DE102012219842B4

DE102012219842B4 - Klopferfassungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102012219842B4
Application number: DE102012219842.3A
Authority: DE
Inventors: Toru Tanaka; Yuhei Matsushima; Keitaro Ezumi; Tomokuni Kusunoki; Atsushi Inoue; Hiroki Morimoto
Original assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: US20130192343A1; CN103245410B; DE102012219842A1; CN103245410A; JP5826054B2; JP2013155726A

Abstract

Klopferfassungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, bei der ein Hintergrundniveau basierend auf einem Ausgangssignal eines Klopfsensors (12) aktualisiert wird, ein Klopfermittlungswert basierend auf dem Hintergrundniveau berechnet wird und die Erzeugung eines Klopfens durch Vergleichen des Klopfermittlungswerts mit dem Ausgangssignal des Klopfsensors (12) ermittelt wird, wobei, wenn das Hintergrundniveau berechnet wird durch ((momentanes Hintergrundniveau) = (Filterkoeffizient) × (vorheriges Hintergrundniveau) + (1-Filterkoeffizient) × (Ausgangssignal des Klopfsensors (12))), die Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus begrenzt wird durch ((1-Filterkoeffizient) × (Wert nicht geringer als der maximale Wert des Ausgangssignals des Klopfsensors (12) zum Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird)).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Berechnung eines Hintergrundniveaus (engl.: background level) in einer Klopferfassungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, in welcher ein Hintergrundniveau basierend auf einem erfassten Ausgangssignal eines Klopfsensors berechnet wird, ein Klopfermittlungswert aus dem Hintergrundniveau herausgeführt wird, und eine Klopfermittlung durchgeführt wird.
2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Ein Motor etc., der mit Kraftstoff fährt, zündet und verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem Zylinder mittels eines Funkens von einer Zündkerze während eines Verbrennungshubes; jedoch, wenn der Druck in dem Zylinder nach der Zündung in der Mitte der Flammenausbreitung abnormal ansteigt, kann ein Klopfen, bei welchem ein unverbrannter Anteil des Luft-Benzin-Gemischs sich selbst entzündet, erzeugt werden bevor die Flammenausbreitung abgeschlossen ist. Dann tritt ein Problem dahingehend auf, dass, wenn das Klopfen erzeugt wird, eine Vibration, welche den Fahrzeuginsassen ein unkomfortables Gefühl vermittelt, erzeugt wird und in dem schlimmsten Fall die obere Oberfläche eins Kolbens geschmolzen und beschädigt wird, um den Motor zu zerstören. Folglich ist eine Klopfsteuerung bekannt, bei welcher, wenn das Klopfen erzeugt wird, der Zündzeitpunkt einer Zündkerze verzögert wird, um das Klopfen zu eliminieren und ein optimales Drehmoment und ein optimaler Kraftstoffverbrauch werden erreicht.
Bei der Klopfsteuerung wird ein Vibrationserfassungssensor, ein sogenannter Klopfsensor, an einem Zylinderblock vorgesehen, um die Erzeugung des Klopfens zu erfassen und eine Vibrationswellenform des Motors, die von dem Klopfsensor erfasst wird, wird analysiert, um das Vorhandensein oder Fehlen der Erzeugung des Klopfens zu ermitteln. Im Speziellen wird ein vorgegebener Kurbelwellenwinkelbereich nach der Zündung, in welchem eine Vibrationswellenform erhalten werden kann, falls das Klopfen erzeugt wird, als eine Klopferfassungsperiode betrachtet und ein Ausgangssignal des Klopfsensors wird analog/digital (A/D) in der Klopferfassungsperiode umgewandelt und ein Spitzenwert wird als ein Spitzenwerthaltewert in der Klopferfassungsperiode betrachtet. Anschließend wird ein Hintergrundniveau durch Durchführen einer Glättungsbearbeitung des Spitzenwerthaltewerts berechnet. Ferner wird das Hintergrundniveau eine vorgegebene Anzahl von Malen durchgeführt (beispielsweise zweimal), um einen Klopferfassungswert einzustellen.
Anschließend wird der Klopferfassungswert mit dem Spitzenwerthaltewert verglichen und, wenn der Spitzenwerthaltewert den Klopferfassungswert überschreitet, erfolgt eine Ermittlung, dass das Klopfen erzeugt wird und ein Betrieb zum Eliminieren des Klopfens wird durchgeführt, beispielsweise wird der Zündzeitpunkt der Zündkerze verzögert. Um solch einen Klopfermittlungsbetrieb durchzuführen, muss das Hintergrundniveau auf geeignete Weise herausgefunden werden. Herkömmlicherweise wird die Begrenzung der Aktualisierungsmenge während des Übergangs während der Stabilisierung durch eine Begrenzungsverarbeitung der Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus durchgeführt und demgemäß wird die Nachführfähigkeit sichergestellt.
In Patentdokument 1 wird ein oberer Grenzwert der Aktualisierungsmenge als Antwort auf einen Anstieg einer Variation einer Kraftstoffeinspritzmenge pro Stunde oder einer Variation eines Drosselklappenöffnungsgrads erhöht, während des Stabilisierens, indem der obere Grenzwert auf die Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus eingestellt wird; und demgemäß konvergiert das Hintergrundniveau sofort zu dem Spitzenwerthaltewert. Ferner wird in dem Patentdokument 1 ein oberer Grenzwert der Aktualisierungsmenge als Antwort auf einen Anstieg einer Variation der Anzahl an Umdrehungen pro Stunde eines Motors oder einer Variation des Ansaugrohrdrucks erhöht; und demgemäß konvergiert das Hintergrundniveau sofort zu dem Spitzenwerthaltewert. Die Aufgabe ist es Gegenmaßnahmen gegen ein Phänomen dahingehend vorzusehen, dass, wenn eine Last des Motors erhöht wird, der Spitzenwerthaltewert auch in dem Fall ansteigt, in dem das Klopfen nicht erzeugt wird, aber, falls eine Stabilisierung durch eine Glättungsbearbeitung oder eine Begrenzungsbearbeitung der Aktualisierungsmenge fortgeführt wird, das Hintergrundniveau nicht sofort erhöht wird; und als ein Ergebnis ein Klopferfassungswert übertrieben gering wird und daher das Klopfen fälschlicherweise ermittelt wird.
Patentdokumente 2, 3 und 4 betreffen weitere Klopfregelungsvorrichtungen für Brennkraftmaschinen.

[Patentdokument 1] JP 4 312 164 B2
[Patentdokument 2] DE 41 27 960 C2
[Patentdokument 3] DE 60 2005 002 173 T2
[Patentdokument 4] DE 60 2004 001 411 T2

Auf der anderen Seite kann das Klopfen erzeugt werden, wenn die Last des Motors ansteigt; und ein sehr starkes Klopfen kann kontinuierlich in einigen Fällen erzeugt werden. In dem Fall eines solchen Zustands (bezeichnet als ein „kontinuierlicher Kopferzeugungszustand”) muss der Zündzeitpunkt sofort verzögert werden, um das Klopfen zu eliminieren. In Patentdokument 1 wird das Hintergrundniveau dazu gebracht sofort, wenn die Last verändert wird, entsprechend nachgeführt zu werden; und daher wird der Klopfermittlungswert auch sofort erhöht. Als ein Ergebnis kann in dem Fall eines sehr starken Klopfsignals eine Ermittlung nicht dahingehend erfolgen, ob oder nicht das Klopfen erzeugt wird. Die Trennung von dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand, der oben beschrieben wurde, kann erfolgen und daher wird das Klopfen kontinuierlich erzeugt, um einen ernsthaften Effekt bei dem Motor zu erzeugen.
1 bis 3 stellen jeweils ein Zeitablaufdiagramm des Spitzenwerthaltewerts, des Hintergrundniveaus und des Klopfermittlungswerts dar. Aus Gründen der Einfachheit beträgt der Klopfermittlungswert das Doppelte des Hintergrundniveaus. 1 ist ein Beispiel in dem Fall, in dem das Klopfen nicht erzeugt wird, wenn die Last des Motors erhöht wird. Diese Zeichnung zeigt ein Verhalten in dem Fall, in welchem der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge ausreichend groß ist und eine Aktualisierung des Hintergrundniveaus nicht begrenzt ist.
2 ist ein Beispiel, in welchem der kontinuierliche Klopferzeugungszustand erzeugt wird, wenn die Last des Motors erhöht wird. Diese Zeichnung zeigt ein Verhalten in dem Fall, in dem der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge groß ist und eine Aktualisierung des Hintergrundniveaus nicht beschränkt ist, welches die Aufgabe des verwandten Stands der Technik ist. Wie in 3 gezeigt, wird ein Klopfermittlungswert auch sofort erhöht, wenn die Last verändert wird und eine Ermittlung nicht dahingehend erfolgen kann, ob das Klopfen erzeugt wird oder nicht. Im Ergebnis wird der kontinuierliche Klopferzeugungszustand fortgeführt.
3 zeigt ein Verhalten in dem Fall, in welchem der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus geringer ist als der Fall von 2 in demselben Fall bei dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand von 2. In dieser Zeichnung, da der Anstieg des Hintergrundniveaus in Bezug auf einen sehr großen Spitzenwerthaltewert begrenzt ist, der in den kontinuierlichen Klopferzeugungszustand eilt, überschreitet der Spitzenwerthaltewert beim Eilen den Klopfermittlungswert und eine Ermittlung erfolgt dahingehend, dass das Klopfen erzeugt wird und demgemäß wird eine Verzögerung durchgeführt. Aus diesem Grund wird der Klopfzustand nicht fortgeführt und der Spitzenwerthaltewert kann auf ein adäquates Niveau zurückgeführt werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann eine Trennung von dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand gemäß dem Einstellen des oberen Grenzwerts der Aktualisierungsmenge erfolgen und daher wird es möglich eine ernsthafte Beeinflussung des Motors zu verhindern. Das heißt, der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge muss eingestellt werden, um zwei widersprüchliche Aufgaben zu erfüllen: die eine Aufgabe ist es die Nachführfähigkeit (engl.: following capability) sicherzustellen und die andere Aufgabe ist, dass ein großer Spitzenwerthaltewert wie der kontinuierliche Klopferzeugungszustand dahingehend ermittelt wird, dass das Klopfen erzeugt wird und eine Verzögerung durchgeführt wird, um von dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand zu trennen. Jedoch offenbart Patentdokument 1 keine Technik dahingehend, ob der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge festgelegt ist und es bestehen Bedenken, dass das Verhalten von 2 eintritt.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Mittel zur Verfügung zu stellen, mit welchen ein oberer Grenzwert der Aktualisierungsmenge eingestellt werden kann, der die beiden Aufgaben der Nachführfähigkeit und Trennung von einem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand erfüllt, ohne die Mannstunden zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Klopferfassungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestellt, in welcher ein Hintergrundniveau basierend auf einem Ausgangssignal eines Klopfsensors aktualisiert wird, ein Klopfermittlungswert basierend auf dem Hintergrundniveau berechnet wird und die Erzeugung eines Klopfens durch Vergleichen des Klopfermittlungswerts mit dem Ausgangssignal des Klopfsensors erfasst wird. In der Klopferfassungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine, wenn das Hintergrundniveau berechnet wird durch ((Stromhintergrundniveau) = (Filterkoeffizient × vorheriger Hintergrundniveau) + (1-Filterkoeffizient) × (Ausgangssignal des Klopfsensors)), wird eine Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus begrenzt durch ((1-Filterkoeffizient) × (Wert nicht geringer als der maximale Wert des Ausgangssignals des Klopfsensors zum Zeitpunkt, wenn das Klopfsignal nicht erzeugt wird)).
Ferner wird der maximale Wert des Ausgangssignals des Klopfsensors zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine festgelegt.
Ferner ist das Ausgangssignal des Klopfsensors ein Spitzenwerthaltewert des Ausgangssignals des Klopfsensors.
Gemäß einer Klopferfassungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine der vorliegenden Erfindung kann eine große Veränderung wie ein kontinuierlicher Klopferzeugungszustand begrenzt werden, während die Nachführfähigkeit sichergestellt wird, das heißt, die Trennung von dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand kann erreicht werden.
Die vorgenannte und andere Aufgabe, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlich, wenn diese gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG MEHRERER ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären einer Klopfermittlung und ist ein Beispiel in dem Fall, in welchem ein Klopfen nicht erzeugt wird;
2 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären einer Klopfermittlung und ist ein Beispiel eines kontinuierlichen Klopferzeugungszustands;
3 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären einer Klopfermittlung und ist ein Beispiel, welches von einem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand getrennt ist;
4 ist eine Ansicht, die ein Adaptionsverfahren eines maximalen Werts L eines Spitzenwerthaltewerts der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine Ansicht, die ein weiteres Adaptionsverfahren eines maximalen Werts L eines Spitzenwerthaltewerts der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Konfigurationsansicht, die eine Verbrennungskraftmaschine zeigt, die mit einer Klopfsteuereinrichtung versehen ist, die eine Klopferfassungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet;
7 ist ein Blockdiagram, das die Konfiguration der Klopfsteuereinrichtung verwendend die Klopfsteuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Klopfsteuereinheit der Klopfsteuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
9 ist ein Flussdiagramm der Klopfsteuereinheit der Klopfsteuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 1;
10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Adaptionswerts zeigt, der einen maximalen Wert L eines Spitzenwerthaltewerts gemäß Ausführungsform 2 zeigt; und
11 ist ein Flussdiagramm eines Schritts, der den maximalen Wert L des Spitzenwerthaltewerts gemäß Ausführungsform 2 berechnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zunächst werden bedeutende Techniken der Erfindung beschrieben.
Ein Hintergrundniveau, das aus einem Ausgangssignal eines Klopfsensors einer Verbrennungskraftmaschine erhalten wird, wird durch eine primäre Filterberechnung eines Spitzenwerthaltewerts (Spitzenhaltewert) des Ausgangssignals des Klopfsensors berechnet. Im Übrigen kann der Spitzenwerthaltewert des Ausgangssignals des Klopfsensors sogar ein Integralwert (der Bereich der Seite des höheren Potenzials im Vergleich zu dem Zentrum der Vibration) des Ausgangssignals des Klopfsensors sein; von Bedeutung ist jedoch, dass der Spitzenwerthaltewert ein Wert sein kann, der dem Ausgangssignals des Klopfsensors entspricht. Dieses wird in der folgenden Gleichung dargestellt: VBGL(n) = K × VBGL(n – 1) + (1 – K) × VP(n) wobei

VBGL(n):: Hintergrundniveau,
VP(n):: Spitzenwerthaltewert,
K:: Filterkoeffizient, und
n:: Bearbeitungszeitpunkt (diskrete Zeit).

Der Filterkoeffizient K ist eine Konstante, ein Wert, der von der Anzahl an Umdrehungen der Verbrennungskraftmaschine oder dergleichen abhängt, welches der Filterkoeffizient K ist, der durch eine Klopferfassungseinrichtung festgelegt wird, von der es angedacht ist, dass sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Ferner werden Daten von Spitzenwerthaltewerten zum Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, in verschiedenen Betriebszuständen und Lastzuständen der Verbrennungskraftmaschine gemessen und der maximale Wert L davon wird erhalten. Anschließend wird die Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus durch einen oberen Grenzwert der Aktualisierungsmenge ((1 – K) × L) begrenzt. Anschließend wird die vorangegangene Gleichung durch die folgende Gleichung dargestellt: VBGL(n) = min (K × VBGL(n – 1) + (1 – K) × VP(n), VBGL(n – 1) + (1 – K) × L) Gleichung (1) wobei

L:: maximaler Wert des Spitzenwerthaltewerts, und
min(A, B):: wähle den kleineren aus A und B aus.

Das Hintergrundniveau VBGL(n) wird, wie oben beschrieben, festgelegt.
Ferner kann der maximale Wert L des Klopfsensors zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Anzahl an Umdrehungen der Verbrennungskraftmaschine (die interne Motorgeschwindigkeit) festgelegt werden.
Gemäß der Klopferfassungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine mit den vorgenannten Haupttechniken der vorliegenden Erfindung kann eine Begrenzung bei einer großen Veränderung wie einem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand erfolgen, während die Nachführfähigkeit sichergestellt wird, das heißt, die Trennung von dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand kann erreicht werden.
Wenn ein Unterschied eines Bearbeitungszeitpunkts (n – 1) des Hintergrundniveaus festgelegt wird als ΔVBGL(n) = VBGL(n) – VBGL(n – 1) in Bezug auf einen primären Filterberechnungsabschnitt von Gleichung (1) VBGL(n) = K × VBGL(n – 1) + (1 – K) × VP(n), wird die folgende Gleichung erhalten: ΔVBGL(n) = K(n) × VBGL(n – 1) + (1 – K(n)) × VP(n) –K(n – 1) × VBGL(n – 2) – (1 – K(n – 1)) × VP(n – 1).
Im Übrigen wird der Filterkoeffizient K festgelegt, um dazu gedacht zu sein, um bei der folgenden Erfindung angewendet zu werden; und daher kann der Filterkoeffizient K von dem Bearbeitungszeitpunkt abhängen und wird als K(n) ausgedrückt.
Um zu einer Gleichung zu gelangen, die zu einem oberen Grenzwert von ΔVBGL(n) führt bevor die Last der Verbrennungskraftmaschine erhöht wird, falls der Spitzenwerthaltewert konstant bei 0 ist, das heißt, VBGL(n – 2) = VBGL(n – 1) = VP(n – 1) = 0, wird die obige Gleichung mit der folgenden Gleichung dargestellt: ΔVBGL(n) = (1 – K(n)) × VP(n).
Im Übrigen, da die Verarbeitungszeitdauer nur n beträgt, wird K(n) dargestellt als K und die folgende Gleichung wird erhalten: ΔVBGL(n) = (1 – K) × VP(n) Gleichung (2).
In diesem Fall, falls der maximale Wert L des Spitzenwerthaltewerts VP(n) des Klopfsensors zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, anstatt von VP(n) eingestellt wird, wird ΔVBGL(n) ≤ (1 – K) × L bei jedem Verarbeitungszeitpunkt n erhalten, das heißt, eine maximale Variation (Aktualisierungsmenge) des Hintergrundniveaus zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, wird dargestellt als ((1 – K) × L).
Wie oben beschrieben wurde, werden Daten der Spitzenwerthaltewerte zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen in verschiedenen Betriebszuständen nicht erzeugt wird, und die Lasten der Verbrennungskraftmaschine erhalten und der maximale Wert davon wird als L eingestellt, welches verwendend 4 beschrieben wird.
4 ist eine typische Ansicht, in welcher maximale Werte der Spitzenwerthaltewerte grafisch in den folgenden Fällen gezeigt werden: einer ist der Fall, in welchem das Klopfen nicht erzeugt wird, und der andere ist der Fall, des kontinuierlichen Klopfzustands, die aus den gemessenen Ergebnissen der Spitzenwerthaltewerte in verschiedenen Betriebszuständen und Lasten der Verbrennungskraftmaschine extrahiert werden und beide Fälle werden ferner jeweils durch die Anzahl an Umdrehungen ne der Verbrennungskraftmaschine weiter klassifiziert.
Der maximale Wert L der vorgenannten Spitzenwerthaltewerte ist der maximale Wert der Spitzenwerthaltewerte in dem Fall, in dem das Klopfen nicht erzeugt wird und daher wird der maximale Wert durch die Daten festgelegt, die in 4 mit P markiert sind. Das heißt, falls das Klopfen nicht während der gesamten Anzahl der Umdrehungen ne erzeugt wird, sind die Spitzenwerthaltewerte stets geringer als L.
Folglich, falls der maximale Wert L des Spitzenwerthaltewerts anstatt von VP(n) in Gleichung 2 eingestellt wird, wird ((1 – K) × L) als der maximale Wert von ΔVBGL(n) in dem Fall, in dem das Klopfen nicht erzeugt wird, erhalten.
Aus dem obigen, falls ((1 – K) × L) als der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus eingestellt wird, ist der obere Grenzwert stets größer als die Variation des Hintergrundniveaus in dem Fall, in dem das Klopfen nicht erzeugt wird; und daher ist der Anstieg des Hintergrundniveaus nicht begrenzt, das heißt, die Nachführeigenschaft wird aufrechterhalten. Eine Antwortwellenform gemäß 1 kann stets erreicht werden.
Auf der anderen Seite, wie in 4 gezeigt, in dem Fall des kontinuierlichen Klopferzeugungszustands ist der maximale Wert des Spitzenwerthaltewerts nicht geringer als L und demgemäß kann der Anstieg des Hintergrundniveaus durch den oberen Grenzwert der Aktualisierungsmenge ((1 – K) × L) in dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand begrenzt werden. Aus diesem Grund, wie vorher beschrieben wurde, kann eine Trennung von dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand erreicht werden. Das heißt, eine Antwortwellenform von 2 wird nicht erreicht, jedoch kann eine Antwortwellenform von 3 stets erreicht werden.
Ferner wird eine neue Evaluation nicht zum Einstellen von L benötigt und die Mannstunden steigen nicht an. Da die Gleichung (2) durch VP(n) festgelegt wird, kann das Einstellen mit den Daten erfolgen, die zu dem Zeitpunkt gemessen wurden, wenn an das gewöhnliche Klopfen adaptiert wurde, wobei die Daten der Spitzenwerthaltewerte den Fall darstellen, in dem das Klopfen nicht erzeugt wird. Folglich müssen neue Daten zum Adaptieren der vorliegenden Erfindung nicht erhalten werden und das Erhöhen der Anzahl an Mannstunden zum Einstellen findet nicht statt.
Ferner kann der maximale Wert L des Spitzenwerthaltewerts des Klopfsensors in dem Fall, in dem das Klopfen nicht erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Anzahl an Umdrehungen der Verbrennungskraftmaschine (die Geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine) eingestellt werden; und daher kann L eingestellt werden, um gemäß der Anzahl an Umdrehungen kleiner zu sein. Demgemäß kann der Klopfermittlungswert unterdrückt werden, um klein zu sein und daher kann das Klopfen zuverlässiger in dem kontinuierlichen Klopferzeugungszustand ermittelt werden. 5 ist der Fall, in dem L aus 4 in Abhängigkeit von der Anzahl an Umdrehungen ne der Verbrennungskraftmaschine eingestellt wird. In einem Bereich, in dem die Anzahl an Umdrehungen ne gering ist, ist der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge ((1 – K) × L) geringer als der obere Grenzwert der Aktualisierungsmenge von 4 (ein Teil von Q, welches in 5 gezeigt ist). Aus diesem Grund ist der Gradient des Hintergrundniveaus von 3 gradueller und der Spitzenwerthaltewert überschreitet leicht den Klopfermittlungswert. Das heißt, die Klopfermittlung wird einfach durchgeführt.
Ausführungsform 1
Im Folgenden wird eine Klopfsteuereinrichtung verwendend eine Klopferfassungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 6 ist die Konfigurationsansicht, die schematisch die Verbrennungskraftmaschine zeigt, die mit einer Klopfsteuereinrichtung versehen ist, verwendend eine Klopferfassungseinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Im Übrigen ist eine Verbrennungskraftmaschine für Fahrzeuge, wie beispielsweise ein Automobil, normalerweise mit einer Vielzahl an Zylindern und Kolben versehen; jedoch aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung zeigt 6 nur einen Zylinder und einen Kolben.
In 6 weist das Ansaugsystem 100 eine Verbrennungskraftmaschine 1 einen Luftmengensensor 2, der das Ansaugluftstromvolumen an der Eingangsseite misst und das Luftstromvolumensignal entsprechend einem gemessenen Wert davon sendet, ein elektrisch gesteuertes Drosselventil 3, dessen Öffnungsgrad elektronisch gesteuert ist, um das Ansaugluftstromvolumen des Ansaugsystems 100 einzustellen, und einen Ansaugkrümmerdrucksensor 4, der an einem Ausgleichsbehälter (engl.: surge tank) vorgesehen ist, auf; und das Ansaugsystem 100 ist mit einer Vielzahl an Zylindern der Verbrennungskraftmaschine 1 über einen Ansaugkrümmer 5 verbunden.
Ein Drosselpositionssensor 6 misst den Öffnungsgrad des elektrisch gesteuerten Drosselventils 3 und sendet ein Drosselventilöffnungsgradsignal entsprechend einem gemessenen Wert des Öffnungsgrads. Im Übrigen kann ein mechanisches Drosselventil, das direkt mit einem Kabel mit einem Gaspedal (nicht in der Zeichnung gezeigt) verbunden ist, anstatt des elektrisch gesteuerten Drosselventils 3 verwendet werden. Der Ansaugdrucksensor 4 misst den Ansaugkrümmerdruck in dem Ansaugkrümmer 5 und sendet ein Ansaugkrümmerdrucksignal entsprechend einem gemessenen Wert des Ansaugdrucks. Im Übrigen sind sowohl der Luftstromsensor 2 und der Ansaugkrümmerdrucksensor 4 in Ausführungsform 1 vorgesehen; jedoch kann nur auch nur einer von Ihnen vorgesehen sein. Ein Einspritzventil 7, das Kraftstoff einspritzt, ist an dem Ansauganschluss des Ansaugkrümmers 5 vorgesehen. Im Übrigen kann das Einspritzventil 7 vorgesehen sein, um in der Lage zu sein direkt in den Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 1 einzuspritzen.
Ein Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine 1 ist mit einer Zündspule 8 zum Entzünden des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder und einer Zündkerze 9, die mit der Zündspule 8 verbunden ist, versehen. Eine Platte 10, die mit einer Vielzahl an Kanten versehen ist, die in vorgegebenen Abständen an der Umfangsoberfläche davon vorgesehen sind, ist an einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine 1 angeordnet. Ein Kurbelwellensensor 11 (Kurbelwellenwinkelsensor) ist auf die Kanten der Platte 10 zeigend angeordnet und ermittelt die Kanten der Platte 10, die gemeinsam mit der Kurbelwelle rotiert und sendet ein Impulssignal synchron mit den angeordneten Abständen der entsprechenden Kanten. Ein Klopfsensor 12, der an der Verbrennungskraftmaschine 1 angeordnet ist, sendet ein Vibrationswellensignal basierend auf der Vibration der Verbrennungskraftmaschine 1. Ein Abgassystem 101 der Verbrennungskraftmaschine 1 ist mit einem Sauerstoffkonzentrationssensor 13, der die Sauerstoffkonzentration im Abgas misst, und einer Katalysatoreinrichtung 14, die das Abgas reinigt, versehen.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Klopfsteuereinrichtung verwendend die Klopferfassungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In 7 wird eine elektronische Steuereinheit 15 (im Folgenden als „ECU” (Motorsteuergerät) bezeichnet) der Verbrennungskraftmaschine 1 durch eine Berechnungseinrichtung, wie beispielsweise einen Mikrocomputer, gebildet und die folgenden Signale werden daran angelegt: das Ansaugluftstromvolumensignal, das von dem Luftstromsensor 2 gesendet wird; das Ansaugkrümmerdrucksignal, das von dem Ansaugkrümmerdrucksensor 4 gesendet wird; das Drosselventilöffnungsgradsignal, das von dem Drosselpositionssensor 6 gesendet wird; das Impulssignal, das von dem Kurbelwinkelsensor 11 gesendet wird und mit den angeordneten Abständen an der Platte 10 synchronisiert ist; das Vibrationswellenformsignal der Verbrennungskraftmaschine 1, das von dem Klopfsensor 12 gesendet wird; und ein Sauerstoffkonzentrationssignal in dem Abgas, das von dem Sauerstoffkonzentrationssensor 13 gesendet wird.
Ferner werden andere Signale als die vorgenannten entsprechenden Signale und die den entsprechenden gemessenen Werten entsprechen, an die ECU 15 auch von anderen verschieden Sensoren (nicht der Zeichnung gezeigt) angelegt. Ferner werden beispielsweise Signale, die von anderen Steuergeräten, wie beispielsweise einem Automatikgetriebesteuerungssystem, einem Bremssteuerungssystem und einem Traktionssteuerungssystem, gesendet werden, auch daran angelegt.
Die ECU 15 berechnet eine Zieldrosselklappenposition basierend auf einer Gaspedalposition (nicht in der Zeichnung gezeigt), einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 1 und dergleichen und steuert den Öffnungsgrad des elektronisch gesteuerten Drosselventils 3 basierend auf der berechneten Zieldrosselposition. Ferner steuert die ECU 15 die Kraftstoffeinspritzmenge durch Antreiben des Einspritzventils 7, um ein Zielluft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 1 zu erreichen. Ferner steuert die ECU 15 den Zündzeitpunkt durch Steuern der Leistungsbeaufschlagung der Zündspule 8 mit Energie, so dass ein Zielzündzeitpunkt erreicht wird. Zusätzlich steuert die ECU 15 auch, um das Erzeugen eines Klopfens durch Einstellen des Zielzündzeitpunkts zu einer Verzögerungsseite zu steuern, was später beschrieben wird, in dem Fall, in dem das Klopfen der Verbrennungskraftmaschine 1 ermittelt wird. Ferner berechnet die ECU 15 einen Indikationswert zum Steuern von verschiedenen Typen von Aktuatoren abgesehen von den vorher erwähnten, um die verschiedenen Typen von Aktuatoren basierend auf dem Indikationswert zu steuern.
Als nächstes werden die Konfiguration und der Betrieb einer Klopfsteuereinheit, die in der ECU 15 konfiguriert ist, beschrieben. 8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Klopfsteuereinheit in der Klopfsteuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In 8 umfasst die Klopfsteuereinheit, die in der ECU 15 konfiguriert ist, einen Schnittstellenschaltkries (I/F) und einen Mikrocomputer 16. Der I/F-Schaltkreis wird durch einen Tiefpassfilter (im Folgenden als „LPF” bezeichnet) 17 konfiguriert, der das Vibrationswellenformsignal der Verbrennungskraftmaschine 1 empfängt, wobei das Vibrationswellenformsignal von dem Klopfsensor 12 gesendet wird, und entfernt eine Hochfrequenzkomponente von dem Vibrationswellenformsignal.
Der Mikrocomputer 16 als ein Ganzes umfasst einen Analog/Digital-Umwandler (A/D), der ein Analogsignal in ein digitales Signal umwandelt, einen nur-lesbaren Speicher (ROM), der Steuerprogramme und Steuerkonstanten speichert, einen beschreibbaren und lesbaren Speicher (RAM), der Variablen in Fall des Ausführens eines Programms speichert, und dergleichen. Die Klopfsteuereinheit umfasst einen A/D-Umwandlungsabschnitt 18, einen Abschnitt 19 für eine diskrete Fourier-Transformation (DFT), einen Spitzenwerthalteabschnitt 20, einen Filterkoeffizienten K einer Bezugszahl 21, den Maximalwert L des Spitzenwerthaltwerts einer Bezugszahl 22, einen Primärfilterberechnungsabschnitt 23, einen Aktualisierungsmengengrenzwertabschnitt 24, einen Ermittlungswertberechnungsabschnitt 25, einen Vergleichsberechnungsabschnitt 26, und einen Klopfkorrekturmengenberechnungsabschnitt 27.
Der LPF 17, wie vorher beschrieben wurde, empfängt das Vibrationswellenformsignal der Verbrennungskraftmaschine 1, wobei das Signal von dem Klopfsensor 12 gesendet wird, und entfernt die Hochfrequenzkomponente von dem Vibrationswellenformsignal. Jedoch werden die gesamten Vibrationskomponenten von dem A/D-Umwandlungsabschnitt 18 eingeholt und daher ist beispielsweise der LPF 17 so konfiguriert, dass ein Bias von 2,5 V angelegt wird, um das Zentrum der Vibrationskomponenten auf 2,5 V einzustellen und folglich werden die Vibrationskomponenten in einen Bereich von 0 V bis 5 V eingepasst, der bei 2,5 V zentriert ist. Im Übrigen umfasst der LPF 17 eine Verstärkungsumwandlungsfunktion, die die Zentrierung bei 2,5 V in dem Fall verstärkt, in dem die Vibrationskomponente des Vibrationswellenformsignals des Klopfsensors 12 gering ist und reduziert die Zentrierung bei 2,5 V in dem Fall, in dem die Vibrationskomponente groß ist.
Der A/D-Umwandlungsabschnitt 18 wandelt das Vibrationswellensignal in ein digitales Signal um, wobei das Vibrationswellenformsignal von dem Klopfsensor gesendet wird und die harmonische Komponente des Vibrationswellenformsignals von dem I/F-Schaltkreis entfernt wird. Eine A/-D-Umwandlung durch den A/D-Umwandlungsabschnitt 18 wird in regemäßigen Zeitabständen beispielsweise alle 10 μs oder 20 μs durchgeführt. Im Übrigen führt der A/D-Umwandlungsabschnitt 18 stets eine A/D-Umwandlung in Bezug auf das Analogsignal des LPF 17 durch und nur Daten während einer Zeitdauer, bei welcher ein Klopfen in der Verbrennungskraftmaschine 1 erzeugt wird, beispielsweise nur Daten während einer Klopferfassungszeitdauer beginnend bei dem oberen Totpunkt (im Folgenden als „TDC” bezeichnet) des Klobens bis hin zu einem Kurbelwellenwinkel (CA) von 50° (im Folgenden als „50°CA” bezeichnet) nach dem oberen Totpunkt (im Folgenden bezeichnet als „ATDC”) können an den DFT-Verarbeitungsabschnitt 19 übertragen werden. Alternativ wird beispielsweise ein A/D-Umwandlung nur während der Klopferfassungszeitdauer durchgeführt, die von dem TDC bis 50°CA ATDC eingestellt ist und deren Daten werden an den DFT-Bearbeitungsabschnitt 19 übertragen.
Der DFT-Verarbeitungsabschnitt 19 führt eine Zeit-Frequenz-Analyse des digitalen Signals des AD-Umwandlungsabschnitts 18 durch. Im Speziellen wird eine Spektrumsreihe (engl.: spectrum row) einer natürlichen Klopffrequenzkomponente zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt durch beispielsweise eine diskrete Fouriertransformation (DFT) oder eine Kurzzeitfouriertransformation (STFT) berechnet. Im Übrigen kann bei der digitalen Signalverarbeitung durch den DFT-Verarbeitungsabschnitt 19 die natürliche Klopffrequenzkomponente verwendend einen Infinite-Impulse-Response-Filter (IIR) oder einen Finite-Impulse-Response-Filter (FIR) extrahiert werden. Der DFT-Verarbeitungsabschnitt 19 beginnt die Verarbeitung nach dem Abschluss der A/D-Umwandlung während der vorgenannten Klopferfassungszeitdauer durch den A/D-Umwandlungsabschnitt 18 und beendet die Verarbeitung bis zur Interruptverarbeitung einer Kurbelwinkelsynchronisation, die eine Verarbeitung durch den Klopfkorrekturmengenberechnungsabschnitt 27 des Spitzenwerthalteabschnitts 20 (wird später beschrieben) durchführt, beispielsweise bis zur Interruptverarbeitung bei 75°CA vor dem oberen Totpunkt (im Folgenden bezeichnet als „BTDC”).
Der Spitzenwerthalteabschnitt 20 berechnet einen Spitzenwerthaltewert der Spektrumsreihe, die von dem DFT-Verarbeitungsabschnitt 19 berechnet wurde. Der Filterkoeffizient K des Bezugszeichens 21 sendet den Wert von K an den primären Filterberechnungsabschnitt 23 und den Aktualisierungsmengengrenzwertabschnitt 24. Der Filterkoeffizient K kann der Filterkoeffizient K sein, bei welchem die Klopferfassungseinrichtung, von der angedacht ist, sie bei der vorliegenden Erfindung zu verwenden, wie weiter oben beschrieben wurde, festgelegt ist. Beispielsweise kann der Filterkoeffizient K gleich 0,9 sein, falls er eine Konstante ist.
Für den maximalen Wert L des Spitzenwerthaltewerts von 22 wird ein vorher adaptierter, vorbestimmter Wert an den Aktualisierungsmengengrenzwertabschnitt 24, wie in 4 erklärt, gesendet. Der primäre Filterberechnungsabschnitt 23 führt eine primäre Filterberechnung in Bezug auf den Spitzenwerthaltewert, der von dem Spitzenwerthalteabschnitt 20 berechnet wurde, verwendend den Filterkoeffizienten K von 21 durch. Der Aktualisierungsmengengrenzwertabschnitt 24 beschränkt in Bezug auf das Ergebnis der primären Filterberechnung durch die Summe des vorangegangenen Ausgangswerts und des oberen Grenzwerts der Aktualisierungsmenge ((1 – K) × L) verwendend den Filterkoeffizienten K von 21 und den maximalen Wert L des Spitzenwerthaltewerts 22 und sendet als das Hintergrundniveau. Der primäre Filterberechnungsabschnitt 23 und der Aktualisierungsmengengrenzwertabschnitt 24 entsprechen der vorgenannten Gleichung (1).
Der Ermittlungswertberechnungsabschnitt 25 berechnet einen Klopfermittlungswert durch Gleichung (3), die sich wie folgt darstellt: VTH(n) = VBGL(n) × Kth + Vofs Gleichung (3) wobei

VTH(n):: Klopfermittlungswert,
Kth:: Ermittlungswertkoeffizient, und
Vofs:: Ermittlungswertversatz.

Der Ermittlungswertkoeffizient Kth und der Ermittlungswertversatz Vofs sind vorher adaptierte Werte, so dass der Klopfermittlungswert VTH(n) größer ist als der Spitzenwerthaltewert VP(n), wenn das Klopfen nicht erzeugt wird und der Klopfermittlungswert VTH(n) geringer ist als der Spitzenwerthaltewert VP(n), wenn das Klopfen erzeugt wird. Beispielsweise beträgt der Ermittlungswertkoeffizient Kth 2 und der Ermittlungswertversatz Vofs 0.
Der Vergleichsberechnungsabschnitt 26 vergleicht den Spitzenwerthaltewerte VP(n), der von dem Spitzenwerthalteabschnitt 20 berechnet wurde, mit dem Klopfermittlungswert VTH(n), der von dem Ermittlungswertberechnungsabschnitt 25 berechnet wurde, und berechnet eine Klopfintensität VK(n) durch Gleichung (4), die sich wie folgt darstellt: VK(n) = VP(n) – VTH(n) Gleichung (4) wobei

VK(n):: Klopfintensität.

Der Klopfkorrekturmengenberechnungsabschnitt 27 aktualisiert die Klopfkorrekturmenge θR(n) basierend auf der Klopfintensität VK(n), die von dem Vergleichsberechnungsabschnitt 26 berechnet wurde. Das heißt, falls die Klopfintensität VK(n) größer als Null ist (VK(n) > 0), erfolgt eine Ermittlung, dass das Klopfen erzeugt wird und die Klopfkorrekturmenge θR(n) wird durch Gleichung (5) aktualisiert, die sich wie folgt darstellt: θR(n) = min(max(θR(n – 1) – θrtd, θmin), θmax) Gleichung (5) wobei

θR(n):: Klopfkorrekturmenge,
θrtd:: Aktualisierungsmenge während der Verzögerung,
θmin:: unterer Grenzwert der Klopfkorrekturmenge,
θmax:: oberer Grenzwert der Klopfkorrekturmenge, und
max(A, B):: der größere Wert aus A und B wird ausgewählt.

Die Werte θrtd, θmin und θmax sind vorgegebene Werte, die vorher durch Adaptierung festgelegt werden oder Werte, die in Abhängigkeit von der Klopfintensität VK(n) oder dergleichen festgelegt werden. Diese Werte können Werte sein, die durch die Klopfermittlungseinrichtung, von der es angedacht ist sie bei der vorliegenden Erfindung anzuwenden, bestimmt werden.
Ferner, falls die Klopfintensität VK(n) gleich oder geringer als Null ist (VK(n) ≤ 0) erfolgt eine Ermittlung, dass das Klopfen nicht erzeugt wird und die Klopfkorrekturmenge θR(n) wird durch Gleichung (6) aktualisiert, die sich wie folgt darstellt: θR(n) = min(max(θR(n – 1) – θadv, θmin), θmax) Gleichung (6) wobei

θadv:: Aktualisierungsmenge während des Vorrückens.

Die Aktualisierungsmenge während des Vorrückens θadv ist auch ein vorgegebener Wert, der vorher durch Adaption festgelegt wird, oder ein Wert, der in Abhängigkeit von der Klopfintensität VK(n) oder dergleichen festgelegt wird. Diese Werte können Werte sein, die durch die Klopfermittlungseinrichtung, von der es angedacht ist, sie bei der vorliegenden Erfindung zu verwenden, festgelegt werden.
Der Mikrocomputer 16 in der ECU 15 berechnet den endgültigen Zündzeitpunkt θIG(n) verwendend die Klopfkorrekturmenge θR(n), die wie vorher beschrieben, berechnet wird, durch Gleichung (7), die sich wie folgt darstellt: θIG(n) = θB(n) + θR(n) Gleichung (7) wobei

θIG(n):: endgültiger Zündzeitpunkt, und
θB(n):: Grundzündzeitpunkt (engl.: basic ignition timing).

Der Grundzündzeitpunkt θB(n) ist auch ein vorgegebener Wert, der vorher durch Adaption festgelegt wird und dieser Wert kann ein Wert sein, der durch die Klopfermittlungseinrichtung, von der es angedacht ist sie bei der vorliegenden Erfindung zu verwenden, festgelegt wird. Im Übrigen ist auch in Bezug auf die Klopfkorrekturmenge θR(n), den Grundzündzeitpunkt θB(n) und den endgültigen Zündzeitpunkt θIG(n) die Vorrückseite positiv und die Verzögerungsseite negativ.
Die Konfiguration der Klopfsteuereinheit, die in der ECU 15 ausgebildet ist, wurde beschrieben. Im Übrigen umfasst die Klopfermittlungseinrichtung in 8 den Klopfsensor 12, den Tiefpassfilter 17, den A/D-Umwandlungsabschnitt 18, den DFT-Verarbeitungsabschnitt 19, den Spitzenwerthalteabschnitt 20, den Filterkoeffizienten K dargestellt mit 21, den maximalen Wert L des Spitzenwerthaltewerts 22, den primären Filterberechnungsabschnitt 23, den Aktualisierungsmengengrenzwertabschnitt 24, den Ermittlungswertberechnungsabschnitt 25 und den Vergleichsberechnungsabschnitt 26. Als nächstes wird der Betrieb der Klopfsteuereinheit verwendend 9 gezeigt. 9 ist ein Flussdiagramm der Klopfsteuereinheit in der Klopfsteuereinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 1. Die in 9 gezeigte Verarbeitung wird durch die Interruptverarbeitung der Kurbelwinkelsynchronisierung beispielsweise durch die Interruptverarbeitung bei 75°CA BTDC, wie vorher beschrieben wurde, durchgeführt.
Der Spitzenwerthaltewert VP(n) wird im Schritt S1 berechnet. Der Spitzenwerthaltewert VP(n) ist ein Wert, bei welchem der maximale Wert der Spektrumsreihe (engl.: spectrum row), der von dem DFT-Verarbeitungsabschnitt 19 berechnet wurde, durch den Spitzenwerthalteabschnitt 20 gesendet wird, wie vorher beschrieben wurde. Der Filterkoeffizient K wird im Schritt S2 berechnet. Der Filterkoeffizient K ist eine vorher adaptierte Konstante, ein Wert, der von der Anzahl an Umdrehungen der Verbrennungskraftmaschine oder dergleichen abhängt. Der maximale Wert L des Spitzenwerthaltewerts wird im Schritt S3 berechnet. In Ausführungsform 1 ist der maximale Wert des Spitzenwerthaltewerts der vorher adaptierte vorgegebene Wert, wie in 4 beschrieben wurde.
Das Hintergrundniveau VBGL(n) wird im Schritt S4 berechnet. Das Hintergrundniveau VBGL(n) wird durch die vorgenannte Gleichung (1) durch den primären Filterberechnungsabschnitt 23 und den Aktualisierungslängengrenzwertabschnitt 24 berechnet. Der Klopfermittlungswert VTH(n) wird im Schritt S5 berechnet. Der Klopfermittlungswert VTH(n) wird durch die vorgenannte Gleichung (3) durch den Ermittlungswertberechnungsabschnitt 25 berechnet. Die Klopfintensität VK(n) wird im Schritt S6 berechnet. Die Klopfintensität VK(n) wird durch die vorgenannte Gleichung 4 durch den Vergleichsberechnungsabschnitt 26 berechnet.
Die Klopfintensität VK(n), die im vorgenannten Schritt S6 berechnet wurde, wird mit 0 im Schritt S7 verglichen, der in dem Klopfkorrekturmengenberechnungsabschnitt 27 eingeschlossen ist. Die Verarbeitung fährt fort im Schritt S8, wenn die Klopfintensität VK(n) größer als Null ist (VK(n) > 0) oder fährt im Schritt S9 fort, wenn der Wert geringer oder gleich Null ist (VK(n) ≤ 0). Die Klopfkorrekturmenge θR(n) zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen erzeugt wird, wird durch die vorgenannte Gleichung (5) im Schritt S8 aktualisiert, der in dem Klopfkorrekturmengenberechnungsabschnitt 27 umfasst ist. Die Klopfkorrekturmenge θR(n) zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, wird durch die vorgenannte Gleichung (6) im Schritt S9 aktualisiert, der in dem Klopfkorrekturmengenberechnungsabschnitt 27 umfasst ist. Der endgültige Zündzeitpunkt θIG(n) wird im Schritt S10 berechnet. Der endgültige Zündzeitpunkt θIG(n) wird durch die vorgenannte Gleichung (7) berechnet. Anschließend wird eine Zündung gemäß θIG(n) durchgeführt. Das heißt, ein vorgerückter und/oder verzögerter Zündzeitpunkt kann in Abhängigkeit von dem Klopfermittlungsergebnis erreicht werden.
Ausführungsform 2
Eine Klopfermittlungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 2 wird beschrieben. Der Unterschied zwischen Ausführungsform 2 und Ausführungsform 1 ist ein Verfahren zum Berechnen eines maximalen Werts L eines Spitzenwerthaltewerts; und daher wird nur dieser Teil beschrieben. Der maximale Wert L des Spitzenwerthaltewerts wird in Abhängigkeit von der Anzahl an Umdrehungen ne der Verbrennungskraftmaschine festgelegt. In dem Verfahren zum Einstellen von L, wie in Ausführungsform 1, werden Daten von Spitzenwerthaltewerten in verschiedenen Betriebszuständen und Lastzuständen der Verbrennungskraftmaschine, bei welchen ein Klopfen nicht erzeugt wird, erhalten bzw. eingeholt und maximale Werte davon werden gemäß der Drehzahl ne der Verbrennungskraftmaschine klassifiziert, um eine Tabelle zu erhalten. Dieses L wird in 5 gezeigt und beispielsweise, wie in 10 gezeigt, eingestellt.
Bei dem maximalen Wert L des Spitzenwerthaltewerts 22 von 8 wird die Tabelle von 10 interpoliert aufgrund der Anzahl an Umdrehungen ne; und das Ergebnis wird als der maximale Wert L des Spitzenwerthaltewerts von Gleichung (1) in dem Aktualisierungsmengengrenzwertabschnitt 24 verwendet. Der maximale Werte L des Spitzenwerthaltewerts wird im Schritt S3 von 9 berechnet; jedoch wird in Ausführungsform 2 die Berechnung gemäß 11 durchgeführt. 11 ist ein Flussdiagramm eines Schritts, der den maximalen Wert L des Spitzenwerthaltewerts der Klopfsteuereinheit in der Klopferfassungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Ausführungsform 2 berechnet.
Nach Schritt S2 in 9 fährt die Verarbeitung im Schritt S11 von 11 fort. Im Schritt S11 wird die Tabelle von 10 gemäß der Drehzahl ne der Verbrennungskraftmaschine interpoliert, um den maximalen Wert L des Spitzenwerthaltewerts zu berechnen. Anschließend fährt die Verarbeitung im Schritt S4 von 9 fort und anschließend wird die Berechnung, wie in Ausführungsform 1, durchgeführt.
Im Übrigen können bei der vorliegenden Erfindung die entsprechenden Ausführungsformen frei kombiniert und geeignet verändert oder Teile davon innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung weg gelassen werden.

Claims

Klopferfassungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, bei der ein Hintergrundniveau basierend auf einem Ausgangssignal eines Klopfsensors (12) aktualisiert wird, ein Klopfermittlungswert basierend auf dem Hintergrundniveau berechnet wird und die Erzeugung eines Klopfens durch Vergleichen des Klopfermittlungswerts mit dem Ausgangssignal des Klopfsensors (12) ermittelt wird, wobei, wenn das Hintergrundniveau berechnet wird durch ((momentanes Hintergrundniveau) = (Filterkoeffizient) × (vorheriges Hintergrundniveau) + (1-Filterkoeffizient) × (Ausgangssignal des Klopfsensors (12))), die Aktualisierungsmenge des Hintergrundniveaus begrenzt wird durch ((1-Filterkoeffizient) × (Wert nicht geringer als der maximale Wert des Ausgangssignals des Klopfsensors (12) zum Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird)).
Klopferfassungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, bei der der maximale Wert des Ausgangssignals des Klopfsensors (12) zu dem Zeitpunkt, wenn das Klopfen nicht erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine festgelegt wird.
Klopferfassungseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Ausgangssignal des Klopfsensors (12) ein Spitzenwerthaltewert des Ausgangssignals des Klopfsensors (12) ist.