DE10013826A1 - Klopf-Unterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine wird offenbart, die eine fehlerhafte Klopferfassung und somit eine fehlerhafte Klopfunterdrückungssteuerung vermeiden kann, um dadurch eine Klopfunterdrückungssteuerung mit hoher Zuverlässigkeit sicherzustellen. Die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung umfasst eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Ionenstroms (i), der mit Hilfe einer Zündkerze (8) auf eine Verbrennung eines in den Zylinder geladenen Luft-Kraftstoff-Gemischs hinfließt, eine Filtereinrichtung (14A) zum Extrahieren eines Klopfsignals (Kj) aus einem Ausgangssignal (Ei) der Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (10), eine Klopfentscheidungseinrichtung (23) zum Entscheiden eines Auftretens eines Klopfereignisses in der Maschine auf Grundlage des Klopfsignals (Kj), eine Steuergrößen-Korrektureinrichtung (24) zum Korrigieren einer Steuergröße für die Brennkraftmaschine, um so das Klopfereignis auf Grundlage eines Ergebnisses (H) der von der Klopfentscheidungseinrichtung (23) getroffenen Entscheidung zu unterdrücken, eine Integrationseinrichtung (16, 16A) zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Werts (Km; Em), der einem Ausgangspegel eines Ionenstroms (Ie) entspricht, eine Vergleichspegel-Einstelleinrichtung (26, 26A) zum Einstellen eines vorgegebenen Vergleichsreferenzpegels (MR) für den integralen Wert (Km; Em) und eine Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25, 25A) zum Ausgeben eines Korrektursignals (M1; M2) zum ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klopf-Unterdrückungs- Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die so angeordnet ist, dass sie das Auftreten eines Klopfvorgangs oder eines Klopfereignisses in der Maschine auf Grundlage einer Pegeländerung eines Ionenstroms erfasst, der mit Hilfe einer Zündkerze auf eine Verbrennung eines Luft-Kraftstoff- Gemischs innerhalb eines Zylinders der Maschine hinfließt, um dadurch eine Maschinensteuergröße zu korrigieren, so dass ein Auftreten eines derartigen Klopfereignisses unterdrückt werden kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Vorrichtung so ausgelegt ist, dass eine fehlerhafte Erfassung des Klopfereignisses unabhängig von einer Änderung oder Veränderung des Ionenstroms zu vermeiden, die aufgrund einer Umrüstung der Zündkerzen und/oder einer Zusammensetzungsdifferenz des in die Maschinenzylinder geladenen Luft-Kraftstoff-Gemischs und/oder eines Verrußungszustands der Zündkerze verursacht werden kann, um dadurch die Klopfunterdrückungssteuerung mit einer hohen Zuverlässigkeit sicherzustellen.

Beschreibung des verwandten Sachstandes

Bislang sind in der Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine die Steuergröße oder die Steuergrößen für die Maschine so korrigiert worden, dass auf eine Erfassung des Klopfereignisses hin das Auftreten eines Klopfvorgangs unterdrückt wird (z. B. durch Zurückstellen des Zündzeitpunkts, eine typische Größe der Maschinensteuergrößen), um die Maschine vor einer Beschädigung oder Beeinträchtigung aufgrund des Auftretens eines Klopfereignisses zu schützen.

Ferner kann die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine, bei der der Ionenstrom, der zwischen den Elektroden der Zündkerze fließt, zum Erfassen des Klopfereignisses verwendet wird, mit Sicherheit das Auftreten des Klopfvorgangs auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis erfassen, ohne auf irgendeinen bestimmten Sensor zurückzugreifen, der speziell für die Klopferfassung vorgesehen ist, was natürlich vom Standpunkt einer Kostenreduktion vorteilhaft ist. Deshalb sind verschiedene Typen von Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtungen vorgeschlagen worden, die auf Grundlage des Ionenstroms arbeiten können.

Allgemein wird in der Brennkraftmaschine ein Luft-Kraftstoff- Gemisch, das in eine Brennkammer geladen ist, die innerhalb jedes Maschinenzylinders definiert ist, durch einen Kolben komprimiert, der sich innerhalb des Zylinders hin und her bewegt, und eine hohe Spannung wird an die Zündkerze angelegt, die in dem Zylinder angeordnet ist und zu der Brennkammer freigelegt ist, wodurch ein Funken zwischen den Elektroden der Zündkerze aufgrund einer elektrischen Entladung erzeugt wird. Somit wird eine Verbrennung des komprimierten Luft-Kraftstoff-Gemischs getriggert. Eine Explosionsenergie, die sich aus der Verbrennung ergibt, wird dann in eine jeweilige Bewegung des Kolbens in der Richtung, die umgekehrt zu dem Kompressionshub ist, umgewandelt, wobei diese Bewegung in ein Ausgangsdrehmoment der Maschine übersetzt wird, welches über eine Kurbelwelle davon herausgenommen wird.

Auf eine Verbrennung des komprimierten Luft-Kraftstoff- Gemischs innerhalb der Verbrennungskammer in dem Maschinenzylinder werden Moleküle, die in der Verbrennungskammer vorhanden sind, ionisiert. Wenn eine hohe Spannung an eine Ionenstrom-Erfassungselektrode angelegt wird, die durch eine der Elektroden der Zündkerze gebildet wird, findet somit eine Migration von Ionen, die elektrische Ladungen tragen, zwischen beiden Elektroden der Zündkerze statt, was das Fließen des Ionenstroms bewirkt.

Wie in dem technischen Gebiet bekannt ändert sich die Größe des Ionenstroms mit einer hohen Empfindlichkeit in Abhängigkeit von einer Änderung des Drucks, der in der Verbrennungskammer vorherrscht, und somit führt der Ionenstrom Vibrationskomponenten, die dem Klopfereignis zurechenbar sind. Somit ist es möglich, auf Grundlage des Ionenstroms zu entscheiden, ob das Klopfereignis aufgetreten ist oder nicht.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird zunächst der technische Hintergrund davon mit einigen Einzelheiten beschrieben. Fig. 3 ist ein Schaltbild, welches allgemein und schematisch einen Aufbau einer bislang bekannten oder herkömmlichen Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt, die zum Beispiel in der japanischen nicht geprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 9108/1998 (JP-A-10-9108) offenbart ist. In der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung wird eine hohe Spannung in einer verteilten Weise an Zündkerzen von einzelnen Maschinenzylindern jeweils über das Medium eines Verteilers 7 angelegt.

Die in Fig. 3 gezeigte herkömmlichen Vorrichtung ist so ausgelegt, dass sie Vibrationskomponenten extrahiert, die dem Klopfereignis zurechenbar und auf einen Ionenstrom i überlagert sind, um Klopfimpulse zu zählen, die sich aus einer Wellenformung der Klopfvibrationskomponenten ergeben, um dadurch eine Klopfentscheidung (d. h. eine Entscheidung über das Auftreten oder das fehlende Auftreten des Klopfereignisses) auf Grundlage der Anzahl der gezählten Impulse (nachstehend auch als die Impulsanzahl bezeichnet) durchzuführen.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist dort zugeordnet zu einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) einer Brennkraftmaschine (ebenfalls nicht gezeigt, nachstehend auch einfach als die Maschine bezeichnet) ein Kurbelwinkelsensor 1 vorgesehen, der so ausgelegt ist, dass er ein Kurbelwinkelsignal SGT ausgibt, das eine Anzahl von Impulsen enthält, die bei einer Frequenz in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl oder Geschwindigkeit (UpM) der Maschine erzeugt werden.

Die führenden Flanken der einzelnen Impulse, die in dem Kurbelwinkelsignal SGT enthalten sind, bezeichnen Referenzpositionen für die einzelnen Maschinenzylinder (nicht gezeigt) jeweils in Einheiten des Kurbelwinkels. Das Kurbelwinkelsignal SGT wird an eine elektronische Steuereinheit (ECU) 2 geliefert, die einen Mikrocomputer oder dergleichen enthält, der zum Ausführen von verschiedenen Steuerungen sowie arithmetischen Operationen dafür verwendet werden soll.

Genauer gesagt, umfasst die elektronische Steuereinheit (ECU) 2 ferner einen Zähler 21 zum Zählen der Anzahl von Impulsen (auch als Impulsanzahl bezeichnet) N eines Klopfimpulszugs Kp, der von einer Wellenformverarbeitungseinrichtung eingegeben wird (die nachstehend beschrieben wird) und eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 22, die einen Hauptteil des Mikroprozessors bildet, um das Auftreten oder fehlende Auftreten des Klopfvorgangs auf Grundlage der Impulsanzahl N zu entscheiden.

Der Zähler 21, die CPU 22 und die Wellenformverarbeitungseinrichtung arbeiten zusammen, um als eine Klopferfassungseinrichtung zu dienen.

Die elektronische Steuereinheit 2 ist so ausgelegt oder programmiert, dass sie die Maschinenbetriebsinformationssignale von verschiedenen Sensoren (nicht gezeigt) zusätzlich zu dem Kurbelwinkelsignal SGT, das von dem Kurbelwinkelsensor 1 ausgegeben wird, holt und verschiedene arithmetische Operationen in Abhängigkeit von den Maschinenbetriebszuständen ausführt, um dadurch Ansteuersignale für eine Vielzahl von Stellgliedern und Einrichtungen zu erzeugen, einschließlich einer Zündspule 4 und anderen.

Ein Zündsignal P zum Ansteuern der Zündspule 4 wird an eine Basis eines Leistungstransistors TR angelegt, der mit einer Primärwicklung 4a der Zündspule 4 zum Ein/Aus-Schalten des Leistungstransistors TR verbunden ist. Insbesondere wird der Leistungstransistor TR im Ansprechen auf das Ansteuersignal P ausgeschaltet, wodurch ein Primärstrom i1, der durch die Primärwicklung der Zündspule 4 fließt, unterbrochen wird.

Auf eine Unterbrechung oder einer Abschaltung des Primärstroms i1 hin steigt die Primärspannung V1, die über der Primärwicklung 4a auftritt, stark an, wobei als Folge davon eine Sekundärspannung V2, die weiter heraufgeboostet ist, in einer Sekundärwicklung 4b der Zündspule 4 induziert wird und als eine Spannung mit einem hohen Pegel für eine Zündung darüber auftritt, wobei diese Spannung gewöhnlicherweise in der Größenordnung von mehreren zehn Kilovolt ist. Nachstehend wird diese Spannung auch als die Zündhochspannung oder einfach als die Zündspannung bezeichnet. In dieser Weise erzeugt die Zündspule 4 die Sekundärspannung V2 (Zündhochspannung) in Übereinstimmung mit dem Zündzeitpunkt der Maschine.

Der Verteiler 7, der mit einem Ausgangsanschluss der Sekundärwicklung 4b verbunden ist, arbeitet, um die Sekundärspannung V2 in einer verteilten Weise und sequentiell an die Zündkerzen 8a,. . .,8d jeweils anzulegen, die in den Maschinenzylindern installiert sind, und zwar synchron mit der Drehung der Maschine, wodurch Zündentladungen innerhalb der Verbrennungskammer stattfinden, die jeweils in den Maschinenzylindern definiert sind, wobei eine Verbrennung oder ein Entzünden des Luft-Kraftstoff-Gemischs getriggert wird, das in der Verbrennungskammer eingeschlossen ist.

Genauer gesagt wird mit den Funkenentladungen, die über den Zündkerzen 8a,. . .,8d im Ansprechen auf die Anliegung der Sekundärspannung V2 in Übereinstimmung mit dem Zündzeitpunkt der Maschine auftreten, dass Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb der Zylinder gefeuert oder gezündet.

Zwischen einem Ende der Primärwicklung 4a der Zündspule 4 und der Masse ist eine Reihenschaltung geschaltet, die aus einer Gleichrichterdiode D1, einem Strombegrenzungswiderstand R, einem Kondensator 9, der parallel zu einer für eine Spannungsbegrenzungsfunktion dienenden Zener-Diode D2 geschaltet ist, und einer Gleichrichterdiode D2 gebildet ist. Die voranstehend erwähnte Reihenschaltung bildet einen Pfad, um einem Ladestrom zu ermöglichen, an den Kondensator 9 zu fließen, der eine Vorspannungsquelle bildet, um eine Vorspannung an eine Elektrode der Zündkerze zum Erfassen des Ionenstroms anzulegen.

Genauer gesagt wird der Kondensator 9, der parallel zu der Zener-Diode D2 geschaltet ist, durch den Ladestrom, der unter der Primärspannung V1 fließt, auf einen Spannungspegel geladen, der einer vorgegebenen Vorspannung VBi entspricht, der gewöhnlicherweise in der Größenordnung von mehreren hundert Volt ist. Somit dient der Kondensator 9 als die Vorspannungsquelle zum Erfassen des Ionenstroms i, wie voranstehend erwähnt. Diesbezüglich ist der Kondensator 9 so verschaltet, dass er mit Hilfe der Zündkerze (8a,. . .,8d) unmittelbar nach der Zündung elektrisch entladen wird, wodurch ermöglicht wird, dass der Ionenstrom i durch die Zündkerze fließt.

Mit einem Ende des Kondensators 9 sind jeweils Anoden von Hochspannungsdioden 11a,. . .,11d verbunden, die jeweilige Kathoden aufweisen, die mit jeweils einer Elektrode der Zündkerzen 8a,. . .,8d verbunden sind, mit einer gleichen Polarität wie diejenige der Feuerungs- oder Zündspannung. Andererseits ist mit dem anderen Ende des Kondensators 9 ein Widerstand 12 zum Erfassen des Ionenstroms verbunden, der zum Umwandeln des Ionenstroms i in ein Spannungssignal dient und diesen als ein Ionenstromerfassungs-Spannungssignal Ei ausgibt.

Der Widerstand 12 ist mit den anderen Enden der Zündkerzen 8a,. . .,8d jeweils über die Masse verbunden und bildet einen Pfad für den Ionenstrom i im Zusammenhang mit dem Kondensator 9 und der Hochspannungsdiode 11a,. . .,11d.

Das Ionenstromerfassungs-Spannungssignal Ei, das aus dem Widerstand 12 abgeleitet wird, wird von der Wellenformungsschaltung 13 geformt, die somit ein in der Wellenform geformtes Signal Fi ausgibt. Danach wird nur das Klopfsignal Ki aus dem Wellenform-geformten Signal Fi über ein Bandpassfilter 14 extrahiert. Das Klopfsignal Ki wird dann in einen Klopfimpulszug Kp über eine Vergleichsschaltung 15 umgewandelt, um schließlich an den Zähler 21 geliefert zu werden, der in der elektronischen Steuereinheit (ECU) 2 eingebaut ist. Die Wellform-Formungsschaltung 13, das Bandpassfilter 14 und die Vergleichsschaltung 15 arbeiten zusammen, um eine Wellenformverarbeitungseinrichtung zum Extrahieren des Klopfimpulszugs Kp aus dem Ionenstromerfassungs-Spannungssignal Ei zu bilden.

Die Impulsanzahl N des Klopfimpulses, die in dem Impulszug Kp enthalten sind, wird von dem Zähler 21 der elektronischen Steuereinheit 2 gezählt, um dafür verwendet zu werden, die CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 22 in die Lage zu versetzen, eine Entscheidung darüber zu treffen, ob der Klopfvorgang auftritt oder nicht.

Die Impulsanzahl N des Klopfimpulszugs Kp weist eine signifikante Korrelation zu der Intensität oder Größe des Klopfvorgangs auf. Mit anderen Worten steigt die Impulsanzahl N an, wenn die Größe des Klopfvorgangs größer wird.

Bezugnehmend auf Fig. 4, zusammen mit Fig. 3, wird ein Betrieb der herkömmlichen Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine beschrieben.

Fig. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen von Wellenformen der verschiedenen Signale, die voranstehend erwähnt wurden, unter Bezugnahme auf Fig. 3. Es lässt sich der Fig. 4 entnehmen, dass das Klopfsignal auf den Ionenstrom i überlagert ist (siehe das in der Wellenform geformte Signal Fi).

Die elektronische Steuereinheit 2 gibt das Zündsignal P zum Ein/Aus-Schalten des Leistungstransistors TR auf Grundlage des Kurbelwinkelsignals SGT, das von dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 1 abgeleitet wird, aus. Der Leistungstransistor TR leitet elektrisch (d. h. nimmt einen Ein-Zustand an), wenn das Zündsignal P in einem hohen oder "H" Pegel ist, um dadurch zu ermöglichen, dass der Primärstrom il durch die Primärwicklung 4a der Zündspule 4 fließt, während der Strom i1 zu dem Zeitpunkt unterbrochen wird, zu dem sich das Zündsignal P von dem "H" Pegel auf den niedrigen oder "L" Pegel ändert.

Auf eine Unterbrechung des Primärstroms i1 hin wird die Primärspannung V1, die stark ansteigt, in der Primärwicklung 4a induziert, wobei als Folge davon der Kondensator 9 mit dem Strom geladen wird, der entlang des Ladepfads fließt, der durch die Gleichrichterdiode D1 den Strombegrenzungswiderstand R, den Kondensator 9 und die Gleichrichterdiode D2 gebildet wird. Es erübrigt sich zu erwähnen, dass ein Laden des Kondensators 9 beendet wird, wenn die über dem Kondensator 9 auftretende Spannung den Pegel erreicht hat, der der Sperrdurchbruchsspannung der Zener-Diode DZ entspricht, wobei diese Spannung wiederum der Vorspannung VBi entspricht.

In dieser Weise arbeiten der Kondensator 9, die Zener-Diode DZ und die Diode D2 zusammen, um eine Vorspanneinrichtung zu bilden, wobei der Kondensator 9 unter der Wirkung der Hochspannung geladen wird, die auf der Niederspannungsseite der Primärwicklung 4a auf eine Unterbrechung des Primärstroms i1 hin auftritt.

Wenn die Primärspannung V1 in der Primärwicklung 4a wie voranstehend erwähnt induziert wird, dann wird in der Sekundärwicklung 4b der Zündspule 4 die Sekundärspannung V2 induziert, die auf eine hohe Zündspannung in der Größenordnung von mehreren zehn Kilovolt hochgeboostet wird. Die Sekundärspannung V2 wird in einer verteilten Weise jeweils an die Zündkerzen 8a,. . .,8d der einzelnen Maschinenzylinder mit Hilfe des Verteilers 7 angelegt, was zur Erzeugung der Funkenentladung an den Kerzen innerhalb der Verbrennungskammern der Maschinenzylinder führt, die sich unter einer Steuerung befinden. Somit durchläuft das Luft- Kraftstoff-Gemisch einen Brennvorgang oder eine Verbrennung.

Auf eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs hin werden Ionen innerhalb der Verbrennungskammer erzeugt, die in dem Maschinenzylinder definiert sind. Der Ionenstrom und i kann somit unter der Vorspannung VBi fließen, die in den Kondensator 9 geladen ist. Beispielsweise sei angenommen, dass eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb der Verbrennungskammer stattfindet, in der die Zündkerze 8a angeordnet ist. Dann fließt der Ionenstrom i entlang des Strompfads, der sich von dem Kondensator 9 zu dem Widerstand 12 erstreckt, mittels der Diode 11a und der Zündkerze 8a, und dann an den Kondensator 9, wie vorher erwähnt.

Der Ionenstrom i wird in ein Ionenstromerfassungs- Spannungssignal Ei mit Hilfe des Widerstands 12 (der als die Ionenstrom-Erfassungseinrichtung dient) umgewandelt, woraufhin das Ionenstromerfassungs-Spannungssignal Ei in das Signal Fi (Fig. 4) mit Hilfe der Formungsschaltung 13 geformt wird.

Wie sich der Fig. 4 entnehmen lässt handelt es sich bei dem geformten Signal Fi um eine derartige Wellenform, die ermöglicht, dass das Klopfsignal Ki leicht extrahiert werden kann, indem nur die Ionenstromkomponente an einem vorgegebenen Spannungspegel geclippt wird.

Wenn ein Klopfereignis in der Maschine auftritt, werden Signalkomponenten, die den Klopfvibrationen zurechenbar sind, auf den Ionenstrom i überlagert. Somit nimmt das geformte Signal Fi eine Wellenform an, bei der die Klopfvibrationskomponenten auf den Ionenstrom überlagert sind.

Das geformte Signal Fi wird an das Bandpassfilter 14 und die Vergleichsschaltung 15 geführt, die die Wellenformverarbeitungseinrichtung bilden.

Somit extrahiert das Bandpassfilter 14 selektiv nur das Klopfsignal Ki, das die Klopfvibrationsfrequenz anzeigt. Andererseits vergleicht die Vergleichsschaltung 15 das Klopfsignal Ki mit einem vorgegebenen Referenzpegel. Infolgedessen wird der Klopfimpulszug Kp von der Vergleichsschaltung 15 ausgegeben, um an den Zähler 21 geliefert zu werden, der in die elektronische Steuereinheit (ECU) 2 eingebaut ist.

Der Zähler 21 der elektrischen Steuereinheit 2 ist dafür ausgelegt, die Impulsanzahl N des Klopfimpulszugs Kp im Ansprechen auf eine führende (ansteigende oder abfallende) Flanke davon zu zählen. Das Signal, das die Impulsanzahl anzeigt, wird dann der CPU 22 eingegeben.

Die Impulsanzahl N steigt an, wenn die Größe des Klopfvorgangs größer wird. Somit kann die CPU 22 der elektronischen Steuereinheit 2 nicht nur das Auftreten oder das fehlende Auftreten des Klopfereignisses, sondern auch die Größe davon auf Grundlage der Impulsanzahl N entscheiden oder bestimmen. Aufgrund dieses Merkmals kann die Steuergröße (der Zündzeitpunkt) so korrigiert werden, dass das Klopfereignis auf Grundlage der Impulsanzahl N unterdrückt wird.

Wenn beispielsweise ein Zählwert der Impulsanzahl N gleich oder größer wie eine vorgegebene Anzahl wird, dann wird das Auftreten des Klopfereignisses entschieden. In diesem Fall wird der Zündzeitpunkt (der Zeitpunkt, zu dem der Primärstrom i1 unterbrochen wird) in einer korrigierenden Weise um eine vorgegebene Größe zurückversetzt. So lange wie das Auftreten des Klopfereignisses nachfolgend noch entschieden wird, wird danach die Zurückversetzungsgröße progressiv inkrementiert, bis kein Auftreten des Klopfereignisses entschieden wird.

Die vorgegebene Impulsanzahl, die als der Referenzwert zum Vergleich mit der Klopfentscheidung verwendet wird, wie voranstehend beschrieben, kann auf einen Wert innerhalb eines Bereichs von z. B. 5-20 eingestellt werden, obwohl es von der Maschinendrehzahl und dem Wellenform-Formungspegel, der in der Vergleichsschaltung 15 eingestellt ist, abhängt.

In dieser Weise kann durch Bestimmen der Zurückverlegungsgröße zum korrigierenden Zurückverlegen des Zündzeitpunkts in Abhängigkeit von dem Entscheidungsergebnis, welches von der CPU 22 durchgeführt wird, der Zündzeitpunkt für den Zylinder, in dem der Klopfvorgang aufgetreten ist, optimal korrigiert werden, wodurch das Auftreten des Klopfereignisses effektiv unterdrückt werden kann.

An dieser Stelle sollte erwähnt werden, dass der Kraftstoff oft mit einem Zusatz vermischt ist, der leicht ionisierbare Materialien oder Substanzen enthält, beispielsweise Na (Natrium), K (Pothassium) und/oder dergleichen, um die Maschinenleistung (Ausgangsdrehmoment der Maschine) zu erhöhen, wie in dem technischen Gebiet ist. In diesem Fall werden nicht nur die Ionen, die auf eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs hin erzeugt werden, sondern auch die Ionen, die aufgrund einer Ionisation der hinzugemischten Substanzen selbst erzeugt werden, gleichzeitig erfasst werden.

Infolgedessen wird das Ionenstrom-Erfassungssignal Ei einen erhöhten Pegel im Vergleich mit dem Fall annehmen, bei dem der gewöhnliche Kraftstoff, der keine ionisierbaren Substanzen wie voranstehend erwähnt enthält, verwendet wird. Demzufolge wird die Amplitude der Hochfrequenz- Vibrationskomponente (Klopfsignal Ki), die durch das Bandpassfilter 14 abgeleitet wird, natürlich ansteigen, wobei als Folge davon Rauschkomponenten, die in dem Klopfsignal Ki enthalten sind, im wesentlichen proportional zu den Klopfkomponenten ansteigen werden.

Ferner sei auch erwähnt, dass die Amplituden des Ionenstromerfassungs-Spannungssignals Ei und des Klopfsignals Ki zunehmen oder abnehmen, wenn sich die geometrischen oder strukturellen Faktoren der Zündkerze 8a,. . .8d, beispielsweise die Form der Elektroden davon, der Elektrodenzwischenabstand und dergleichen, ändern. Natürlich ist eine Änderung (Anstieg oder Abfall) des Ionenstromerfassungs-Spannungssignals Ei aufgrund der strukturellen Änderung der Elektroden der Zündkerze klein im Vergleich mit dem Fall, bei dem der Kraftstoff verwendet wird, der mit dem Zusatz vermischt ist, der die voranstehend erwähnte ionisierbare Substanz enthält. Nebenbei gesagt kann eine derartige strukturelle oder geometrische Änderung der Zündkerze durch den Austausch der ursprünglich installierten Zündkerze (nachstehend als eine Standardzündkerze bezeichnet, nur für den Zweck der Beschreibung) durch eine neue (nachstehend auch als die Nichtstandard-Zündkerze bezeichnet), d. h. durch Umrüsten der Zündkerze, erläutert werden.

Wenn die Zündkerze 8a,. . .,8d durch eine kommerziell erhältliche Nichtstandard-Kerze ersetzt wird, die sich von der ursprünglich installierten Standardmäßigen unterscheidet, oder wenn der Kraftstoff, der mit dem Zusatz vermischt ist, der leicht ionisierbare Substanzen enthält, wie voranstehend erwähnt, verwendet wird, wird die Amplitude des Klopfsignals Ki in jedem Fall einen anderen Pegel oder Wert annehmen im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Standardzündkerzen verwendet werden oder bei dem der Kraftstoff, der keine ionisierbare Substanz enthält, wie Na, K oder dergleichen, verwendet wird.

Jedoch werden in der herkömmlichen Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung keine Maßnahmen vorgenommen, um derartige Amplitudenvariationen oder Änderungen des Klopfsignals Ki, wie voranstehend erwähnt, zu behandeln.

Zusätzlich sei erwähnt, dass dann, wenn die Zündkerze 8a,. . .,8d in dem Verrußungszustand ist, bei dem ein Isolationswiderstandswert der Zündkerze, durch die der Ionenstrom i fließt, gering ist, ein Leckstrom der Größe, die durch den Isolationswiderstandswert und die Vorspannung VBi bestimmt wird, durch den Kerzenspalt fließen kann, wobei als Folge davon der Ionenstrom i, der die Leckstromkomponente enthält, erfasst werden wird. Mit anderen Worten, wenn der Verrußungszustand an der Zündkerze anhält, wird eine Zuverlässigkeit einer Erfassung des Ionenstroms i mehr oder weniger verschlechtert werden.

Es kann nun erkannt werden, dass dann, wenn der Kraftstoff, der mit dem Zusatz vermischt ist, der das leicht ionisierbare Material (die Materialien) oder die Substanz (die Substanzen) enthält, verwendet wird, oder wenn die Standardzündkerze durch eine Nichtstandard-Zündkerze ersetzt wird, die sich von der ersteren bezüglich der geometrischen Konfiguration unterscheidet, große Schwierigkeiten angetroffen werden beim zufriedenstellenden Realisieren der Klopferfassung und der Klopfunterdrückungssteuerung mit der herkömmlichen Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung, während die Hardware/Software-Strukturen davon so beibehalten werden, wie sie sind, d. h. ohne Ändern oder Modifizieren der Hardware/Software-Struktur der Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung.

Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ersehen lässt, kann die herkömmliche Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine mit Sicherheit die Klopfunterdrückungssteuerung auf Grundlage des Ionenstroms i ausführen. Jedoch weist die bislang bekannte Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung ein Problem dahingehend auf, dass eine fehlerhafte Klopferfassung und somit eine fehlerhafte Klopfunterdrückungssteuerung aufgrund der Pegelveränderung des Ionenstromerfassungs-Spannungssignals Ei verursacht wird, wenn der Kraftstoff verwendet wird, zu dem der Zusatz hinzugemischt ist, der eine leicht ionisierbare Substanz (Substanzen) enthält, oder wenn die Standardzündkerze durch eine nicht Standardmäßige ersetzt wird oder wenn der Verrußungszustand in dem Zündspalt der Zündkerze auftritt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts des voranstehend beschriebenen Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klopfunterdrücküngs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, wobei diese Vorrichtung die Probleme der herkömmlichen Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung, wie voranstehend erwähnt, vermeiden kann.

Genauer gesagt ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die ausgerüstet ist mit einer Möglichkeit zum Korrigieren des Klopfsignals in Abhängigkeit von einer Änderung oder Veränderung der Größe des Ionenstroms, verursacht durch eine Ersetzung einer Standardzündkerze durch eine nicht Standardgemäße mit einem Aufbau oder einer Elektrode (oder Elektroden), die sich strukturell von derjenigen der ersteren unterscheidet, oder verursacht durch die Verwendung eines Kraftstoffs, zu dem ein Zusatz gemischt ist, der ein Material (Materialien) oder eine Substanz (Substanzen) enthält, die für eine Ionisation empfänglich sind, um dadurch eine hohe Zuverlässigkeit für die Klopferfassungs- und Klopfunterdrückungssteuerung sicherzustellen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die die Klopferfassung sowie die Klopfunterdrückungssteuerung mit einer erhöhten Zuverlässigkeit unabhängig von dem Auftreten eines Verrußungszustands an der Zündkerze der Maschine sicherstellen kann.

Angesichts der obigen und anderen Aufgaben, die mit Fortschreiten der Beschreibung ersichtlich werden, ist gemäß einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, umfassend wenigstens einen Zylinder, eine Zündschaltung zum Erzeugen einer Zündhochspannung in Übereinstimmung mit einem Zündzeitpunkt, und eine Zündkerze, die in dem Zylinder zum Erzeugen einer Funkenentladung innerhalb des Zylinders auf eine Anlegung der Zündhochspannung hin angeordnet ist, wobei die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung eine Ionenstrom- Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Ionenstroms, der mit Hilfe der Zündkerze auf eine Verbrennung des in dem Zylinder geladenen Luft-Kraftstoff-Gemischs hin fließt, eine Filtereinrichtung zum Extrahieren eines Klopfsignals aus einem Ausgangssignal der Ionenstrom-Erfassungseinrichtung, eine Klopfentscheidungseinrichtung zum Entscheiden des Auftretens eines Klopfereignisses in der Maschine auf Grundlage des Klopfsignals, eine Steuergrößen- Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer Steuergröße für die Brennkraftmaschine, um so das Klopfereignis auf Grundlage des Ergebnisses der von der Klopfentscheidungseinrichtung getroffenen Entscheidung zu unterdrücken, eine Integrationseinrichtung zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Werts, der einem Ausgangspegel des Ionenstroms entspricht, eine Vergleichspegel-Einstelleinrichtung zum Einstellen eines vorgegebenen Vergleichsreferenzpegels für den integralen Wert, und eine Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung zum Ausgeben eines Korrektursignals zum Korrigieren von Parametern, die für die Klopfentscheidungseinrichtung relevant oder alternativ für die Steuergrößen-Korrektureinrichtung relevant sind, auf Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem integralen Wert und dem Vergleichsreferenzwert, umfasst.

Durch die Anordnung der voranstehend beschriebenen Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine fehlerhafte Klopfunterdrückungssteuerung auf Grundlage einer fehlerhaften Klopfentscheidung verhindert oder in zufriedenstellender Weise unterdrückt werden, selbst wenn sich die Amplitude des Klopfsignals aufgrund einer Veränderung des Ionenstroms ändert, was durch ein Umrüsten einer nicht standardmäßigen Zündkerze anstelle der Zündkerze oder durch das Hinzumischen eines Zusatzes, der eine ionisierbare Substanz (Substanzen) enthält, mit dem Kraftstoff verursacht werden kann. Somit wird in vorteilhafter Weise die Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die eine verbesserte Klopferfassungsfunktion sowie eine zuverlässige Klopfunterdrückungssteuerung sicherstellen kann.

In einer bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die voranstehend erwähnte Integrationseinrichtung aus einer ersten Integrationseinrichtung zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Werts des Klopfsignals als einen ersten integralen Wert und einer zweiten Integrationseinrichtung zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Werts des Ionenstroms als einen zweiten integralen Wert gebildet sein, wobei die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung so ausgelegt ist, dass erste und zweite Vergleichsreferenzpegel für den ersten bzw. zweiten integralen Wert gesetzt werden und die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung kann so ausgelegt werden, dass sie das Korrektursignal wenigstens auf Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem ersten integralen Wert und dem ersten Vergleichsreferenzpegel oder alternativ wenigstens auf Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem zweiten integralen Wert und dem zweiten Vergleichsreferenzpegel ausgibt.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine weiter verbesserte Klopferfassungsfunktion und eine zuverlässige Klopfunterdrückungssteuerung für die Brennkraftmaschine realisiert werden.

In einer anderen bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung ferner eine Verrußungszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Verrußungszustands der Zündkerze auf Grundlage eines Stromsignals, das von der Ionenstrom- Erfassungseinrichtung während einer Periode erfasst wird, in der der Ionenstrom nicht erfasst wird, umfassen, wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung so ausgelegt ist, dass das Korrektursignal auf Grundlage des voranstehend erwähnten zweiten integralen Werts ausgegeben wird, solange wie der Verrußungszustand der Zündkerze nicht erfasst wird, während das Korrektursignal auf der Grundlage des voranstehend erwähnten ersten integralen Werts ausgegeben wird, solange wie der Verrußungszustand der Zündkerze erfasst wird.

Aufgrund der voranstehend beschriebenen Anordnung kann die Klopferfassung und die Klopfunterdrückungssteuerung mit einer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit selbst dann ausgeführt werden, wenn der Verrußungszustand an der Zündkerze auftritt.

In einer noch anderen bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung so ausgelegt werden, dass sie eine von der Klopfentscheidungseinrichtung ausgeführte Klopfentscheidung sperrt, wenn das Stromsignal einen vorgegebenen oberen Grenzpegel überschreitet, während die Korrekturgröße, die von der Steuergrößen-Korrektureinrichtung bestimmt wird, auf eine vorgegebene Größe eingestellt wird.

Mit der voranstehend beschriebenen Anordnung kann eine verbesserte Klopferfassungsfunktion und eine zuverlässige Klopfunterdrückungssteuerung gleichermaßen für die Brennkraftmaschine sichergestellt werden.

In einer noch anderen bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Klopfentscheidungseinrichtung so ausgelegt sein, dass sie entscheidet, dass die Brennkraftmaschine in einem Klopfzustand ist, wenn der erste integrale Wert einen Klopfentscheidungs-Referenzpegel übersteigt.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann der erste integrale Wert zum Erzeugen der beiden voranstehend erwähnte Korrekturgrößen verwendet werden, wodurch die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung in einer vereinfachten Struktur mit einer Verringerung der Kosten implementiert werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung ferner eine erste Mittelungseinrichtung zum arithmetischen Bestimmen eines ersten gemittelten integralen Werts durch Mitteln des voranstehend erwähnten ersten integralen Werts und eine zweite Mittelungseinrichtung zum arithmetischen Bestimmen eines zweiten gemittelten integralen Werts durch Mitteln des voranstehend erwähnten zweiten integralen Werts umfassen, wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung so ausgelegt sein kann, dass sie arithmetisch die Korrekturgrößen bestimmt, die von den Korrektursignalen angezeigt werden, auf Grundlage einer Addition eines ersten Vergleichsergebniswerts, der einem Verhältnis oder einer Differenz zwischen dem ersten gemittelten integralen Wert und dem ersten Vergleichreferenzwert einerseits entspricht, und eines zweiten Vergleichsergebniswerts, der einem Verhältnis oder einer Differenz zwischen dem zweiten gemittelten integralen Wert und dem zweiten Vergleichsreferenzpegel andererseits entspricht.

Mit der voranstehend erwähnten Anordnung der Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann die Klopferfassungsfunktion und die Klopfunterdrückungssteuerung für die Brennkraftmaschine weiter verbessert werden.

In einer noch weiteren bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung so ausgelegt sein, dass sie arithmetisch die Korrekturgröße bestimmt, indem Produkte addiert werden, die sich aus Multiplikationen der ersten und zweiten Vergleichsergebniswerte mit jeweils zueinander unterschiedlichen Koeffizienten ergeben.

Aufgrund der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann einer der ersten und zweiten Vergleichswerte, der eine höhere Zuverlässigkeit sicherstellt, in der Klopferfassung und der Klopfunterdrückungssteuerung bei einem höheren Verhältnis reflektiert werden.

In einer noch weiteren bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung so bestimmt sein, dass sie in einer korrigierenden Weise den Klopfentscheidungs-Referenzpegel der Klopfentscheidungseinrichtung mit dem Korrektursignal erhöht, wenn der integrale Wert den Vergleichsreferenzpegel erreicht oder übersteigt.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine stabile und zuverlässige Klopferfassungsfunktion und ein Klopfunterdrückungsverhalten selbst für den Fall realisiert werden, dass der Pegel des Ionenstroms aufgrund einer Veränderung in der Zusammensetzung des Kraftstoffs abnimmt.

In einer bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung ist die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung so ausgelegt, dass sie in korrigierender Weise den Klopfentscheidungs-Referenzpegel der Klopfentscheidungseinrichtung mit dem Korrektursignal verkleinert, wenn der integrale Wert kleiner als der Vergleichsreferenzpegel ist.

Aufgrund der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine stabile und zuverlässige Klopferfassungsfunktion und ein Klopfunterdrückungsverhalten selbst für den Fall realisiert werden, dass der Pegel des Ionenstroms aufgrund der Umrüstung der Standardzündkerze durch eine nicht standardgemäße absinkt.

In einer anderen bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Filtereinrichtung aus einer Verstärkereinrichtung zum Verstärken des Klopfsignals gebildet sein, wobei die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung so ausgelegt sein kann, dass sie in korrigierender Weise die Verstärkung der Verstärkereinrichtung mit dem Korrektursignal verkleinert, wenn der integrale Wert den Vergleichsreferenzpegel erreicht oder übersteigt.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine stabile und zuverlässige Klopferfassungsfunktion und ein Klopfunterdrückungsverhalten sogar für den Fall realisiert, werden, dass der Pegel des Ionenstroms aufgrund einer Veränderung in der Zusammensetzung des Kraftstoffs zunimmt.

In noch einer anderen bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Filtereinrichtung aus einer Verstärkereinrichtung zum Verstärken des Klopfsignals gebildet sein, wobei die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung so ausgelegt ist, dass sie in korrigierender Weise die Verstärkung der Verstärkereinrichtung mit dem Korrektursignal erhöht, wenn der integrale Wert kleiner als der Vergleichsreferenzpegel ist.

Aufgrund der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine stabile und zuverlässige Klopferfassungsfunktion und ein Klopfunterdrückungsverhalten sogar für den Fall realisiert werden, dass der Pegel des Ionenstroms aufgrund der Umrüstung der Standardzündkerze durch eine nicht standardgemäße absinkt.

In einer noch anderen bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung so ausgelegt sein, dass sie die Korrekturgröße auf Grundlage des Korrektursignals in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebniswert wird, der einem Verhältnis oder einer Differenz zwischen dem Vergleichsreferenzpegel und dem integralen Wert entspricht, variabel einstellt.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann die Klopferfassungsfunktion und die Klopfunterdrückungssteuerung für die Brennkraftmaschine einer stark erhöhten Zuverlässigkeit realisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung Kartendaten, die wenigstens der Maschinendrehzahl (UpM) und Lasten der Brennkraftmaschine entsprechen, umfassen, um dadurch den Vergleichsreferenzpegel durch Bezugnahme auf die Kartendaten variabel einzustellen.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine verbesserte Klopferfassungsfunktion und eine zuverlässige Klopfunterdrückungs-Steuerung für die Brennkraftmaschine sichergestellt werden, während eine arithmetische Verarbeitung, die an der Steuerung beteiligt ist, vereinfacht wird.

In einer noch weiteren bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Vergleichspegel- Einstelleinrichtung so ausgelegt sein, dass sie den Vergleichsreferenzpegel in Abhängigkeit von einem Maschinenbetriebszustand, der wenigstens von Temperaturinformation der Maschine angezeigt wird, variabel einstellt.

Mit der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung kann die Klopferfassungsfunktion und die Klopfunterdrückungs-Steuerung für die Brennkraftmaschine weiter erhöht werden, weil der Maschinenbetriebszustand zusätzlich bei der Steuerung berücksichtigt wird.

In einer noch weiteren bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Vergleichspegel- Einstelleinrichtung so ausgelegt sein, dass sie den Vergleichsreferenzpegel in einer korrigierenden Weise verkleinert, wenn die Temperaturinformation einen Temperaturanstieg der Maschine anzeigt.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann die Klopferfassungsfunktion und die Klopfunterdrückungs-Steuerung für die Brennkraftmaschine weiter verbessert werden.

In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise zur Ausführung der Erfindung kann die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung ferner eine Mittelungseinrichtung umfassen, um arithmetisch einen gemittelten integralen Wert durch Mitteln des voranstehend erwähnten integralen Werts zu bestimmen, wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung so ausgelegt ist, dass sie die Korrektursignale auf Grundlage eines Vergleichsergebnisses zwischen dem gemittelten integralen Wert und dem Vergleichsreferenzpegel ausgibt.

Mit der Anordnung der voranstehend erwähnten Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung kann eine weitere Verbesserung der Klopferfassungsfunktion und der Klopfunterdrückungs-Steuerung für die Brennkraftmaschine erzielt werden.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und hervortretenden Vorteile der Erfindung lassen sich einfacher durch Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die nur beispielhaft angeführt sind, im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Im Verlauf der Beschreibung, die folgt, wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm, welches allgemein eine Anordnung einer Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm, welches allgemein eine Anordnung einer Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ein Blockschaltbild, welches allgemein eine Konfiguration einer herkömmlichen Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zeigt; und

Fig. 4 ein Signalwellenform/Zeitablauf-Diagramm zum Darstellen eines Betriebs der herkömmlichen Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird mit näheren Einzelheiten im Zusammenhang mit den Merkmalen, die gegenwärtig als bevorzugte oder typische Ausführungsformen davon angesehen werden, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Teile überall in den verschiedenen Ansichten.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches allgemein eine Anordnung einer Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur sind Komponenten, die die gleichen oder äquivalent zu denjenigen sind, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurden, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte ausführliche Beschreibung von diesen Komponenten wird weggelassen.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20 durch einen Mikrocomputer oder Mikroprozessor, der eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) enthält, wie für den Fall der elektronischen Steuereinheit 2, die unter Bezugnahme auf Fig. 3 voranstehend beschrieben wurde, gebildet. Obwohl nur eine Zündkerze 8 in Fig. 1 stellvertretend gezeigt ist, sei zusätzlich darauf hingewiesen, dass dies nur für die Übersicht der Beschreibung durchgeführt wird und dass die vorliegende Erfindung niemals auf irgendeine bestimmte Anzahl von Zündkerzen beschränkt ist.

Eine Zündeinheit oder Schaltung 40 besteht aus einem Leistungstransistor TR, einer Zündspule 4, einem Verteiler 7 und anderen Einheiten, wie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Ferner umfasst eine Ionenstrom- Erfassungsschaltung 10 einen Kondensator 9, einen Widerstand 12 und andere Einheiten in einer derartigen Weise wie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.

Ein Bandpassfilter 14A umfasst eine Verstärkerschaltung und ist dafür ausgelegt, um aus einem Ionenstromerfassungs- Spannungssignal Ei, das von der Ionenstromerfassungsschaltung 10 ausgegeben wird, ein verstärktes Klopfsignal Kj zu extrahieren.

Auf der Ausgangsseite des Bandpassfilters 14A ist eine erste Integrationsschaltung 16 zum Integrieren des Klopfsignals Kj vorgesehen, um dadurch ein erstes integrales Signal Km zu erzeugen, das mit Hilfe eines A/D Wandlers 17 in ein digitales Signal umgewandelt wird, um danach an die elektronische Steuereinheit (ECU) 20 geliefert zu werden. In diesem Fall ist die elektronische Steuereinheit (ECU) 20 so ausgelegt oder programmiert, dass sie eine Klopfentscheidung (d. h. eine Entscheidung bezüglich des Auftretens eines Klopfereignisses) auf Grundlage des ersten integralen Signals Km des aus dem Ionenstromerfassungs-Spannungssignal Ei extrahierten Klopfsignals Kj ausführt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Bezugszeichen Km zum Bezeichnen des ersten integralen Werts nur für die Übersicht der Beschreibung dargestellt.

Andererseits ist eine zweite Integrationsschaltung 16A, die auf der Ausgangsseite der Ionenstromerfassungsschaltung 10 vorgesehen ist, so ausgelegt, dass sie das Ionenstromerfassungs-Spannungssignal Ei integriert, um dadurch einen zweiten integralen Wert Em zu bestimmen, der dem Ausgangspegel des Ionenstroms entspricht.

Ein A/D (Analog-zu-Digital) Wandler 18, der auf der Ausgangsseite der zweiten Integrationsschaltung 16A vorgesehen ist, dient zum Umwandeln des Signals, das den zweiten integralen Wert Em darstellt, in ein digitales Signal, das dann der elektronischen Steuereinheit (ECU) 20 eingegeben wird. Zudem sei erwähnt, dass das Bezugszeichen Em zum Bezeichnen des zweiten integralen Werts verwendet wird und das Signal den integralen Wert nur für die Übersicht der Beschreibung bezeichnet.

Ein A/D (Analog-zu-Digital) Wandler 19, der auf der Ausgangsseite der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 vorgesehen ist, dient zum Umwandeln eines Stromsignals Gi, das von der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 erfasst wird, in ein digitales Signal während der Periode ausschließlich derjenigen des Explosionshubs, bei dem das Ionenstrom- Erfassungs-Spannungssignal Ei nicht in eigentümlicher Weise erzeugt wird. Das digitale Signal wird dann der elektronischen Steuereinheit 20 eingegeben.

Die elektronische Steuereinheit 20 umfasst eine Klopfentscheidungseinrichtung 23, eine Zündzeitpunkt- Korrektureinrichtung 24, eine Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25, eine Vergleichspegel- Einstelleinrichtung 26 und eine Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27.

Die Klopfentscheidungseinrichtung 23 umfasst eine Einrichtung zum arithmetischen Bestimmen eines Hintergrundpegels (Klopfentscheidungs-Referenzpegels) auf Grundlage eines digitalen Datenwerts des ersten integralen Signals Km, um auf Grundlage des digitalisierten ersten integralen Signals Km eine Entscheidung bezüglich des Klopfzustands zu treffen, wobei die Klopfentscheidungseinrichtung 23 so ausgelegt oder programmiert ist, dass sie ein Signal erzeugt, dass das Entscheidungsergebnis H anzeigt, das der Klopfzustand vorherrscht, wenn das erste integrale Signal Km den Hintergrundpegel erreicht oder übersteigt.

Die Zündzeitpunkt-Korrektureinrichtung 24 ist so ausgelegt oder programmiert, dass sie den Zündzeitpunkt (eine typische der Maschinensteuergrößen) in einer korrigierenden Weise zurückverlegt, um dadurch das Klopfereignis zu unterdrücken, und zwar in Abhängigkeit von dem Entscheidungsergebnis H, das von der Klopfentscheidungseinrichtung 23 ausgegeben wird.

Andererseits ist die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 so ausgelegt oder programmiert, um in einer unterscheidenden Weise den Ausgangspegel des Ionenstroms auf Grundlage des ersten integralen Signals Km (welches von dem A/D Wandler 17 ausgegeben wird) oder dem zweiten integralen Signal Em, das von dem A/D Wandler 18 ausgegeben wird, zu bestimmen. Die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung 26 ist so ausgelegt oder programmiert, dass sie den ersten Vergleichsreferenzpegel MR1 und einen zweiten Vergleichsreferenzpegel MR2 für das erste integrale Signal Km bzw. das zweite integrale Signal Em einstellt.

Insbesondere gibt die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 das Korrektursignal M1 oder M2 zum Unterdrücken einer fehlerhaften Erfassung aufgrund des Anstiegs des Ionenstrompegels aus, wenn der Pegel des ersten integralen Signals Km den ersten Vergleichsreferenzpegel MR1 erreicht oder übersteigt oder wenn der Pegel des zweiten integralen Werts Em den zweiten Vergleichsreferenzpegel MR2 erreicht oder übersteigt.

Die Verrußungszustand-Erfassungseinrichtung 27 ist so ausgelegt oder programmiert, dass sie ein Verrußungszustand- Erfassungssignal Q, das den Verrußungszustand der Zündkerze 8 anzeigt, ausgibt, wenn das digitale vierte Stromsignal Wi, das mit Hilfe des A/D Wandlers 19 zugeführt wird, den Hintergrundpegel erreicht oder übersteigt (anders ausgedrückt, d. h. wenn der Leckstrom erfasst wird).

Wenn andererseits der Verrußungszustand der Zündkerze 8 nicht mit dem Verrußungszustand-Erfassungssignal Q erfasst wird, das in einem Aus-Pegel (z. B. niedrigem Pegel) bleibt, was das fehlende Auftreten des Leckstroms anzeigt, dann gibt die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 die Korrektursignale M1 und M2 auf Grundlage des zweiten integralen Werts Em des Ionenstrom-Erfassungssignals Ei aus.

Mit anderen Worten ausgedrückt, außer wenn die Zündkerze 8 in dem Verrußungszustand ist, wobei der Leckstrom Li im wesentlichen Null ist, wird der zweite integrale Wert Em des Ionenstromerfassungs-Spannungssignals Ei den Ionenstrom mit einer hohen Zuverlässigkeit darstellen. Somit bestimmt die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 die Korrekturgröße auf Grundlage des zweiten integralen Werts Em arithmetisch.

Wenn im Gegensatz dazu der Verrußungszustand der Zündkerze 8 mit dem Verrußungszustand-Erfassungssignal Q erfasst wird, dass einen Ein-Pegel (z. B. einen hohen Pegel) annimmt, dann gibt die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 die Korrektursignale M1 und M2 auf Grundlage des ersten integralen Signals Km des Klopfsignals Kj aus.

Genauer gesagt, wenn die Zündkerze 8 sich in dem Verrußungszustand befindet, bei dem der Leckstrom aufgrund des Absinkens des Isolationswiderstands des Kerzenspalts der Zündkerze 8 fließt, bedeutet dies, dass die Leckstromkomponente auf dem zweiten integralen Wert Em des Ionenstromerfassungs-Spannungssignals Ei überlagert ist. In diesem Fall wird die Korrekturgrößen-Arithmetik auf Grundlage des ersten integralen Signals Km ausgeführt, während die Korrekturgrößen-Arithmetik auf Grundlage des zweiten integralen Werts Em gesperrt oder abgeschaltet wird.

Ferner ist die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 dafür ausgelegt, um die Korrekturgrößen auf Grundlage der Korrektursignale M1 und M2 in Abhängigkeit von den Vergleichsergebniswerten variabel einzustellen, die jeweils durch ein Verhältnis (oder eine Differenz) zwischen dem Vergleichsreferenzpegel MR1 und dem ersten integralen Signal Km einerseits und einem Verhältnis (oder einer Differenz) zwischen dem Vergleichsreferenzpegel MR2 und dem zweiten integralen Wert Em andererseits gegeben sind.

In diesem Zusammenhang kann die Vergleichspegel- Einstelleinrichtung 26 Kartendaten (z. B. Tabellendaten) ausgerüstet sein, die unter Berücksichtigung wenigstens der Maschinendrehzahl (UpM) und/oder der Maschinenlast erstellt werden, so dass die Vergleichsreferenzpegel MR1 und MR2 durch Bezugnahme auf die Kartendaten variabel eingestellt werden können; wobei die Maschinendrehzahl (UpM) und/oder die Maschinenlast als der Indexparameter (als die Indexparameter) verwendet werden. In diesem Fall kann die Zuverlässigkeit der Korrekturgrößen-Arithmetik stark erhöht werden.

Zusätzlich kann die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung 26 so ausgelegt oder programmiert sein, dass sie die Vergleichsreferenzpegel MR1 und MR2 in Abhängigkeit von dem Maschinenbetriebszustand variabel einstellt, der wenigstens von der Temperaturinformation der Maschine angezeigt wird, um dadurch in korrigierender Weise die Vergleichsreferenzpegel MR1 und MR2 zu verkleinern oder abzusenken, wenn die Temperaturinformation einen Temperaturanstieg der Maschine anzeigt.

Die Korrektursignale M1 und M2 können zum Korrigieren der Parameter verwendet werden, die eine Beziehung zu der Funktion der Klopfentscheidungseinrichtung 23 (oder derjenigen der Zündzeitpunkt-Korrektureinrichtung 24) aufweisen, wie nachstehend beschrieben.

Das Korrektursignal M1 wird nämlich zum korrigierenden Erhöhen des Hintergrundpegels des Eingangs für die Klopfentscheidungseinrichtung 23 verwendet, um den Anstieg des Ionenstroms im Hinblick auf eine Vermeidung einer fehlerhaften Klopferfassung zu kompensieren. In ähnlicher Weise wird das Korrektursignale M2 zum korrigierenden Absenken der Verstärkung der Verstärkerschaltung verwendet, die in dem Bandpassfilter 14A eingebaut ist, um so den Anstieg des Ionenstroms zu kompensieren, um dadurch eine fehlerhafte Klopferfassung zu vermeiden.

Eine Vielzahl von Sensoren 28, einschließlich des voranstehend beschriebenen Kurbelwinkelsensors 1, sind dafür ausgelegt, um verschiedene Parameter, wie die Maschinentemperatur und andere, zu erfassen. Die Ausgangssignale von diesen Sensoren 28 werden an die elektronische Steuereinheit 20 geliefert.

Andererseits werden eine Vielzahl von Stellgliedern 29, die betriebsmäßig mit der elektronischen Steuereinheit (ECU) 20 verbunden sind, unter der Steuerung durch die Steuersignale angesteuert, die von der elektronischen Steuereinheit 20 in Abhängigkeit von den Maschinenbetriebszuständen ausgegeben werden, so wie sie von der elektronischen Steuereinheit 20 auf Grundlage der Sensorsignale bestimmt werden.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass Eingangs- Ausgangsschnittstellen, D/A (Digital-Zu-Analog) Wandler und A/D (Analog-Zu-Digital) Wandler zwischen der elektronischen Steuereinheit (ECU) 20 einerseits und dem Bandpassfilter 14A, der Zündschaltung 40, den verschiedenen Sensoren 28 und den verschiedenen Stellgliedern 29 andererseits angeordnet sind, obwohl sie zur Illustration in der Zeichnung weggelassen sind.

Als nächstes wird mit näheren Einzelheiten der Betrieb der Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 gezeigt ist, beschrieben.

Wie voranstehend beschrieben, wenn das Zündsignal P von der elektronischen Steuereinheit (ECU) 20 erzeugt wird, wird eine von der Zündschaltung 40 erzeugte Hochspannung an die Zündkerze 8 angelegt, um eine elektrische Entladung über dem Spalt der Zündkerze 8 zu verursachen, wodurch das Luft- Kraftstoff-Gemisch in dem Maschinenzylinder gezündet wird.

Ferner wird ein Teil in die Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 als Quelle für die Vorspannung geladen. Die Vorspannung wird an die Zündkerze 8 mit Hilfe der Zündschaltung 40 angelegt, wodurch bewirkt wird, dass Ionen, die auf eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs hin erzeugt werden, eine Migration durchführen. Somit fließt der Ionenstrom i (siehe Fig. 3) von einer Elektrode zu der anderen der Zündkerze.

Der Ionenstrom i wird von der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 10 als das Ionenstromerfassungs-Spannungssignal Ei erfasst, von dem das Klopfsignal Kj mit Hilfe des Bandpassfilters 14A extrahiert wird, um an die Integrationsschaltung 16 geliefert zu werden, wodurch das erste integrale Signal Km erhalten wird. Andererseits wird das Ionenstrom-Erfassungs- Spannungssignal Ei, das von der Ionenstrom- Erfassungsschaltung 10 ausgegeben wird, ebenfalls an die zweite Integrationsschaltung 16A geliefert, um als das zweite integrale Signal Em ausgegeben zu werden. Sowohl das erste als auch das zweite integrale Signal Km und Em wird in digitale Signale umgewandelt, die dann der elektronischen Steuereinheit (ECU) 20 eingegeben werden.

Jedes Mal, wenn die ersten und zweiten integralen Signale Km und Em empfangen werden, setzt die elektronische Steuereinheit 20 die Integrationsschaltungen 16 und 16A zurück. Zudem sei erwähnt, dass die A/D Umwandlungsverarbeitung der Integrationsdaten und die Rücksetzverarbeitungen der einzelnen Integrationsschaltungen 16 und 16A bei jedem Zündzyklus der Maschine ausgeführt werden.

Die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung 26 holt die Vergleichsreferenzwerte für die ersten und zweiten integralen Signale Km bzw. Em aus den Kartendaten, die wie voranstehend beschrieben vorher eingestellt werden, um dadurch die Vergleichsreferenzwerte durch Berücksichtigung wenigstens der Temperaturinformation (z. B. Temperaturen der Ansaugluft und des Maschinenkühlwassers) zu korrigieren, um dadurch arithmetisch die ersten und zweiten Vergleichsreferenzpegel MR1 bzw. MR2 zu bestimmen.

Allgemein ist bekannt, dass die Größe des Ionenstroms eine Neigung aufweist, abzunehmen, wenn die Maschine in dem Hochtemperaturzustand ist (d. h. wenn die Maschinentemperatur höher als eine vorgegebene ist). Demzufolge werden für den Fall, dass die Maschine in dem Hochtemperaturzustand ist, die Referenzwerte, die durch Bezugnahme auf Kartendaten bestimmt werden, in korrigierender Weise bestimmt, um dadurch optimal die Vergleichsreferenzpegel MR1 und MR2 einzustellen.

Natürlich können die Vergleichsreferenzwerte MR1 und MR2 in ähnlicher Weise durch Berücksichtigung der anderen Sensorausgangsinformation korrigiert werden, die einen Einfluss auf die Erfassung des Ionenstroms ausübt.

An dieser Stelle sei wiederum erwähnt, dass die Referenzwert- Kartendaten, die zum Bestimmen der Vergleichsreferenzpegel MR1 und MR2 Bezug genommen wird, die Daten enthalten, die eine Beziehung zu wenigstens dem Maschinenbetriebszustand und der Maschinenlast aufweisen und Durchschnittswerte (gemittelte Werte) der ersten und zweiten integralen Signale Km bzw. Em enthalten, in dem Standardbetriebszustand der Maschine (d. h. unter der Annahme, dass die Zündkerze 8 die Standardstruktur ist und dass der Kraftstoff nicht mit irgendeinem Zusatz vermischt ist, der eine ionisierbare Substanz oder ionisierbare Substanzen, wie Na, K oder dergleichen, enthält).

Die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 vergleicht die Vergleichsreferenzpegel MR1 mit dem digitalen Wert des ersten integralen Werts Km während der Vergleichsreferenzpegel MR2 mit demjenigen des zweiten integralen Werts Em jeweils verglichen wird, wodurch die Korrekturgrößen (Korrekturkoeffizienten) durch die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25 auf Grundlage der Ergebnisse der Vergleiche bestimmt werden, z. B. durch Verhältnisse oder Differenzen zwischen dem ersten integralen Signal Km und dem Vergleichsreferenzpegel MR1 und zwischen dem zweiten integralen Wert Em und dem Vergleichsreferenzpegel MR2. Somit werden die Korrektursignale M1 und M2, die mit den Korrekturgrößen übereinstimmen, von der Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25 ausgegeben.

Beispielsweise sei angenommen, dass ein Zusatz, der eine Substanz (Substanzen) enthält, die leicht ionisiert werden können, zu dem Kraftstoff hinzugemischt ist. Dann steigen die ersten und zweiten integralen Signale Km und Em stark gegenüber den jeweiligen Vergleichsreferenzwerten MR1 und MR2 an. In diesem Fall müssen die Parameter, die für die Klopfentscheidungseinrichtung 23 (oder die Zündzeitpunkt- Korrektureinrichtung 24) relevant sind, in einem großen Ausmaß korrigiert werden.

Demzufolge korrigiert die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25 in dem oben angenommenen Fall den Hintergrundpegel für die Klopfentscheidungseinrichtung 23 mit dem Korrektursignal M1 so, dass der Hintergrundpegel ansteigt, während die Verstärkung der Verstärkerschaltung, die in das Bandpassfilter 14A eingebaut ist, mit dem Korrektursignal M2 korrigiert wird, so dass die Verstärkung abnimmt.

Wenn ferner der Kraftstoff mit dem Zusatz vermischt ist, der leicht ionisiert werden kann, wie voranstehend erwähnt, stellt die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 große Werte für die Korrekturgrößen ein, um einen großen Anstieg des Ionenstroms zu kompensieren.

In dieser Weise wird der Hintergrundpegel, der für die Klopfentscheidungseinrichtung 23 auf Grundlage des Werts eingestellt wird, der sich aus der Mittelungsverarbeitung des ersten integralen Signals Km ergibt, in einer korrigierenden Weise durch eine vorgegebene Größe auf Grundlage des Korrektursignals M1 inkrementiert.

Wie voranstehend erwähnt, ist die Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27 so ausgelegt, dass sie das Auftreten oder fehlende Auftreten des Leckstroms aufgrund der Verrußung an der Zündkerze (d. h. aufgrund des Absinkens des Isolationswiderstands) auf Grundlage des Pegels des Stromsignals Gi, das von der Ionenstromerfassungsschaltung 10 ausgegeben wird, erfasst.

Wenn erfasst wird, dass der Pegel des Stromsignals Gi größer als ein vorgegebener Wert ist (d. h. wenn der Leckstrom erfasst wird), dann gibt die Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27 das Verrußungszustand- Erfassungssignal Q aus, um dadurch den Arithmetikbetrieb zum Bestimmen der Korrekturgrößen (M1; M2) auf Grundlage des zweiten integralen Werts Em des Ionenstromerfassungs- Spannungssignals Ei zu sperren.

Wenn, wie in dem technischen Gebiet bekannt, der Leckstrom aufgrund des Verrußungszustands der Zündkerze 8 erfasst wird, kann der zweite integrale Wert Em wegen einer Überlagerung des Leckstroms auf den Ionenstrom nicht richtig bestimmt werden. Somit wird die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung gesperrt zum Ausführen des Korrekturgrößen-Arithmetikbetriebs auf Grundlage des zweiten integralen Werts Em im Ansprechen auf das Verrußungszustand-Erfassungssignal Q und somit wird nur die Korrekturgrößenarithmetik auf Grundlage des ersten integralen Signals Km ausgeführt.

Genauer gesagt holt die Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27 das Stromsignal Gi, das den Leckstrom anzeigt, während des Auslasshubs des betreffenden Zylinders (d. h. des Zylinders, der gerade überwacht wird) und vergleicht das Signal Gi mit dem vorgegebenen Wert für die Leckstromentscheidung. Wenn der Pegel des Verrußungszustand- Erfassungssignals Q den vorgegebenen Wert erreicht oder übersteigt, wird dann entschieden, dass die Zündkerze des betreffenden Zylinders in dem Verrußungszustand ist.

Durch Bereitstellen der Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 können in dieser Weise die relevanten Parameter so korrigiert werden, dass der Anstieg des Ionenstroms mit den Korrektursignalen M1 und M2 auf eine Erfassung eines Anstiegs des Ionenstroms aufgrund der Hinzumischung des Zusatzes zu dem Kraftstoff und/oder eine Umrüstung der Zündkerze mit der Standardstruktur durch eine nicht standardgemäße ausgeglichen wird.

Mit Hilfe der voranstehend beschriebenen Merkmale kann sowohl die Klopferfassung als auch die Klopfunterdrückungssteuerung mit der gleichen Hardware/Software-Struktur (d. h. ohne die Notwendigkeit einer Änderung oder Modifikation der Hardware/Software-Struktur) unabhängig davon ausgeführt werden, ob der Standardkraftstoff oder ein mit einem Zusatz vermischter Kraftstoff verwendet wird, oder unabhängig davon, ob die Zündkerze umgerüstet wird oder nicht, wodurch eine verbesserte Klopferfassung und eine verbesserte Klopfunterdrückungs-Steuerungsfähigkeit sichergestellt werden kann.

Wenn andererseits das Verrußungsphänomen in der Zündkerze 8 stattfindet, um einen abnormalen Anstieg des zweiten integralen Werts Em des Ionenstromerfassungs-Spannungssignals Ei zu verursachen, kann die Korrekturgrößenarithmetik, die von der Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 ausgeführt wird, auf Grundlage des ersten integralen Werts Km des Klopfsignals Kj ausgeführt werden, was bedeutet, das die Klopfunterdrückungssteuerung mit einer erhöhten Sicherheit oder Zuverlässigkeit ausgeführt werden kann.

Überdies wurde im Zusammenhang mit der Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die Beschreibung unter der Annahme durchgeführt, dass der Anstieg des Ionenstroms ausgeglichen oder kompensiert werden muss. Jedoch kann das Absinken des Ionenstroms aufgrund einer strukturellen Differenz wie einer Differenz in der Elektrodenstruktur, zum Beispiel zwischen der Standardzündkerze und der umgerüsteten, wegen der gleichen Gründe auftreten. Die Lehren der vorliegenden Erfindung sind deshalb gleichermaßen für die Kompensation eines derartigen Abfalls des Ionenstroms anwendbar.

Wenn zum Beispiel der zweite integrale Wert Em (oder das erste integrale Signale Km) kleiner als der vorgegebene Vergleichsreferenzpegel ist, dann verkleinert die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 in korrigierender Weise den Klopfentscheidungs-Referenzpegel für die Klopfentscheidungseinrichtung 23 mit dem Korrektursignal M1, so dass der Referenzpegel abgesenkt wird. Andererseits erhöht die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 in korrigierender Weise die Verstärkung der Verstärkerschaltung, die in das Bandpassfilter 14A eingebaut ist, mit dem Korrektursignal M2.

Selbst für den Fall eines Abfalls des Ionenstroms aufgrund der voranstehend erwähnten Gründe kann in dieser Weise eine Abweichungskomponente (Abweichungskomponenten) kompensiert werden, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit für die Klopferfassung und die Klopfunterdrückungssteuerung sichergestellt werden kann.

Zudem sei erwähnt, dass die erste Integrationsschaltung 16 so ausgelegt sein kann, dass sie die Halbwellen einer positiven Polarität des Klopfsignals Kj integriert oder alternativ eine Vollwellen-Integration ausführt. Im letzteren Fall wird eine Absolutwertschaltung im Zusammenhang mit der Integrationsschaltung bereitgestellt werden müssen. Ferner kann als die Integrationsperiode der Integrationsschaltung 16 eine Periode gewählt werden, die sich von 15 bis 65 ATDC (nach dem oberen Totpunkt) in Einheiten des Kurbelwinkels der Maschine erstreckt, weil eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Klopfereignisses während dieser Periode relativ hoch ist.

Ferner wurde in der vorangehenden Beschreibung angenommen, dass die Größe oder Intensität des Klopfvorgangs auf Grundlage des ersten integralen Werts Km des Klopfsignals Kj bestimmt wird. Jedoch versteht es sich von selbst, dass der Spitzenwert des Klopfsignals Kj, eine Dauer der Klopfvibration, die Anzahl von Impulsen, die durch Formen des Klopfsignals Kj mit einem vorgegebenen Pegel erhalten werden, oder dergleichen gleichermaßen als die Information verwendet werden können, die die Größe oder Intensität des Klopfvorgangs anzeigt.

In Fig. 1 ist die Schaltungskonfiguration der Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für nur einen Zylinder gezeigt. Jedoch ist offensichtlich, dass die Korrektursteuerung der Parameter sämtliche Zylinder einer Maschine vom Mehrzylindertyp auf Grundlage der Information, die für jeden der Zylinder relevant ist, ausgeführt werden kann, indem die ähnliche Steuerschaltungseinrichtung einschließlich der Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25 verwendet wird.

Es ist bekannt, dass dann, wenn die Zündkerze 8 in dem Verrußungszustand ist, ein Leckstrom zahlreiche Hochfrequenzvibrationskomponenten enthält, wobei als Folge davon Vibrationskomponenten in fehlerhafter Weise als das Klopfsignal Kj erfasst werden können, wobei eine Verschlechterung des S/N Verhältnisses des Klopfsignals Kj verursacht wird.

Um eine optimale Zündzeitpunkt-Korrektur durch Unterdrücken der fehlerhaften Korrektur auf Grundlage der fehlerhaften Klopferfassung zu realisieren und aufrecht zu erhalten, kann demzufolge die Verrußungszustand-Erfassungseinrichtung 27 so ausgelegt sein, dass sie die Klopfentscheidung der Klopfentscheidungseinrichtung 23 sperrt, wenn das Verrußungszustand-Erfassungssignal Q einen vorgegebenen oberen Grenzpegel übersteigt, während die Zündzeitpunkt- Korrekturgröße auf einem vorgegebenen Wert eingestellt wird.

Die Korrektursteuerung, die von der vorliegenden Erfindung gelehrt wird, kann auf Grundlage des ersten integralen Signals Km und des zweiten integralen Werts Em für jeden der einzelnen Zylinder oder für jede Zylindergruppe einschließlich einer vorgegebenen Anzahl von Zylindern, ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27 so ausgelegt oder programmiert sein, dass sie die Klopfentscheidung der Klopfentscheidungseinrichtung 23 nur für den spezifischen der einzelnen Zylinder oder für die spezifische Zylindergruppe sperrt.

Obwohl die voranstehende Beschreibung unter der Annahme durchgeführt worden ist, dass die Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27 eine Entscheidung hinsichtlich des Auftretens des Leckstroms auf Grundlage des Verrußungszustand-Erfassungssignals Q (des Ionenstroms) während des Auslasshubs des Zylinders, der der Steuerung unterzogen wird, trifft, kann die Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27 so ausgelegt sein, dass sie ein Auftreten des Leckstroms in Abhängigkeit davon entscheidet, ob der zweite integrale Wert Em einen vorgegebenen Wert während einer vorgegebenen Periode, beginnend mit einer Erregung der Zündspule, die in die Zündschaltung 40 eingebaut ist, übersteigt oder nicht.

Ferner kann für den Fall einer V-Typ Maschine die Korrektursteuerung für jede Zylindergruppe ausgeführt werden, indem die Korrektursteuerung auf einer Bankbasis durch Verwendung der Information, die für jede Bank erhalten wird, ausgeführt wird. Ferner kann in der Maschine des Mehrzylindertyps eine ähnliche Korrektursteuerung auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis ausgeführt werden.

Ausführungsform 2

Für den Fall der Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Anstieg des Ausgangspegels des Ionenstroms auf Grundlage sowohl des ersten als auch des zweiten integralen Signals Km und Em entschieden. Jedoch kann eine derartige Entscheidung genauso auf Grundlage nur des ersten integralen Werts Km oder des zweiten integralen Werts Em ausgeführt werden.

Für den Fall, dass der Einfluss des Verrußungszustands der Zündkerze 8 nur ein vernachlässigbares Ausmaß ist, ist es möglich, einen Anstieg des Ausgangspegels des Ionenstroms auf Grundlage nur des zweiten integralen Werts Em des Ionenstromerfassungs-Spannungssignals Ei zu entscheiden.

Ferner kann für den Fall, dass eine hohe Genauigkeit für die Erfassung des Ionenstroms nicht benötigt wird, ein Anstieg des Ausgangspegels des Ausgangspegels des Ionenstroms nur mit dem ersten integralen Signal Km entschieden werden. In diesem Fall kann das erste integrale Signal Km, welches zur Verwendung für die Klopfentscheidung bestimmt ist, in dem Ionenstrom-Entscheidungsprozeß verwendet werden. Demzufolge kann die zweite Integrationsschaltung 16A und der A/D Wandler 18 eingespart werden, was natürlich zur Vereinfachung der Schaltungskonfiguration und der Kostenreduktion bevorzugt ist.

Ausführungsform 3

In der Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden sowohl der Hintergrundpegel (Klopfentscheidungs-Referenzpegel) für die Klopfentscheidungseinrichtung 23 als auch die Verstärkung der Verstärkerschaltung, die in das Bandpassfilter 14A eingebaut ist, mit den Korrektursignalen M1 und M2 korrigiert. Jedoch können die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gleichermaßen erzielt werden, indem entweder der Hintergrundpegel die Klopfentscheidungseinrichtung 23 oder die Verstärkung für das Bandpassfilter 14A mit den Korrektursignalen M1 und M2 korrigiert werden.

Ferner können hinsichtlich des Parameters (der Parameter) für die Korrektur andere Parameter erwähnt werden, die für die Klopfentscheidungseinrichtung 23 oder die Zündzeitpunkt- Korrektureinrichtung 24 relevant sind, wie beispielsweise der Ionenstrom-Verstärkungsfaktor der Ionenstrom- Erfassungsschaltung 10, der Integrationskoeffizient der ersten Integrationsschaltung 16 und die Zündzeitpunkt- Korrekturgröße für die Zündzeitpunkt-Korrektureinrichtung 24, die von der Klopfgröße oder Intensität abhängt.

Ausführungsform 4

In der Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die voranstehend beschrieben wurde, werden das erste integrale Signal Km und das zweite integrale Signal Em direkt der Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25 eingegeben, nachdem sie in die digitalen Werte von der A/D Wandlern 17 bzw. 18 umgewandelt worden sind. Jedoch können gemittelte Werte dieser integralen Signale vorzugsweise an die Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25 geliefert werden.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, welches allgemein und schematisch die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die mit einer Mittelungseinrichtung versehen ist. Zudem sind Teile oder Komponenten, die die gleichen oder äquivalent zu denjenigen sind, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist in der Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20A, eine Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A und eine Vergleichspegel-Einstelleinrichtung 26A vorgesehen, die funktionell jeweils der elektronischen Steuereinheit 20, der Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A und der Vergleichspegel-Einstelleinrichtung 26, die voranstehend beschrieben wurden, entsprechen.

Unter Bezugnahme auf die Figur ist die erste Mittelungseinrichtung 31, die auf der Ausgangsseite des A/D Wandlers 17 vorgesehen ist, so ausgelegt, dass sie eine Mittelungsverarbeitung (zeitliche Filterarithmetik- Verarbeitung, die an sich in dem technischen Gebiet bekannt ist) für das erste integrale Signal Km, das von dem A/D Wandler 17 zugeführt wird, durchführt, wodurch ein erster gemittelter integraler Wert Kma von der ersten Mittelungseinrichtung 31 ausgegeben wird, um der Klopfentscheidungseinrichtung 23 und der Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25 eingegeben zu werden.

Insbesondere kann der erste gemittelte integrale Wert Kma arithmetisch gemäß der folgenden Gleichung (1) bestimmt werden:

Kma = Km(n-1) (1-Kf) + Km(n) Kf (1)

wobei Km(n-1) den Wert des ersten integralen Signals Km in dem vorangehenden Zyklus darstellt, Km(n) den Wert des ersten integralen Signals Km in dem gegenwärtigen Zyklus darstellt, und Kf den Filterarithmetikkoeffizienten darstellt, der in einem Bereich von 0 < Kf < 1 eingestellt ist.

In ähnlicher Weise ist eine zweite Mittelungseinrichtung 32, die mit dem A/D Wandler 18 verbunden ist, so ausgelegt ist, dass sie eine Mittelungsverarbeitung des zweiten integralen Signals Em ausführt, das von dem A/D Wandler 18 zugeführt wird, wodurch ein zweiter gemittelter integraler Wert Ema von der zweiten Mittelungseinrichtung 32 ausgegeben wird, um der Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A eingegeben zu werden. Der zweite gemittelte integrale Wert Ema kann arithmetisch gemäß der Gleichung, die analog zu der Gleichung (1) ist, bestimmt werden.

Die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung 26A stellt erste und zweite Vergleichsreferenzpegel MR1a und MR2a für den ersten bzw. zweiten gemittelten integralen Wert Kma und Ema ein, während die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A die Korrektursignale M1 und M2 auf Grundlage der Ergebnisse der Vergleiche der ersten und zweiten gemittelten integralen Signale Kma und Ema mit dem ersten bzw. zweiten Vergleichsreferenzpegel MR1a bzw. MR2a ausgibt.

Insbesondere ist die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A so ausgelegt, dass sie arithmetisch die Korrekturgrößen, die von den Korrektursignalen M1 und M2 angezeigt werden, auf Grundlage einer Addition oder einer Summe eines ersten Vergleichsergebniswerts entsprechend einem Verhältnis (oder einer Differenz) zwischen dem ersten gemittelten integralen Signal Kma und dem ersten Vergleichsreferenzpegel MR1a einerseits und eines zweiten Vergleichsergebniswerts entsprechend einem Verhältnis (oder einer Differenz) zwischen dem zweiten gemittelten integralen Wert Ema und dem zweiten Vergleichsreferenzpegel MR2a andererseits bestimmt.

Genauer gesagt kann die Korrekturgröße SR bestimmt werden, indem die Vergleichsergebniswerte (z. B. die Verhältnisse Kma/MR1a und Ema/MR2a) mit zueinander unterschiedlichen Koeffizienten α bzw. β multipliziert werden, woraufhin die Produkte, die sich aus den Multiplikationen ergeben, addiert werden. Das heißt,

SR = (Kma/MR1a) α + (Ema/MR2a) β (2)

wobei die Multiplikationskoeffizienten α + β auf Werte eingestellt sind, die die Bedingungen erfüllen, dass α + β = 1 ist, wobei 0 < α < 1 und 0 < β < 1 ist.

Wie sich aus der obigen Gleichung (2) entnehmen lässt, erzeugt dann, wenn die Verhältnisse zwischen den gemittelten integralen Werten und den Vergleichsreferenzpegeln verwendet werden, die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A weder das Korrektursignal M1 noch M2, wenn die Korrekturgröße SR gleich zu 1 (eins) ist.

Wenn andererseits SR < 1 ist, dann erzeugt die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A die Korrektursignale M1 und M2, um den Anstieg des Ionenstroms zu kompensieren. Wenn andererseits SR < 1 ist, dann erzeugt die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung 25A die Korrektursignale M1 und M2, um den Abfall des Ionenstroms zu kompensieren.

Die Korrekturgröße SR kann in beiden Korrektursignalen M1 und M2 reflektiert werden oder alternativ kann sie in nur einem der Korrektursignale M1 und M2 reflektiert werden. Mit anderen Worten ist es ausreichend, dass ein Betrieb wenigstens einer der Klopfentscheidungseinrichtung 23 und des Bandpassfilters 14A eine Korrektur mit dem Korrektursignal M1 oder M2 erfährt, vorausgesetzt, dass die Gesamtkorrekturgröße, von den Korrektursignalen M1 und M2 angezeigt wird, mit der Korrekturgröße SR übereinstimmt.

Angesichts der Anordnung, dass die Korrekturgröße SR arithmetisch auf Grundlage der ersten und zweiten gemittelten integralen Werte Kma und Ema bestimmt wird, wie voranstehend beschrieben, können sich ändernde oder fluktuierende Komponenten, die in dem ersten integralen Signal Km und dem zweiten integralen Signal Em enthalten sind, unterdrückt werden, wodurch die Klopfentscheidung sowie die Klopfunterdrückungssteuerung mit einer erhöhten Zuverlässigkeit auf Grundlage der Korrekturgröße mit einer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit realisiert werden kann.

Wenn beispielsweise der Verrußungszustand der Zündkerze 8 erfasst wird, steigt der Pegel des zweiten integralen Signals Em an, wobei als Folge davon die Zuverlässigkeit des zweiten integralen Signals EM im Vergleich mit derjenigen des ersten integralen Signals Km absinkt. In diesem Fall kann der Multiplikationskoeffizient α für diesen ersten Vergleichsreferenzwert auf einen großen Wert eingestellt werden, wobei der Multiplikationskoeffizient β für den zweiten Vergleichsreferenzwert auf einen kleinen Wert eingestellt wird. In dieser Weise kann für die Klopfunterdrückungssteuerung eine stark erhöhte Zuverlässigkeit sichergestellt werden.

In der vorangehenden Beschreibung der Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wurde angenommen, dass die Korrekturgrößenarithmetik durch Verwendung sowohl des ersten gemittelten integralen Werts Kma als auch des zweiten gemittelten integralen Werts Ema realisiert wird. Jedoch versteht es sich von selbst, dass die Korrekturgröße SR durch Verwendung entweder des ersten gemittelten integralen Werts Kma oder des zweiten gemittelten integralen Werts Ema arithmetisch bestimmt werden kann, weil die Komponenten, die sich als Funktion des Zeitablaufs verändern, unterdrückt werden können, wodurch eine Zuverlässigkeit der Klopfentscheidung als auch der Klopfunterdrückungssteuerung gleichermaßen erhöht werden kann.

Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung und somit ist mit den beigefügten Ansprüchen beabsichtigt, sämtliche derartige Merkmale und Vorteile der Klopfunterdrückungs- Steuervorrichtung abzudecken, die in den wahren Grundgedanken und den Umfang der Erfindung fallen. Da zahlreiche Modifikationen und Kombination einem Durchschnittsfachmann leicht offensichtlich sind, ist ferner nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den Betrieb zu beschränken, die beschrieben und dargestellt wurden.

Zum Beispiel können die Funktionen der Klopfentscheidungseinrichtung 23, der Zündzeitpunkt- Korrektureinrichtung 24, der Korrekturgrößen- Arithmetikeinrichtung 25; 25A, der Vergleichspegel- Einstelleinrichtung 26; 26A und der Verrußungszustand- Erfassungseinrichtung 27 in Software in der Form eines Programms oder von Programm-Modulen implementiert werden, die von der CPU ausgeführt werden können, die in die elektronische Steuereinheit (ECU) eingebaut ist. In diesem Fall fallen das Programm sowie das Aufzeichnungsmedium, auf welchem ein derartiges Programm gespeichert ist, in den Umfang der vorliegenden Erfindung.

Demzufolge kann auf sämtliche geeignete Modifikationen und Äquivalente zurückgegriffen werden, die in den Grundgedanken und den Umfang der Erfindung fallen.

Claims (16)

1. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, einer Zündschaltung (40) zum Erzeugen einer Zündhochspannung in Übereinstimmung mit einem Zündzeitpunkt, und einer Zündkerze (8), die in dem Zylinder zum Erzeugen einer Funkenentladung innerhalb des Zylinders auf eine Anlegung der Zündhochspannung angeordnet ist, wobei die Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung umfasst:
eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (10) zum Erfassen eines Ionenstroms (i), der mit Hilfe der Zündkerze (8) auf eine Verbrennung des in den Zylinder geladenen Luft- Kraftstoff-Gemischs fließt;
eine Filtereinrichtung (14A) zum Extrahieren eines Klopfsignals (Kj) aus einem Ausgangssignal (Ei) der Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (10);
eine Klopfentscheidungseinrichtung (23) zum Entscheiden eines Auftretens eines Klopfereignisses in der Maschine auf Grundlage des Klopfsignal (Kj);
eine Steuergrößen-Korrektureinrichtung (24) zum Korrigieren einer Steuergröße für die Brennkraftmaschine, um so das Klopfereignis auf Grundlage eines Ergebnisses (H) einer Entscheidung, die von der Klopfentscheidungseinrichtung (23) getroffen wird, zu unterdrücken;
eine Integrationseinrichtung (16, 16A) zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Werts (Km; Em), der einem Ausgangspegel des Ionenstroms (Ei) entspricht;
eine Vergleichspegel-Einstelleinrichtung (26, 26A) zum Einstellen eines vorgegebenen Vergleichsreferenzpegels (MR) für den integralen Wert (km, Em); und
eine Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25, 25A) zum Ausgeben eines Korrektursignals (M1; M2) zum Korrigieren von Parametern, die für die Klopfentscheidungseinrichtung (23) relevant sind oder alternativ für die Steuergrößen-Korrektureinrichtung (24) relevant sind, auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem integralen Wert (Km; Em) und dem Vergleichsreferenzpegel (MR).

2. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Integrationseinrichtung umfasst:
eine erste Integrationseinrichtung (16) zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Werts des Klopfsignal (Kj) als einen ersten integralen Wert (Km); und
eine zweite Integrationseinrichtung (16A) zum arithmetischen Bestimmen eines integralen Werts des Ionenstroms (Ei) als einen zweiten integralen Wert (Em),
wobei die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung (26; 26A) so ausgelegt ist, dass sie die ersten und zweiten Vergleichsreferenzpegel (MR1, MR2) für den ersten bzw. zweiten integralen Wert (Km, Em) einstellt, und
wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25; 25A) so ausgelegt ist, dass sie das Korrektursignal (M1; M2) wenigstens auf Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem ersten integralen Wert (Km) und dem ersten Vergleichsreferenzpegel (MR1) oder alternativ wenigstens auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zwischen dem zweiten integralen Wert (Em) und dem zweiten Vergleichsreferenzpegel (MR2) ausgibt.

3. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch:
eine Verrußungszustand-Erfassungseinrichtung (27) zum Erfassen eines Verrußungszustands der Zündkerze (8) auf Grundlage eines Stromsignals (Gi), das von der Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (10) während einer Periode erfasst wird, in der der Ionenstrom (i) nicht erfasst wird,
wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25) so ausgelegt ist, dass sie das Korrektursignal (M1; M2) auf Grundlage des zweiten integralen Werts (Em) ausgibt, vorausgesetzt, dass der Verrußungszustand der Zündkerze (8) nicht erfasst wird, während das Korrektursignal (M1; M2) auf Grundlage des ersten integralen Werts (Km) ausgegeben wird, vorausgesetzt, dass der Verrußungszustand der Zündkerze (8) erfasst wird.

4. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrußungszustand-Erfassungseinrichtung (27) so ausgelegt ist, dass sie eine von der Klopfentscheidungseinrichtung (23) ausgeführte Klopfentscheidung sperrt, wenn das Stromsignal (Gi) einen vorgegebenen oberen Grenzpegel übersteigt, während die von der Steuergrößen-Korrektureinrichtung (24) bestimmte Korrekturgröße auf eine vorgegebene Größe eingestellt wird.

5. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfentscheidungseinrichtung (23) so ausgelegt ist, dass sie entscheidet, dass die Brennkraftmaschine sich in einem Klopfzustand befindet, wenn der erste integrale Wert (Km) einen Klopfentscheidungs-Referenzpegel übersteigt.

6. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch:
eine erste Mittelungseinrichtung (31) zum arithmetischen Bestimmen eines ersten gemittelten integralen Werts (Kma) durch Mitteln des ersten integralen Werts (Km); und
eine zweite Mittelungseinrichtung (32) zum arithmetischen Bestimmen eines zweiten gemittelten integralen Werts (Ema) durch Mitteln des zweiten integralen Werts (Em),
wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25A) so ausgelegt ist, dass sie die von den Korrektursignalen (M1; M2) angezeigten Korrekturgrößen arithmetisch auf Grundlage einer Addition eines ersten Vergleichsergebniswerts entsprechend einem Verhältnis oder einer Differenz zwischen dem ersten gemittelten integralen Wert (Kma) und dem ersten Vergleichsreferenzpegel (MR1a) einerseits und eines zweiten Vergleichsergebniswerts entsprechend einem Verhältnis oder einer Differenz zwischen dem zweiten gemittelten integralen Wert (Ema) und dem zweiten Vergleichsreferenzpegel (MR2a) andererseits bestimmt.

7. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25A) so ausgelegt ist, dass sie arithmetisch die Korrekturgröße (SR) durch Addieren von Produkten, die sich aus Multiplikationen des ersten bzw. zweiten Vergleichsergebniswerts mit zueinander unterschiedlichen Koeffizienten (α, β,) ergeben, bestimmt.

8. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25) so ausgelegt ist, dass sie in einer korrigierenden Weise den Klopfentscheidungs-Referenzpegel der Klopfentscheidungseinrichtung (23) mit dem Korrektursignal (M1) erhöht, wenn der integrale Wert (Km; Im) den Vergleichsreferenzpegel (MR) erreicht oder übersteigt.

9. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25) ausgelegt ist, um den Klopfentscheidungs-Referenzpegel der Klopfentscheidungseinrichtung (23) mit dem Korrektursignal (M1) zu verkleinern, wenn der integrale Wert (Km; Em) kleiner als der Vergleichsreferenzpegel (M) ist.

10. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (14A) umfasst:
eine Verstärkereinrichtung zum Verstärken des Klopfsignals (Kj),
wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25) ausgelegt ist, um in einer korrigierenden Weise eine Verstärkung der Verstärkereinrichtung mit dem Korrektursignal (M2) zu verkleinern, wenn der integrale Wert (Km; Em) den Vergleichsreferenzpegel (MR) erreicht oder übersteigt.

11. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (14A) umfasst:
eine Verstärkereinrichtung zum Verstärken des Klopfsignals (Kj),
wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25) so ausgelegt ist, dass sie in einer korrigierenden Weise die Verstärkung der Verstärkereinrichtung mit dem Korrektursignal (M2) erhöht, wenn der integrale Wert (Km; Em) kleiner als der Vergleichsreferenzpegel (MR) ist.

12. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25) so ausgelegt ist, dass sie die Korrekturgröße auf Grundlage der Korrektursignale (M1; M2) in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebniswert entsprechend einem Verhältnis oder einer Differenz zwischen dem Vergleichsreferenzpegel (MR) und dem integralen Wert (Km; Em) variabel einstellt.

13. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung (26) Kartendaten umfasst, die wenigstens Maschinendrehzahlen (UpM) und Lasten der Brennkraftmaschine entsprechen, um den Vergleichsreferenzpegel (MR) durch Bezugnahme auf die Kartendaten variabel einzustellen.

14. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung (26) so ausgelegt ist, dass sie den Vergleichsreferenzpegel (MR) in Abhängigkeit von einem Maschinenbetriebszustand, der wenigstens von einer Temperaturinformation der Maschine angezeigt wird, variabel einstellt.

15. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichspegel-Einstelleinrichtung (26) so ausgelegt ist, dass sie den Vergleichsreferenzpegel (MR) in einer korrigierenden Weise verkleinert, wenn die Temperaturinformation einen Temperaturanstieg der Maschine anzeigt.

16. Klopfunterdrückungs-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch:
eine Mittelungseinrichtung (31, 32) zum arithmetischen Bestimmen eines gemittelten integralen Werts (Kma; Ema) durch Mitteln des integralen Werts (Km; Em),
wobei die Korrekturgrößen-Arithmetikeinrichtung (25A) so ausgelegt ist, dass sie die Korrektursignale (M1, M2) auf Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dem gemittelten integralen Signal (Kma; Ema) und dem Vergleichsreferenzpegel (MR1a; MR2a) ausgibt.