DE3704838A1 - Vorrichtung zum regeln des zuendzeitpunkts bei brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts bei einer Brennkraftmaschine und insbesondere mit einer Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine, bei der das Übergangsansprechverhalten der Brennkraftmaschine durch die Detektion der Beschleunigung und anderer derartiger Übergangszustände des Brennkraftmaschinenbetriebs verbessert wird und der Zündzeitpunkt in entsprechender Weise verstellt wird.

Übliche Vorrichtungen zum Regeln des Zündzeitpunktes bei Brennkraftmaschinen sind derart beschaffen und ausgelegt, daß ein primärer Zündzeitpunktregelwert bezüglich der Brennkraftmaschinendrehzahl Upm und des Belastungszustandes bestimmt wird und dann der primäre Zündzeitpunktsregelwert auf der Basis der Übergangszustände des Brennkraftmaschinenbetriebsverhaltens kompensiert wird, die aus dem Öffnungsgrad der Drosselklappe und dergleichen detektiert werden. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung No. 58(1983)-40 027 angegeben. Auch wurden Vorrichtungen vorgeschlagen, die die Zündzeitpunktverstellung auf der Basis des detektierten Zylinderdrucks vornehmen, während die Übergangszustände auf der Basis der Drosselklappenöffnung auf dieselbe übliche Weise detektiert werden. Ein Beispiel einer derartigen Vorrichtung läßt sich der japanischen veröffentlichen Patentanmeldung No. 56(1981)-21 913 entnehmen.

Die erstgenannte Vorrichtung hat eine Anzahl von bedeutenden Nachteilen. Zum einen ist eine spezielle Detektiereinrichtung zum Detektieren der Übergangszustände sowie eine komplexe Schaltung zum Verarbeiten der Ausgänge der Detektiereinrichtungen erforderlich. Als Folge hiervon hat die Vorrichtung eine unzweckmäßige komplizierte Auslegung. Da ferner eine Prozeßsteuerung bzw. eine rückgekoppelte Regelung nicht vorgenommen wird, kann man nur wenig im Hinblick auf den Kompensationseffekt erwarten. Bei dieser Art von Vorrichtungen hat man keine andere Wahl als den primären Regelwert mit hoher Genauigkeit einzustellen und der Kompensationsfunktion wird eine geringer wertige sekundäre Rolle zugewiesen. Aus diesem Grunde ist die Neigung vorhanden, daß das Volumen der aufgelisteten Regelwerte äußerst groß anwächst, so daß die Vorrichtung auch dahingehend nachteilig ist, daß man einen Speicher mit großem Speichervermögen vorsehen muß.

Die zweite Vorrichtungsart der vorstehend genannten Art ist in ähnlicher Weise in dem Punkt nachteilig, daß eine ähnliche Detektionseinrichtung zum Detektieren der Übergangszustände und eine ähnliche komplexe Schaltung für die Verarbeitung der Ausgänge der Detektionseinrichtungen erforderlich sind. Während die Vorrichtung ein rückgekoppeltes Regelsystem vorsieht, bei dem der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine direkt detektiert wird, wird die Abweichung des tatsächlichen Maximalzylinderdruckwinkels von einem Sollwinkel des Maximaldruckwinkel, d. h. ATDC 10°-15°, bestimmt, und der Regelwert wird so eingestellt, daß die Abweichung reduziert und eliminiert wird. Es sind jedoch dort keine Aussagen gemacht, auf welche Weise die Abweichung, insbesondere die Abweichung im Zeitpunkt eines Übergangszustandes eliminiert werden kann, ohne das Fahrverhalten zu beeinträchtigen. Ferner sieht die Vorrichtung keine Maßnahme gegen das Klopfen vor und diese Erscheinung tritt häufig auf, wenn sich die Brennmaschine in einem Übergangszustand befindet.

Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Nachteile beim Stand der Technik zielt die Erfindung darauf ab, eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die direkt den Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine auf der Basis des detektierten Zylinderdrucks ermittelt und dann eine rückgekoppelte Regelung des Verbrennungszustandes vornimmt, bei der die Zylinderdruckfluktuationen gemessen werden und bei der aus den gemessenen Fluktuationen die Übergangszustände der Brennkraftmaschinen ermittelt werden. Daher kann eine kleinere Anzahl von Detektiereinrichtungen und Verarbeitungsschaltungsteilen vorgesehen sein, so daß bei der Ermittlung der Übergangszustände auf der Basis des Verbrennungszustandes ermöglicht wird, solche Zustände mit höherer Genauigkeit zu bestimmen, um ein verbessertes Übergangsansprechverhalten und Fahrverhalten zu erhalten.

Ferner schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine, welche mit Einrichtungen zum direkten Detektieren des Verbrennungszustandes versehen ist, so daß eine Verbesserung der Brennkraftmaschinenabgabeleistung dadurch erreicht wird, daß der Maximalzylinderdruckwinkel R pmax mit einem Sollwert des Maximaldruckwinkels zusammenläuft, so daß die Zündung besser angenähert an MTB (minimale Voreilung für das günstigste Drehmoment) erfolgen kann und welche Vorrichtung ferner derart ausgelegt ist, daß eine genaue Detektierung und Ausführung der Regelung möglich wird, um das Klopfen zu eliminieren, das insbesondere während eines Übergangszustandes und in der Nähe des MTB-Punktes auftreten kann.

Die Erfindung gibt eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts bei einer Brennkraftmaschine an, die eine Verbrennungszustanddetektiereinrichtung aufweist, die in der Nähe der Verbrennungskammer jedes Zylinders einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, um den Verbrennungszustand in der Brennkammer zu detektieren, die ferner eine Kurbelwinkeldetektiereinrichtung aufweist, die in der Nähe eines Drehteils der Brennkraftmaschine angeordnet ist, um die Winkelposition einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu detektieren, die einen Maximalzylinderdruckwinkelermittlungseinrichtung aufweist, die die Ausgänge der Verbrennungszustanddetektiereinrichtung und der Kurbelwinkeldetektiereinrichtung erhält und den maximalen Zylinderdruckwinkel ermittelt, die Zylinderdruckermittlungseinrichtungen aufweist, die den Ausgang der Verbrennungszustanddetektiereinrichtung erhält und den Zylinderdruck ermittelt, die Zündzeitpunktermittlungseinrichtungen aufweist, die die Ausgänge der Kurbelwinkeldetektiereinrichtungen, der Maximalzylinderdruckwinkelermittlungseinrichtungen und der Zylinderdruckermittlungseinrichtungen erhält und den Zündzeitpunkt derart ermittelt, daß der Maximalzylinderdruckwinkel mit einem Sollwinkel zusammenfällt und die ferner Zündeinrichtungen aufweist, die den Ausgang der Zündzeitpunktsermittlungseinrichtung erhalten und ein Kraftstoff- und Luftgemisch in der Brennkammer zünden. Die Auslegungs ist hierbei derart getroffen, daß die Zündzeitpunktermittlungseinrichtung die Übergangszustände im Brennkraftmaschinenbetrieb auf der Basis des Ausgangs der Zylinderdruckermittlungseinrichtung detektieren, den Sollwert um einen vorbestimmten Betrag ändert und den Zündzeitpunkt des nächsten Zylinders kompensiert, um die Zündung um einen Betrag zu verändern, der kleiner als der vorbestimmte Betrag ist.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine an, die einen Kompressionssensor aufweist, der in der Nähe der Brennkammer jedes Zylinders angeordnet ist. Die Beschleunigung und andere Übergangszustände der Brennkraftmaschinenbetriebszustände werden auf der Basis des Ausgangs des Drucksensors detektiert. Wenn ein Übergangszustand detektiert wird, wird der Sollwert des maximalen Verbrennungswinkels um eine vorbestimmte Größe in Richtung der Zündzeitpunktnacheilung bzw. der Zündzeitpunktverzögerung verändert und der Zündzeitpunkt des nächsten zu zündenden Zylinders wird um eine Größe kompensiert, die kleiner als die vorbestimmte Größe ist. Da die Übergangszustände direkt aus dem Verbrennungszustand detektiert werden, erhält man ein verbessertes Übergangsansprechverhalten und da die Kompensation schrittweise erfolgt, wird das Fahrverhalten verbessert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung,

Fig. 2(a), (b) und (c) Wellenformdiagramme des Ausgangs der Maximalzylinderdruckwinkelsignal/ Klopfsignalerzeugungsschaltung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3A und 3B ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4(a) und (b) Wellenformdiagramme zur Erläuterung des Verfahrens zur Klopfdetektierung im Flußdiagramm nach Fig. 3,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines Unterprogramms des Flußdiagramms nach Fig. 3 zur Ermittlung der Druckfluktuationsrate,

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Ermittlungsmethode des Flußdiagrammes nach Fig. 5,

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines weiteren Unterprogramms zur Ermittlung der Druckfluktuation,

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Ermittlungsmethode des Flußdiagramms nach Fig. 7,

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung der Detektierungsverzögerung eines Drucksensors, und

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Ausschnitts einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine bezeichnet. Piezoelektrische Drucksensoren 12 dienen als Einrichtung zum Detektieren des Verbrennungszustandes und sie sind jeweils einzeln in jedem Zylinder angeordnet, so daß sie in die Brennkammer des Zylinders weisen. Die Ausgänge der Drucksensoren gehen durch Ladungsspannungswandler oder Hochimpedanzschaltungen (keine von diesen sind gezeigt) und dann werden sie an eine Regeleinheit 14 weitergegeben, in der sie an Tiefpaßfilter 16 angelegt werden. Die Filterfrequenz der Tiefpaßfilter 16 ist höher als die Klopffrequenz gewählt, so daß die Hochfrequenzkomponenten durchgehen, die gegebenenfalls bei einem Klopfen auftreten können. Die an die Tiefpaßfilter 16 anschließende Stufe ist ein Multiplexer 18, der von CPU eines nachstehend noch näher zu beschreibenden Rechners derart gesteuert wird, so daß die Ausgänge von den Filtern 16 an die nachfolgende Stufe in der Zündreihenfolge der Zylinder weitergegeben werden.

Die an den Multiplexer 18 anschließende nächste Stufe der Regeleinheit 14 ist eine Maximalzylinderdrucksignal/Klopfsignalerzeugungsschaltung 20, die von einer Spitzenwerthalteschaltung bzw. einer Peak-Holding-Schaltung 22, einem Komparator 24 und einem Impulsrückflankendetektor 26 gebildet wird. Der Ausgang von dem Multiplexer 18 wird zuerst in die Spitzenwerthalteschaltung 22 eingegeben, die den Spitzenwertausgang des Multiplexers speichert und einen Ausgang erzeugt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Schaltung 22 enthält einen ersten Operationsverstärker 22 a, der den Ausgang des Multiplexers 18 an seinem nicht-invertierenden Eingangsanschluß erhält. Der Ausgangsanschluß des ersten Operationsverstärkers 22 a ist über Dioden 22 b und 22 c mit dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß eines zweiten Operationsverstärkers 22 d verbunden, der mit einer Spannungsnachlaufeinrichtung verbunden ist und der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 22 d ist über einen Widerstand 22 e mit dem invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers 22 a rückgekoppelt. Die negative Rückkopplungsschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Operationsverstärker umfaßt eine Diode 22 f und einen Widerstand 22 g. Die Verbindungsleitung zwischen der Diode 22 c und dem zweiten Operationsverstärker 22 d ist mit Masse über einen Widerstand 22 h und einen Kondensator 22 i und auch mit dem Kollektoranschluß eines Transistors 22 j verbunden, der durch CPU (nachstehend noch näher beschrieben) über eine Rücksetzsignalleitung 22 k und einen Widerstand 22 l betrieben wird.

An die Spitzenwerthalteschaltung 22 schließt sich ein Komparator 24 an, der von einem dritten Operationsverstärker 24 a gebildet wird, der eine Spannungsquelle 24 b hat, die mit seinem Ausgangsanschluß über einen Widerstand 24 c verbunden ist. Der invertierende Anschluß des dritten Operationsverstärkers 24 a erhält den Ausgang der Spitzenwerthalteschaltung 22, während der nicht-invertierende Eingang desselben direkt mit dem Ausgangsanschluß des Multiplexers 18 verbunden ist. Da eine kleine Differenz bei den Eingängen der invertierenden und nicht-invertierenden Anschlüsse des dritten Operationsverstärkers 24 vorhanden ist, wenn der Zylinderdruck Maximalwerte annimmt, gibt der Komparator 24 ein Impulssignal ab, wenn der Zylinderdruck einen Spitzenwert erreicht (siehe Fig. 2). Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist der Maximalzylinderdruckwinkelsignal/Klopfsignalgenerator 20 derart angeordnet, daß unter normalen Umständen, wenn ein Klopfen nicht auftritt, ein einziger Impuls zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn der Maximaldruckwert erreicht wird (Fig. 2(a)) und in Fällen, in denen ein Klopfen auftritt und eine Hochfrequenzwellenkomponente auf dem Wellenformdiagramm überlagert ist, dieser Generator ein Signal nicht nur zu diesem Zeitpunkt, sondern auch jedesmal anschließend erzeugt, so daß der Ausgang des Drucksensors (Multiplexer) sich so verändert, daß der Spitzenwerthalteausgang überschritten wird (Fig. 2(b)). Da die Klopffrequenz etwa zehnmal höher als die Zylinderdruckfrequenz ist, wird die Ladungskonstante, die durch den Widerstand 22 d und den Kondensator 22 e bestimmt ist, so eingestellt, daß die Arbeitsgeschwindigkeit auf einen Wert unterhalb der Klopffrequenz abgesenkt wird, wie dies in Fig. 2(b) gezeigt ist.

Die an den Komparator 24 anschließende Stufe ist ein Impulsrückflankendetektor 26. Dieser Detektor 26 wird von einem Widerstand 26 a, einem Kondensator 26 b, einem Widerstand 26 c, einem Inverter 26 d und einem NOR-Glied 26 e gebildet und er arbeitet derart, daß die Rückflanke des Komparatorausganges detektiert wird und ein Impuls mit vorbestimmter Breite ausgegeben wird, um eine erleichterte nachstehend noch näher zu beschreibende Verarbeitungsweise zu ermöglichen (siehe Fig. 2).

Wenn man daher die verstrichene Zeit zwischen einem vorbestimmten Zeitpunkt TDC (oberer Totpunkt) und dem Zeitpunkt, zu dem der Impuls erzeugt wird, mißt, so ist es möglich, den Zeitpunkt Tpmax zu bestimmen, bei dem der Zylinderdruck einen Spitzenwert erreicht. Der Wert Tpmax kann dann in einen maximalen Zylinderdruckwinkel R pmax umgewandelt werden. Wenn man darüber hinaus die Anzahl der erzeugten Impulse zählt, kann man bestimmen, ob ein Klopfen aufgetreten ist oder nicht. Wie ferner in Fig. 2(c) gezeigt ist, kann dann aus der Tatsache, daß innerhalb der gemessenen Zeitperiode ein Impuls erzeugt worden ist, ermittelt werden, wenn ein Drucksensor 12 gestört sein sollte.

Die an den Impulsrückflankendetektor 26 anschließende Stufe ist ein Mikroprozessor 30, der ein Eingang/Ausgang (I/O)- Anschlußteil 30 a hat, an dem der Ausgang von der Schaltung 26 angelegt wird. Der Mikroprozessor 30 dient als eine Maximalzylinderdruckwinkelermittlungseinrichtung, -eine Zylinderdruckermittlungseinrichtung und als eine Einrichtung zum Ermitteln des Zündzeitpunktes. Zusätzlich zu der I/O- Einheit 30 a sind A/D-Wandler 30 b, ein CPU 30 c, ein ROM (Festspeicher) 30 d und ein RAM (Randomspeicher) 30 e vorgesehen. Der Mikroprozessor 30 ist ferner mit einem Zähler zum Zählen der Anzahl der von der Schaltung 26 ausgegebenen Impulse, einem Zeitzähler zum Messen der verstrichenen Zeit zwischen dem Bezugszeitpunkt und dem Impulserzeugungszeitpunkt, einem Zykluszähler zum Zählen der Anzahl von Zündzyklen für die Klopfsteuerung und einem Winkelvoreilzähler zum Zählen der Anzahl von Zündungen im Anschluß an die Unterbrechung des Klopfens (hiervon ist nichts gezeigt) ausgestattet.

Die vorstehend genannten Zähler können gegebenenfalls eingebaute Teile von CPU 30 c sein.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Ausgangsanschluß der Spitzenwerthalteschaltung 22 auch direkt mit einem A/D-Wandler 30 b verbunden, und zwar in Parallelschaltung zu der vorstehend genannten Schaltung des Komparators 24. Der A/D-Wandler 30 b wandelt digital den Ausgang von der Spitzenwerthalteschaltung 22 einmal pro gegebenem Zeit- oder Winkelintervall um. Die größten bei dieser Umwandlung erhaltenen Daten sind der Maximalzylinderdruck Pmax (siehe Fig. 2).

Ein Kurbelwellenwinkelsensor 32 ist in der Nähe einer Kurbelwelle 34 oder einem anderen Drehteil der Brennkraftmaschine 10 angeordnet, um als eine Einrichtung zum Detektieren des Kurbelwinkels zu dienen. Der Sensor 32 erzeugt ein Zylinderidentifizierungssignal einmal pro vorbestimmtem Drehwinkel der Kurbelwelle, insbesondere alle 720° der Drehbewegung der Kurbewelle bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine, während der ein Zyklus der Arbeitshübe in der Reihenfolge erster, dritter, vierter und zweiter Zylinder beispielsweise beendet ist. Er erzeugt TDC-Signale einmal pro jeweils 180° Drehung der Kurbelwelle zu dem Zeitpunkt, wenn die zugeordneten Kolben den oberen Totpunkt erreichen und ferner erzeugt er zu vorbestimmten Winkelintervallen vorbestimmte Einheitswinkelsignale als Unterteilungen des TDC-Winkelsignals. Wenn man daher die Anzahl der TDC-Signale, die sich an die Erzeugung des Zylinderidentifizierungssignals anschließen, zählt, so ist es möglich, den Zylinder zu unterscheiden, der sich am oberen Totpunkt TDC zum Zeitpunkt der Erzeugung des TDC- Signals befindet. Ferner wird die Brennkraftmaschinendrehzahl Upm aus den Einheitswinkelsignalen ermittelt. Der Ausgang von dem Sensor 32 wird zuerst in einer Wellenformungsschaltung (nicht gezeigt) geformt und dann in CPU 30 c über das I/O-Anschlußteil 30 a eingegeben. Wie bei dem voranstehend angegebenen Zylinderidentifizierungssignal kann gegebenenfalls alternativ ein Signal erhalten werden, das von einem vorbestimmten Amplitudenwert abgeleitet ist, den man von dem Drucksensor erhält.

Zum Detektieren des Belastungszustandes der Brennkraftmaschine 10 kann die Brennkraftmaschine ferner mit einem Unterdrucksensor 36 ausgestattet sein, der stromab einer Drosselklappe 38 angeordnet ist. Dieser Sensor 36 kann zusammen mit dem Kurbelwinkelsensor 32 verwendet werden, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu detektieren und er kann zur Unterstützung bzw. als Ersatz für Drucksensoren 12 verwendet werden, die gegebenenfalls gestört oder ausgefallen sind. Wenn man diesen ferner auf die nachstehend noch näher beschriebene Art und Weise einsetzt, kann der Ausgang des Sensors 36 verwendet werden, um einen Grundregelwert für den Zündzeitpunkt zu ermitteln.

Die der Regeleinheit 14 folgende Stufe ist eine Zündeinheit 40, die eine Zündeinrichtung, einen Verteiler und dergleichen umfaßt. Der Ausgang der Zündeinheit liegt an den Zündkerzen (nicht gezeigt) an, die das Brennstoff- und Luftgemisch in der Brennkraftmaschinenbrennkammer zünden. Bei einem entsprechenden Drehwinkel im Anschluß an die Erzeugung eines Ausganges von dem Kurbelwinkelsensor 32 gibt CPU einen Befehl über die Rücksetzsignalleitung 22 k aus, um die Spitzenwerthalteschaltung 22 zurückzusetzen und es wird auch ein Gateumschaltbefehl über eine Signalleitung 18 a an den Multiplexer abgegeben.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach den Fig. 3A und 3B und die Wellenformdiagramme der Fig. 2(a), (b) und (c) erläutert.

Zu Beginn wird das Ankommen des TDC-Signales im Schritt 50 erwartet. Wenn dieses ankommt, wird der Programmablauf mit dem Schritt 52 fortgesetzt, indem der Zylinder identifiziert wird und dann dieser dadurch spezifiziert wird, daß ihm die Adresse C/A = n zugewiesen wird und in diesem Schritt werden Zeitzähler (TC) und der Pulszähler (PC) gestartet, um die Zeitmessung und die Impulszählung einzuleiten, die in Fig. 2 gezeigt sind. Der Grund hierfür liegt darin, daß es ein Merkmal der Erfindung ist, daß die Zündregelung separat für jeden Zylinder erfolgt. Hierbei wird angenommen, daß ausgehend von einem vorbestimmten Kurbelwinkel BTDC (vor dem oberen Totpunkt) davor der Ausgang des Drucksensors für den betreffenden Zylinder über den Multiplexer 18 erhalten worden ist.

Wenn dann in den Schritten 54 bis 58 bestimmt wird, daß nur ein Impuls innerhalb eines vorbestimmten Winkels ATDC, beispielsweise innerhalb von 30° ATDC, erzeugt worden ist, der Zeitzähler gestoppt und wenn dann das Erreichen von 30° ATDC bestätigt wird, wird in den Schritten 60 und 62 der Impulszähler gestoppt. Die Impulszählung kann einfach durch Zählen der einzelnen erzeugten Impulse, oder wie in Fig. 4(a) gezeigt ist, dadurch erfolgen, daß sie als Impulspegel gezählt werden und progressiv mit einer Periode von tk gefiltert werden. Fig. 4(a) und 4(b) zeigen die Anwendungsfälle, bei denen eine Mehrzahl von Impulsen infolge eines Klopfens (Fig. 4(a)) und Geräusches (Fig. 4(b)) erzeugt worden ist. Das Zählverfahren unter Verwendung der Filterung eliminiert Impulse, die von Geräuschen herkommen und daher wird diese Zählweise bevorzugt. Im Hinblick auf die Klopffrequenz und anderer Umstände wird die Periode tk beispielsweise auf 125 Mikrosekunden gesetzt.

Dann wird im Schritt 64 der Inhalt des Zeitzählers und des Impulszählers gecheckt. Wenn, wie in Fig. 2(c) gezeigt ist, die Anzahl der mittels des Impulszählers gezählten Impulse trotz der Tatsachen, daß der Zeitzähler eine verstrichene Zeit gemessen hat, die sich in adäquater Weise über den Punkt des maximalen Zylinderdrucks hinaus erstreckt hat, noch Null ist, so kann entschieden werden, daß der Drucksensor nicht normal arbeitet.

Es ist möglich, nach diesem Schritt zu bestimmen, ob die Verbrennung in entsprechender Weise abgelaufen ist. Wenn im einzelnen die Verbrennung zuverlässig abgelaufen ist, wird die Maximalzylinderdruckposition R pmax innerhalb ATDC 10°-15° liegen. Wenn andererseits eine Zündung nicht erfolgt ist, wird der Zylinderdruck an der TDC-Position (Motordruck) maximal sein und es wird an dieser Position ein Impuls erzeugt werden. Wenn man daher die gemessene Zeit des Zeitzählers mit einem vorbestimmten Wert (der eine entsprechende Zeit darstellt, die notwendig für das Erhalten bei ATDC 10°-15° oder so ist, und der unter Berücksichtigung der Brennkraftmaschinendrehzahl Upm bestimmt werden kann) in einem nach dem Schritt 64 eingefügten Schritt verglichen wird, so kann herausgefunden werden, ob das Luft/Kraftstoffgemisch gezündet worden ist. Wenn es sich herausstellt, daß die gemessene Zeit kürzer als der vorbestimmte Wert ist, dann wird in einem nächsten Schritt bestätigt, ob eine solche Situation ohne Verbrennung für einen vorbestimmten Zündzyklus oder eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten bleibt, um eine zufällige Fehlzündung auszuschließen. Wenn in dem Schritt dies bestätigt wird, so wird die Kraftstoffzufuhr zu einer Kraftstoffversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) gestoppt, um den Kraftstoffverbrauch zu senken und eine Abgaseinrichtung (nicht gezeigt) vor einer Beschädigung zu schützen. Gegebenenfalls kann eine Warnung erfolgen.

Falls dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt 66 bestimmt, ob der Impulszählerwert einen vorbestimmten Wert überschritten hat oder nicht. Obgleich der vorbestimmte Wert normalerweise auf 1 gesetzt ist, so ist leicht zu erkennen, daß aufgrund eines Geräusches eine Vielzahl von Impulsen selbst im Falle einer normalen Verbrennung erzeugt werden kann, so daß man diesen Wert auf 2 oder größer setzen kann. Wenn der Impulszählerwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist, so wird entschieden, daß ein Klopfen nicht auftrat, und im Schritt 68 erhält man den maximalen Zylinderdruckwinkel R pmax. Zur Bestimmung von R pmax reicht es aus, Tpmax, d. h. die Zeit, die erforderlich ist, daß sich die Kurbelwelle von der Bezugsposition zu der Position drehen kann, an der der Zylinderdruck seinen maximalen Wert erreicht, mit einem Zeit- Winkelumwandlungsfaktor multiplizieren, den man durch die Berechnung von ((Upm) × 360°)/60 sec) erhält.

Der Verfahrensablauf wird dann mit dem Schritt 70 fortgesetzt, indem ein Unterprogramm durchgeführt wird, um die Zylinderdruckfluktuation zu ermitteln. Das Unterprogramm ist als Flußdiagramm in Fig. 5 gezeigt und wird nachstehend ebenfalls auch unter Bezugnahme auf Fig. 6 näher erläutert. Im Schritt 600 wird zuerst der maximale Zylinderdruck Pmax in dem momentanen Zyklus im RAM 30 e als Pmn gespeichert. Hier kann es gegebenenfalls auch möglich sein, den detektierten maximalen Zylinderdruck mit einem Bezugswert zu vergleichen, der in der Nähe des Motorzylinderdruckes gewählt ist, um zu bestimmen, ob eine vorstehend genannte Fehlzündung aufgetreten ist oder nicht. In Abhängigkeit hiervon kann man dann einen Befehl an die Kraftstoffversorgungseinrichtung abgeben, um zu bewirken, daß die Kraftstoffversorgung unterbrochen wird, so daß die Abgasanlage geschützt wird. Dann werden in einem Schritt 702 der maximale Zylinderdruck Pmn - 1 des vorangehenden zu zündenden Zylinders (Zylinderadresse C/A = n - 1) (Fig. 6) und der maximale Zylinderdruck Pmn - 4 des momentanen Zylinders vier (Adresse C/A = n - 4 = n) eines vorangehenden Zylusses (des unmittelbar vorangehenden Zyklusses) aus RAM 30 e ausgelesen. Im ersten Arbeitszyklus werden diese Werte auf entsprechend geeignete Anfangswerte gesetzt.

Dann wird im Schritt 704 der Wert Pmn für den momentanen Zylinder durch die vorangehenden Werte Pmn - 1 und Pmn - 4 dividiert, um die Fluktuationsraten d Pmax A und d Pmax B zu erhalten. Anschließend wird in einem Schritt 706 zuerst bestimmt, ob die Fluktuationsrate d Pmax A größer als 1 ist oder nicht. Hier ist der Wert "1" so definiert, daß eine vorbestimmte Ansprechschwelle miteingeschlossen ist, die gleich "1 + eine vorbestimmte Ansprechschwelle" ist. Die Ansprechschwelle ist beispielsweise auf 0,1 gesetzt.

Wenn d Pmax A 1 überschreitet, d. h. wenn der momentane Druck um einen Wert größer als der vorbestimmte Wert höher ist, so wird im Schritt 708 bestimmt, ob die Fluktuation d Pmax B 1 überschreitet (1 + eine vorbestimmte Ansprechschwelle). Wenn dies der Fall ist, so wird davon ausgegangen, daß sich die Brennkraftmaschine an dem Übergangszustand befindet, da dies bedeutet, daß die Fluktuation relativ groß ist. In diesem Fall wird der Programmablauf mit dem Schritt 710 fortgesetzt, indem der Sollwert des Maximaldruckwinkels R po um einen ersten vorbestimmten Winkel geändert wird. Insbesondere wird der Sollwert des Maximaldruckwinkels R po in Verzögerungsrichtung geändert, um ein Klopfen zu verhindern und um eine Verschlechterung der Abgaszusammensetzung zu vermeiden. Der erste vorbestimmte Winkel ist daher ein solcher, der eine adäquate Größe hat, um sicherzustellen, daß kein Klopfen auftreten kann.

Wenn andererseits die Entscheidung im Schritt 706 Nein ist, wird der Verfahrensablauf mit dem Schritt 712 fortgesetzt, in dem bestimmt wird, ob die Fluktuationsrate d Pmax A kleiner als 1 (1 - eine vorbestimmte Ansprechschwelle) ist. Wenn dies der Fall ist, wird der Verfahrensablauf mit dem Schritt 714 fortgesetzt, in dem entschieden wird, ob d Pmax B kleiner als 1 (1 - eine vorbestimmte Ansprechschwelle) ist. Wenn dies der Fall ist, so wird entschieden, daß ein Übergangszustand angezeigt wird und die Verzögerungskompensation wird im Schritt 710 ausgeführt. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß bei der vorliegenden Erfindung ein Zusammenhang zwischen dem Brennkraftmaschinenbetrieb und der Fluktuation des Zylinderdrucks wesentlich ist. Bei der Bestimmung, ob die Brennkraftmaschine sich in einem Übergangszustand befindet oder nicht, wird die Fehlermöglichkeit auf ein absolutes Minimum dadurch reduziert, daß zwei Vergleiche, nämlich der Vergleich des Zylinderdrucks des momentanen Zylinders sowohl mit jenem des unmittelbar zuvor gezündeten Zylinders und mit dem entsprechenden Zylinderdruck in einem vorangehenden Zyklus verglichen wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß kein Abschätzungsfehler aufgrund von Fluktuationen zwischen unterschiedlichen Zylindern auftreten kann.

Nachdem der Sollwert des Maximaldruckwinkels R po geändert worden ist, wird der Verfahrensablauf im Schritt 716 fortgesetzt, in dem eine Übergangskompensationsgröße R t (zu Beginn auf Null gesetzt) für den nächsten zu zündenden Zylinder (C/A = n + 1) als ein zweiter vorbestimmter Winkel in Verzögerungsrichtung, d. h. im Sinne einer Spätzündung, gesetzt wird (. Die Subtraktion führt zu einer Verzögerung des Zündzeitpunktes). Der zweite vorbestimmte Winkel wird auf einen kleineren als den ersten vorbestimmten Winkel eingestellt. Im folgenden Schritt 718 wird die Übergangskompensationsgröße R t mit dem ersten vorbeschriebenen Winkel verglichen und wenn sie groß ist, wird der Wert von R t als erster vorbestimmter Winkel im Schritt 720 festgehalten.

Die Bedeutung dieser Vorgehensweise wird nachstehend noch näher erläutert. Obgleich, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird, die Regelung im Prinzip separat für jeden Zylinder durchgeführt wird, wird die Übergangskompensationsgröße R t, die bezüglich des nächsten zu zündenden Zylinders (Zylinderadresse C/A = n + 1) anzuwenden ist, auf einen Wert gesetzt, der kleiner als der Sollbetrag der Änderung ist, so daß der Winkel nicht auf einmal verzögert wird, sondern die Verzögerung allmählich von Zylinder zu Zylinder vorgenommen wird, wobei der gewünschte Wert im wesentlichen während der Zeit erreicht wird, innerhalb der der gleiche Zylinder für Zündungen später gezündet wird. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß, wenn ein Übergangszustand in dem momentanten Zylinder auftritt, eine große Möglichkeit besteht, daß derselbe Zustand im folgenden Zylinder auftritt. Wenn daher identische Kompensationswinkel mit entsprechender Größe, beginnend mit dem nächsten zu zündenden Zylinder vorgesehen werden, so ist es möglich, den Sollwinkel im wesentlichen vier Zündungen später zu erreichen, wenn der momentane Zylinder das nächste Mal gezündet wird. Der zweite vorbestimmte Winkel wird daher derart gewählt, daß die vorzunehmende Kompensationsgröße über vier Zündungen etwa gleich dem ersten vorbestimmten Winkel ist. Als Folge hiervon ist es möglich, eine Verschlechterung des Fahrverhaltens infolge von abrupten Änderungen des Zündzeitpunktes zu vermeiden.

Wenn in einem der Schritte 708, 712 und 714 das Resultat Nein ist, da dies bedeutet, daß die Zylinderdruckfluktuationsrate innerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, so wird entschieden, daß kein Übergangszustand aufgetreten ist, und der Sollwert des Maximaldruckwinkels R po bleibt unverändert. Wenn aber, und nur wenn, eine gewisse Größe des Verzögerungskompensationswinkels R t verbleibt, wird der Wert R t allmählich in Richtung der Voreilung um den Betrag des zweiten vorbestimmten Winkels für jede Zündung zurückgeführt, so daß wiederum keine Verschlechterung des Fahrverhaltens aufgrund von abrupten Änderungen des Zündzeitpunktes auftreten kann (Schritte 722, 724, 726 und 728). Als Zylinderdruck, mit dem der Vergleich erfolgt, ist es natürlich alternativ auch möglich, den Druck des Zylinders zwei Zündungen früher oder jenen desselben (gegenwärtigen) Zylinders zwei oder mehr Zyklen früher zu verwenden.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 3B wird der Verfahrensablauf mit dem Schritt 72 nach der Ausführung des Druckfluktuationsermittlungsunterprogrammschritts -70 fortgesetzt. Im Schritt 72 werden der Sollwert des Maximaldruckwinkels R po und der momentane Maximaldruckwinkel R pmax verglichen, um die Abweichung d R zu erhalten. Wenn der Sollwert des Maximaldruckwinkels R po im Unterprogramm des Schritts 70 geändert worden ist, wird bei diesem Vergleich der kompensierte Wert verwendet.

Dann wird im Schritt 74 bestimmt, ob die Klopfkompensationsgröße KNR (anfänglich auf Null gesetzt) Null ist oder nicht, was dadurch erfolgt, daß die restliche im RAM 30 e gespeicherte Größe überprüft wird. Wenn die verbleibende Größe Null ist, wird der Verfahrensablauf mit dem Schritt 76 fortgesetzt, in dem bestimmt wird, ob die Abweichung d R vor oder hinter bezüglich des Sollwertes des Maximaldruckwinkels R po liegt. Wenn sie "hinter" liegt, wird der Zündzeitwinkel im Sinne einer Frühzündung verschoben, indem eine Addition mit einer Größe erfolgt, die gleich der Summe einer Abweichungskompensationsgröße R pc, die zu Beginn auf Null gesetzt ist, ist und einem entsprechend gesetzten dritten vorbestimmten Winkel (Schritt 78). Wenn die Abweichung "vor" liegt, wird der Zündzeitpunkt im Sinne einer Spätzündung durch Subtraktion des dritten vorbestimmten Winkels (Schritt 80) verstellt. Wenn sie weder "nach" noch "vor" liegt, bleibt die Kompensationsgröße R pc unverändert (Schritt 82). Wenn der dritte vorbestimmte Winkel ebenfalls auf einen relativ kleinen Wert gesetzt ist, wird die Abweichung in den Schritten allmählich eliminiert, wodurch man wiederum ein verbessertes Fahrverhalten erhält. Wie bereits vorstehend erwähnt worden ist, führt die Subtraktion zu einer verzögernden Kompensation (im Sinne einer Spätzündung), während die Addition zu einer voreilenden Kompensation (zur Erstellung im Sinne einer Frühzündung), führt.

Wenn ein Klopfen im Schritt 6 detektiert wird, wird der Verfahrensablauf mit dem Schritt 84 fortgesetzt, in dem ein vierter vorbestimmter Winkel mit geeigneter Größe direkt von der Klopfkompensationsgröße KNR (die anfänglich auf Null gesetzt ist) subtrahiert wird. Anschließend wird in den Schritten 86 und 88 die Verzögerung des Zündwinkels fortgesetzt, bis die Größe der verzögernden Kompensation einen fünften vorbestimmten Winkel (der größer als der vierte vorbestimmte Winkel ist) erreicht, und die Abweichungskompensationsgröße R pc wird zur Kompensation für den momentanen Zündzeitpunkt (Schritt 90) verwendet. Wenn im Schritt 74 die restliche Kompensationsgröße KNR nicht Null ist, so wird zuerst nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Periode oder wenn eine vorbestimmte Anzahl von Zündungen im Anschluß an das Ende des Klopfens aufgetreten ist, daß der Zündzeitpunkt dann progressiv in Richtung der Voreilungsinkrementen des vierten vorbestimmten Winkels (Schritt 92 und 94) zurückgeführt wird. Wenn die Abweichung d R "vor" bezüglich des Sollwerts des Maximaldruckwinkels R po ist und da dann keine Notwendigkeit besteht, den Zündzeitpunkt in Voreilungsrichtung zurückzuführen, wird die Größe R pc um die Größe des dritten vorbestimmten Winkels verzögert (Schritte 96 und 80). Wenn die Abweichung "hinter" liegt, bleibt die Kompensationsgröße R pc unverändert (Schritt 90). Die Messung der Zeit (Anzahl der Zündungen) im Anschluß an das Ende des Klopfens erfolgt unter Verwendung des Zykluszählers und des Voreilwinkelzählers im Mikroprozessor 30.

Im Schritt 98 wird dann der Wert, den man durch Addition der Kompensationsgröße R pc und der Klopfkompensationsgröße KNR erhalten hat, als Rückkopplungskompensationsgröße R f definiert. Wenn im Schritt 64 ein Versagen des Sensors ermittelt worden ist, wird ein entsprechend gesetzter sechster vorbestimmter Winkel für die Verzögerung des Zündzeitpunktes als Rückkopplungskompensationsgröße gesetzt (Schritt 100).

Im nächsten Schritt 102 wird, um die so erhaltene Rückkopplungskompensationsgröße R f als Kompensationswert in dem folgenden Zyklus desselben Zylinders (Zylinderadresse C/A = n), zu nutzen, die Größe R f im RAM 30 e gespeichert (oder sie wird verwendet, um irgendeinen zuvor im RAM 30 e gespeicherten Wert zu ersetzen). Da somit alle Kompensationsgrößen, die man bei den vorstehend genannten Verfahrensweisen erhalten hat, abgesehen von der Übergangskompensationsgröße R t nur bei der Regelung des betreffenden Zylinders zum Tragen kommen, ist es möglich, die Regelung separat für jeden Zylinder nach Maßgabe des jeweiligen Verbrennungszustandes desselben zu regeln.

Im nächsten Schritt 104 wird die Kompensationsgröße R f für den nächsten zu zündenden Zylinder (Zylinderadresse C/A = n + 1), der im RAM 30 e während des vorangehenden Zyklusses dieses Zylinders gespeichert war (oder die den Anfangssetzwert von Null hat, wenn kein vorangehender Zyklus vorhanden war) gelesen und ein Zündbefehl zu diesem Zeitpunkt spezifiziert den Zündzeitpunkt R ig als den Grundzündzeitpunkt R b + die Rückkopplungskompensationsgröße R f + die Übergangskompensationsgröße R t. Da R t und KNR ihrerseits negative Größen sind, führt ihre "Addition" im wesentlichen zu einer Subtraktion, d. h. zu einer Verzögerung des Zündwinkels. Die Größe R f ist die Rückkopplungskompensationsgröße für den im vorangehenden Schritt ausgelesenen Zylinder, die Größe R t ist die Kompensation ist die Kompensation für die Verzögerung während des Übergangszustandes, die für den vorangehenden Zylinder (C/A = n) im Unterprogramm nach Fig. 5 ermittelt worden ist.

Während die Kompensation durch die Kompensationsgröße R t (und nur diese Kompensation) in der Ebene der Brennkraftmaschine, d. h. nicht in der Ebene der einzelnen Zylinder) durchgeführt wird, wird bei der Anwendung der Kompensationsgröße R t bei dem folgenden Zylinder, die kleiner als die Sollwertänderungsgröße ist, als Folge hiervon erzielt, daß die Verzögerung des Zündzeitpunktes ebenfalls allmählich zu dem Zeitpunkt erfolgt, zu dem die Brennkraftmaschine sich in einem Übergangszustand befindet, was dazu führt, daß man ein verbessertes Fahrverhalten erreicht. Obgleich die Verzögerung des Zündzeitpunktes hierbei schrittweise erfolgt, treten keine Probleme im Hinblick auf das Regelansprechverhalten auf, da die Auslegung derart getroffen ist, daß die Detektion des Übergangszustandes realisiert wird, indem direkt der Verbrennungszustand auf der Basis des detektierten Zylinderdrucks überwacht wird, so daß erreicht wird, daß die Detektion schnell erfolgen kann. Da darüber hinaus noch die Fähigkeit verwirklicht wird, eine Klopfregelung vorzunehmen, ist es möglich, in adäquater Weise das Klopfen zu beherrschen, das gerne auftritt, wenn die Brennkraftmaschine sich in einem Übergangszustand befindet.

Der Grundzündzeitpunkt R b, der vorstehend im Zusammenhang mit dem Schritt 106 erwähnt worden ist, wird ausschließlich unter Bezugnahme auf den Zylinderdruck gesetzt und in diesem Fall erfolgt das Setzen relativ zu dem Sollwert des Maximaldruckwinkels R po. Alternativ kann der Grundwert R b von aufgelisteten Werten entsprechend der Brennkraftmaschinendrehzahl Upm und dem Belastungszustand abgeleitet werden und somit von den Ausgängen des Kurbelwinkelsensors 32 und Belastungssensors 36 bestimmt werden. Obgleich im letztgenannten Fall der Grundzündzeitpunkt basierend auf der Brennkraftmaschinendrehzahl Upm und der Belastung gesetzt wird und dieser als aufgelistete Werte im ROM 30 d gespeichert ist, kann dies in zweckmäßiger Weise realisiert werden, da die Auslegung derart getroffen ist, daß im Anschluß an die Zündung die Abweichung des tatsächlichen Maximalzylinderdruckwinkels von dem Sollwet des Maximaldruckwinkels detektiert wird, und dann zur Kompensation des aufgelisteten Wertes zur Vorbereitung für die folgende Zündung genutzt wird. Da der Sollwinkel angenähert wird, in dem diese Prozeßsteuerung in aufeinanderfolgenden Zyklen wiederholt wird, braucht nur eine kleine Anzahl von Werten im ROM 30 d listenförmig abgelegt zu sein, was bedeutet, daß das Speichervermögen dieses Speichers nicht groß zu sein braucht.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines weiteren Unterprogramms zur Ermittlung der Druckfluktuationsrate des Flußdiagramms nach Fig. 3B. Fig. 8 ist ein Diagramm, das in Verbindung mit der Erläuterung dieses Flußdiagramms zu sehen ist, wobei die Erläuterung hauptsächlich sich auf diese Punkte erstreckt, die sich von dem Flußdiagramm nach Fig. 6 unterscheiden.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, werden die Zylinderdrücke p1 und p2 an zwei zufällig gewählten Stellen vor der Zündung und um ein kleines Winkelintervall R1 getrennt, und die Drücke p3 und p4 an zwei zufällig gewählten Punkten nach der Zündung und um ein kleines Winkelintervall R2 getrennt gemessen (R1 = R2 ≦ωτ R po). Anschließend werdendie entsprechenden Druckzunahmeraten herausgefunden und das Verhältnis zwischen denselben wird ermittelt. Diese Ermittlung erfolgt mit CPU 30 c des Mikroprozessors 30 auf der Basis von Digitalwerten, die vom A/D-Wandler 30 b an den vorbestimmten Winkelpositionen abgegriffen werden. Im Anschluß daran wird dasselbe Verhältnis für einen anderen (oder den gleichen) Zylinder, der einen Arbeitshub ausführt, ermittelt und die Fluktuationsrate zwischen den beiden Verhältnissen wird ermittelt. Wenn die Fluktuationsrate außerhalb von "1 ± eine vorbestimmte Ansprechschwelle" ist, so wird angenommen, daß die Brennkraftmaschine sich in einem Übergangszustand befindet und die Zündwinkelverzögerungskompensation wird durchgeführt. Genauer gesagt werden im Schritt 700 a die Zylinderdruckwerte p1 - p4 gelesen und die nachstehenden Ermittlungen werden vorgenommen, um den Zustand vor der Verbrennung, nämlich die Kompressionsdruckfluktuationsrate d PCOMP, die den Zustand der Kompression darstellt, der Zustand im Anschluß an die Verbrennung, nämlich die Kompressionsdruckfluktuationsrate d PEXP, die die Druckzunahmerate während der Verbrennung darstellt, und das Verhältnis zwischen diesen beiden Werten PEXP/COMP bestimmt.

Die vor der Zündung der zuvor angegebenen Art liegenden Punkte können irgendwo innerhalb des Bereiches gewählt werden, nachdem das Einlaßventil geschlossen hat und der Kolben sich während des Kompressionshubes zu heben beginnt. Obgleich die Punkte nach der Zündung irgendwo zwischen TDC und dem Maximaldruckwinkel R pmax gewählt werden können, ist es zweckmäßig, die vorstehend genannten beiden Punkte selbst zu wählen, da man diese Punkte von dem Sensor 34 und der Schaltung 20 erhält. Da diese Vorgehensweise auch separat für jeden Zylinder ausgeführt wird, wird der ermittelte Wert als PEXP/COMPn bezeichnet und im RAM 30 e gespeichert.

Dann werden im Schritt 702 a die gespeicherten Werte aus RAM 30 e für den eine Zündung zum vorliegenden Zylinder (C/A = n - 1) und jene vier Zündungen früher (C/A = n - 4) ausgelesen.

Der Verfahrensablauf wird dann mit dem Schritt 704 a fortgesetzt, indem die Fluktuationsraten erhalten werden, indem der Wert für den momentanen Zylinder (C/A = n) mit den im letzten Schritt ausgelesenen Werten verglichen wird. Hierbei wird die Fluktuationsrate bezüglich des Verhältnisses für den Zylinder, der unmittelbar vor dem momentanen Zylinder gezündet wurde, mit PEXP/COMP A bezeichnet, während die Fluktuationsrate bezüglich des Verhältnisses für den gleichen Zylinder vier Zündungen früher mit PEXP/COMP B bezeichnet wird.

Somit gilt

Dann wird im Schritt 706 a bestimmt, ob die Fluktuationsrate PEXP/COMP A größer als 1 (1 + eine vorbestimmte Ansprechschwelle) ist, und wenn dies der Fall ist, so wird ferner in ähnlicher Weise im Schritt 708 a bestimmt, ob die andere Fluktuationsrate PEXP/COMP B größer als derselbe Wert ist. Wenn dies der Fall ist, bedeutet dies, daß sich die Brennkraftmaschine in einem Übergangszustand befindet und der weitere Verfahrensablauf wird ausgeführt, um den Kompensationswert zu bestimmen. Da diese Schritte dieselben wie jene sind, die im Zusammenhang mit dem Flußdiagramm nach Fig. 5 erläutert worden sind, kann eine nochmalige Erklärung derselben entfallen. Der Vorteil der Verwendung dieses Unterprogramms ist darin zu sehen, daß zusätzlich zu dem in Verbindung mit dem Flußdiagramm nach Fig. 5 erläuterten Vorteil hierbei noch der Vorteil erreicht wird, daß plötzliche Änderungen der Brennkraftmaschinendrehzahl Upm nicht zu Fehlbeurteilungen führen, da die Zylinderdruckfluktuationsraten sowohl vor als auch nach der Zündung Berücksichtigung finden.

Abgesehen von den vorstehend genannten Ausführungen und wie dies im Diagramm von Fig. 9 gezeigt ist, ist die Detektion durch die Drucksensoren in Wirklichkeit etwas verzögert. Wie bei der Detektion von TDC erläutert ist, tritt eine Zeit- oder Winkelverzögerung (R TD oder TTD) auf, während bei der Detektion der Maximaldruckposition eine Zeit- oder Winkelverzögerung (R SD oder TSD) auftritt. Daher muß der tatsächliche Maximaldruckwinkel R pmaxACT durch folgendes abgeleitet werden: R pmaxACT = R TD + (R pmax - R-SD).

Fig. 10 ist ein Teilausschnitt einer weiteren Ausbildungsform der Vorrichtung nach der Erfindung. Die restlichen Teile stimmen mit jenen nach Fig. 1 überein. Bei dieser Ausführungsform ist die Maximalwerthalteschaltung 22 des Maximalzylinderdruckwinkelsignal/ Klopfsignalgenerators 20 in Fig. 1 durch eine Differenzierungsschaltung 22′ ersetzt. Wenn der Ausgang des Multiplexers 18 in die Differenzierungsschaltung 22′ eingegeben wird, geht der Ausgang durch Null zu dem Zeitpunkt, wenn die Wellenform von dem Multiplexer die Position des maximalen Zylinderdrucks erreicht und an dem Teil derselben, an der die Klopffrequenz überlagert ist. Ansonsten ist die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform gleich wie jene, die in Fig. 1 gezeigt ist.

Obgleich die vorangehende Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung beschreibt, können selbstverständliche zahlreiche Modifizierungen oder Änderungen im Rahmen des Erfindungsgedankens vorgenommen werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch:

• a. eine Verbrennungszustandsdetektiereinrichtung (12, 34, 36), die in der Nähe der Brennkammer jedes Zylinders einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, um den Verbrennungszustand in der Brennkammer zu detektieren,
• b. eine Kurbelwinkeldetektiereinrichtung (32), die in der Nähe des Drehteils der Brennkraftmaschine angeordnet ist, um die Winkelposition einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu detektieren,
• c. eine Maximalzylinderdruckwinkelermittlungseinrichtung (30), die die Ausgänge der Verbrennungszustanddetektiereinrichtung (12, 34, 36) und der Kurbelwinkeldetektiereinrichtung (32) erhält und den Maximalzylinderdruckwinkel ermittelt,
• d. Zylinderdruckermittlungseinrichtungen (30), die den Ausgang der Verbrennungszustandsdetektiereinrichtung (12, 34, 36) erhält und den Zylinderdruck ermittelt,
• e. eine Zündzeitpunktermittlungseinrichtung (30), die die Ausgänge der Kurbelwinkeldetektiereinrichtung (32), der Maximalzylinderdruckwinkelermittlungseinrichtung (30) und der Zylinderdruckermittlungseinrichtung (30) erhält und den Zündzeitpunkt derart ermittelt, daß der maximale Zylinderdruckwinkel mit einem Sollwert zusammenfällt, und
• f. Zündeinrichtungen (40), die den Ausgang der Zündzeitpunktermittlungseinrichtung (30) erhalten und ein Kraftstoff- und Luftgemisch in der Brennkammer zünden, wobei die Zündzeitpunktermittlungseinrichtung (30) die Übergangszustände des Brennkraftmaschinenbetriebs auf der Basis des Ausgangs der Zylinderdruckermittlungseinrichtung detektiert, den Sollwinkel um einen vorbestimmten Wert ändert und den Zündzeitpunkt des nächsten zu zündenden Zylinders um eine Größe kompensiert, die kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

2. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion der Übergangszustände dadurch erfolgt, daß die Fluktuationsrate beim Maximalzylinderdruck von einer Vielzahl von Zylindern während ihren Arbeitshüben ermittelt wird.

3. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Zylindern in ihren Arbeitshüben von unterschiedlichen Zylindern in ihren Arbeitshüben in ein und demselben Zyklus oder in unterschiedlichen Zyklen oder von demselben Zylinder in seinem Arbeitshub in folgenden Zyklen gebildet wird.

4. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts bei einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion der Übergangszustände durch Ermittlung von Druckanstiegsraten vor und nach der Zündung in ein und demselben Zylinder, durch Ermittlung des Verhältnisses einer dieser Druckanstiegsraten zu einer anderen, durch die Ermittlung desselben Verhältnisses für einen anderen Zylinder oder den gleichen Zylinder in einem anderen Zyklus und durch die Ermittlung der Fluktuationsrate zwischen diesen beiden Verhältnissen erfolgt.

5. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts bei einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation zum Zeitpunkt der Detektion eines Übergangszustandes erfolgt und eine Kompensation für die Verzögerung des Zündzeitpunkts ist.

6. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts bei einer Brennkraftmaschine gekennzeichnet durch:

• a. eine Verbrennungszustandsdetektiereinrichtung (12, 34, 36), die in der Nähe der Brennkammer jedes Zylinders einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, um den Verbrennungszustand in der Brennkammer zu detektieren,
• b. eine Kurbelwinkeldetektiereinrichtung (32), die in der Nähe des Drehteils der Brennkraftmaschine angeordnet ist, um die Winkelposition einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu detektieren,
• c. eine Maximalzylinderdruckwinkelermittlungseinrichtung (30), die die Ausgänge der Verbrennungszustanddetektiereinrichtung (12, 34, 36) und der Kurbelwinkeldetektiereinrichtung (32) erhält und den Maximalzylinderdruckwinkel ermittelt,
• d. Zylinderdruckermittlungseinrichtungen (30), die den Ausgang der Verbrennungszustandsdatektiereinrichtung (12, 34, 36) erhält und den Zylinderdruck ermittelt,
• e. eine Zündzeitpunktermittlungseinrichtung (30), die die Ausgänge der Kurbelwinkeldetektiereinrichtung (32), der Maximalzylinderdruckwinkelermittlungseinrichtung (30) und der Zylinderdruckermittlungseinrichtung (30) erhält und den Zündzeitpunkt derart ermittelt, daß der maximale Zylinderdruckwinkel mit einem Sollwert zusammenfällt, und
• f. Zündeinrichtungen (40), die den Ausgang der Zündzeitpunktermittlungseinrichtung (30) erhalten und ein Kraftstoff- und Luftgemisch in der Brennkammer zünden, wobei die Zündzeitpunktermittlungseinrichtung (30) Übergangszustände des Brennkraftmaschinenbetriebs auf der Basis des Ausgangs der Zylinderdruckermittlungseinrichtung (30) detektiert.

7. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts bei einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion der Übergangszustände dadurch erfolgt, daß die Fluktuationsrate beim Maximalzylinderdruck von einer Vielzahl von Zylindern während ihren Arbeitshüben ermittelt wird.

8. Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts bei einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion der Übergangszustände durch Ermittlung von Druckanstiegsraten vor und nach der Zündung in ein und demselben Zylinder, durch Ermittlung des Verhältnisses einer dieser Druckanstiegsraten zu einer anderen, durch die Ermittlung desselben Verhältnisses für einen anderen Zylinder oder den gleichen Zylinder in einem anderen Zyklus und durch die Ermittlung der Fluktuationsrate zwischen diesen beiden Verhältnissen erfolgt.