DE3418570A1

DE3418570A1 - Anordnung zum verhindern des klopfens in einem verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3418570A1
Application number: DE19843418570
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Kiyose Tokio/Tokyo Kasai; Ichiro Higashikurume Tokio/Tokyo Kudo; Masaharu Fujisawa Kanagawa Yuasa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1983-05-19
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1984-11-22
Also published as: JPS601353A; GB2140082B; US4535739A; GB8412635D0; GB2140082A

Description

5/159 ^ O- Fuji Jukogyo K.K.

Anordnung zum Verhindern des Klopfens in einem Verbrennungsmotor

Priorität: 19. Mai 1983 Japan 58-88070

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verhindern des Auftretens eines Klopfens oder Brennstoffklopfens in einem V e r b rennungsmotor.

Das Brennstoffklopfen oder eine Verpuffung ist eine unkontrollierte zweite Explosion, nachdem der Funke an der Zündkerze aufgetreten ist. Die Neigung eines Motors, eine Verpuffung zu erzeugen, steigt im allgemeinen mit einer Vergrößerung des Kompressionsverhältnisses des Motors an.

Um das Auftreten der Verpuffung zu verhindern, ist eine Anordnung zum Nachstellen der ZündpunkteinsteI lung bekannt (Jp-OS 55-19978). Durch ein solches Zündpunkt einste 11 rege I ve rfahren treten jedoch besondere Zustände auf, bei denen eine Verpuffung nicht verhindert werden kann, auch wenn die Zündpunkteinstellung bis zu einer vollen Nachstellung verstellt wird. Um die Verpuffung bei solchen besonderen Zuständen zu verhindern, muß eine Funkenze ^einstellvorrichtung so ausgebildet werden, daß eine Grundzündeinstellung in Nachstellrichtung verschoben wird, um eine größere Nachstellung zu ermöglichen, oder die Vorrichtung muß so ausgebildet werden, daß der Bereich der Nachstellung in Nächste 11richtung zunimmt. Die Grundzündpunkteinstellung bedeutet dabei, daß der Druck während der Verbrennung einen maximalen Wert etwa 10 nach dem oberen Totpunkt erreicht. Eine solche große Nachstellung der Zündpunkteinstellung bewirkt einen Abfall der Motorleistung und eine Verschlechterung des Brennstoffverbrauchs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, die das Klopfen in einem Verbrennungsmotor verhindert, ohne die Motorleistung zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Anordnung der Erfindung ist so ausgebildet, daß das dem Motor zugeführte Luft-Brennstoff-Gemisch zu einer Zeit angereichert wird, wenn ein Klopfen auftritt, so daß das Gemisch in den Zylindern durch die ansteigende Brennstoffmenge und Verdampfungswärme gekühlt wird, um kontinuierlich ein Auftreten des Klopfens zu verhindern.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der sind

Fig. 1 ein schematisehes Blockschaltbild einer Ausführungsform derErfindung,

Fig. 2a und 2b graphische Darstellungen von Regelmustern zum Anreichern des Luft-Brennstoff-Gemisches,

Fig. 3a bis 3c Darstellungen von Wellenformen an verschiedenen Punkten der Schaltung in Fig. 1 ,

Fig. 4a bis 4c Darstellungen der Beziehung zwischen der Anreicherungsregelung und der Zündpunkteinste 11 rege lung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 6 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Anordnung der Fig. 5.

Gemäß Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 mit einem Brennstoffklopffühler 2 versehen, der so ausgebildet ist, daß er die durch das Klopfen verursachte Frequenz feststellt und ein Signal erzeugt. Das Signal wird an einen Regelkreis 3 angelegt. Der Regelkreis 3 enthält eine automatische Verstärkungsregelung (AGC) 4, einen Verstärker 5, einen Bezugswert- oder

Grundwertpege[detektor 6, einen Komparator 7 und einen Klopfsignalerzeugungskreis 8. Der GrundpegeLdetektor 6 steLlt einen Bezugspegel fest, wenn das AusgangssignaL der automatischen Verstärkungsregelung 4 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Der Komparator 7 vergleicht das Ausgangssignal des Verstärkers 5 mit dem Ausgangssignal des GrundpegeLdetektors 6 und erzeugt ein Ausgangssignal., wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 5 den vorbestimmten Wert übersteigt. Ansprechend au* das A „■ s gangssignal erzeugt der Kreis 8 ein Klopfsignal, das 3η e^;-i?n Brennstoffeinspritzregelkreis 9 angelegt wird. Der Brennstoffeinspritzregelkreis 9 erzeugt ein Gemischanreicherungssignal zum Anreichern des Luft-Brennstoff-Gemisehes in Abhängigkeit von dem Klopfsignal und von anderen Zuständen, wie der Menge der Luftströmung, der Motordrehzahl, der Kühlmitteltemperatur u.dgl..

Das Gemischanreicherungssignal kann verschiedene Regelmuster aufweisen. Fig. 2a und 2b zeigen Beispiele des Regelmusters. Das Signal der Fig. 2a hat einen spitzen Pegel in Abhängigkeit von dem Pegel des Klopfsignals und nimmt im Verlauf der Zeit ab. Der Pegel des Signals der Fig. 2b steigt stufenweise bei jedem Auftreten eines Klopfens an, um nach und nach das Gemisch anzureichern und in derselben Weise mager zu machen, wenn das Klopfen verschwindet. Fig. 3 zeigt Wellenformen des Regelverfahrens der Fig. 2b. Fig. 3a zeigt ein Ausgangssignal des Klopffühlers 2 und Fig. 3b zeigt ein Klopfsignal von dem Klopfsignalerzeugungskreis 8. Durch ein solches Klopfsignal ändert sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis, siehe Fig. 3c. Das angereicherte Gemisch hat eine niedrigere Temperatur und eine höhere Flüchtigkeit. Demgemäß fällt die Temperatur des eingeführten Gemisches ab, so daß das Klopfen verhindert oder unterdrückt werden kann.

Das Klopfen kann wirkungsvoller verhindert werden, indem das ZündpunkteinsteI I rege I verfahren mit dem Gemischanreicherungsverfahren kombiniert wird. Die Anordnung der Fig. 1 enthält eine Zündpunkteinstellanordnung. Die Regelanordnung enthält einen Motordrehzahlfühler 11, eine elektronische

ZündpunkteinsteIL rege Leinheit 12, eine Zündspule 15 und einen Verteiler 16 für die Zündkerzen 17. Das Klopfsignal von dem Klopfsignalerzeugungskreis 8 wird an einen Zündpunktregelkreis 13 in der Regeleinheit 12 angelegt- Ansprechend auf das Klopfsignal erzeugt der Zündpunkteinstellregelkreis 13 ein Regelsignal, das an die Basis eines Treibertransistors 14 angelegt wird. Die Zeitgabe des durch die Zündspule 15 fließenden Stroms wird somit geregelt, um die Zündpunkteinstellung in Abhängigkeit von dem Klopfsignal nachzustellen. Demgemäß kann ein Klopfen wirksam verhindert werden, indem das Luft-Brennstoff-Verhältnis und die Zündpunkt einste I lung geregelt werden.

Fig. 4a erläutert ein Rege I ve rf ahren, bei dem die Zündpunkteinstellung bevorzugt gegenüber der Gemischanreicherung geregelt wird. Durch das Klopfsignal wird zuerst die Zündpunkteinstellung nachgestellt. Falls das Klopfen noch auftritt, wenn die ZündpunkteinsteI lung bis zu einem Grenzwert nachgestellt wird, wird das Gemisch angereichert. In Übereinstimmung mit einer solchen kombinierten Regelweise kann der Bereich des Regeins zum Verhindern des Klopfens erweitert werden. Demgemäß ist es möglich, die Standardzündpunkteinstellung auf einen Punkt nahe der minimalen Vorstellung für das beste Drehmoment (MBT) einzustellen, wodurch die Leistung und der Brennstoffverbrauch des Motors verbessert werden.

Fig. 4b erläutert eine Brennstoffanreicherungsrege lung bevorzugt gegenüber einer Zündpunkteinstellungsregelung. Bei dieser Regelart wird zuerst das Gemisch angereichert und danach wird die Zündpunkteinstellung nachgestellt. Gemäß dieser Regelart kann ein Klopfen verhindert werden, ohne die Leistung des Motors im Betriebsbereich, in dem eine große Leistung erforderlich ist, zu verringern.

Fig. 4c zeigt eine Kurvenschar für eine gleichzeitige Regelweise, bei dor die Zündpunkteinstellung !und die Brennstoff" ' anreicherung abwechselnd oder gleichzeitig geregelt we rden.

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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem Mikrocomputer 20. Der Mikrocomputer 20 wird mit einem KLopfsignaL, mit der Menge der Ansaugluft (Q), mit der Temperatur der Ansaugluft (T) und mit der MotordrehzahL (N) gespeist und ist so ausgebildet, daß ein Zündpunkteinstellregelsignal und ein Luft-Brennstoff-Verhältnisregelsignal in Abhängigkeit von den Eingangssignalen erzeugt werden.

Die Arbeitsweise der Anordnung wird anhand des Flußdiagramms der Fig. 6 beschrieben. Der Mikrocomputer spricht auf ein Klopfsignal an und berechnet den Nachstellgrenzwert und den Anreicherungsgrenzwert als Funktion der Werte Q, T und N unter Bezug auf einen Tabe I lendatenwert. Bei hoher Motordrehzahl und großer Last wird das Gemisch auf einen Grenzwert angereichert. Wenn das Klopfen nicht durch die Anreicherung unterdrückt wird, wird die Zündpunkt einste I lung auf einen Grenzwert nachgestellt. Im Gegensatz dazu wird bei niedriger Motordrehzahl und leichter Last die Zündpunkteinstellung bevorzugt gegenüber der Luft-Brennstoff-Verhältnis rege lung nachgestellt. Somit werden ein Luft-Brennstoff-Verhältnis und eine ZündpunkteinsteL lung in Abhängigkeit von den Motorbetriebszuständen geregelt, so daß wirksam das Klopfen verhindert wird, ohne die Leistung und den Brennstoffverbrauch des Motors zu verschlechtern.

- Leersei te -

Claims

Patentansprüche

M-) Anordnung zum Verhindern des Klopfens in einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch,

FühLeinrichtungen zum Abfühlen der Schwingung des Motors,

Regeleinrichtungen, die auf ein Ausgangssignal der Fühleinrichtungen in einem Zustand ansprechen, bei dem ein Klopfen in dem Motor auftreten würde, und die ein KLopfsignal erzeugen, und

Einrichtungen, die auf das Klopfsignal zum Anreichern des dem Motor zugeführten Luft-Brennstoff-Gemisches ansprechen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zündpunkteinste I I rege Isystem, das auf das Klopfsignal zum Nachstellen der Zündpunkteinstellung anspricht.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen einen Komparator zum Vergleichen des Ausgangssignals der Fühleinrichtung mit einem Bezugswert und zum Erzeugen des Klopfsignals enthalten.
4. Verfahren zum Verhindern des Klopfens in einem Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß

Zustände, die ein Klopfen in dem Motor auftreten lassen würden, zum Erzeugen eines Klopfsignals abgefühlt werden, daß

Grenzwerte der Nachstellung der Zündpunkteinstellung und der Anreicherung des Luft-Brennstoff-Gemisches ansprechend auf das Klopfsignal in bezug auf die Motordrehzahl und die Menge der Ansaugluft berechnet werden,

das Gemisch auf einen Grenzwert bei hoher Motordrehzahl und großer Last angereichert und dann die ZündpunkteinsteLLung auf einen Grenzwert nachgestellt wird

und die ZündpunkteinsteI Lung bei niedriger MotordrehzahL und Leichter Last nachgestelLt und dann das Gemisch auf einen Grenzwert angereichert wird.