DE3047079A1

DE3047079A1 - Zuendeinrichtung fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3047079A1
Application number: DE19803047079
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois 31120 Roquettes Latapie
Original assignee: Sev Marchal
Current assignee: Sev Marchal
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-12-13
Publication date: 1981-08-27
Also published as: IT8068960A0; ES497876A0; SE445127B; JPH0123670B2; FR2472091A1; FR2472091B1; DE3047079C2; IT1129472B; ES8200745A1; JPS56146063A; SE8008618L; US4388902A

Description

Societe pour L'Equipment de Vehicules 26, rue Guynemer

92132 Issy-Les-Moulineaux
Frankreich

Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche für jeden Zylinder ein Zündsignal liefert, das gegenüber dem oberen Totpunkt des Zylinders in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter verschoben ist, wobei zur Gesamtheit der betreffenden Parameter die Drehgeschwindigkeit des Motors gehört, und mit einem Klopfdetektor, der mindestens an dem Motor befestigten Vibrationsfühler und eine elektronische Schaltung zur Auswertung der von dem Vibrationsfühler gelieferten Informationen zum Zwecke der Zündverschiebung aufweist, wobei die elektronische Schaltung nur diejenigen Informationen auswertet, die in einem Winkelfenster auftreten, das demjenigen Teil des Zyklus des betreffenden Zylinders entspricht, in dem Klopfen auftreten kann.

Bei einer bekannten Zündeinrichtung (französische Patentanmeldung 79-00749) ist in Verbindung mit einer üblichen Vorrichtung, die in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Motors einen Vorzündwinkel einstellt, eine Schaltung vorgesehen, mit der beim Auftreten von Klopferscheinungen am Motor der Zündzeitpunkt unabhängig von der jeweiligen Drehgeschwindigkeit des Motors verzögert

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werden kann. Diese Zündverzögerung überlagert sich dem Vorzündwinkel unabhängig von dem jeweiligen Arbeitspunkt auf der Vorzündkurve und bewirkt das Verschwinden der Klopferscheinung. Das Auftreten von Klopfen kann mit einem Vibrationsfühler oder Beschleunigungsmesser (Akzelerometer) ermittelt werden, der an dem Motorblock befestigt ist, unter der Voraussetzung, daß im Falle von Klopferscheinungen das von dem Vibrationsfühler empfangene Vibrationsniveau erheblich grösser ist als in Abwesenheit von Klopferscheinungon.

Andererseits ist bekannt, daß Klopfen ausschließlich in einem bestimmten Winkelbereich hinter dem oberen Totpunkt eines Kolbens auftritt. Bei einer bekannten ';"n,leinrichtung (französiche Patentanmeldung 78-33294) legt eine ■ elektronische Schaltung ein Winkelfenster fest, dessen Grenzen in bezug auf den oberen Totpunkt eines jeden Zylinders bestimmt sind. Dieses Winkelfenster kennzeichnet die Zeitdauer,während der die von dem Vibrationsfühler gelieferten Informationen ausgewertet werden.

Zur Erkennung von Klopferscheinungen in den erwähnten Winkelfenstern ist es bekannt (US-PS 4 012 942), das von dem Vibrationsfühler gelieferte Signal mit einem dem Störpegel entsprechenden Signal, das als Funktion der Rotationsgeschwindigkeit des Motors programmiert ist, zu vergleichen. Der Nachteil einer solchen Zündeinrichtung besteht darin, daß der Störpegel im wesentlichen eine Funktion des Verbrennungsmotors ist, der ihn erzeugt, so daß es zur Erzielung einer verwertbaren Ermittlung von Klopfvibrationen erforderlich ist, eine individuelle Programmierung des Störgeräusches für jeden

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Motortyp vorzunehmen, an dem die Zündeinrichtung angebracht werden soll. Dies ist außerordentlich nachteilig, da die Schaltung nicht in unveränderter Form für unterschiedliche Motoren angewandt werden kann. Aber selbst für denselben Motor ändert sich der Vibrationsstörpegol in Abhängigkeit vom Alter des Motors. Eine Einrichtung der genannten Art, die auf einen neuen Motor eingestellt ist und bei diesem ordnungsgemäß arbeitet, arbeitet nicht mehr einwandfrei, wenn der Motor nach einer gewissen Betriebszeit alt geworden ist.

Ferner ist es bekannt (FR-PS 21 44 981),den Störpegel eines Motors in einer Zeitspanne zu messen, von der man weiß, daß in ihr kein Klopfen auftritt, ein diesem Störpegel entsprechendes Signal zu speichern und dann das gespeicherte Signal mit dem Signal des Vibrationsfühlers zu vergleichen, um das eventuelle Auftreten von Klopfen feststellen zu können. Diese Vorrichtung hat gegenüber der zuvor beschriebenen Vorrichtung (US-PS 4 012 94 2) den Vorteil, daß sie unabhängig von der 0 Art des Motors und unabhängig von dessen Alter stets unter den gleichen Bedingungen eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung hat jedoch einen Nachteil, der darin besteht, daß die Einspeicherung des Störpegels in einer Phase erfolgt, die verschieden ist von derjenigen Phase, in der Klopfen auftreten kann. Der Störpegel eines Verbrennungsmotors ist während eines Kolbenzyklus aber nicht konstant, so daß die genannte Vorrichtung noch nicht voll zufriedenstellend arbeitet.

Ferner ist eine Zündeinrichtung vorgeschlagen worden (französiche Patentanmeldung 79-04707), bei der das

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Klopfen nur in demjenigen Winkelbereich des Kolbenzyklus ermittelt wird, in dem Klopfen überhaupt auftreten kann. Dies geschieht einerseits anhand des von dem Vibrationsfühler gelieferten Signals und andererseits anhand eines Signals, das den Mittelwert der Vibrationen bei den vorhergehenden Kolbenzyklus darstellt. Dieser Mittelwert wird während einer hinreichend grossen Zeit vor der eigentlichen Meßperiode gewonnen. Diese Art des Vergleichens liefert zufriedenstellende Ergebnisse, wenn der Vergleich ausschließlich in dein Winkelfenster, in dem Klopfen auftreten katin, durchgeführt wird und das Vibrationsniveau beim Klopfen viel größer ist als das Vibrationsniveau ohne Klopfen.

Bei allen vorbekannten Zündeinrichtungen ist das von dem Vibrationsfühler gelieferte Signal, wenn es in den genau definierten Winkelfenstern ausgewertet wird, niemals ausdrücklich auf einen bestimmten Zylinder des Motors bezogen. Wenn man dieses Signal mit einem den Störpegel repräsentierenden Schwellwert vergleicht, handelt es sich stets um einen mittleren Schwellwert des Motors für eine bestimmte Drehzahl. Wenn man das Signal des Vibrationsfühlers mit einem Mittelwert dieses Signales vergleicht, der das Geschehen über eine bestimmte Anzahl vorhergehender Zyklen berücksichtigt, gehen in den Mittelwert die Einflüsse sämtlicher Zylinder ein. Man sieht also, daß bei allen bekannten Zündeinrichtungen das Klopfen dadurch festgestellt wird, daß ein Signal, das an einem der Zylinder auftritt, und das, selbst wenn es nicht identifiziert wird,genau bestimmt werden kann, mit einem Signal verglichen wird, in das die Einflüsse sämtlicher Zylinder des Motors ein-

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gehen. Hieraus folgt eine gewisse Ungenauigkeit, bei der Klopferkennung, da einerseits die an jedem Zylinder des Motors hervorgerufenen Störpegel nicht notwendigerweise gleich sind und andererseits der einzige Vibrations fühler nicht zu allen Zylindern des Motors in der gleichen Weise positioniert sein kann, so daß er auf die Störvibrationen der verschiedenen Zylinder unterschiedlieh anspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die oben geschilderten Nachteile vermieden werden, wobei der Vergleich für die einzelnen Zylinder separat durchgeführt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge-[3 sehen, daß das von dem Vibrationsfühler in dem Winkelfenster einos Zylinders des Motors gelieferte Signal I mit einem Schwellwert S verglichen wird, der aufgrund der zuvor von dem Vibrationsfühler in dem gleichen Winkelfenster desselben Zylinders entstanden ist, und daß das Vergleichsergebnis eine Modifizierung der Zündverschiebung bewirkt, wenn an dem betreffenden Zylinder Klopfen aufgetreten ist.

Nach der Erfindung wird das von dem Vibrationsfühler für einen bestimmten Zylinder gelieferte Signal, das in dem Winkelfenster des Zyklus der Kolbenbewegung ermittelt worden ist, in dem Klopfen auftreten kann, ausschließlich mit einem Signal verglichen, das aus dem früheren Verhalten desselben Zylinders ermittelt worden ist. Hieraus geht hervor, daß die räumliche

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Anordnung des Vibrationsfühlers in bezug auf die verschiedenen Zylinder jetzt völlig gleichgüJtig ist, da stets nur solche Signale miteinander verglichen werden, die denselben Zylinder betreffen. Andererseits werden auch Ungenauigkeiten beseitigt, die bei den bekannten Zündeinrichtungen dadurch entstehen, daß die Vibrationsstörpegel, auch wenn überhaupt kein Klopfen auftritt, an den einzelnen Zylindern unterschiedlich sind. Durch die Erfindung wird daher die Genauigkeit. bei der Erkennung von Klopferscheinungen erhöht.

Das Vergleichsignal kann beispielsweise, wie schon in der französischen Patentanmeldung 79-04707 beschrieben ist, ein Mittelwert von Signalen sein, die an dem betrachteten Zylinder während der Winkelfenster einer bestimmten Anzahl vorhergehender Zyklen dieses Zylinders entstanden sind. Wenn jedoch erfindungsgemäß die Signale, die auf denselben Zylinder zurückgehen, miteinander verglichen werden und wenn das Klopfen sich nicht langsam zunehmend aufbaut, sondern das Schwingungsniveau an dem Zylinder entweder normal oder im Falle von Klopfen beträchtlich größer ist, braucht das jeweils ermittelte Vibrationssignal nicht mit einem über mehrere vorhergehende Zyklen hin ermittelten Mittelwert verglichen zu werden. Es reicht dann vielmehr aus, das von dem Vibrationsfühler gelieferte Signal mit demjenigen Signal zu vergleichen, das während des Winkelfensters vorhergehenden Zyklus des selben Zylinders entstanden ist. Wenn das Vibrationsniveau im Falle des Klopfens erheblich größer ist als bei normaler Funktion des Motors,kann man zur Erhöhung der Erkennungssicherhoit das Referenzsignal mit einem Multiplikationskoeffizienten

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versehen, bevor es mit dem vom Vibrationsfühler gelieferten Signal verglichen wird. Mit anderen Worten: Nach der Erfindung wird das von dem Vibrationsfühler während des Winkelfensters eines bestimmten Zylinders gelieferte Signal gespeichert, mit einem Multiplikationskoeffizienten versehen und anschließend mit einem während des nächstfolgenden Winkelfensters des gleichen Zylinders gelieferten Signal verglichen. Die große Bedeutung dieser Arbeitsweise unter praktischen Gesichtspunkten ist offensichtlich, denn die Erfassung der Signale des Vibrationsfühlers, nach Zylindern getrennt, - erfordert, wenn man eine Vervielfachung der Schaltung vermeiden will, den Einsatz einer Digitalschaltung, im Gegensatz zu einer Analogschaltung. Bei digitaler Arbeitsweise ist es relativ schwierig,einen Mittelwert auf der Basis einer gewissen Anzahl vorhergehender Signale zu erhalten, während es sehr einfach ist, den vorhergehenden Wert des von dem Vibrationsfühler während des Winkelfensters eines bestimmten Zylinders des Motors gelieferten Signals zu speichern.

Die Erfindung bietet einen erheblichen Fortschritt dadurch, daß die Erkennung von Klopferscheinungen für jeden Zylinder getrennt durchgeführt wird und nicht auf unbestimmte Weise für irgendeinen der Zylinder des 5 Motors. Es ist bekannt, daß das Klopfen während des Betriebs des Motors nur bei bestimmten Zylindern auftreten kann und bei anderen nicht. Bei allen bekannten Zündeinrichtungen wird, wenn an irgendeinem der Zylinder des Motors Klopfen auftritt, der Vorzündwinkel für alle Zylinder verringert. Für jeden Grad der Verringe-

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rung des Vorzündwinkels gegenüber dem Optimalwert verliert man etwa 1% der Motorleistung. Man erkennt, daß bei den bekannten Zündeinrichtungen mit automatischer Verringerung des Vorzündwinkels im Falle des Auftretens von Klopfen, wenn an nur einem Zylinder des Motors Klopfen auftritt, bei einer Verringerung des Vorzündwinkels um 5° . die Gesamtleistung des Motors um etwa 5% vermindert wird. Diese Reduktion ist zwar für den betroffenen Zylinder, an dem Klopfen auftritt, vollkommen gerechtfertigt, jedoch nicht für die anderen Zylinder, an denen kein Klopfen auftritt. Nach der Erfindung erfolgt die Erkennung des Klopfens für jeden Zylinder unabhängig, wobei die jeweils klopfenden Zylinder identifiziert werden. Auf diese Weise kann man gezielt und selektiv auf denjenigen Zylinder einwirken, an dem Klopfen auftritt, ohne die anderen Zylinder zu beeinträchtigen. Anders ausgedrückt: Der Vorzündwinkel desjenigen Zylinders, an dem Klopfen auftritt, kann verringert werden ohne den Vorzündwinkel der anderen Zylinder zu beeinträchtigen. Diese Wirkungsweise erfordert eine elektronische Zündeinrichtung zur Steuerung des Primärkreises der Zündspule. Der Primärkreis der Zündspule wird von einem Signal geöffnet oder geschlossen, das einerseits aus der Berechnung des Vorzündwinkels entstanden ist und andererseits die von dem das Klopfen überwachenden Vibrationsfühler gelieferten Informationen berücksichtigt. Diese elektronische Schaltung kann vorteilhafterweise mit einem Mikroprozessor realisiert werden .

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuerung der Modifizierung der

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Zündverschiebung durchgeführt wird, wenn das Signal I größer wird als der Schwellwert S, wobei das Signal I eine Funktion ist, die von dem Vibrationsniveau, dem der Vibrationsfühler unterworfen ist, ansteigt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Schwellwert S ausschließlich in Abhängigkeit von Informationen ermittelt wird, die von dem Vibrationsfühler während des vorhergehenden Winkelfensters des Zylinders ermittelt worden sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert S durch Multiplizieren mit einem Koeffizienten ermittelt wird, der größer oder gleich dem von dem Vibrationsfühler während des vorhergehenden Winkelfensters des betreffenden Zylinders gelieferten Signal I ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Signal I durch Filterung des Signals des Vibrationsfühlers in einem Bandpaßfiltor und durch Gleichrichtung und anschließendes Integrieren des gefilterten Wechselspannungssignals während der Dauer des Winkelfensters entstanden ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das gleichgerichtete und integrierte Signal durch einen Analog/Digital-Wandler in eine das Signal I bildende numerische Information umgewandelt wird.

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Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Signals I mit dem Schwellwert S in einem Mikroprozessor ausgeführt wird, in welchem ein Signal R erzeugt wird, das einer Zündverzögerung entspricht, die von dem aufgrund von Parametern P der Arbeitsweise des Motors bestimmten Vorzündwinkel subtrahiert wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor außer der von dem Vibrationsfühler gelieferten Information eine weitere Information von einem Winkelfühler zur Bestimmung des oberen Totpunktes eines jeden Zylinders und ggf. eine von einem Unterdruckfühler gelieferte Information empfängt, der auf den in einem Ansaugkanal des Motors herrschenden Unterdruck reagiert, und daß der Mikroprozessor den Vorzündwinkel und die durch die Funktion des Vibrationsfühlers bestimmten Winkelfenster festlegt und das Zündsignal erzeugt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierung der im Falle von Klopfen bewirkten Zündverschiebung ausschließlich die Zündung desjenigen Zylinders beeinflußt, in dessen Winkelfenster Klopfen festgestellt worden ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Mikroprozessor gelieferte Zündsignal einer Leistungsstufe zugeführt wird, die einen Transistor steuert, welcher den Primärstromkreis, der die Zündkerzen des Motors mit Hochspannung versorgenden Zündspule schließt oder unterbricht.

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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild der Zündeinrichtung und

Figur 2 eine schematische Darstellung der Funktion des Generators für das Verzögerungssignal R in dem Mikroprozessor der Zündeinrichtung nach Fig.

In Fig. 1 sind oberhalb der gestrichelten Linie die Geber dargestellt, die an dem Verbrennungsmotor befestigt sind, welcher mit der Zündeinrichtung ausgestattet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motor ein Viertaktmotor mit vier Zylindern. An· dem Zylinderkopf des Motors ist ein Vibrationsaufnehmer 2 befestigt, dem Kurbelweilenantrieb des Motors ist ein Geber 3 für die Winkelposition zugeordnet, der den Durchgang durch den oberen Totpunkt für jeden der Zylinder des Motors ermittelt,und an dem Ansaugstutzen der Zylinder ist jeweils ein Unterdruckfühler angeordnet.

Der Vibrationsfühler 2 erzeugt ein Wechselspannungssignal, das einer elektronischen Torschaltung 5 zugeführt wird. Die Torschaltung 5 öffnet während des Winkelfensters in dem bekanntermaßen für einen der Zylinder des Motors leicht Klopferscheinungen auftreten.

Ein solches Winkelfenster entspricht beispielsweise einem Winkelbereich von 5° vor dem oberen Totpunkt bis 50° hinter dem oberen Totpunkt. Außerhalb des genannten Winkelfensters oder Winkelbereichs ist die Torschaltung 5 gesperrt, so daß sie ein von dem Vibrationsfühler 2 erzeugtes Signal nicht durchläßt. Der Ausgang der Tor-

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schaltung 5 ist mit einer Verstärker- und Filterschaltung verbunden, die nur diejenigen Frequenzen durchläßt, die dem Klopfen entsprechen, d.h. einen Frequenzbereich zwischen 5 und 10 kHz. Die Verstärker- und Filtcrschaltung 6 enthält daher ein Bandpaßfilter. Der Ausgang des Bandpaßfilters ist mit einer Gleichrichterschaltung 7 verbunden, die die negativen Anteile des zu verarbeitenden Signals in positive Anteile umrichtet. Der Ausgang der Gleichrichterschaltung 7 ist an einen Integrator 8 angeschlossen, der das von ihm empfangene Signal während der dem Winkelfenster entsprechenden gesamten Periodendauer integriert. Das Ausgangssignal des Integrators 8 wird einem Analog/Digital-Wandler 9 zugeführt, der an einen insgesamt mit 10 bezeichneten Mikroprozessor eine numerische Information liefert, die dem Wert des von dem Integrator 8 gelieferten Signals proportional ist.

Der Mikroprozessor 10 führt mehrere Funktionen aus, die in Fig. 1 durch Kreise gekennzeichnet sind. Die durch den Kreis 11 gekennzeichnete erste Funktion des Mikroprozessors 10 besteht in der Erzeugung eines Zündverzögerungssignals R und das Prinzip dieser Funktion ist detailiert in Fig. 2 dargestellt. Zur Realisierung der Funktion 11 empfängt der Mikroprozessor 10 das von dem Analog/Digital-Wandler 9 gelieferte Signal. Der Mikroprozessor 10 führt eine zweite Funktion aus, die durch den Kreis 12 gekennzeichnet ist. Hierbei erfolgt die Berechnung des Winkelfensters auf der Grundlage der von dem Fühler 3 für den oberen Totnunkt gelieferten Information und auf der Grundlage der bei der Funktion 13 des Mikroprozessors gelieferten Geschwindigkeitsinformation.

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Diese Geschwindigkeitsinformation wird aus dem Signal des Fühlers 3 abgeleitet und gibt die Drehgeschwindigkeit an. Die Funktion 12 liefert Signale über den Anfang und das Ende des Winkelfensters an die Torschaltung 5,um diese zu öffnen oder zu sperren und sie liefert ferner an den Integrator 8 ein Rücksetzsignal. Der Mikroprozessor 10 führt ferner die mit dem Kreis 14 bezeichnete Funktion aus, bei der auf der Grundlage der von dem Fühler 4 gelieferten Informationen und auf der Grundlage der Funktion 13 ein Vorzündsignal A erzeugt wird.

Das Vorzündsignal A und das Verzögerungssignal R werden durch eine durch den Kreis 15 bezeichnete Funktion des Mikroprozessors 10 verarbeitet. Die Funktion 15 gestattet er-,die dem Signal R entsprechende Zündverzögerung von der dem Signal A entsprechenden Zündvoreilung zu subtrahieren. Auf diese Weise entsteht am Ausgang der Funktion 15 die Zündverschiebung, die für die Zündung beim nächstfolgenden Zyklus desjenigen Zylinders in dem 0 Winkolfenster aufrechterhalten werden muß, dessen Fühler 2 anspricht. Die Funktion 15 ist mit einer durch den Kreis 16 bezeichneten Funktion verbunden, die die Zeitberechnung für das Aufladen der Zündspule 17 durchführt. Mit anderen Worten: Die Funktion 16 steuert das Schließen der Speiseschaltung der Primärwicklung der Zündspule 17 und die Funktion 15 steuert das Sperren der Speiseschaltung. Der Ausgang des Mikroprozessors ist mit einer Leistungstufe 18 verbunden, die die Basis eines Transistors 19 ansteuert, dessen Emitter mit Masse (dem negativen Pol der Versorgungsspannung) und dessen Kollektor mit einem Ende der

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Primärwicklung der Zündspule 17 verbunden ist. Das andere Ende der Primärwicklung ist mit der Klemme der positiven Versorgungsspannung verbunden. Die Sekundärwicklung der Zündspule 17 ist mit einem Ende an die positive Versorgungsspannung und mit dem anderen Ende an die Versorgungsklemme eines Rotations-Zündverteilers 20 angeschlossen. Jede der vier Randklemmen des Zündverteilers ist mit einer der vier Zündkerzen 21 des Motors verbunden.

Im folgenden wird die Funktion der Zündeinrichtung erläutert. Wenn ein Zylinder den oberen Totpunkt passiert und in die Zone seines Funktionszyklus gelangt, die dem Winkelfenster entspricht, in dem Klopfen auftreten kann, steuert die Funktion 12 des Mikroprozessors 10 die Torschaltung 15 auf. Das Ausgangssignal des Vibrationsfühlers 2 wird dann durch das Filter 6 und die Gleichrichterschaltung 7 dem Integrator 8 zugeführt, so daß die Ausgangsspannung am Integrator 8 um so höher steigt, je stärker die Vibrationen sind. Der Analog/Digital-Wandler 9 liefert eine entsprechende numerische Informantion an die Funktion 11 des Mikroprozessors 10. Der Wert dieser Information hängt von der Amplitude der von dem Vibrationsfühler 2 aufgenommenen Vibration ab. Der Fühler 3 steuert über die Funktionen 12 und 13 die öffnung der Torschaltung 5 und das Rücksetzen des Integrators 8 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkelfenstern. Die Funktion 14 erzeugt auf der Grundlage der von dem Fühler 4 und von der Funktion 13 empfangenen Informationen das Signal A.

In Fig. 2 ist das Prizip der Durchführung der Funktion

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des Mikroprozessors 10 dargestellt. Das Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers 9 wird einem der Eingänge eines Multiplexers 22 zugeführt, der von dem Ausgangssignal eines Komparators 23 gesteuert ist. Das Ausgangssignal des Multiplexers 22 wird einem Speicher 24 oder Register aus vier Stufen zugeführt, wobei die Anzahl der Stufen des Speichers der Zylinderzahl des Motors entspricht. Das Ausgangssignal des Speichers 24 wird über eine Multiplikatorschaltung 25 einem der Eingänge des Komparators 2 3 zugeführt, dessen anderer Eingang mit dem Analog/Digital-Wandler 9 verbunden ist. Der Ausgang des Speichers 24 ist ferner mit einem zweiten. Eingang des Multiplexers 22 verbunden.

Das ankommende Signal des Analog/Digital-Wandlers 9 wird in dem Komparator 23 mit dem Wert verglichen, der in der untersten Speicherstelle des Speichers 24 enthalten ist, nachdem dieser mit dem ihm zugeordneten Koeffizienten in der Multiplikatorschaltung 25 multipliziert worden ist. Wenn das ankommende Signal größer ist als das Vergleichsignal,wird der Multiplexer 22 umgeschaltet,um dasjenige Signal, das sich in der untersten Speicherstelle des Informationsspeichers 24 befunden hatte, in die oberste Speicherstelle einzuspeichern. Diese Funktionsweise ergibt sich, wenn, ausgehend von einem Zustand, bei dem an dem betrachteten Zylinder kein Klopfen aufgetreten ist, nunmehr eine Vibrationsstärke festgestellt wird, die dem Phänomen des Klopfens entspricht. In den Speicher 24 wird daher eine Information eingespeichert, die dem Vibrationsniveau vor Auftreten des Klopfens an dem betreffenden Zylinder entsprach, Die in jeder der vier Speicherstellen des Speichers 24 ent-

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haltenen Informationen werden nach und nach in dem Speicher von oben nach unten immer dann um eine Speicherstelle weitergeschoben, wenn eine neue Information in die oberste Speicherstelle eingegeben wird. Der Speicher enthält daher in seinen vier Speicherstellen Informationen, die dem Vibrationsniveau für jeden der vier Zylinder des Motors in Abwesenheit von Klopfen entsprechen. Wenn der Analog/Digital-Wandler 9 für einen bestimmten Zylinder des Motors 9 einen Vibrationswert ausgibt, befindet sich die der normalen Funktion dieses Zylinders entsprechende Information jeweils in der obersten Speicherstelle des Speichers 24 und die Vibrationsinformation für denjenigen Zylinder, der gerade gezündet wird, befindet sich in der untersten Speicherstelle des Speichers 24.

Der Komparator 23 steuert durch sein Ausgangssignal ein Element 26,dessen Ausgangssignal der obersten Speicherstelle eines Speichers 27 mit vier hintereinandergeschalteten Speicherstellen zugeführt wird.

Die unterste Speicherstelle des Speichers 27 ist mit einem der Eingänge eines Elementes 28 verbunden, dessen anderer Eingang 28a eine konstante Information empfängt. Der Ausgang des Elementes 28 ist an einen der Eingänge des Elementes 26 angeschlossen, dessen anderer Eingang 26a ebenfalls eine konstante Information empfängt. Die konstanten Informationen an den Eingängen 26a und 28a der Elemente 26 und 28 entsprechen für das Element 26 einem bestimmten Zündverzögerungswert von z.B. 5° und für das Element 28 einem festen Bruchteil der genannten Zündverzögerung.

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Wenn das Element 26 von dem Komparator 23 nur ein Signal empfängt, das angibt, daß in dem Zylinder, der sich in dem betrachteten Winkelfenster befindet, kein Klopfen auftritt, geht die von dem Element 28 gelieferte Information unverändert durch das Element 26 hindurch und wird wieder in die oberste Speicherstelle des Speichers 27 eingeladen. Diese Information entspricht einer Zündverzögerung von "0"' unter der Voraussetzung, daß der Ausgang des Elementes 26 niemals negativ sein kann, und daß das Element 28 bei jeder Funktion den an seinem Eingang 2Ba anstehenden konstanten Wert von dem an seinem anderen Eingang vorhandenen Wert abzieht. Wenn andererseits der Komparator 23 ein Signal liefert, das dem Vorhandensein von Klopfen in dem betrachteten Zylinder entspricht, während vorher kein Klopfen an dem Zylinder aufgetreten ist, liefert das Element 26 an seinem Ausgang -dasjenige Signal, das dem größten an seinen beiden Eingängen anstehenden Signalen entspricht. Unter der Annahme, daß das vom Element 28 kommende Signal "0" ist, wird demnach das vorbestimmte konstante Signal vom Eingang 26a in die oberste Speicherstelle des Speichers 27 eingegeben. Dieses Signal entspricht einer maximalen Zündverzögerung von z.B. 5° und es wird in die oberste Speicherstelle des Speichers 27 eingespeichert. Der Inhalt dieser Speicherstelle wird in dem Speicher 27 nach und nach von einer Speicherstelle zur anderen weitergegeben und er befindet sich in der untersten Speicherstelle, wenn derselbe Zylinder von neuem der Zündung unterworfen 0 wird.

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Man erkennt, daß, wenn in einem Zylinder während eines Zyklus Klopfen auftritt, das der Zündung in diesem Zylinder entsprechende Signal R im nächstfolgenden Zyklus einen Wert hat, der der maximal vorgesehenen Zündverzögerung von z.B. 5° entspricht. In diesem Fall tritt während des nachfolgenden Zyklus in diesem Zylinder kein Klopfen auf, wenn der Wert von 5° geeignet gewählt worden ist. Das Element 26 läßt nun das Ausgangssignal des Elementes 28 unverändert passieren. Dieses Ausgangssignal entspricht der maximalen Zündverzögerung, von der der konstante Wert an Eingang 28a abgezogen worden ist. Dieser Wert entspricht einem Bruchteil der maximalen Zündverzögerung, z.B. einem Viertel, so daß in die oberste Speicherstelle des Speichers 27 eine Information eingegeben wird, die dreiviertel der maximalen Verzögerung entspricht. Im nächstfolgenden Zyklus befindet sich diese Information in der untersten Speicherstelle des Speichers 27- Wenn Klopfen auftritt, wird der Maximalwert der Zündverzögerung durch die Funktion des Elementes 26 überarbeitet. Wenn kein Klopfen auftritt, wird der Wert der Zündverzögerung von neuem von dem Element 28 verringert und die entsprechende Information in die oberste Speicherstelle des Speichers 27 eingegeben. Man erkennt, daß durch diese Funktionsweise der Wert der Zündverzögerung für einen Zylinder permanent reduziert wird, wenn Klopfen auftritt, derart,daß der durch die aufgezwungene Zündverzögerung bewirkte Leistungsabfall des Zylinders stets so gering wie möglich gehalten wird.

Das von dem Speicher 27 gelieferte Signal R der Zündver-

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zögerung wird zusammen mit dem Signal der theoretischen Vorzündung der Funktion 15 des Mikroprozessors 10 zugeführt, um im richtigen Augenblick das öffnen des Stromkreises der Primärwicklung der Zündspule 17 zu bewirken.

Man erkennt, daß die beschriebene Zündeinrichtung den Vorzündwinkel eines jeden Zylinders des Motors in Abhängigkeit vom Klopfen während des Winkelfensters des vorhergehenden Zyklus desselben Zylinders verstellt.

Es ist klar, daß beim Klopfen eines einzigen Zylinders, z.B. aufgrund des Vorhandenseins einer Erwärmungsstelle, der Vorzündwinkel nur für diesen einen Zylinder verringert werden kann, ohne die VorZündungen der anderen Zylinder zu beeinträchtigen. Hierdurch wird die Leistung des Motors insgesamt wesentlich verbessert und die mechanisch nachteiligen Wirkungen, des Klopfens werden vermieden.

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Claims

ANSPRÜCHE

Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche für jeden Zylinder ein Zündsignal liefert, das gegenüber dem oberen Totpunkt des Zylinders in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter verschoben ist, wobei zur Gesamtheit der betreffenden Parameter die Drehgeschwindiakeit des Motors gehört, und mit einem Klopfdetektor, der mindestens einen an dem Motor befestigten Vibrationsfühler und eine elektronische Schaltung zur Auswertung der von dem Vibrationsfühler gelieferten Informationen zum Zwecke der Zündverschiebung aufweist, wobei die elektronische Schaltung nur diejenigen Informationen auswertet, die in einem Winkelfenster auftreten, das demjenigen Teil des Zyklus des betreffenden Zylinders entspricht, in dem Klopfen auftreten kann, dadurch gekennzeichnet,

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daß das von dem Vibrationsfühler (2) in dem Winkelfenster eines Zylinders des Motors gelieferte Signal I mit einem Schwellwert S verglichen wird, der aufgrund der zuvor von dem Vibrations fühl er (2) in dem gleichen Winkelfenster desselben Zylinders entstanden ist ,und daß das Vergleichsergebnis eine Modifizierung der Zündverschiebung bewirkt, wenn an dem betreffenden Zylinder Klopfen aufgetreten ist.

Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Modifizierung der Zündverschiebung durchgeführt wird, wenn das Signal I größer wird als der Schwellwert S, wobei das Signal I eine Funktion ist, die von dem Vibrationsniveau, dem der Vibrationsfühler (2) unterworfen ist, ansteigt.

Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert S ausschließlich in Abhängigkeit von Informationen ermittelt wird, die von dem Vibrationsfühler (2) während des vorhergehenden Winkelfensters des Zylinders ermittelt worden sind.

Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert S durch Multiplizieren mit einem Koeffizienten ermittelt wird, der größer oder gleich dem von dem Vibrationsfühler (2) während des vorhergehenden Winkelfensters des betreffenden Zylinders gelieferten Signal I ist.

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5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal I durch Filterung des Signals des Vibrationsfühlers (2) in einem Bandpaßfilter (6) und durch Gleichrichtung und anschließendes Integrieren des gefilterten Wechselspannungssignals während der Dauer des Winkelfensters entstanden ist.

6. Zündeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichgerichtete und integrierte Signal durch einen Analog/Digital-Wandler (9) in eine das Signal I bildende numerische Information umgewandelt wird.

7. Zündeinrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Signals I mit dem Schwellwert S in einem Mikroprozessor (10) ausgeführt wird, in welchem ein Signal R erzeugt wird, das einer Zündverzögerung entspricht, die von dem aufgrund von Parametern P der Arbeitsweise des Motors bestimmten Vorzündwinkel subtrahiert wird.

8. Zündeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (10) außer der von dem Vibrationsfühler (2) gelieferten Information eine weitere Information von einem Winkelfühler (3) zur Bestimmung des oberen Totpunktes eines jeden Zylinders und ggf. eine von einem Unterdruckfühler (4) gelieferte Information empfängt, der auf den in einem Ansaugkanal des Motors herrschenden Unterdruck reagiert, und daß der

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Mikroprozessor (10) den Vorzündwinkel und die durch die Funktion des Vibrationsfühlers (2) bestimmten Winkelfenster festlegt und das Zündsignal erzeugt.

9. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierung der im Falle von Klopfen bewirkten Zündverschiebung ausschließlich die Zündung desjenigen Zylinders beeinflußt, in dessen Winkelfenster Klopfen festgestellt worden ist.

10. Zündeinrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Mikroprozessor (10) gelieferte Zündsignal einer Leistungsstufe (18) zugeführt wird, die einen Transistor (9) steuert, welcher den Primärstromkreip der die Zündkerzen (21) des Motors mit Hochspannung versorgenden Zündspule (17) schließt oder unterbricht.

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