DE19518861A1 - Vorrichtung zum Feststellen sowie Verfahren zum Steuern des Klopfens bei einem Verbrennungsmotor - Google Patents
Vorrichtung zum Feststellen sowie Verfahren zum Steuern des Klopfens bei einem VerbrennungsmotorInfo
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- DE19518861A1 DE19518861A1 DE19518861A DE19518861A DE19518861A1 DE 19518861 A1 DE19518861 A1 DE 19518861A1 DE 19518861 A DE19518861 A DE 19518861A DE 19518861 A DE19518861 A DE 19518861A DE 19518861 A1 DE19518861 A1 DE 19518861A1
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Motorsteuerungen
für Verbrennungsmotoren, insbesondere für Kraftfahrzeugmoto
ren mit mehreren Zylindern.
Bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor für Kraftfahrzeuge
wird ein Kraftstoff- und Luftgemisch mit dem jeweils angemes
senem Mischungsverhältnis bereitgestellt und es wird zum Zün
den des Luft-/Kraftstoffgemisches ein Zündfunke verwendet.
Der Zündzeitpunkt wird in Bezug auf die Stellung der Kolben
in den Motorzylindern mit dem Ziel der Erzeugung eines maxi
malen Drehmomentes eingestellt, wohingegen eine ungewollte
bzw. unregelmäßige Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches
vermieden werden soll. Zu den Variablen, die die optimale
Einstellung des Zündzeitpunktes bei jedem gegebenen Betriebs
zustand beeinflussen, gehören die Motordrehzahl, der Lade
druck, die Kühlmitteltemperatur, die Temperatur der Ansaug
luft, der Umgebungsdruck sowie die Oktanzahl des Kraftstof
fes. Die korrekte Einstellung des Zündzeitpunktes, die auf
den momentanen Werten dieser Variablen basiert, kann in einer
Tabelle im Speicher eines Mikroprozessors gespeichert sein,
der einen Teil eines elektronischen Motorsteuerungssystems
bilden kann.
Das Motorsteuerungssystem erhält Meßwerte von verschiedenen
Sensoren, deren Signale ein Maß für die Verbrennungsvariablen
sind, und generiert eine geeignete Adresse für die Tabelle in
seinem ROM. Das Steuerungssystem berechnet dann die korrekte
Vorzündung für jeden Zylinder.
Im allgemeinen erhöht ein Vorstellen des Zündzeitpunktes zum
oberen Totpunkt hin bei jedem Zylinder das Drehmoment bis zu
einem Punkt, bei dem das maximale Drehmoment erreicht ist.
Falls der Zündzeitpunkt zu weit vorgestellt ist, tritt eine
als Klopfen oder Vordetonation bekannte unregelmäßige Ver
brennung auf, welche durch ein anormal schnelles Ansteigen
des Zylinderdrucks während der Verbrennung gekennzeichnet
ist. Diesem schnellen Druckanstieg folgen Druckschwankungen,
deren Frequenz für eine vorgegebene Motoranordnung und für
vorgegebene Zylinderabmessungen spezifisch ist. Normalerweise
liegt die Frequenz in einem relativ engen Bereich von nur we
nigen Kilohertz.
Ein relativ niedriges Klopf-Energieniveau kann als vorteil
haft für die Motorleistung angesehen werden, aber ein hörba
res Klopfen kann zur Unzufriedenheit des Benutzers führen,
und ein übermäßiges Klopfen kann dem Motor schaden. Bei typi
schen Steuerungsstrategien wird zwischen zulässigen und unzu
lässigen Klopfgraden unterschieden. Über die Motorsteuerung
wird der Zündzeitpunkt vorgestellt, bis ein unzulässiger
Klopfgrad erreicht ist, was empirisch bestimmt wird. An die
sem Punkt verringert das Steuerungssystem die Vorzündung, bis
ein zulässiger Klopfgrad erreicht ist.
Ein Steuerungssystem dieses Typs erfordert einen Klopfsensor,
der auf die Vibrationsenergie des Motors anspricht und im
Spektrum schneller Zylinderdruckschwankungen arbeitet. Eine
genaue Klopfsteuerung gestattet es, den Motor näher an die
optimale Zündzeitpunkteinstellung zu kalibrieren.
Der Klopfgrad hängt vom verfügbaren Energiebetrag und von der
Verbrennungsgeschwindigkeit des verdichteten bzw. Endgases
ab. Zu den Faktoren, die auf den Klopfgrad einwirken, gehören
die Zylindertemperatur, der volumetrische Wirkungsgrad, der
verbrannte Ladungsrückstand, das Luft-/Kraftstoffverhältnis,
die Zündungseinstellung, die Oktanzahl, die Homogenität des
Luft-/Kraftstoffgemisches, die Zylindergeometrie, das Druck
verhältnis sowie die Menge an unverbranntem Kraftstoff im
Endgas bei Selbstzündung.
Da sich viele dieser Variablen von Takt zu Takt und von Zy
linder zu Zylinder ändern, ändert sich auch der Klopfgrad von
Takt zu Takt und von Zylinder zu Zylinder. Deshalb ist Klop
fen eine Zufallserscheinung und jede Variable, die den Ver
brennungsvorgang beeinflußt oder die Masse, den Druck, die
Temperatur oder die Zusammensetzung des Endgases verändert,
beeinflußt die Klopfintensität und die Klopfauftrittsrate.
Es sind Systeme zum Feststellen des Klopfens bekannt, die
Tonwandler enthalten, um eine unregelmäßige Motorverbrennung
anzeigende Tonsignale in eine Ausgangsspannung umzuwandeln,
die von einem Mikroprozessor beim Überwachen der Motorsteue
rung zum Beseitigen des Klopfens herangezogen werden kann.
Beispiele dieser bekannten Einrichtungen sind in den US-PS
46 67 636 und 47 61 992 beschrieben. Bei der erstgenannten
Anordnung ist ein Tonwandler in der Nähe eines Zylinders ei
nes Mehrzylinder-Verbrennungsmotors angebracht. Es wird der
Zylinder ausgewählt, der klopfanfälliger als die anderen Zy
linder ist. Das vom Wandler erhaltene Signal wird gefiltert
und als Abfragewert aufgenommen. Die Spannungsamplituden ver
schiedener Abfragewerte werden von einem Komparatorschalt
kreis miteinander verglichen. Falls ein Abfragewert, der im
Verbrennungstakt zu einem späteren Zeitpunkt gemessen wird,
um einen vorbestimmten Betrag größer als ein früher gemesse
ner Abfragewert ist, wird angenommen, daß ein Klopfen auf
tritt, und es wird daraufhin der Kraftstoffanreicherungsteue
rung oder einer Zündungsverzögerungssteuerung oder beiden ein
geeignetes Signal zugeleitet, bis das Klopfen beseitigt ist.
Im Steuerungssystem der weiterhin bekannten Vorrichtung wird
ein Tonwandler zum Abfragen eines Signals verwendet, das ei
nen Grundgeräuschanteil und einen Anteil enthält, der ein
Klopfen darstellt. Der Anteil des Signals, der das Grundge
räusch darstellt, wird dazu verwendet, eine Vorspannung für
die Verstärkung eines Steuertransistors auszubilden. Ein De
tonations-Schwellenwertdetektor spricht auf eine vorbestimmte
Erhöhung der Amplitude des Anteils der Signalspannung, der
eine Detonation darstellt, über den Wert hinaus, der das
Grundgeräusch repräsentiert, an und erzeugt dann ein Aus
gangssignal, das vom Mikroprozessor zum Einstellen des Zünd
zeitpunktes oder der Kraftstoffversorgung verwendet wird.
Im Gegensatz zu vorbekannten Systemen, die ein einziges Zeit
gatter zur Erzeugung eines Signals verwenden, dessen Intensi
tät eine Detonation anzeigt, wird bei der vorliegenden Erfin
dung ein Zweifenster-Konzept eingesetzt. Das erfindungsgemäße
System weist zwei voneinander getrennte und unabhängige Zeit
gatter, sogenannte Fenster auf, die mit dem Kurbelwellenwin
kel synchron laufen, um Motorschwingungen abzufragen. Die
beiden Fenster werden während jedes Verbrennungsvorgangs
bzw. -ereignisses bei jedem Zylinder eingesetzt. Das erste
Fenster fragt das Grundgeräusch des Motors und das zweite
Fenster die rauhen Schwingungen aufgrund von Detonationen
während des Verbrennungsereignisses ab. Die abgefragten Werte
werden in den voneinander getrennten Fenstern ver- bzw. bear
beitet. Die Fenster für jeden Zylinder des Motors sind an den
Stellen des optimalen Kurbelwellenwinkels angeordnet, um die
Wahrscheinlichkeit für ein Feststellen von Klopfen zu maxi
mieren. Das vorliegende verbesserte System ermöglicht es, die
Klopfintensität durch Zündverstellung auf einen nichthörbaren
Grad zu beschränken, wodurch der Motor bei seinem maximalen
Leistungsgrad arbeiten kann.
Die Dauer der jedes Fenster durchlaufenden Signalabfragen
wird optimiert, um einen hinreichend genauen Wert für die Mo
tor-Schwingungsenergie zu liefern und ein zuverlässiges Si
gnal/Geräusch-Verhältnis für jeden Zylinder zu bilden. Sowohl
das Klopfsignal als auch das Geräuschsignal werden durch von
einander getrennte Kanäle geleitet und für jeden einzelnen
Zylinder individuell in Realzeit ver- bzw. bearbeitet. Dies
steht im Gegensatz zu Systemen nach dem Stande der Technik,
wie z. B. den oben erwähnten, die ein einziges Klopffenster
verwenden, in dem der momentane Signal-Abfragewert mit einem
mittleren Signal-Abfragewert verglichen wird, um Motorklopfen
zu identifizieren. Bei dem vorliegenden System, das einen hö
heren Unterscheidungsgrad zwischen mechanisch erzeugten Ge
räuschschwingungen und durch Verbrennung erzeugten Schwingun
gen (d. h. Klopfen) bei jedem Verbrennungsereignis aufweist,
werden keine Mittelungstechniken eingesetzt.
Der Klopfsensor wird an einer Stelle am Motor angeordnet, an
der sowohl die Geräusch- als auch die Verbrennungsschwin
gungssignale von allen Zylindern über den gesamten Drehzahl-
und Betriebslastbereich gemessen werden können. Da jedoch die
mechanische Übertragungsfähigkeit von Schwingungen zum Klopf
sensor für jeden Zylinder unterschiedlich ist, werden die
Schwingungen für jeden Zylinder auf einer individuellen
Grundlage analysiert.
Mit dem vorliegenden verbesserten System ist es möglich, Ge
räusche von Quellen wie beispielsweise von Ventilen, vom Ge
triebe, von Zubehör sowie von anderen am Motor befestigten
Komponenten auszusondern. Bei dem System werden zwei vonein
ander getrennte elektronische Kanäle verwendet, die zur Hand
habung von Unterschieden zwischen Verbrennungsereignissigna
len und Geräuschsignalen sowohl hinsichtlich der zeitlichen
Steuerung als auch der Schaltungen unabhängig voneinander
sind.
Der erste dieser beiden Kanäle, der Geräuschkanal, wird zur
Abfrage des Motor-Grundgeräusches verwendet. Das Fenster für
diesen Kanal ist bei einem Kurbelwellenwinkel angeordnet, bei
dem das Grundgeräusch relativ niedrig und von Takt zu Takt
gleich ist und bei dem kein Klopfen auftritt. Die Breite des
Abfragefensters kann von Zylinder zu Zylinder variieren. Sie
ändert sich auch bei einer Erhöhung der Motordrehzahl, um ein
verstärktes Motorgeräusch auszugleichen.
Der zweite Kanal, der Klopfkanal, wird zur Abfrage der Klopf
sensorsignale während einer Kurbelwellenwinkelstellung ver
wendet, bei der ein Auftreten von Klopfen erwartet wird, bei
der aber ein Geräusch von anderen Quellen ausgeschlossen ist.
Dieser Abfragewert wird dann mit dem Geräusch-Abfragewert
verglichen, der unmittelbar vor dem Klopf-Abfragewert aufge
nommen wurde. Dadurch kann das vorliegende System ohne Verzö
gerung bzw. Verfälschung durch gemittelte frühere Abfragewer
te, wie in vorbekannten Systemen, sofort reagieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei
spielhaft erläutert.
Fig. 1 stellt in einem Funktionsblockschaltbild für ein Zwei
fenster-Klopfsystem eine Ausführungsform des verbesserten,
erfindungsgemäßen Systems dar;
Fig. 2 stellt eine Graphik dar, die die Taktimpulse der Kur
belwelle für einen Vierzylinder-Verbrennungsmotor zeigt, wo
bei die Zylinderidentifikation durch einen kürzeren Impuls
für Zylinder 1 erfolgt;
Fig. 3 ist eine Graphik, die die Druckeigenschaften der Ver
brennungskammer für jeden Zylinder des Vierzylindermotors
zeigt;
Fig. 4 ist eine Graphik, die die Impulse des Geräuschfensters
für jedes Verbrennungsereignis zeigt;
Fig. 5 ist eine Graphik, die die Impulse des Klopffensters
für jedes Verbrennungsereignis zeigt;
Fig. 6 ist ein Diagramm des Ausgangssignals des bandpaßgefil
terten Sensors für den Klopfsensor;
Fig. 7 ist ein Schaubild, das die ver- bzw. bearbeitete abge
fragte Geräuschspannung zeigt, die durch das Geräuschfenster
der elektronischen Schaltung gemäß der Erfindung geleitet
wurde;
Fig. 8 ist ein Diagramm der ver- bzw. bearbeiteten abgefrag
ten Klopfspannung für den Klopffenster-Schaltkreis gemäß der
Erfindung;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das das aufgenommene und weiterge
leitete Klopfanzeige-Ausgangssignal (KIG) bei festgestelltem
Klopfen zeigt;
Fig. 10 ist ein Schaltbild des Klopfsensors, des Puffer- und
des Bandpaßfilterschaltkreises, die an der Eingangsseite des
Geräusch- und des Klopfkanals angeordnet sind, und
Fig. 11 ist ein Schaltbild, das diejenigen Elemente dar
stellt, die der Geräusch- und der Klopfkanal aufweisen.
Fig. 1 zeigt ein Funktionsblockschaltbild des erfindungsge
mäßen Zweifenster-Klopfdetektorsystems. Es weist einen linea
ren Klopfsensor 10 auf, der am Motorblock 12 eines Verbren
nungsmotors an einer Stelle befestigbar ist, an der Signale
von allen Zylindern erfaßt werden können.
Der im vorliegenden System verwendete Klopfsensor ist ein
piezoelektrischer Sensor mit einer Trägheitsmasse, die über
eine Feder bezüglich einer piezeorlektrischen Keramikscheibe
in einem Sensorgehäuse kraftübertragend vorgespannt ist.
Das Ausgangssignal des Sensors 10 wird durch parallele Ein
gangsleitungen 12 und 14 zu einem Pufferschaltkreis 16 über
tragen. Dieser enthält einen Differentialverstärker, der eine
Eingangs- und eine Ausgangsimpedanzanpassung durchführt und
ein Signal vom Sensor verstärkt, bevor es zu einem Bandpaß
filter 18 geleitet wird, das als Mittelfrequenz die Grund
klopffrequenz aufweist.
Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters wird in voneinander ge
trennten Schaltkreisen zwischengespeichert, die als ein Ge
räuschkanal 20 und ein Klopfkanal 22 bezeichnet werden. Jeder
Kanal weist Operationsverstärker auf, die eine Vorspannung
aus einer Quelle verwenden, die schematisch mit 24 bezeichnet
ist. Wenn der Geräuschkanal Nw offen ist, wird das ver- bzw.
bearbeitete Geräuschsignal Vn im Signalflußpfad 26 erzeugt.
Das ver- bzw. bearbeitete Klopfsignal Vk wird durch den Si
gnalflußpfad 28 erzeugt, wenn der Klopfkanal Kw offen ist.
Das Geräuschsignal ist eine lineare Kombination der Gleich
stromvorspannung des Schaltkreises und des Ausgangssignals
des Klopfsensors. Die Amplitude von Vn, wie aus Fig. 7 er
sichtlich, ist das Produkt des Geräuschsignals und der Dauer
des Geräuschfensters Nw.
Das ver- bzw. bearbeitete Klopfsignal Vk, wie aus Fig. 8 er
sichtlich, wird auf die gleiche Weise erhalten, aber der Bei
trag der Gleichspannung ist vernachlässigbar. Die Länge von
Kw wird so gewählt, daß sie den anfänglichen Energiestoß aus
dem Klopfereignis enthält, und so angeordnet, daß alle ande
ren Schwingungsquellen ausgesondert werden.
Sowohl der Geräuschkanal 20 als auch der Klopfkanal 22 sind
aktiv, wenn ihre jeweiligen Steuerleitungen (Fenster) offen
sind. Das Öffnen des Geräuschkanals und das Öffnen des Klopf
kanals werden durch eine Mikroprozessoreinheit 30 gesteuert.
Der Geräuschkanal wird vor dem Öffnen des Klopfkanals geöff
net. Seine Lage basiert auf dem Beginn eines Referenzsignals
für die Kurbelwellenstellung für jeden der Motorzylinder. Der
Klopfkanal ist aktiv, nachdem der Geräuschkanal schließt und
bevor das Verbrennungsereignis beendet ist. Das Signal des
Klopffensters und das Signal des Geräuschfensters werden vom
Mikroprozessor durch einen Signalflußpfad 31 zum Pfad 56 ge
leitet. Die bearbeiteten Kanalsignale werden in einem Kompa
rator 27 verglichen, der ferner vom Klopffenster durch einen
Schaltkreis 54 mit Gattern versehen ist. Das Ausgangssignal
KIG informiert den Mikroprozessor, ob ein Klopfzustand vor
handen ist.
Der Mikroprozessor empfängt auch Informationen zur Motor
steuerung durch einen Datenflußpfad 32, ein Signal für den
Krümmerdruck des Motors durch einen Signalflußpfad 34, Motor
drehzahldaten durch einen Signalflußpfad 36, Daten über die
Stellung der Drosselklappe durch einen Signalflußpfad 38 so
wie Temperaturdaten durch einen Signalüberwachungsweg 40.
Weitere Eingangsinformationen für den Mikroprozessor 30 kön
nen nach Bedarf ebenfalls verwendet werden.
Der Mikroprozessor wirkt auf die Sensorinformationen ein,
nachdem diese in Eingangs-/Ausgangsregistern 42 gespeichert
sind. Die Arithmetik-Logik-Einheit 46 bearbeitet die Daten
unter Verwendung von in Speicheradreßregistern 44 gespeicher
ten Informationen. Das Ergebnis der Berechnung ist ein Vor
zündungssignal, das über einen Signalflußpfad 52 einem (nicht
dargestellten) Zündfunken-Treibermodul zugeleitet wird.
Fig. 2 zeigt die Referenzsignale für die Kurbelwellenstel
lung der Zylinder 1, 3, 4 und 2. Die Referenzimpulslänge für
die Kurbelwellenstellung ist bei Zylinder 1 relativ kurz im
Vergleich zur Impulslänge bei den anderen Zylindern. Dadurch
kann der Prozessor 30 den ersten Zylinder von den anderen Zy
lindern unterscheiden. Die Anstiegsflanke des Referenz
impulses für den Kurbelwellenwinkel tritt für alle Zylinder
vorzugsweise bei ungefähr 10 Grad vor dem oberen Totpunkt
auf. Der Prozessor reagiert auf den Impulsanfang bei jedem
Zylinder mit einem Triggern des Geräuschfensterschaltkreises.
Wie in Fig. 4 angegeben, ist die Länge jedes bei 58, 60, 62
und 64 gezeigten Geräuschfensterimpulses für jeden Zylinder
einzeln festgelegt.
Fig. 5 zeigt den Abfrageimpuls für das Klopffenster 66 von
Zylinder 1. Die Länge des Klopffensters ist größer als die
Länge des Geräuschfensters 58. Die entsprechenden Klopffen
stersignale für die Zylinder 3, 4 und 2 sind bei 68, 70 und
72 gezeigt.
Fig. 3 zeigt die Druckwellenformen für jedes Verbrennungs
ereignis. Die Druckwellenform für Zylinder 1, wie bei 74 an
gegeben, stellt eine normale Verbrennung dar. Das Klopffen
stersignal 66 liegt da, wo der Druckspitzenwert bei der Ver
brennung auftritt, wie bei 76 dargestellt. Die entsprechenden
Druckwellenformen, die bei den Verbrennungsereignissen für
die Zylinder 3, 4 und 2 auftreten, sind bei 78, 80 und 82
dargestellt. Es sollte beachtet werden, daß im dargestellten
Beispiel eine Detonation im Zylinder 4 auftritt, was zu
Druckschwankungen nahe dem Spitzendruck für Zylinder 4 führt.
Das vom Klopfsensor erzeugte Rohsignal ist ein Zufalls-
Hochfrequenzbündel. Das Signalspektrum ist hinsichtlich sei
ner Frequenz und Amplitude ungleichmäßig. Das gefilterte Aus
gangssignal des Klopfsensors ist in Fig. 6 dargestellt. Die
mit 84 bezeichneten Spitzenwerte liegen unterhalb eines Wer
tes, der das Vorhandensein einer Detonation anzeigen würde.
Zu beobachten ist jedoch, daß für Zylinder 4 der Spitzenwert
des Signals in Fig. 6 relativ hoch ist, wie bei 86 darge
stellt. Die hohe Amplitude des bei 86 gezeigten Signalbündels
tritt innerhalb des vom Klopffenstersignal 70 abgefragten
Zeitbandes auf. Als ein Ergebnis der Feststellung einer Deto
nation bei 86 wird der Klopfschaltkreis ein Klopfanzeigesi
gnal (KIG) erzeugen, wie bei 88 dargestellt, und der Mikro
prozessor für die Motorsteuerung wird darauf ansprechen, um
die Zündung zu verzögern, bis die Klopfintensität niedriger
wird, wie durch die Signale rechts von dem Bereich 86 in
Fig. 6 angezeigt. Falls keine nachfolgenden Klopfanzeichen
vorhanden sind, wird der Schaltkreis den Zündzeitpunkt lang
sam nach oben zum Schwellwertpunkt für die Detonation brin
gen, um die Motorleistung aufrechtzuerhalten.
Die Ausgangsspannung Vn des Geräuschkanals ist in Fig. 7 für
jeden Zylinder graphisch dargestellt. Die Geräuschkanalspan
nung für Zylinder 1 ist bei 90 dargestellt, und die entspre
chenden Geräuschkanal-Ausgangsspannungen für die Zylinder 3,
4 und 2 sind bei 92, 94 bzw. 96 dargestellt.
Die Klopfkanalspannung Vk für Zylinder 1 ist in Fig. 8 bei
98 gezeigt, und die entsprechenden Klopfkanalspannungen für
die Zylinder 3, 4 bzw. 2 sind bei 100, 102 und 104 darge
stellt.
Der Linearbeschleunigungsmesser erzeugt einen Breitband-
Frequenzgang, um unter Gewährleistung einer schnellen Ant
wortzeit das gesamte Motorklopfspektrum abzudecken. Die in
Fig. 1 bei 16 dargestellte Eingangspufferstufe bewirkt eine
hohe Impedanzanpassung mit einem linearen Frequenzgang. Das
Bandpaßfilter 18 ist an das Klopfspektrum angepaßt.
Nachdem das Bandpaßfilter den beiden voneinander unabhängigen
Kanälen (d. h. dem Geräuschkanal 20 und dem Klopfkanal 22) das
Signal zugeleitet hat, wird dies verstärkt, gefiltert, ein
seitig versetzt vorgespannt, bezüglich der Zeit abgefragt und
verglichen, um ein Klopfen festzustellen, wie weiter unten
unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert werden wird.
Die Länge des Klopffensters und die Länge des Geräuschfen
sters werden für jeden Zylinder kalibriert. Das Geräuschsi
gnal wird während eines "ruhigen" Abschnitts des Motor-
Verbrennungsereignisses abgefragt, und das Klopfsignal wird
während des Verbrennungsereignisses abgefragt, wenn das Auf
treten von Klopfen erwartet wird. Die bearbeiteten Abfrage
werte jedes Kanals werden während des Klopffensterzeitraums
verglichen.
Wie bereits erwähnt, sind die Auswerteimpulse des Ge
räuschfensters und des Klopffensters mit dem Kurbelwellenwin
kel in bezug auf den oberen Totpunkt synchronisiert. Die Aus
gangssignale Vn und Vk für den Geräuschkanal bzw. den Klopf
kanal stellen momentane relative Größen für jeden Zylinder
dar. Wenn während des Klopffensterzeitraums Vk größer als Vn
ist, wird das durch Klopfen angezeigte weitergeleitete Signal
KIG "wahr" sein.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich, erzeugt der Klopfsensor 10 eine
Differenzspannung in den Leitungen 14 und 12, wodurch eine
maximale Unterdrückung von elektrischem Rauschen bewirkt
wird.
Der Frequenzgang des Sensors ist als linear gekennzeichnet
und daher für eine Verwendung an verschiedenen Befestigungs
stellen, bei verschiedenen Motoren und unterschiedlichen
Grundklopffrequenzen anpaßbar. Um einen linearen Frequenzgang
beizubehalten, erzeugen der Differentialverstärker und ein
Drainwiderstand 110 eine Sensorbelastung. Ein Kondensator 106
und ein Kondensator 108 wirken als Gleichstromsperre.
Eine mit dem Bezugszeichen 112 bezeichnete Pufferstufe ent
hält einen Differentialverstärker 114 mit einem invertieren
den Eingangspin 116 und einem nichtinvertierenden Eingangspin
118, die an den Kondensator 108 bzw. an den Kondensator 106
über jeweilige Widerstände 120 und 122 angeschlossen sind.
Eine Referenzspannung von 5 Volt wird bei 124 bereitgestellt.
Diese Referenzspannung ist über einen Widerstand 126 an den
nichtinvertierenden Eingangspin 118 des Differentialverstär
kers angeschlossen. Eine Spannungsquelle zur Versorgung des
Verstärkers ist bei 128 dargestellt, und ein zugehöriger Mas
seanschluß ist bei 130 gezeigt. Bei der Ausführungsform der
Fig. 10 beträgt die Versorgungsspannung zehn Volt.
Der Ausgangspin 132 ist durch einen Rückkopplungsschaltkreis
über einen Rückkopplungswiderstand 134 an den invertierenden
Eingangspin 116 angeschlossen. Der dynamische Bereich des
Ausgangs wird durch Verwendung eines Pull-up-Widerstands 136
zwischen dem Ausgangspunkt 132 und der Zehn-Volt-Quelle 138
vergrößert.
Der Puffer ist kapazitiv an die Bandpaßfilterstufe 140 unter
Verwendung einer Gleichstromsperre in Form eines Kondensators
142 gekoppelt. Aufgrund der Spannungsquelle 138 und des Pull
up-Widerstands 136 kann das Signal am Ausgang 132 um fünf
Volt herum schwanken, wie durch die in Fig. 10 dargestellte
Skizze der Signalwelle angegeben ist. Dies stellt einen Un
terschied zu der Signalwelle dar, die in Fig. 10 für den Aus
gang des Sensors 10 angegeben ist, bei dem die Sensorspannung
eher um eine Null-Volt-Referenzspannung herum schwankt als um
eine Fünf-Volt-Referenzspannung.
Der Eingang der bei 144 dargestellten Bandpaßfilterstufe 140
ist an den Kondensator 142 über einen Widerstand 146 ange
schlossen. Das Bandpaßfilter 140 weist einen Operationsver
stärker 148 mit einem nichtinvertierenden Eingangspin 150 und
einem invertierenden Eingangspin 152 auf. Der Ausgang 154 des
Operationsverstärkers 148 ist durch einen Mehrfach-
Rückkopplungsschaltkreis mit dem invertierenden Eingangspin
verbunden, so daß der Operationsverstärker im invertierenden
Modus arbeitet. Ein bei 156 dargestelltes Element zum Hoch
setzen der Spannung um zehn Volt ist an den Ausgang 154 durch
einen Widerstand 158 angeschlossen. Dieses vergrößert den dy
namischen Bereich des Ausgangs des Bandpaßfilters über die in
Betracht kommenden Frequenzen. Der Rückkopplungsschaltkreis
für den Operationsverstärker 148 enthält Kondensatoren 160
und 162 und einen Parallelwiderstand 164. Der Wert dieser
Komponenten zusammen mit den Widerständen 146 und 168 stellt
die Verstärkung des Bandpaßfilters, die Mittenfrequenz und
die Bandbreite ein.
Das Klopfsensorsignal wird in dem Bandpaßfilter 140 geformt,
der die Fähigkeit des Puffers, elektrisches Rauschen zu un
terdrücken, ergänzt. Das Ergebnis dieser Filterfunktion ist
ein glatteres Sinuswellen-Ausgangssignal, wie im Schaltbild
der Fig. 10 für den Ausgangsanschluß 154 dargestellt. Durch
den Widerstand 158 zum Hochsetzen der Spannung kann das Si
nuswellen-Ausgangssignal bei 154 eher um einen Fünf-Volt-Wert
herum denn um einen Null-Volt-Wert herum wie bei der Ur
sprungssignalspannung des Sensors oszillieren.
Die Fünf-Volt-Referenzspannung für das Bandpaßfilter ist bei
166 dargestellt. Diese Spannung ist über einen Widerstand 168
an den Eingang 144 angeschlossen. Eine Fünf-Volt-Vorspannung
wird dem nichtinvertierenden Eingangspin 150 zugeführt, wie
bei 170 dargestellt.
Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist der Ausgang 154 des Bandpaß
filters kapazitiv mit dem Eingangsfolgeelement 174 gekoppelt.
Der Weg 171 zwischen dem Bandpaßfilter und den bearbeitenden
Kanälen ist bei 173 kapazitiv gekoppelt und wird durch ein
Widerstandspaar 175 und 177 verschoben sowie angepaßt.
Die Komponenten der Kanäle sind in Fig. 11 dargestellt. Der
Geräuschkanal und der Klopfkanal sind durch die niedrige Aus
gangsimpedanz des Folgeelements 174 gegeneinander isoliert.
Dieses verhindert ebenfalls eine Kreuzkopplung oder eine ge
genseitige Störung zwischen den Kanälen.
Der Eingang des Geräuschkanals ist über einen Kondensator 178
an den Ausgang des Operationsverstärkers 174 gekoppelt. Der
Kondensator 178 liegt über einen Widerstand 180 an dem inver
tierenden Anschlußpin eines Operationsverstärkers 182.
Ein Rückkopplungspfad 188 für den Operationsverstärker 182
enthält Widerstände 180, 181 sowie 190. Dieses bewirkt einen
Verstärkungsfaktor sowohl für das Eingangswechselstromsignal
als auch für die Gleichstromvorspannung am nichtinvertieren
den Anschluß 192. Die Vorspannung bei 192 wird durch die bei
194 dargestellte Fünf-Volt-Quelle und durch ein Wider
standsnetzwerk 196, 197 sowie 198 bereitgestellt. Der inver
tierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 182 emp
fängt, wie bei 200 dargestellt, einen Signaleingang vom Puf
ferverstärker und wird durch die Vorspannung im Schaltkreis
188 verschoben. Die Vorspannung ermöglicht es, die Tran
sistordiode 208 bei Fehlen einer ausreichenden Geräusch
signalamplitude immer in Vorwärtsrichtung zu betreiben.
Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 182 liegt über
einen Widerstand 206 am Kollektor des Transistors 208 an, der
wie eine schaltbare Diode wirkt. Der Widerstand 206 wird zum
Belasten des Operationsverstärkers 182 sowie als Ladewider
stand für einen Kondensator 220 verwendet. Die Basis des
Transistors 208 weist zwei Steuerpfade auf, d. h., einen Pfad
210, ein bearbeitetes Geräuschkanalsignal, sowie einen Pfad
211, den Kollektor eines Transistors 216. Die Basis der
schaltbaren Transistordiode 208 wird vom Transistor 216 ge
steuert. Das Geräuschfenstergatter des Mikroprozessors wird
durch einen Widerstand 215 gebildet, der den Transistor 216
ein- und ausschaltet. Diese Tätigkeit legt entweder den Pfad
210 auf Massepotential oder läßt über den Pfad 210 die
schaltbare Transistordiode 208 in den "Ein"-Zustand bringen,
um den Kondensator 220 zu laden. Wenn Nw den Transistor 216
"ausschaltet", wird die Basis des Transistors 208 durch die
positiven Spitzenwerte des Wechselstromsignals des Geräusch
kanals über den Widerstand 206 und den Ladungskondensator 220
"eingeschaltet". Dieses erzeugt eine Spannung Vn, die für
Grundgeräusche repräsentativ ist. Ein Widerstand 218 verbin
det die resultierende Ladespannung am Kondensator 220 mit dem
nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 214. Der Kon
densator 220 weist zwei Entladungspfade auf, einen sehr lang
samen Pfad über einen Widerstand 222 und einen Schnellentla
dungspfad, der durch einen Widerstand 221 und einen Transi
stor 270 gebildet wird.
Durch das Vorhandensein eines vom Mikroprozessor erzeugten
Geräuschfensterimpulses wird der Transistor 216 leitend, wo
durch der Pfad 211 am Eingang des Operationsverstärkers 182
kurzgeschlossen wird. Dieses unterbricht die Übertragung ei
nes Geräuschsignals zum Anschluß 212 des Komparators 214. Der
Emitter des Transistors 208 auf der Ausgangsseite des Opera
tionsverstärkers 182 ist an den Eingangsanschluß 212 über ei
nen Steuerwiderstand 218 angeschlossen.
Während der Zeit, in der das Geräuschfenster offen ist, wird
der Kondensator 220 geladen. Das Laden erfolgt immer dann,
wenn der Transistor an der Ausgangsseite des Operationsver
stärkers 182 leitend ist. Wenn das Geräuschfenster endet,
wird die Ladung Vn im Kondensator 220 bleiben (siehe die Fig.
4 und 7). Der hohe Widerstand bei 222 verhindert einen
schnellen Verlust von Vn, wie in Fig. 7 bei 90 dargestellt.
Nach der Abfallflanke des Klopffensters Kw wird die Ladung
des Kondensators 220 schnell über einen Widerstand 221 von
einem Transistor 270 entladen. Die Ladung im Kondensator 220
weist einen eindeutigen Wert für jedes Zündereignis auf.
Die Ladungsspannung über dem Kondensator 220 wird als vom Ge
räuschkanal bearbeitete Spannung Vn bezeichnet, die am Kompa
rator 214 anliegt. An der invertierenden Seite des Kompara
tors 214 liegt das bearbeitete Klopfkanalsignal Vk an. Der
Klopfkanal erhält sein Eingangssignal von der Pufferstufe 174
durch einen Sperrkondensator 224. Das gefilterte Klopfsensor
spektrum wird durch einen Widerstand 225 an den invertieren
den Eingang eines Operationsverstärkers 228 angeschlossen.
Ein Rückkopplungspfad 232 für den Operationsverstärker 228
enthält Widerstände 234, 225 sowie 223. Dieses bewirkt einen
Verstärkungsfaktor für beide Signaleingänge, d. h. für das
Wechselstromsignal am invertierenden Anschluß 226 und für die
Gleichstromvorspannung am nichtinvertierenden Anschluß 230.
Die Klopfkanal-Vorspannung bei 230 wird durch eine Fünf-Volt-
Referenzspannung 194 und einen Widerstand 198 gebildet. Die
Vorspannung genügt, um die Basis der Transistordiode 238 im
mer in Vorwärtsrichtung zu betreiben, um jeglichen Verschie
befehler zu minimieren.
Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 228 ist ein zu
sammengesetztes Signal aus der Gleichstromvorspannung plus
dem Wechselstromsignal des Klopfsensors und liegt über einen
Widerstand 240 an der Basis des Transistors 238 an, die mit
dem Kollektor des Transistors 238 verbunden ist. Der Transi
stor 238 wirkt wie eine schaltbare Diode.
Der Widerstand 240 wird als Lastwiderstand für den Operati
onsverstärker 228 und als Ladewiderstand für einen Kondensa
tor 242 verwendet. Die Basis des Transistors 238 weist zwei
Steuerpfade auf, d. h., einen Pfad 239, ein bearbeitetes
Klopfkanalsignal, sowie einen Pfad 241, den Kollektor des
Transistors 244. Die Basis des Transistors 238 wird vom Tran
sistor 244 gesteuert. Das Klopffenstergatter des Mikroprozes
sors wird teilweise durch einen Widerstand 248 gebildet, der
den Transistor 244 "ein"- und "aus"-schaltet. Dieser Vorgang
legt entweder den Pfad 241 auf Massepotential oder läßt über
den Pfad 241 die schaltbare Transistordiode 238 in den "Ein"-
Zustand bringen, um den Kondensator 242 zu laden. Wenn Kw den
Transistor 244 "ausschaltet", wird die Basis des Transistors
238 von den positiven Spitzenwerten des Wechselstromsignals
des Klopfkanals über den Widerstand 240 und den Ladungskon
densator 242 "eingeschaltet". Dieses führt zur Spannung Vk,
dem bearbeiteten Klopfsignal. Ein Widerstand 252 verbindet
die resultierende Ladungsspannung am Kondensator 242 mit dem
invertierenden Eingang des Komparators 214. Der Kondensator
242 weist einen einzigen Entladungsweg über einen Widerstand
221 auf, der eine Schnellentladung zwischen Zylinderereignis
sen bewirkt, wie in Fig. 8 dargestellt.
Wenn das bearbeitete Signal Vk im Kondensator 242 vorhanden
ist, wird es über einen Widerstand 252 zum nichtinvertieren
den Eingangsanschluß 254 des Komparators 214 weitergeleitet.
Der Komparator bestimmt, ob das Signal bei 254 den Wert des
vom Kondensator 220 empfangenen Signals Vn bei 212 über
schreitet. Falls es den Wert überschreitet, wird am Ausgangs
anschluß 258 des Komparators 214 ein Klopfangezeigesignal KI
erzeugt. Das Signal KI wird über einen Widerstand 257 an den
Anschluß 254 rückgekoppelt, um der Vk-Feststellung eine Hy
stereseschleife hinzuzufügen. Das Signal wird durch den Pfad
bei 258 zu einer diskreten "und"-Schaltung geleitet, die aus
einer Diode 259, Widerständen 264, 260, 262 sowie 266 und ei
nem Transistor 276 besteht. Das Ausgangssignal wird im logi
schen Zustand H bzw. "high" sein, wenn KI bei 258 "high" und
das Klopffenster Kw "wahr" ist. Nur bei freigegebenem Klopf
fenstergatter wird eine Rauheit der Motorschwingung als Klop
fen identifiziert. Das Ausgangssignal wird vom Mikroprozessor
verwendet, um ein Zündungsverzögerungs-Addierglied zur Besei
tigung des Klopfzustandes auf der Leitung 52 in Fig. 1 zu er
zeugen.
Der Betriebszustand der Transistoren 244, 270 und 276 wird
vom Klopffenster Kw, gesteuert, das über den Pfad 246 vom Mi
kroprozessor 30 empfangen wird. Der Transistor 244 öffnet den
Klopfkanal, wenn seine Basis vom Klopffensterimpuls, der über
den Isolationswiderstand 248 zugeleitet wird, ausgeschaltet
wird. Die Abfallflanke des Klopffensters (Anstiegsflanke)
läuft durch einen Widerstand 274 und einen Kondensator 272,
um an den Transistor 270 einen kurzzeitigen Störimpuls anzu
legen ("to glitch on"), wodurch der Transistor 270 für eine
kurze Zeitperiode leitend wird. Diese wird von einem Wider
stand 279 und einer auf Masse gelegten Diode 273 bestimmt.
Dies führt zu einem Geräuschkanal-Entladevorgang (dump), bei
dem der Kondensator 220 schnell entladen wird, wodurch das
System für den Beginn des anschließenden Referenzimpulses für
den Kurbelwellenwinkel vorbereitet wird. Der nächste Referen
zimpuls für den Kurbelwellenwinkel leitet dann den Beginn ei
nes neuen Meßvorgangs für ein Klopfsignal in der zuvor be
schriebenen Weise ein. Die Entladung des Kondensators 220 ist
aus Fig. 7 ersichtlich, in der die Ladung abnimmt, und zwar
ausgehend von einem "hohen" Wert am Ende des in Fig. 5 darge
stellten Klopffensters.
Die Basis des Transistorschalters 276 ist mit der Klopffen
sterleitung 246 durch einen Isolationswiderstand 275 verbun
den. Wenn das Klopffenstersignal "high" ist, wird der Transi
stor 276 leitend, wodurch eine logische Null bzw. ein "low"
an die zuvor beschriebene "und"-Schaltung gegeben wird. Der
Schalter 276 verhindert außerhalb des Klopffensters Ku, ein
Klopfanzeigesignal. Nach jedem Zündereignis kehrt das System
zu einem Null-Zustand zurück. Es wird dann initialisiert, um
das nächste Zündereignis zu überwachen.
Das Geräuschsignal wird nicht gemittelt wie bei vorbekannten
Schaltungen. Während jedes Zündereignisses wird ein neuer Ge
räuschwert bearbeitet. Sowohl das Geräuschfenster Nw als auch
das Klopffenster Ku, können in Abhängigkeit von der Übertrag
barkeit von Motorschwingungen zum Klopfsensor für jeden be
stimmten Motorzylinder geändert werden. Die Geräuschfenster
und die Klopffenster sind für jeden Zylinder einzeln festge
legt.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der dem Zylinder 4 entspre
chende Druckimpuls einen höheren Spitzenwert als die Druckim
pulse für die Zylinder 1, 3 und 2 aufweist. Dieses führt zum
Vorhandensein eines Klopfsignals, das bei 88 in Fig. 9 darge
stellt ist und infolge der in Fig. 6 in der Zone 86 angegebe
nen Pulsationen erzeugt wurde. Das Auftreten einer Detonation
verursacht während des bestimmten Verbrennungsereignisses
Druckschwankungen im Zylinder 4, wie aus Fig. 3 ersichtlich,
was zu einem Klopfen führt. Dadurch wird eine Justierung der
Vorzündung ausgelöst, was eine Beseitigung des Impulses 88
während nachfolgender Verbrennungsereignisse für den Zylin
der 4 zur Folge hat.
Claims (10)
1. Klopfdetektorvorrichtung mit Einrichtungen zum Steuern
von Verbrennungsvariablen für einen Fremdzündungs-
Verbrennungsmotor, mit einem in der Nähe einer Motor-
Verbrennungskammer angebrachten Beschleunigungsmesser,
der zum Ansprechen auf Schwingungen eingerichtet ist, die
ihm vom Motor übertragen werden, um Zufallssignale von
variierender Frequenz und variierender Amplitude zu er
zeugen;
mit Einrichtungen zum Messen und Speichern eines Refe renzsignals für den Kurbelwellenwinkel;
mit Einrichtungen zum Erzeugen elektronischer Kanäle (20, 22) für die Bearbeitung von Spannungen, wobei einer der Kanäle (20) dazu eingerichtet ist, eine erste Gruppe der Zufallssignale auf Grund der Auslösung durch das Refe renzsignal für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, und ein zweiter der Kanäle (22) dazu eingerichtet ist, eine zweite Gruppe der Zufallssignale während des Referenzsignals für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, jedoch im Anschluß an die Übertragung der ersten Gruppe von Zufallssignalen;
mit Einrichtungen (142) zum Vergleichen der Größe der Zu fallssignale im ersten und im zweiten Kanal (20, 22), und
mit elektronischen Prozessoreinrichtungen (30) zum Ein stellen wenigstens einer der Variablen abhängig davon, daß in der zweiten Gruppe ein Signal festgestellt wird, dessen Amplitude die Amplitude von Signalen in der ersten Gruppe überschreitet.
mit Einrichtungen zum Messen und Speichern eines Refe renzsignals für den Kurbelwellenwinkel;
mit Einrichtungen zum Erzeugen elektronischer Kanäle (20, 22) für die Bearbeitung von Spannungen, wobei einer der Kanäle (20) dazu eingerichtet ist, eine erste Gruppe der Zufallssignale auf Grund der Auslösung durch das Refe renzsignal für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, und ein zweiter der Kanäle (22) dazu eingerichtet ist, eine zweite Gruppe der Zufallssignale während des Referenzsignals für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, jedoch im Anschluß an die Übertragung der ersten Gruppe von Zufallssignalen;
mit Einrichtungen (142) zum Vergleichen der Größe der Zu fallssignale im ersten und im zweiten Kanal (20, 22), und
mit elektronischen Prozessoreinrichtungen (30) zum Ein stellen wenigstens einer der Variablen abhängig davon, daß in der zweiten Gruppe ein Signal festgestellt wird, dessen Amplitude die Amplitude von Signalen in der ersten Gruppe überschreitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
elektronische Puffer- und Frequenzfiltereinrichtungen
(16, 18) vorgesehen sind, um die vom Beschleunigungsmes
ser erzeugten Zufallssignale zu verstärken und um zwi
schen Signalen des Beschleunigungsmessers aufgrund eines
Fremdgeräusches und Signalen infolge von Klopfen zu un
terscheiden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die elektronischen Prozessoreinrichtungen (30)
dazu eingerichtet sind, die Übertragung von Zufallssigna
len im ersten Kanal (20) nach der Auslösung durch das Re
ferenzsignal für den Kurbelwellenwinkel zu beginnen und
zu unterbrechen sowie die Übertragung von Zufallssignalen
im zweiten Kanal (22) zu einem Zeitpunkt zu beginnen und
zu unterbrechen, der der Unterbrechung der Übertragung
von Signalen im ersten Kanal (20) folgt.
4. Klopfdetektor-Schaltkreis für einen Fremdzündungs-Ver
brennungsmotor, der eine Mehrzahl von Zylindern mit
Kraftstoffverbrennungskammern aufweist, mit einem am Mo
tor in der Nähe einer der Verbrennungskammern angeordne
ten Beschleunigungsmesser, der zum Ansprechen auf Schwin
gungen eingerichtet ist, die ihm von den Verbrennungskam
mern übertragen werden, um Zufallssignale von variieren
der Frequenz und variierender Amplitude zu erzeugen;
mit Einrichtungen zum Messen und Speichern eines Zündfun ken-Referenzsignals für den Kurbelwellenwinkel für jeden der Zylinder;
mit Mitteln zum Erzeugen elektronischer Kanäle (20, 22) für die Verarbeitung von Spannungen, wobei einer der Ka näle (20) dazu eingerichtet ist, eine erste Gruppe der Zufallssignale auf Grund der Auslösung durch das Refe renzsignal für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, und ein zweiter (22) der Kanäle dazu eingerichtet ist, eine zweite Gruppe der Zufallssignale während des Referenzsignals für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, jedoch im Anschluß an die Übertragung der ersten Gruppe von Zufallssignalen;
mit Einrichtungen (142) zum Vergleichen der Größe der Zu fallssignale im ersten und im zweiten Kanal (20, 22), und
mit elektronischen Prozessoreinrichtungen (30) zum Ein stellen des Zündzeitpunktes des Vergasermotors unter An sprechen auf die Feststellung, daß die Intensität eines Signals in der zweiten Gruppe die Intensität der Signale in der ersten Gruppe überschreitet, wodurch Detonationen im Motor vermieden werden.
mit Einrichtungen zum Messen und Speichern eines Zündfun ken-Referenzsignals für den Kurbelwellenwinkel für jeden der Zylinder;
mit Mitteln zum Erzeugen elektronischer Kanäle (20, 22) für die Verarbeitung von Spannungen, wobei einer der Ka näle (20) dazu eingerichtet ist, eine erste Gruppe der Zufallssignale auf Grund der Auslösung durch das Refe renzsignal für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, und ein zweiter (22) der Kanäle dazu eingerichtet ist, eine zweite Gruppe der Zufallssignale während des Referenzsignals für den Kurbelwellenwinkel zu übertragen und zu modifizieren, jedoch im Anschluß an die Übertragung der ersten Gruppe von Zufallssignalen;
mit Einrichtungen (142) zum Vergleichen der Größe der Zu fallssignale im ersten und im zweiten Kanal (20, 22), und
mit elektronischen Prozessoreinrichtungen (30) zum Ein stellen des Zündzeitpunktes des Vergasermotors unter An sprechen auf die Feststellung, daß die Intensität eines Signals in der zweiten Gruppe die Intensität der Signale in der ersten Gruppe überschreitet, wodurch Detonationen im Motor vermieden werden.
5. Klopfdetektor-Schaltkreis nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß dieser dazu eingerichtet ist, die Zu
fallssignale zu jedem der Kanäle (20, 22) während des
Zündfunken-Referenzsignals für den Kurbelwellenwinkel für
jeden der Zylinder zu übertragen, und daß Einrichtungen
vorgesehen sind, um die Übertragung der Zufallssignale
durch den ersten und den zweiten Kanal (20, 22) für jedes
Referenzsignal für den Kurbelwellenwinkel bei jedem Zy
linder zu beenden, bevor entsprechende Zufallssignale
durch den ersten und den zweiten Kanal bei einem nachfol
genden Referenzsignal für den Kurbelwellenwinkel eines
anderen Zylinders übertragen werden, wodurch die zu den
Prozessoreinrichtungen (30) übertragenen Klopfsteuerdaten
für jedes Referenzsignal für den Kurbelwellenwinkel und
für jeden Zylinder eindeutig sind.
6. Klopfdetektor-Schaltkreis nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Detektor-Schaltkreis gepufferte
Filtereinrichtungen enthält, um ein elektrisches Inter
face zwischen dem Beschleunigungsmesser und den Mitteln
zur Erzeugung elektronischer Kanäle (20, 22) für die Be
arbeitung von Spannungen bereitzustellen.
7. Verfahren zur Steuerung von Detonationen in einem Fremd
zündungs-Verbrennungsmotor mit elektronischen Prozes
soreinrichtungen (30) zum Steuern von auf den Motorbe
trieb einwirkenden Variablen, zu denen die Zündungsein
stellung das Motors, das Vergleichen der Meßschritte und
das Speichern eines Referenzsignals für den Kurbelwellen
winkel gehören, bei dem
ein Zufallssignal erzeugt wird, das die Frequenz und die Intensität des Motorgeräusches und der Klopfschwingung des Motors anzeigt;
Kanäle (20, 22) für das Übertragen und das Verarbeiten von Spannungen erzeugt werden;
durch besagte Schwingungen bestimmte Signale durch die Kanäle (20, 22) übertragen werden;
jeder Kanal (20, 22) aktiviert und deaktiviert wird, der art, daß Geräusch anzeigende Zufallssignale durch einen ersten Kanal (20) und auf Klopfen hinweisende Zufalls signale durch einen zweiten Kanal (22) übertragen werden;
die Intensität der durch die Kanäle (20, 22) übertragenen Signale verglichen wird, wodurch auf Klopfen hinweisende Signale identifiziert werden, und
eine der auf den Motorbetrieb einwirkenden Variablen in Reaktion auf die Feststellung von Klopfen einjustiert wird.
ein Zufallssignal erzeugt wird, das die Frequenz und die Intensität des Motorgeräusches und der Klopfschwingung des Motors anzeigt;
Kanäle (20, 22) für das Übertragen und das Verarbeiten von Spannungen erzeugt werden;
durch besagte Schwingungen bestimmte Signale durch die Kanäle (20, 22) übertragen werden;
jeder Kanal (20, 22) aktiviert und deaktiviert wird, der art, daß Geräusch anzeigende Zufallssignale durch einen ersten Kanal (20) und auf Klopfen hinweisende Zufalls signale durch einen zweiten Kanal (22) übertragen werden;
die Intensität der durch die Kanäle (20, 22) übertragenen Signale verglichen wird, wodurch auf Klopfen hinweisende Signale identifiziert werden, und
eine der auf den Motorbetrieb einwirkenden Variablen in Reaktion auf die Feststellung von Klopfen einjustiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Kanal (20) vor dem Aktivieren des zweiten Ka
nals (22) aktiviert und deaktiviert wird, wobei beide Ka
näle (20, 22) während des Vorhandenseins des Referenzsi
gnals für den Kurbelwellenwinkel aktiviert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die eine Variable die Zündungseinstellung des Motors
ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Bearbeiten von Signalen durch die
Kanäle (20, 22) nach jedem Referenzsignal für den Kurbel
wellenwinkel abgeschlossen wird, wodurch neue und eindeu
tige Daten für jedes Zündereignis des Motors für das
Feststellen von Klopfen erhalten werden.
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