DE3027532A1

DE3027532A1 - Electronic ignition angle control for I.C. engine - has knocking sensor whose output in one speed band is used for correction over whole engine speed range

Info

Publication number: DE3027532A1
Application number: DE19803027532
Authority: DE
Inventors: Istvan Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Geiger; Klaus Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Stamm; Heinz Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Theuerkauf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-07-19
Publication date: 1982-02-18
Also published as: DE3027532C2

Abstract

The ignition angle controller with feedback from a knocking detector is intended to overcome the problem of indeterminable signals from the detector at certain times, normally at high engine speeds. The equipment contains an ignition angle computer (30) for evaluating a modifying angle (delta alpha Z) which, when added to the basic angle (alpha Zo) gives the required angle (alpha Z) for engine operation without knocking. The knocking detector output (34) is evaluated at one speed, and this result used to modify the ignition characteristics over the whole engine speed range. The computer may store a series of ignition characteristics and use the knocking signal to select the most appropriate. Alternatively it may compute a characteristic by interpolation between two programmed limiting curves. The other signals used typically include engine temperature, speed, manifold depression, and load.

Description

Verfahren und Anordnung zum Betrieb ei- Procedure and arrangement for operating a

ner fremdgezündeten Brennkraftmaschine (Zusatz zu Patent ... (Anm. P 29 30 540.6)) Das Hauptpatent ... (Anm. P 29 30 540.6) schützt ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das im Hauptpatent beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet so, daß in mehreren Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine beim Auftreten unerwünschten Klopfens erzeugte Signale des Klopfsensors erfaßt und zur Bildung von Korrektursignalen ausgewertet werden. Bei dieser Ausbildung des Verfahrens bzw. externally ignited internal combustion engine (addendum to patent ... P 29 30 540.6)) The main patent ... (note P 29 30 540.6) protects a method according to the preamble of claim 1 and an arrangement for implementing this Procedure. The embodiment described in the main patent works so that undesirable in several speed ranges of the internal combustion engine when occurring Knocking generated signals of the knock sensor detected and for the formation of correction signals be evaluated. With this training of the process resp.

der Anordnung nach dem Hauptpatent erfolgt die Gewinnung von Korrektursignalen im gesamten interessierenden Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ausschließlich aufgrund der bei verschiedenen Drehzahlwerten erfaßten Signale des Klopfsensors.According to the arrangement according to the main patent, correction signals are obtained exclusively in the entire engine speed range of interest on the basis of the knock sensor signals detected at different engine speed values.

Wie bereits im Hauptpatent ausgeführt, kann es Drehzahlwerte innerhalb des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine geben, bei denen sich die Signale des Klopfsensors schwer erfassen lassen. Schon aus diesem Grunde geht die beschriebene Ausführungsform der Erfindung nach dem Hauptpatent von der Gewinnung nur relativ weniger, bei verschiedenen Drehzahlwerten ermittelter Korrektursignale aus.As already stated in the main patent, there can be speed values within the operating range of the internal combustion engine, in which the signals of the It is difficult to detect the knock sensor. For this reason alone, the one described works Embodiment of the invention according to the main patent of the extraction only relatively fewer correction signals determined at different speed values.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, Ausführungsformen der Erfindung nach dem Hauptpatent zu schaffen, die es ermöglichen, mittels in nur einem Drehzahlbereich mittels des Klopfsensors gewonnener Korrektursignale mit hinreichender Genauigkeit Korrektursignale auch für andere Drehzahlbereiche zu gewinnen, in denen eine direkte Ermittlung von Korrektursignalen unter Auswertung der Signale des Klopfsensors Schwierigkeiten bereitet.The invention is accordingly based on the object of embodiments to create the invention according to the main patent, which make it possible to use in only a speed range obtained by means of the knock sensor correction signals with sufficient Accuracy to gain correction signals for other speed ranges in which a direct determination of correction signals by evaluating the signals from the knock sensor Causes difficulties.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Dabei kann die Erfassung von Klopfsignalen entweder in einem festen Drehzahlbereich erfolgen oder in einem solchen, der mit der jeweiligen Maschinendrehzahl wandert.The inventive solution to this problem consists in the characterizing Features of claim 1. The detection of knock signals can either take place in a fixed speed range or in one that corresponds to the respective Machine speed drifts.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie lediglich handelsübliche und bewährte Bausteine, insbesondere bekannte Logikbauteile, erfordert.A particular advantage of the invention is the fact that it only Commercially available and proven modules, in particular known logic components, requires.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements and developments of the invention are Subject of the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 den Verlauf der adaptierten Steuerkurve des Zündwinkels a z über der Drehzahl n bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 denselben Kurvenverlauf bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 ein gespeichertes Drehzahl-Saugrohrdruck-Korrektursignal-Diagramm und Fig. 5 u. 6 gespeicherte Bereiche für den drehzahlabhängigen Anteil zu zu da des Korrektursignals bzw. den vom z1 Saugrohrdruck p5 abhängigen Anteil da z2 des Korrektursignals.The invention is explained below with reference to the drawing. It show: Fig. 1 the course of the adapted control curve of the ignition angle a z over the speed n in a first embodiment of the method according to the invention, 2 shows the same curve profile in another embodiment of the invention, 3 shows a block diagram for an embodiment of an arrangement for implementation of the method according to the invention, 4 shows a stored speed-intake manifold pressure correction signal diagram and Figures 5 and 6 show stored areas for the speed-dependent portion to to da of the correction signal or the component da z2 des dependent on z1 intake manifold pressure p5 Correction signal.

Das Zündwinkel-Drehzahl-Diagramm nach Fig. 1 dient zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Ausführungsform nach Patentanspruch 3. Der Zündwinkel a z (Vorzündung) kann zwischen einer oberen Grenzlinie 1 und einer unteren Grenzlinie 2 variiert werden. Bei einer Drehzahl n1 werden die Signale des Klopfsensors in der Weise ausgewertet, daß die im Zündverteiler erzeugte Grundeinstellung a z0 des Zündwinkels um den Wert Ja z korrigiert wird, bis das Klopfen verschwindet. Damit wird in Abhängigkeit vom jeweiligen Zählerstand ein bestimmtes Verhältnis der Abstände des adaptierten Zündwinkels a z von den Grenzlinien 1 und 2 ermittelt. Für die übrigen Drehzahlbereiche werden entsprechende Korrektursignale durch Interpolation zwischen den Grenzlinien 1 und 2 ermittelt. Damit wird die Grund-Steuerkurve 3, die also vom Zündverteiler vorgegeben ist, unter Ausnutzung des nur für die Drehzahl n1 erfaßten Signals des Klopfsensors umgewandelt in die korrigierte Steuerkurve 4.The ignition angle-speed diagram according to FIG. 1 is used for illustration of the method according to the invention in the embodiment according to claim 3. The Ignition angle a z (pre-ignition) can be between an upper limit line 1 and a lower one Border line 2 can be varied. At a speed n1, the signals from the knock sensor evaluated in such a way that the basic setting generated in the distributor a z0 of the ignition angle is corrected by the value Ja z until the knocking disappears. This creates a certain ratio depending on the respective counter reading the distances of the adapted ignition angle a z from the boundary lines 1 and 2 are determined. Corresponding correction signals are generated for the other speed ranges by interpolation determined between the boundary lines 1 and 2. This becomes the basic control curve 3, which is given by the distributor, using the only for the speed n1 detected signal of the knock sensor converted into the corrected control curve 4th

Fig. 2 gibt das entsprechende Diagramm für die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Patentanspruch 2 wieder. Entsprechend den wiederum bei der Drehzahl n1 erfaßten Signalen des Klopfsensors wird aus einer gespeicherten Anzahl von Steuerkurven 20 bis 23, die wiederum in einem durch Grenzlinien 24 und 25 definierten Bereich liegen, diejenige ausgewählt, die dem erforderlichen Korrektursignal bei der Drehzahl n1 am nächsten kommt. Während also in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die einzelnen Korrektursignale unter Berücksichtigung des bei der Drehzahl n1 ermittelten Korrektursignals jeweils errechnet werden, erfolgt in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 die Auswahl einer fest vorgegebenen korrigierten Steuerkurve.Fig. 2 gives the corresponding diagram for the embodiment of Method according to the invention according to claim 2 again. According to the turn at the speed n1 detected signals of the knock sensor is from a stored Number of control cams 20 to 23, which are in turn in a by border lines 24 and 25, the one selected that corresponds to the required correction signal comes closest at speed n1. So while in the embodiment according to Fig. 1 the individual correction signals taking into account the speed n1 determined correction signal are each calculated, takes place in the embodiment according to FIG. 2, the selection of a fixed, predetermined corrected control curve.

Die wesentlichen Bestandteile der Anordnung gemäß Fig. 3 sind der Zündrechner 30 sowie der ihm vorgeschaltete Zähler 31 und das Logikteil 32. An der Brennkraftmaschine 33, hier der Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, sind der Klopfsensor 34, der Temperatursensor 35 und der Drosselklappenstellungssensor 36 angeordnet. Die Signale des Klopfsensors 34 gelangen über die Auswerteschaltung 37 ebenso wie die Signale des Temperatursensors 35 und diejenigen des Drosselklappenstellungssensors 36 in den Logikteil 32, der sie und Signale für die jeweilige Drehzahl n zu Zählbefehlen (UP, DOWN, SETZEN, STOP) für den Zähler 31 verarbeitet. Der Zähler kann ein handelsüblicher Vorwärts-Rückwärts-Zähler oder auch Bestandteil eines Mikroprozessors sein.The essential components of the arrangement according to FIG. 3 are the Ignition computer 30 and its upstream counter 31 and the logic part 32. On the Internal combustion engine 33, here the prime mover of a motor vehicle, are the Knock sensor 34, the temperature sensor 35 and the throttle position sensor 36 arranged. The signals from the knock sensor 34 pass through the evaluation circuit 37 as well as the signals of the temperature sensor 35 and those of the throttle valve position sensor 36 in the logic part 32, which sends them and signals for the respective speed n to counting commands (UP, DOWN, SET, STOP) for the counter 31 processed. The counter can be a commercially available one Up / down counter or part of a microprocessor.

In diesem Ausführungsbeispiel sind im Zündrechner 30, wie bereits bei der Diskussion des Diagramms nach Fig. 2 beschrieben, mehrere Kennlinien gespeichert. Es handelt sich hier um Kennlinien, die den Verlauf der Korrektorsi-Signale dz a z über der Drehzahl wiedergeben. Wie Fig. 3 zeigt, wird dem Zündrechner 30 aber auch ein Signal für den jeweiligen Saugrohrdruck p5 der Maschine zugeführt. Demgemäß sind, wie in Fig. 4 angedeutet, in dem Zündrechner 30 gleichsam in einem dreibeinigen Koordinatensystem für Saugrohrdruck, Drehzahl und Korrektursignal zwischen der oberen Grenzfläche 40 und der unteren Grenzfläche 41 mehrere Flächen gespeichert, von denen nur die mit 42 bezeichnete in Fig. 4 dargestellt ist. Man kann sagen, daß jedem konstanten Saugrohrdruck p5 auf jeder dieser gespeicherten Flächen eine gespeicherte Korrekturkurve zugeordnet ist.In this embodiment, the ignition computer 30, as already Described in the discussion of the diagram according to FIG. 2, several characteristic curves are stored. These are characteristic curves that determine the course of the correction signals dz a z represent the speed. As FIG. 3 shows, the ignition computer 30 is a signal for the respective intake manifold pressure p5 is also fed to the machine. Accordingly are, as indicated in Fig. 4, in the ignition computer 30 as it were in a three-legged Coordinate system for intake manifold pressure, speed and correction signal between the upper one Interface 40 and the lower interface 41 saved several areas of which only that designated by 42 in FIG. 4 is shown. You can say that to anyone constant intake manifold pressure p5 stored on each of these stored areas Correction curve is assigned.

In Abhängigkeit von den ihm zugeführten Signalen wählt nun der Zündrechner 30 eine der gespeicherten Flächen bzw. Kurven aus und gibt an das Verknüpfungsglied die gespeicherten Korrektursignale Ja z ab. Im Verknüpfungsglied 37 werden die Korrektursignale mit den Grundsteuersignalen a z0' die also im Zündverteiler gewonnen sind, zusammengefaßt zur Bildung eines Signals z> das den korrigierten Wert des Zündwinkels bzw. Zündzeitpunkts für die jeweilige Drehzahl wiedergibt.The ignition computer now selects depending on the signals supplied to it 30 from one of the stored surfaces or curves and sends it to the link the stored correction signals Ja z. In the logic element 37, the correction signals with the basic control signals a z0 'which are thus obtained in the ignition distributor to generate a signal z> the corrected value of the ignition angle or ignition time for the respective speed.

Da der Zündrechner 30, wie beschrieben, nicht nur Kurven, sondern ein Kennfeld speichert, werden in ihm der Einfluß des Unterdrucks im Saugrohr als Lastsignal und die Drehzahlabhängigkeit des Korrektursignals additiv zu dem KorrektursignalJa verarbeitet. Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, können sowohl z für den drehzahlabhängigen Anteil asz Ja als auch für den saugrohrdruck-abhänzI gigen Anteil a z2 obere und untere Grenzlinien 50 und 51 bzw. 60 und 61 gez2 speichert sein. Jeweils zwischen diesen Grenzlinien liegen dann die Ebenen bzw.Since the ignition computer 30, as described, not only curves, but saves a map, the influence of the negative pressure in the intake manifold as Load signal and the speed dependency of the correction signal additive to the correction signal Yes processed. As shown in FIGS. 5 and 6, both z can be used for the speed-dependent Share asz Yes as well as for the intake manifold pressure-dependent share a z2 upper and lower boundary lines 50 and 51 or 60 and 61 gez2 be stored. Each between these boundary lines are then the planes or

Kurven, die zur Gewinnung des Korrektursignals aa z ausgewählt werden.Curves that are selected to obtain the correction signal aa z.

Unter Zugrundelegung der anhand der Fig. 4, 5 und 6 erläuterten Verhältnisse arbeitet die Anordnung gemäß Fig. 3 wie folgt: Beim Starten der Brennkraftmaschine wird der Zähler 31 so gesetzt, daß eine für den Start optimale, im Zündrechner gespeicherte Kurve bzw. Fläche für die Korrektursignale ausgewählt wird. Bei Drehzahlen unterhalb der Leerlaufdrehzahl nLO ist eine Leerlaufstabilisierung über den Zündwinkel vorgesehen.Based on the relationships explained with reference to FIGS. 4, 5 and 6 the arrangement according to FIG. 3 works as follows: When the internal combustion engine is started the counter 31 is set so that an optimal one for the start is stored in the ignition computer Curve or surface is selected for the correction signals. At speeds below the idle speed nLO, an idle stabilization is provided via the ignition angle.

In Abhängigkeit von der jeweiligen Maschinentemperatur, die mittels des Sensors 35 erfaßt wird, werden Korrektursignale da z ausgewählt, die eine für die Leerlaufstabilisierung optimale Zündwinkel-Steuerkurve garantieren. Beispielsweise kann eine umso größere Vorverlegung des Zündzeitpunkts erfolgen, je niedriger die Maschinentemperatur ist.Depending on the respective machine temperature, which is set by means of of the sensor 35 is detected, correction signals da z are selected, the one for the idle stabilization guarantee an optimal ignition angle control curve. For example the lower the ignition point, the greater the advance of the ignition point Machine temperature is.

In einem sich an die Leerlaufdrehzahl nach oben bis zu einem Drehzahlwert nk anschließenden Drehzahlbereich werden Signale des Klopfsensors und des Temperatursensors unterdrückt, so daß die zuletzt ausgewählte Kurve im Zündrechner 30 wirksam bleibt.In one approach the idle speed up to a speed value In the subsequent speed range, signals from the knock sensor and the temperature sensor are generated suppressed, so that the curve selected last in the ignition computer 30 remains effective.

Dagegen erfolgt bei Drehzahlen oberhalb des Werts nk beim Auftreten eines Klopfsignals eine Änderung des Zählerstands im Zähler 31 und die Auswahl einer im Zündrechner 30 gespeicherten Adaptationskurve, d.h. die Abrufung von Korrektursignalen a a z Ja In dem in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel erfolgt eine Neuadaptation abhängig von der jeweiligen Maschinentemperatur, indem bei Uberschreiten eines vorgegebenen Maximalwerts für die Temperaturänderung eine Neubestimmung der Klopfgrenze erfolgt.In contrast, at speeds above the value nk occurs on occurrence a knock signal, a change in the count in the counter 31 and the selection of a in the ignition computer 30 stored adaptation curve, i.e. the retrieval of correction signals a a z Yes In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, a new adaptation takes place depending on the respective machine temperature by exceeding a predetermined Maximum value for the temperature change, the knock limit is redetermined.

Wird eine der Grenzkurven erreicht, kann ein Fehlersignal erzeugt werden, das darauf hinweist, daß in der Anordnung ein Fehler aufgetreten ist.If one of the limit curves is reached, an error signal can be generated indicating that an error has occurred in the arrangement.

Wie im Hauptpatent beschrieben, besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß die ermittelten Korrektursignale über einen längeren Zeitraum, beispielsweise bis zum Abschalten der Maschine, gespeichert werden. Dadurch ist das bekannte "Sägen" an der Klopfgrenze vermieden, ohne daß ein überflüssig großer Sicherheitsabstand gewahrt bleiben muß.As described in the main patent, there is an essential feature of Invention is that the correction signals determined over a longer period of time, for example until the machine is switched off. This makes the well-known "sawing" avoided at the knock limit without an unnecessarily large safety margin must be preserved.

Claims

Claims Method for operating a spark-ignited internal combustion engine with a load- and speed-dependent control curve for the ignition angle, which at Occurrence of unwanted knocking due to correction signals obtained by means of a knock sensor is adjusted in the direction of a later ignition point until the undesired knocking disappears, the correction signals are stored to obtain a control curve corrected by them and adapted to the prevailing conditions, according to patent ...

(Registration P 29 30 540.6), characterized in that only in one Speed range of the control cam Correction signals (da.) By means of the knock sensor t34) and through them correction signals for the other speed ranges a stored context can be determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that by the by means of the knock sensor (34) obtained correction signals (S «z) the selection of one of several stored adaptation curves (20-23), which contain the correction values included for all speed ranges.

3. The method according to claim 1, characterized in that the correction values for the other speed ranges from the values obtained by means of the knock sensor (34) Correction signals (dQ z) and their position relative to an upper and a lower one Limit curve (1,2) can be determined.

4. Arrangement for performing the method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that between the knock sensor (34) and a link (38), to which the value (a z0) of the control curve that applies to the respective speed (n) is supplied, a logic part (32), a counter with memory (31) and an ignition computer (30), the logic part (32) receiving the output signals of the knock sensor (34) and, if necessary, signals for machine parameters for counting commands for the counter (31) processed, the count of which is a control signal for the ignition computer (30) forms whose output signals as correction signals (J «z) to the logic element (38) are supplied.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the ignition computer (30) Signals for the intake manifold pressure (p) are fed to the internal combustion engine (33) and all correction signals for z) on three-dimensional surfaces (42) of a speed-intake manifold pressure correction signal diagram lie.

6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the daR Logic part (32) signals for the speed and the temperature of the internal combustion engine (33): are supplied to obtain correction signals that stabilize the idle at speed values below the idle speed (nL0).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the ignition computer (30) limit characteristics (50, 51) for the correction signals (6a) as a function of the speed (n) are stored and a suppression for in one to the No-load speed (nL0) signals occurring upwards following the speed range of the knock sensor (34) and is provided for temperature signals, so that in this Speed range the last correction signals obtained are preserved.