt ist, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt:
2. bezeichnet den Fall, in dem die Periode, während der der Bereich der Vibrationskomponente integriert (geladen) wird, eine festgelegte Zeit von einem Zeitpunkt ist, zu dem die Integrationsspannung gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt:
3. bezeichnet den Fall, in dem die Periode, während der der Bereich der Vibrationskomponente integriert (geladen) wird, von dem Zeitpunkt beginnt, zu dem die Integrations- (Ladungs-)Spannung gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel ist, bis der Ionenstrom gleich oder geringer als ein vorbestimmter Schwellwert wird, während die Integration des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.

Ausführungsbeispiel 3

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Entladung mit einem konstanten Strom durchgeführt und die Entladeperiode ist beschränkt, um so ein Mittel zum Einstellen des Schwellwertes auf einen Schwellwert zu erhalten, durch den die Rauschvibrationskomponente des tatsächlichen Klopferfassungsbereichs und die Klopfvibrationskomponente klar voneinander getrennt sind.

Fig. 4 zeigt eine Entladeperiode für einen Ionenstrom und die extrahierte Vibrationskomponente. In Fig. 4;

1. bezeichnet den Fall, in dem die Entladeperiode eine feste Zeitperiode ist, die zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist:
2. bezeichnet den Fall, in dem die Entladeperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt:
3. bezeichnet den Fall, in dem die Entladeperiode eine festgelegte Zeit ist, die zu dem Zeitpunkt beginnt, an dem die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als der vorbestimmte Pegel ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.
4. bezeichnet den Fall, in dem die Entladeperiode eine variable Periode ist, die zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu diesem Punkt beginnt, bis die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist: und
5. bezeichnet den Fall, in dem die Entladeperiode eine variable Periode ist, die zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu diesem Punkt beginnt, bis die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist, und eine dieser variablen Periode folgende festgelegte Zeitperiode.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 5 zeigt ein Beispiel des Verhältnisses zwischen dem ersten Schwellwert Th1 und dem zweiten Schwellwert Th2 in dem Fall, in dem die Wellenform der Vibrationskomponente geformt wird durch den zweiten Schwellwert Th2, der durch ein Addieren einer vorbestimmten Spannung, die eine Funktion des ersten Schwellwertes Th1 ist, zum ersten Schwellwert Th1, bestimmt durch die Balance des Ladens/Entladens, erhalten wird. Fig. 6 zeigt ein Beispiel, in dem für den zweiten Schwellwert Th2 obere und untere Begrenzungen bereitgestellt sind.

Ausführungsbeispiel 5

Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Falls, in dem die Integrationsbedingung durch den Spannungswert der Vibrationskomponente eingestellt ist. In diesem Beispiel wird die Vibrationskomponente, die gleich oder kleiner als der erste Schwellwert Th1 ist, nicht integriert (geladen), und die Vibrationskomponente, die gleich oder größer als der zweite Schwellwert Th2 ist (d. h. ein Abschnitt, der den zweiten Schwellwert Th2 überschreitet), wird nicht integriert (geladen).

Ebenso ist in Fig. 8 ein Beispiel gezeigt, in dem die Vibrationskomponente, die gleich oder kleiner als der erste Schwellwert Th1 nicht, nicht integriert (geladen) wird, und die Vibrationskomponente während der den zweiten Schwellwert Th2 überschreitenden Periode nicht integriert (geladen) wird. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, da die Schwellwerte für die Klopferfassung automatisch eingestellt werden durch das Gleichgewicht zwischen der Bereichsintegration (Ladung) der Vibrationskomponente, die dem Ionenstrom überlagert ist, und der vorbestimmten Entlademenge von der Integrierten (Ladung), eine gute Erfassbarkeit zu erhalten, sogar wenn eine Größe der Vibrationskomponente sich in Übereinstimmung mit einer Motorart, einer Betriebsbedingung, einer Zündkerzenart, einer Kraftstoffart, einer Zündungshilfenart oder ähnlichem ändert. Weiter werden einige Bedingungen der Ladung, der Entladung und den Schwellwerten hinzugefügt, um dadurch die Erfassbarkeit weiter zu erhöhen. Dieser Punkt wird nun beschrieben.

Die Ladeperiode der Vibrationskomponente ist beschränkt, um so ein Mittel zu erhalten, um den Schwellwert auf einen Schwellwert einzustellen, durch den die Rauschvibrationskomponenten des tatsächlichen Klopferfassungsbereichs und die Klopfvibrationskomponente klar voneinander getrennt sind.

In (1) von Fig. 3, zu Beginn des Fließens des Ionenstroms, fließt ein durch das Zündfunkenende erzeugter Rauschstrom, jedoch ist es möglich, dieses Rauschen durch einen Ladebeginn nach dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeitperiode zu vermeiden. Auch ist die Ladeperiode auf eine feste Zeit vor dem Klopferzeugungstiming eingestellt, so dass der Schwellwert, der nicht der Klopfvibrationskomponente beiträgt, eingestellt werden kann. Das heißt, es ist möglich zu verhindern, dass die Erfassung eines Zwischengrößenklopfens als Folge der Erhöhung des Schwellwertes durch die Vibrationskomponente eines großen Klopfens fehlschlägt.

In den (1) von Fig. 3 trägt die Rauschkomponente jedoch nicht zum Timing bei, an dem das Klopfen erzeugt wird (einschließlich des Falls, in dem kein Klopfen erzeugt wird). In dem Fall, wenn ein Unterschied einer Rauschmenge zwischen dem Klopferzeugungstiming und dem Nicht-Klopferzeugungstiming beträchtlich ist, gibt es demzufolge Fälle, in denen es unmöglich ist, einen geeigneten Schwellwert zu erhalten.

In (2) von Fig. 3 ist die Ladeperiode zum Reduzieren dieses Effekts die festgelegte Periode während dem Klopferzeugungstiming (in diesem Fall ist es notwendig, zusätzlich die Integrationsbedingung durch die Vibrationskomponentenspannung zu verwenden, wie unterhalb beschrieben). Auch basiert die Erfassung des Klopferzeugungstimings zu diesem Zeitpunkt auf der Erfassung des integrierten Wertes des Ionenstroms.

Da der Schwellwert durch die Rauschkomponente der Klopferzeugungszeit eingestellt werden kann ist es somit möglich, einen Schwellwert mit höherer Präzision zu erhalten.

Ebenso, wie in Fig. 9 gezeigt, ist die Erzeugungszeit des Ionenstroms lang, wenn die Umdrehungszahl niedrig ist, und die Vibrationskomponenten-Erzeugungsperiode des Klopfens ist ebenso lang. Wenn jedoch die Umdrehungszahl hoch ist, werden beide kurz.

Im Gegensatz dazu ist in (1) und (2) von Fig. 3 die Periode, während der die Vibrationskomponente aufgenommen wird, konstant gehalten. Demzufolge wird die Wiederspiegelung der Vibrationskomponente auf den Schwellwert in Übereinstimmung mit der Umdrehungszahl variieren. (3) von Fig. 3 verbessert diesen Punkt weiter (in diesem Fall ist es notwendig, zusätzlich die Integrationsbedingung durch die Vibrationskomponentenspannung zu verwenden, wie unterhalb beschrieben).

Dieser Effekt wird in dem Fall beschrieben, in dem die Entladung zu einem konstanten Strom durchgeführt wird und die Entladeperiode beschränkt ist, um so ein Mittel zu realisieren, um den Schwellwert auf einen Schwellwert einzustellen, durch den die Rauschvibrationskomponente des tatsächlichen Klopferfassungsbereichs und die Klopfvibrationskomponente klar voneinander getrennt sind.

In (1), (2) und (3) von Fig. 4 ist die Entladeperiode konstant gehalten, so dass die konstante Entladung, die nicht von der Umdrehungszahl abhängt, zum Entladen einer konstanten Ladungsmenge zur einzelnen Ionenstromwellenform durchgeführt werden kann.

Nebenbei gesagt ist in dem Fall, in dem die Umdrehungszahl erhöht wird oder ein Zündmittel oder ähnliches in den Kraftstoff gemischt wird, die Rauschmenge erhöht. Es ist daher notwendig, den Schwellwert auf einen höheren Pegel zu verschieben. In diesem Fall ist sichergestellt, dass der Bereich des Ionenstroms ebenso erhöht wird.

Angesichts dessen wird in (4) von Fig. 4 ein Verfahren, bei dem bewirkt wird, dass die Entlademenge von dem Bereich abhängt, als ein Verfahren zum Verschieben des Schwellwertes auf einen höheren Wert verwendet. Somit wird, wenn der Bereich des Ionenstroms groß wird, die Entladeperiode kurz, mit einer Tendenz, den Schwellwert zu erhöhen.

In (5) von Fig. 4 werden die oben beschriebene konstante Entladung und die Entladung, die vom Bereich abhängt, in Kombination verwendet, wodurch ein geeigneterer Schwellwert erhalten wird. Hier wird die Kombination von (3) und (4) verwendet, es ist jedoch möglich, den gleichen Effekt durch eine Kombination von (1) und (2) oder ähnlichem als die konstante Entladung zu erhalten. Ebenso, wenn die Konstantstromquelle individuell separat eingestellt wird, ist es einfacher, die Einstellung durchzuführen.

Es wird nun die Wirkung des Bereitstellens des Schwellwerts Th1, der durch die Entladung/Entladung der Vibrationskomponente bestimmt ist, und des Schwellwerts Th2, zu dem eine vorbestimmte Spannung addiert ist, die eine Funktion des Schwellwerts Th1 ist, beschrieben.

Da der Schwellwert Th1 für eine Ladung/Entladung in Übereinstimmung mit der Vibrationskomponente verwendet wird, wird der Schwellwert Th1 in Übereinstimmung mit der Größe der Vibrationskomponente verändert. Der Wert wird mit der Größe der Vibrationskomponente ausgeglichen. Im Fall, in dem dieser Wert als der Erfassungsschwellwert des Klopfens verwendet wird, wird, auch wenn Rauschen zu allen Zeitpunkten erzeugt wird, die Erfassung durch das Rauschen durchgeführt. Um dies zu handhaben, wird der Schwellwert Th2, zu dem die vorbestimmte Spannung addiert ist, als der Erfassungsschwellwert des Klopfens verwendet, wodurch die Fehlerfassung des Rauschens verhindert wird.

Ebenso erhöht sich die Veränderlichkeit des Rauschens, wenn die Umdrehungszahl hoch ist, die Last niedrig ist, oder das Rauschen durch die Mischung von Zündmitteln oder ähnlichem erhöht ist. Durch Erfassen des zusätzlichen Wertes in Übereinstimmung mit der Funktion des Schwellwerts Th1, der durch das Rauschen bestimmt ist, beispielsweise durch ein Erhöhen des zusätzlichen Wertes, wird es möglich, weiter die Erfassungsgenauigkeit zu erhöhen.

Die Auswirkung eines Setzens der Integrationsbedingung in Übereinstimmung mit dem Spannungswert der Vibrationskomponente wird nun beschrieben. Die Vibrationskomponente, die gleich oder geringer als der Schwellwert Th1 ist, wird nicht integriert, so dass der Schwellwert auf der Grundlage des großen Rauschens eingestellt werden kann, ungeachtet der Frequenz oder der Größe der Vibrationskomponente, die gleich oder kleiner als der Schwellwert Th1 ist. Es ist daher möglich, den Effekt zu erhalten, dass ein geeigneter Schwellwert erhalten werden kann, während die unnötige Erhöhung des Schwellwerts verhindert wird.

Die Auswirkung davon, dass die Vibrationskomponente, die gleich oder größer als der Schwellwert Th2 ist (alle Vibrationen, die den Schwellwert Th2 überschreitet), nicht integriert wird, ist, dass verhindert wird, dass der Schwellwert durch die Erzeugung des Klopfens extrem erhöht wird, so dass ein brauchbarer Schwellwert erhalten werden kann.

In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, um ein in einem Verbrennungsmotor erzeugtes Klopfen zu erfassen, wobei eine einem Ionenstrom überlagerte Vibrationskomponente, erzeugt durch eine Verbrennung von Kraftstoff, extrahiert wird und ihre Wellenform durch Vergleich mit einem Schwellwert in eine Pulswellenform geformt wird, wobei die Anzahl von Pulsen in der Pulswellenform durch eine Berechnungsvorrichtung berechnet wird, und eine Steuerung einer Zündzeitvorgabe auf Grundlage eines Ausgabeergebnisses der Berechnungsvorrichtung durchgeführt wird, umfassend eine Integrationsschaltung zum Integrieren (Laden) der dem Ionenstrom überlagerten Vibrationskomponente; und eine Entladeschaltung zum Entladen einer vorbestimmten Ladungsmenge von der integrierten Ladung, wobei der Schwellwert durch ein Gleichgewicht des Ladens/Entladens zwischen der Integrationsschaltung und der Entladeschaltung von selbst (automatisch) eingestellt wird. Da die Schwellwerte (der Schwellwert) für die Klopferfassung automatisch eingestellt ist, durch das Gleichgewicht zwischen der Bereichsintegration (Ladung) der dem Ionenstrom überlagerten Vibrationskomponente und der vorbestimmten Menge von Entladung von der Integration (Ladung), auch wenn die Größe der Vibrationskomponenten sich in Übereinstimmung mit einer Motorart, einer Betriebsbedingung, einer Art von Zündkerzen, einer Kraftstoffart, einer Zündmittelart oder ähnlichem ändert, ist es möglich, gute Erfassungsfähigkeit zu erzielen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente während einer vorbestimmten Integrationsperiode integriert (lädt). Somit ist die Integrationsperiode (Ladeperiode) der Vibrationskomponente beschränkt, um so ein Mittel zu erzielen zum Einstellen des Schwellwertes auf einen Schwellwert, durch den die Rauschvibrationskomponente des tatsächlichen Klopferfassungsbereichs und die Klopfvibrationskomponente klar voneinander getrennt sind.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während einer vorbestimmten Zeitperiode erzeugt ist. Es fließt zu Beginn des Flusses des Ionenstroms der Rauschstrom, der durch das Zündende erzeugt wird, jedoch ist es möglich, dieses Rauschen zu vermeiden, indem das Laden nach dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeitperiode begonnen wird. Auch ist die Ladeperiode auf eine festgelegte Zeit vor dem Klopferzeugungstiming eingestellt, so dass der Schwellwert, der nicht der Klopfvibrationskomponente beiträgt, eingestellt werden kann. Somit ist es möglich, das Fehlschlagen der Erfassung eines Zwischengrößenklopfens als eine Folge der Erhöhung des Schwellwertes durch die Vibrationskomponente des großen Klopfens zu verhindern.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem eine Integrations-(Ladungs-) Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt. Somit ist es möglich, einen geeigneten Schwellwert zu erhalten, auch in dem Fall, in dem ein Unterschied einer Rauschmenge zwischen dem Klopferzeugungstiming und dem Nicht-Klopferzeugungstiming groß ist.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsperiode eine Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem eine Integrations-(Ladungs-) Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine Vorbestimmte Zeitperiode auftritt, bis der Ionenstrom gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Somit ist es möglich, die Vibrationskomponente in den Schwellwert in Übereinstimmung mit der Umdrehungszahl wiederzuspiegeln.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeschaltung eine Entladung zu einen konstanten Strom während einer vorbestimmten Entladeperiode durchführt. Somit ist es möglich, den Schwellwert auf einen Schwellwert einzustellen, durch den die Rauschvibrationskomponente des tatsächlichen Klopferfassungsbereichs und die Klopfvibrationskomponente klar voneinander getrennt sind. In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, auftritt. Somit kann die konstante Entladung, die nicht von der Umdrehungszahl abhängt, für ein Entladen einer konstanten Ladungsmenge an der einzelnen Ionenstromwellenform durchgeführt werden.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine feste Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu der der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt. Somit kann die konstante Entladung, die nicht von einer Umdrehungszahl abhängt, für ein Entladen einer konstanten Ladungsmenge an der einzelnen Ionenstromwellenform durchgeführt werden.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine feste Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu der eine Integrations-(Ladungs-) Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt. Somit kann die konstante Entladung, die nicht von der Umdrehungszahl abhängt, für ein Entladen einer konstanten Ladungsmenge hinsichtlich der einzelnen Ionenstromwellenform durchgeführt werden.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, auftritt, bis die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Somit wird die Entlademenge, die vom Bereich abhängig gemacht wird, als ein Verfahren zum Verschieben des Schwellwertes auf einen größeren Pegel verwendet.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Entladeperiode eine Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu der der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, auftritt, bis die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und eine feste dieser Periode folgende Periode. Somit wird die konstante Entladung und die bereichsabhängige Entladung in Kombination verwendet, wodurch ein geeigneter Schwellwert erhalten wird.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Wellenform der Vibrationskomponente durch einen zweiten Schwellwert geformt wird, der durch ein Addieren einer vorbestimmten Spannung zu einem ersten Schwellwert, der der Schwellwert ist, erhalten wird. Somit ist es möglich, die Fehlerfassung durch konstant erzeugtes Rauschen zu verhindern.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die zum ersten Schwellwert addierte Spannung eine Funktion des ersten Schwellwerts ist. Wenn die Umdrehungszahl hoch ist, die Last gering ist oder das Rauschen durch die Mischung einer Zündhilfe oder ähnlichem erhöht ist, wird die Veränderlichkeit des Rauschens erhöht. Indem der zusätzliche Wert in Übereinstimmung mit der Funktion des ersten durch das Rauschen bestimmten Schwellwertes bestimmt wird, beispielsweise durch ein Erhöhen des zusätzlichen Wertes, ist es möglich, die Erfassungsgenauigkeit weiter zu erhöhen.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der ein zu integrierender (ladender) Bereich der Vibrationskomponente auf Grundlage des ersten Schwellwerts und/oder des zweiten Schwellwerts nur ein vorbestimmter Abschnitt ist. Somit ist es möglich, einen geeigneten Schwellwert zu erhalten.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert ist, nicht integriert (lädt). Somit ist es möglich, das Problem zu lösen, dass die Integration umsonst durchgeführt wird, um den Schwellwert zu erhöhen.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die größer als der zweite Schwellwert ist, nicht integriert (lädt). Somit wird verhindert, dass der Schwellwert durch die Erzeugung des Klopfens extrem erhöht wird, so dass ein geeigneter Schwellwert erhalten werden kann.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente für eine Periode, die den zweiten Schwellwert überschreitet, nicht integriert (lädt). Somit wird verhindert, dass der Schwellwert durch die Erzeugung des Klopfens extrem erhöht wird, um so einen geeigneten Schwellwert zu erhalten.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert ist, nicht integriert (lädt), und die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die größer als der zweite Schwellwert ist, nicht integriert (lädt). Somit ist es möglich, das Problem zu lösen, dass die Integration für eine Erhöhung des Schwellwertes umsonst durchgeführt wird, und es wird auch verhindert, dass der Schwellwert durch die Erzeugung des Klopfens extrem erhöht wird, um so einen geeigneten Schwellwert zu erhalten.

In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, bei der Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert ist, nicht integriert (lädt), und die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente für eine den zweiten Schwellwert überschreitende Periode nicht integriert (lädt). Somit ist es möglich, das Problem zu lösen, dass die Integration für eine Erhöhung des Schwellwertes umsonst durchgeführt wird, und es wird auch verhindert, dass der Schwellwert durch eine Erzeugung des Klopfens extrem erhöht wird, um so einen geeigneten Schwellwert zu erhalten.

Somit ist es möglich, die Vibrationskomponente in den Schwellwert in Übereinstimmung mit der Umdrehungszahl abzubilden. Die konstante Entladung und die vom Bereich abhängige Entladung werden in Kombination verwendet, wodurch ein geeigneterer Schwellwert erhalten wird. Indem der zusätzliche Wert in Übereinstimmung mit der Funktion des ersten durch das Rauschen bestimmten Schwellwerts erhalten wird, beispielsweise durch ein Erhöhen des zusätzlichen Wertes, ist es möglich, die Erfassungspräzision weiter zu erhöhen. Es ist möglich, das Problem zu lösen, dass die Integration für eine Erhöhung des Schwellwertes umsonst durchgeführt wird, und es wird auch verhindert, dass der Schwellwert durch die Erzeugung des Klopfens extrem erhöht wird, um dadurch einen geeigneten Schwellwert zu erhalten. Da die Schwellwerte für die Klopferfassung automatisch eingestellt werden durch das Gleichgewicht zwischen der Bereichsintegration (Ladung) der Vibrationskomponente, die dem Ionenstrom überlagert ist, und der vorbestimmten Entlademenge von der Integration (Ladung), ist es möglich, eine gute Erfassbarkeit zu erhalten, auch wenn eine Größe der Vibrationskomponente sich in Übereinstimmung mit einer Motorart, einer Betriebsbedingung, einer Zündkerzenart, einer Kraftstoffart, einer Zündhilfenart oder ähnlichem ändert.

Verschiedene Details der Erfindung können geändert werden, ohne von dem Grundgedanken oder Umfang abzuweichen. Weiter wird die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung lediglich zu Illustrationszwecken bereitgestellt, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die angefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.

Claims

1. Eine Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zum Erfassen eines in einem Verbrennungsmotor erzeugten Klopfens, bei der eine einem durch eine Verbrennung von Kraftstoff erzeugten Ionenstrom überlagerte Vibrationskomponente extrahiert wird, und deren Wellenform durch einen Vergleich mit einem Schwellwert in eine Pulswellenform geformt wird, wobei die Anzahl von Pulsen in der Pulswellenform durch eine Berechnungsvorrichtung berechnet wird, und eine Steuerung einer Zündzeitvorgabe auf Grundlage eines Ausgabeergebnisses der Berechnungsvorrichtung durchgeführt wird, umfassend:
eine Integrationsschaltung (23) zum Integrieren (Laden) der dem Ionenstrom überlagerten Vibrationskomponente; und
eine Entladeschaltung (24) zum Entladen einer vorbestimmten Ladungsmenge von der integrierten Ladung, wobei der Schwellwert durch ein Gleichgewicht einer Ladung/Entladung zwischen der Integrationsschaltung (23) und der Entladeschaltung (24) automatisch eingestellt wird.

2. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente während einer vorbestimmten Zeitperiode integriert (lädt).

3. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die Integrationsperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während einer vorbestimmten Zeitperiode erzeugt ist.

4. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die Integrationsperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem eine Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.

5. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die Integrationsperiode eine Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem eine Integrations- (Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, bis der Ionenstrom gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

6. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Entladeschaltung (24) die Entladung zu einem konstanten Strom während einer vorbestimmten Entladeperiode durchführt.

7. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei die Entladeperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, auftritt.

8. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei die Entladeperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.

9. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei die Entladeperiode eine festgelegte Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem eine Integrations- (Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu der Zeit beginnt, wenn der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt.

10. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei die Entladeperiode eine Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, auftritt, bis die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.

11. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, wobei die Entladeperiode eine Periode von einem Zeitpunkt ist, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, auftritt, bis die Integrations- (Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und eine festgelegte, dieser Periode folgende Periode.

12. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Wellenform der Vibrationskomponente geformt wird durch einen zweiten Schwellwert (Th2), der durch ein Addieren einer vorbestimmten Spannung zu einem ersten Schwellwert (Th1), der der Schwellwert ist, erhalten wird.

13. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 12, wobei die zum ersten Schwellwert addierte Spannung (Th1) eine Funktion des ersten Schwellwerts (Th1) ist.

14. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 12 oder 13, wobei ein zu integrierender (ladender) Bereich der Vibrationskomponente auf Grundlage des ersten Schwellwerts (Th1) und/oder des zweiten Schwellwerts (Th2) nur ein vorbestimmter Abschnitt ist.

15. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, wobei die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert (Th1) ist, nicht integriert (lädt).

16. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, wobei die Integrationsschaltung die Vibrationskomponente, die größer als der zweite Schwellwert (Th2) ist, nicht integriert (lädt).

17. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, wobei die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente für eine Periode, die den zweiten Schwellwert (Th2) überschreitet, nicht integriert (lädt).

18. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, wobei die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert (Th1) ist, nicht integriert (lädt), und die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente, die größer als der zweite Schwellwert (Th2) ist, nicht integriert (lädt).

19. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, wobei die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert (Th1) ist, nicht integriert (lädt), und die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente für eine Periode, die den zweiten Schwellwert (Th2) überschreitet, nicht integriert (lädt).

20. Die Klopferfassungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente für eine vorbestimmte Integrationsperiode integriert (lädt),
die Integrationsperiode eine Periode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem eine Integrations-(Ladungs-) Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, bis der Ionenstrom gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist,
die Entladeschaltung (24) eine Entladung mit einem konstanten Strom während einer vorbestimmten Entladeperiode durchführt,
die Entladeperiode eine Zeitperiode ist, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu der der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeitperiode auftritt, während die Integration (Ladung) des Ionenstroms zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der Ionenstrom, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist, auftritt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Integrations-(Ladungs-)Spannung gleich oder größer als ein vorbestimmter Pegel ist, und eine feste dieser Zeitperiode folgende Zeitperiode,
die Wellenform der Vibrationskomponente geformt wird durch einen zweiten Schwellwert (Th2), der erhalten wird, indem eine vorbestimmte Spannung zu einem ersten Schwellwert (Th1), der der oben beschriebene Schwellwert ist, addiert wird,
die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente, die nicht größer als der erste Schwellwert (Th1) ist, nicht integriert (lädt), und die Integrationsschaltung (23) die Vibrationskomponente für eine Periode, die den zweiten Schwellwert (Th2) überschreitet, nicht integriert (lädt), und
der zweite Schwellwert (Th2) eine obere Begrenzung und eine untere Begrenzung aufweist.