DE3704839A1

DE3704839A1 - Ignition timing control for internal combustion engine

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Publication number: DE3704839A1
Application number: DE19873704839
Authority: DE
Inventors: Akira Tanaka
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1987-08-20
Anticipated expiration: 2007-02-17
Also published as: DE3704839C2

Abstract

A device for ascertaining knock as well as the max. pressure-angle in an IC engine and, in partic. for controlling the ignition time point, includes a pressure sensor (21) adjacent to combustion chamber, a crank-angle sensor (32), a signal generator circuit (20) connected to the pressure sensor (12), and an evaluating device (30) connected to the signal generation circuit (20) and to the crank-angle sensor 932) in order to determine the max. pressure angle at which the cylinder pressure is maximal, at which point the generator circuit (20) provides a first signal pulse when the output signal from the pressure sensor (12) attains a first max. value. A filter device (16) is connected into the circuit in order to simultaneously ascertain knock and the max. pressure-angle between the pressure sensor (12) and the signal generator circuit (20) and its output signal is compared, via a comparison element, with a reference value in order to provide a signal pulse when the proportion between the output signal (or the difference signal) and the reference value turns or reverses in a given direction. The evaluation device counts the number of signal pulses and decides that knock has occurred, when the number counted exceeds a given figure.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes in einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit einer Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes in einer Brennkraftmaschine auf der Basis des detektierten Verbrennungszustandes in den Brennkammern der Brennkraftmaschine.The invention relates to a device for regulating the ignition point in an internal combustion engine, in particular with a device for regulating the ignition timing in an internal combustion engine based on the detected combustion state in the combustion chambers of the Internal combustion engine.

Es ist bekannt, daß die Abgabeleistung der Brennkraftmaschine maximal wird, wenn die Zündung so geregelt bzw. verstellt wird, daß der Kurbelwinkel, bei dem der Zylinderdruck maximal ist (dieser Winkel wird als R pmax in der Beschreibung bezeichnet) in der Nähe von 15° ATDV (nach dem oberen Totpunkt) liegt. Ein Beispiel einer Vorgehensweise zur Maximierung der Abgabeleistung der Brennkraftmaschine läßt sich aus der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 59(1984)-39 974 entnehmen. Bei der hierbei beschriebenen Vorgehensweise ist ein Drucksensor für jeweils zwei Zylinder vorgesehen und der Ausgang jedes Drucksensors wird über ein Niederfrequenz- Bandpaßfilter zu einer Taktspeicherschaltung und dann zu einem A/D-Wandler geleitet, indem diese Werte einmal pro Grad Kugelwellendrehung unter der Regelung eines Taktsignales von einem Kurbelwinkelsensor digitalisiert wird. Das digital bemantelte Signal wird in CPU (Zentralverarbeitungseinheit) eines Mikroprozessors eingegeben, der erst dazu nutzt, den maximalen Zylinderdruckwinkel zu bestimmen. Anschließend wird die Abweichung von dem Sollwert des Maximaldruckwinkels (ATDC 10°-15°) in Winkelinkrementen der vorbestimmten Größe korrigiert. Zum Zwecke der Unterscheidung des Klopfens auf der Basis des Ausgangs von dem Drucksensor wird zugleich dieser Ausgang auch durch einen Hochfrequenz-Bandpaßfilter geleitet, der parallel zu dem vorstehend genannten Niederfrequenz-Bandpaßfilter geschaltet ist. Das Signal von diesem Hochfrequenz-Bandpaßfilter wird in einer Schaltung integriert, um ein Bezugssignal für die Klopfbestimmung zu erzeugen und das so erhaltene Klopfbezugssignal wird zu einem Komparator geleitet, in dem es mit dem Ausgang des vorstehend genannten Filters verglichen wird. Das Ergebnis dieses Vergleiches wird zu CPU weitergeleitet, in der ermittelt wird, ob ein Klopfen vorhanden ist oder nicht. Wenn es sich herausstellt, daß ein Klopfen vorhanden ist, wird der Zündzeitpunkt im Sinne einer Spätzündung nachgestellt.It is known that the output of the internal combustion engine becomes maximum when the ignition is regulated so that the crank angle at which the cylinder pressure is maximum (this angle is referred to as R pmax in the description) is close to 15 ° ATDV (after top dead center). An example of a procedure for maximizing the output of the internal combustion engine can be found in the unexamined published Japanese patent application 59 (1984) -39,974. In the procedure described here, a pressure sensor is provided for two cylinders in each case and the output of each pressure sensor is passed via a low-frequency bandpass filter to a clock memory circuit and then to an A / D converter by these values once per degree of spherical shaft rotation under the control of a clock signal is digitized by a crank angle sensor. The digitally jacketed signal is entered into the CPU (central processing unit) of a microprocessor, which is only used to determine the maximum cylinder pressure angle. The deviation from the target value of the maximum pressure angle ( ATDC 10 ° -15 °) is then corrected in angle increments of the predetermined size. For the purpose of differentiating knocking on the basis of the output from the pressure sensor, this output is also passed through a high-frequency bandpass filter which is connected in parallel with the aforementioned low-frequency bandpass filter. The signal from this high frequency bandpass filter is integrated in a circuit to generate a reference signal for knock determination and the knock reference signal thus obtained is passed to a comparator where it is compared with the output of the above filter. The result of this comparison is forwarded to the CPU, in which it is determined whether a knock is present or not. If it turns out that there is a knock, the ignition timing is adjusted in the sense of a late ignition.

Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, daß gesonderte Schaltungen für das Detektieren des maximalen Zylinderdruckwinkels und des Vorhandenseins/Fehlens des Klopfens erforderlich sind, so daß komplizierte und teure Einrichtungen verwendet werden müssen. Da ferner die Schaltungsauslegung kompliziert ist, ist die Betriebszuverlässigkeit einer solchen entsprechend gering.This procedure has the disadvantage that separate circuits for detecting the maximum cylinder pressure angle and the presence / absence of knocking is required are, so that complicated and expensive facilities are used Need to become. Furthermore, since the circuit design is complicated the operational reliability is corresponding to such low.

Obgleich darüber hinaus der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen dem maximalen Zylinderdruckwinkel und dem Sollwert des Maximal-Druckwinkels verstellt wird, ist die Größe der Winkelinkremente, mittels denen diese Verstellung erfolgt, gleich, und zwar unabhängig davon, wie groß oder klein die Abweichung ist. Wenn daher die Abweichung groß ist, benötigt man beträchtliche Zeit, bis der Sollwert des Maximal-Druckwinkels erreicht wird, so daß eine Neigung zu einer geringeren Kraftmaschinenabgabeleistung vorhanden ist. Es ist nicht möglich, diese Schwierigkeiten einfach dadurch zu überwinden, daß man die Verstellung mit großen Inkrementen vornimmt, da eine solche Vorgehensweise zu abrupten Änderungen des Zündzeitpunktes führen würde, wodurch das Fahrverhalten eines mit Hilfe der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeuges beeinträchtigt wird.Although the ignition timing is also dependent on the deviation between the maximum cylinder pressure angle and the setpoint of the maximum pressure angle is adjusted, is the size of the angular increments by means of which this adjustment is the same regardless of how big or small the deviation is. Therefore, if the deviation is large, it takes considerable time for the target value of the maximum pressure angle is reached, so that an inclination available for a lower engine output is. It is not possible to simply overcome these difficulties by overcoming the adjustment with large increments because such an approach is too abrupt Changes in the ignition timing would lead to that Driving behavior of a driven with the help of the internal combustion engine Vehicle is affected.

In jedem Fall wird bei dieser üblichen Vorgehensweise weder die Veränderung zur Eliminierung des Klopfens noch die Veränderung zur Eliminierung der Abweichung von dem Maximal-Zylinderdruckwinkel gesondert für jeden Zylinder durchgeführt. Beide werden für alle Zylinder zusammen vorgenommen. Wenn daher ein Klopfen nur an einem einzigen Zylinder auftritt, so wird bei allen Zylindern einschließlich jenen, bei denen kein Klopfen aufgetreten ist, eine Zündzeitpunktnachverstellung vorgenommen. Hierdurch ist die Tendenz vorhanden, daß die Brennkraftmaschinenabgabeleistung in unnötiger Weise reduziert wird.In any case, with this usual procedure, neither Change to eliminate knocking still change to eliminate the deviation from the maximum cylinder pressure angle carried out separately for each cylinder. Both will made for all cylinders together. So when there is a knock occurs only on a single cylinder, so will all Cylinders including those where knocking has not occurred is made, an ignition timing adjustment. As a result, there is a tendency that the engine output is reduced unnecessarily.

Unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zielt die Erfindung darauf ab, eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes an einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die eine Detektion des maximalen Zylinderdrucks und das Vorhandensein/Fehlen des Klopfens mit einer einzigen Schaltung ermöglicht und die ferner eine Eliminierung des Klopfens dadurch ermöglicht, daß der maximale Zylinderdruckwechsel ein konvergierendes Verhalten zu dem Sollwert des Maximal-Druckwinkels hat. Taking into account the disadvantages of the above Prior art, the invention aims to provide a device to regulate the ignition timing on an internal combustion engine provide a detection of the maximum Cylinder pressure and the presence / absence of knock allows with a single circuit and also a Elimination of knocking allows the maximum Cylinder pressure change a converging behavior to that Setpoint of the maximum pressure angle has.

Ferner bezweckt die Erfindung eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei der die Größe der Winkelinkremente, mit denen die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Maximalzylinderdruckwinkel und dem Sollwert des Maximaldruckwinkels aufgehoben wird, variabel ist und insbesondere soll eine solche Auslegung angegeben werden, bei der die Größe der Inkremente relativ groß ist, wenn die Abweichung groß ist und die Grösse relativ klein ist, wenn die Abweichung klein ist.The invention also aims at a device for regulation to provide the ignition timing in an internal combustion engine, where the size of the angular increments with which the deviation between the actual maximum cylinder pressure angle and the setpoint of the maximum pressure angle becomes, is variable and in particular should be such Interpretation are given at the size of the increments is relatively large if the deviation is large and the size is relatively small if the deviation is small.

Ferner bezweckt die Erfindung eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei der eine genauere und feinfühligere Regelung des Zündzeitpunktes dadurch gestattet wird, daß der Zündzeitpunkt gesondert für jeden Zylinder bestimmt wird.The invention also aims at a device for regulation to provide the ignition timing in an internal combustion engine, with a more precise and sensitive regulation of the ignition timing is permitted in that the ignition timing is determined separately for each cylinder.

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine dadurch aus, daß eine Verbrennungszustandsdetektiereinrichtung in der Nähe jeder Brennkammer einer Brennkraftmaschine zum Detektieren des Verbrennungszustandes in der Brennkammer angeordnet ist, daß eine Impulserzeugungseinrichtung vorgesehen ist, die den Ausgang der Detektiereinrichtung als Eingang erhält und Impulse abgibt, wenn der Druck in der Brennkammer maximal wird und wenn ein Klopfen auftritt, daß eine Kurbelwinkeldetektiereinrichtung in der Nähe eines Drehteils der Brennkraftmaschine zum Detektieren der Winkelposition einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordnet ist, daß eine Zündzeitpunktermittlungseinrichtung vorgesehen ist, die den Ausgang der Impulserzeugungseinrichtung und der Kurbelwinkeldetektiereinrichtung erhält und den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine ermittelt, und daß Zündeinrichtungen vorgesehen sind, an denen der Ausgang der Zündzeitpunktermittlungseinrichtung anliegt und welche einen Kraftstoff und Luftgemisch in der Brennkammer zünden, wobei die Zündzeitpunktermittlungseinrichtung die Impulse zählt, die durch die Impulserzeugungseinrichtung erzeugt werden und, wenn die Anzahl der gezählten Impulse einen vorbestimmten Wert überschreitet, entschieden wird, daß ein Klopfen aufgetreten ist und der Zündzeitpunkt verzögert wird, d. h. im Sinne einer Spätzündung verstellt wird, wenn die Anzahl der gezählten Impulse den vorbestimmten Wert nicht überschreitet, der Maximal-Zylinderdruckwinkel von der Winkelposition detektiert wird, an dem der Impuls detektiert wurde, die Abweichung des Maximal-Zylinderdruckwinkels von einem Sollwinkel ermittelt wird und ein Zündzeitpunkt zur Aufhebung dieser Abweichung ermittelt wird.According to the invention, there is a device for regulating the ignition timing in an internal combustion engine from that a combustion state detection device in the Near each combustion chamber of an internal combustion engine for detection the combustion state in the combustion chamber is that a pulse generating device is provided which receives the output of the detection device as an input and Gives pulses when the pressure in the combustion chamber is at a maximum and when knocking occurs that a crank angle detector near a rotating part of the internal combustion engine for detecting the angular position of a crankshaft the internal combustion engine is arranged that a Ignition timing determination device is provided which Output of the pulse generating device and the crank angle detection device receives and the ignition timing of the internal combustion engine determined, and that ignition devices provided are at which the output of the ignition timing determination device and which is a fuel and air mixture ignite in the combustion chamber, the ignition timing determining device the momentum that counts through the Pulse generator are generated and when the Number of counted pulses exceeds a predetermined value, it is decided that a knock has occurred is and the ignition timing is retarded, d. H. for the purpose of a late ignition is adjusted if the number of counted pulses does not exceed the predetermined value, the maximum cylinder pressure angle is detected from the angular position at which the pulse was detected, the deviation the maximum cylinder pressure angle from a target angle is determined and an ignition timing for cancellation this deviation is determined.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine an, die einen Drucksensor aufweist, der in der Nähe jeder Brennkammer angeordnet ist und sowohl den maximalen Zylinderdruckwinkel als auch das Vorhandensein/Fehlen des Klopfens von dem Ausgang des Drucksensors mit Hilfe einer einzigen Schaltung bestimmen kann. Die Schaltung ermittelt ferner die Abweichung des maximalen Zylinderdruckwinkels von einem Sollwert des Maximal-Druckwinkels und in Abhängigkeit von dieser Abweichung wird der Grundzündzeitpunkt gesondert für jeden Zylinder zur Kompensation verstellt. Die Kompensation der Abweichung erfolgt in Inkrementen, deren Größe sich mit der Stärke der Abweichung ändert.In summary, the invention provides a device for regulating the ignition timing at an internal combustion engine, which has a pressure sensor located near each combustion chamber is arranged and both the maximum cylinder pressure angle as well as the presence / absence of knocking from the output of the pressure sensor using a single circuit can determine. The circuit also determines the deviation the maximum cylinder pressure angle from a target value of the maximum pressure angle and depending on this Deviation, the basic ignition timing is separate for everyone Adjusted cylinder for compensation. The compensation of the Deviation takes place in increments, the size of which varies with the The magnitude of the deviation changes.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:Further details, features and advantages of the invention will emerge from the description of preferred below Embodiments with reference to the accompanying Drawing. It shows:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung, Fig. 1 is a block diagram of an apparatus for controlling the ignition timing in an internal combustion engine according to the invention,

Fig. 2(a), (b) und (c) Wellenformdiagramme des Ausgangs der Maximal-Zylinderdruckwinkelsignal/ Klopfsignalerzeugungsschaltung der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 (a), (b) and (c) are waveform diagrams of the output of the maximum cylinder pressure angle signal / knock signal generating circuit of the device according to Fig. 1,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 is a flowchart illustrating the operation of the device according to Fig. 1,

Fig. 4(a) und (b) Wellenformdiagramme zur Erläuterung des Verfahrens zur Klopfdetektion in dem Flußdiagramm nach Fig. 3, Fig. 4 (a) and (b) are waveform diagrams for explaining the method for knock detection in the flow chart of Fig. 3,

Fig. 4A und 5B Flußdiagramme zur Verdeutlichung von weiteren Beispielen der Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, FIGS. 4A and 5B are flow charts for illustrating examples of further operation of the apparatus shown in Fig. 1,

Fig. 6A und 6B Flußdiagramme zur Verdeutlichung von weiteren Beispielen der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1, FIGS. 6A and 6B are flow charts for illustrating examples of further operation of the device according to Fig. 1,

Fig. 7 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung einer Verfahrensweise zur Einstellung des Werteausgangs durch den Druckdetektor, Fig. 7 is a waveform diagram for explaining a procedure for setting the values output by the pressure detector,

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Ausschnitts einer zweiten Ausbildungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, und Fig. 8 is a block diagram of a section of a second embodiment of the device according to the invention, and

Fig. 9(a), (b) und (c) Wellenformdiagramme des Ausgangs der Vorrichtung nach Fig. 8 Fig. 9 (a), (b) and (c) are waveform diagrams of the output of the apparatus of FIG. 8

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 eine Vierzylinder- Brennkraftmaschine bezeichnet. Piezoelektrische Drucksensoren 12 dienen als Einrichtungen zum Detektieren des Verbrennungszustandes und jeweils eine solche ist für jeden Zylinder vorgesehen, und zwar derart, daß sie in die Brennkammer des Zylinders weist. Die Ausgänge der Drucksensoren gehen durch Leitungs-Spannungswandler oder Hochimpedanzschaltungen (nicht gezeigt) und werden dann einer Steuereinheit (14) zugeleitet, in der sie an Tiefpaßfilter 16 angelegt werden. Die Sperrfrequenz der Tiefoaßfilter 16 ist höher als die Klopffrequenz eingestellt, so daß die Hochfrequenzkomponenten durchgehen, die bei Auftreten des jeweiligen Klopfens verursacht werden. Die den Tiefpaßfiltern 16 folgende Stufe ist ein Multiplexer 18, der von CPU eines Rechners gesteuert wird, wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird, um die Ausgänge von den Filtern 16 an die folgende Stufe der Zündreihenfolge des Zylinders weiterzugeben.In Fig. 1, the reference numeral 10 denotes a four-cylinder internal combustion engine. Piezoelectric pressure sensors 12 serve as devices for detecting the combustion state and one is provided for each cylinder, in such a way that it points into the combustion chamber of the cylinder. The outputs of the pressure sensors go through line voltage converters or high-impedance circuits (not shown) and are then fed to a control unit ( 14 ) in which they are applied to low-pass filters 16 . The blocking frequency of the low-pass filter 16 is set higher than the knock frequency, so that the high-frequency components which are caused when the respective knock occurs occur. The stage following the low pass filters 16 is a multiplexer 18 which is controlled by the CPU of a computer, as will be described in more detail below, to pass the outputs from the filters 16 to the next stage of the cylinder firing order.

Die an den Multiplexer 18 anschließende nächste Stufe der Regeleinheit 14 ist eine Maximal-Zylinderdrucksignal/ Klopfsignalerzeugungsschaltung 10, die von einer Peak-Holding- Schaltung 22, einem Komparator 24 und einem Impulsrückflankendetektor 26 gebildet wird. Der Ausgang des Multiplexers 18 wird zuerst in die Peak-Holding-Schaltung 22 eingegeben, die die Abgabespitze des Multiplexers als Peak hält und einen Ausgang liefert, der in Fig. 2 gezeigt ist. Die Schaltung 22 umfaßt 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 Anschluß des ersten Operationsverstärkers 22 a rückgekoppelt. Die negative Rückführungsschaltung 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 über einen Widerstand 22 h und einen Kondensator 22 i mit Masse und auch mit dem Kollektoranschluß eines Transistors 22 j verbunden, der von einem CPU (das nachstehend näher erläutert wird) über eine Rücksetzsignalleitung 22 k und einen Widerstand 22 l betrieben wird.The next stage of the control unit 14 following the multiplexer 18 is a maximum cylinder pressure signal / knock signal generation circuit 10 , which is formed by a peak holding circuit 22 , a comparator 24 and a pulse trailing edge detector 26 . The output of multiplexer 18 is first input to peak holding circuit 22 , which holds the output peak of the multiplexer as a peak and provides an output as shown in FIG. 2. The circuit 22 comprises a first operational amplifier 22 a , which receives the output of the multiplexer 18 at its non-inverting input terminal. The output terminal of the first operational amplifier 22 a is connected via diodes 22 b and 22 c to the non-inverting input terminal of a second operational amplifier 22 d , which is connected to a voltage tracking device and the output of the second operational amplifier 22 d is connected to the resistor 22 e inverting connection of the first operational amplifier 22 a fed back. The negative feedback circuit between the first and the second operational amplifier comprises a diode 22 f and a resistor 22 g . The connecting line between the diode 22 c and the second operational amplifier 22 d is connected via a resistor 22 h and a capacitor 22 i to ground and also to the collector terminal of a transistor 22 j , which is operated by a CPU (which is explained in more detail below) via a Reset signal line 22 k and a resistor 22 l is operated.

An die Peak-Holding-Schaltung 22 schließt sich der 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 Peak-Holding-Schaltung 22, während der nicht-invertierende Anschluß desselben direkt mit dem Ausgangsanschluß des Multiplexers 18 verbunden ist. Da eine kleine Differenz bei den Eingängen an den invertierenden und nicht-invertierenden Anschlüssen des dritten Operationsverstärkers 24 a vorhanden ist, wenn der Zylinderdruck seinen Maximalwert annimmt, gibt der Komparator 24 ein Impulssignal ab, wenn der Zylinderdruck seinen Spitzenwert erreicht (siehe Fig. 2). Wie sich aus Fig. 2 entnehmen läßt, ist der Maximal-Zylinderdruckwinkelsignal/ Klopfsignalerzeuger 20 derart angeordnet, daß unter normalen Umständen, wenn kein Klopfen auftritt, dieser einzige Impuls zu dem Zeitpunkt erzeugt, wenn der Maximal-Druckwert erreicht wird (Fig. 2(a)). In den Fällen, bei denen ein Klopfen auftritt und eine Hochfrequenzwellenkomponente auf der Wellenform überlagert ist, erzeugt sie ein Signal nicht nur zu diesem Zeitpunkt, sondern auch jedesmal anschließend dann, wenn der Ausgang des Drucksensors (Multiplexers) den gehaltenen Spitzenwertausgang überschreitet (Fig. 2(b)). Da die Klopffrequenz etwa zehnmal höher als die Zylinderdruckfrequenz ist, wird die Ladungskonstante, die durch den Widerstand 22 h und den Kondensator 22 i bestimmt ist, derart eingestellt, daß die Arbeitsgeschwindigkeit auf einen Pegel unterhalb der Klopffrequenz verlangsamt wird, wie dies in Fig. 2(b) gezeigt ist.The comparator 24 connects to the peak holding circuit 22 , which is formed by a third operational amplifier 24 a , which has a voltage source 24 b , which is connected to its output terminal via a resistor 24 c . The inverting terminal of the third operational amplifier 24 a receives the output of the peak holding circuit 22 , while the non-inverting terminal thereof is directly connected to the output terminal of the multiplexer 18 . Since there is a small difference in the inputs to the inverting and non-inverting connections of the third operational amplifier 24 a when the cylinder pressure reaches its maximum value, the comparator 24 emits a pulse signal when the cylinder pressure reaches its peak value (see FIG. 2) . As can be seen from Fig. 2, the maximum cylinder pressure angle signal / knock signal generator 20 is arranged such that, under normal circumstances, when no knock occurs, this single pulse generates at the time when the maximum pressure value is reached ( Fig. 2 ( a)). In cases where knocking occurs and a radio frequency wave component is superimposed on the waveform, it generates a signal not only at this point in time, but also every time thereafter when the output of the pressure sensor (multiplexer) exceeds the peak output held ( Fig. 2 (b)). Since the knock frequency is about ten times higher than the cylinder pressure frequency, the charge constant, which is determined by the resistor 22 h and the capacitor 22 i , is set such that the operating speed is slowed to a level below the knock frequency, as shown in FIG. 2 (b) is shown.

Die an den Komparator 24 anschließende Stufe ist der Impulsrückflankendetektor 26. Dieser Detektor 26 wird von einem Widerstand 26 a, den Kondensator 26 b, einem Widerstand 26 c, einem Inverter 26 d und einem NOR-Gate 26 e gebildet, und er arbeitet so, daß die Rückflanke des Komparatorausganges detektiert und ein Impuls mit vorbestimmter Breite ausgegeben wird, der in günstiger Weise bei nachstehend noch näher beschriebenen Verarbeitungsvorgängen genutzt wird (siehe Fig. 2).The stage following the comparator 24 is the pulse trailing edge detector 26 . This detector 26 is formed by a resistor 26 a , the capacitor 26 b , a resistor 26 c , an inverter 26 d and a NOR gate 26 e , and it works so that the trailing edge of the comparator output is detected and a pulse with a predetermined width is output, which is used in a favorable manner in the processing operations described in more detail below (see FIG. 2).

Wenn man daher die zwischen einem vorbestimmten Zeitpunkt, wie TDC (oberer Totpunkt) und dem Zeitpunkt verstrichene Zeit mißt, zu dem der Impuls erzeugt wird, so ist es möglich, den Zeitpunkt Tpmax zu bestimmen, zu dem der Zylinderdruck seinen Spitzenwert hat. Der Wert Tpmax kann dann in einen maximalen Zylinderdruckwinkel R pmax umgewandelt werden. Wenn man ferner die Anzahl der erzeugten Impulse zählt, so läßt sich bestimmen, ob das Klopfen aufgetreten ist oder nicht. Wenn ebenfalls wie in Fig. 2(c) gezeigt ist, der Drucksensor 12 eine Funktionsstörung haben sollte, dann läßt sich dies aus der Tatsache erfassen, daß innerhalb der Zeitmeßperiode kein Impuls erzeugt worden ist.Therefore, by measuring the time elapsed between a predetermined time such as TDC (top dead center) and the time when the pulse is generated, it is possible to determine the time Tpmax at which the cylinder pressure peaks. The value Tpmax can then be converted into a maximum cylinder pressure angle R pmax . If one further counts the number of pulses generated, it can be determined whether the knocking has occurred or not. Also, as shown in Fig. 2 (c), if the pressure sensor 12 should malfunction, this can be understood from the fact that no pulse has been generated within the time measurement period.

Die an den Impulsrückflankendetektor 26 anschließende Stufe ist ein Mikroprozessor 30, der einen Eingangs/Ausgangs(I/O)- Anschlußteil 30 a hat, an dem der Ausgang der Schaltung 26 anliegt. Der Mikroprozessor 30 dient als Einrichtung zum Ermitteln des Zündzeitpunktes und er hat zusätzlich zu dem I/O-Anschluß 30 a einen A/D-Wandler 30, ein CPU 30 c, einen ROM (Festspeicher) 30 d und einen RAM (Randomspeicher) 30 e. Der Mikroprozessor 30 weist ferner einen Zähler zum Zählen der Anzahl der von der Schaltung 26 ausgegebenen Impulse, einen Zeitzähler zum Messen der zwischen dem Bezugszeitpunkt und dem Zeitpunkt der Impulserzeugung verstrichenen Zeit, einen Zykluszähler zum Zählen der Anzahl von Zündzyklen für die Klopfregelung und einen Winkelvoreilzähler zum Zählen der Anzahl von Zündungen im Anschluß an die Unterbrechung durch das Klopfen auf. (Keines dieser Teile ist gezeigt). Die vorstehend genannten Zähler können gegebenenfalls im CPU 30 c eingebaut sein.The stage connected to the pulse trailing edge detector 26 is a microprocessor 30 which has an input / output (I / O) connection part 30 a , to which the output of the circuit 26 is present. The microprocessor 30 serves as a device for determining the ignition timing and, in addition to the I / O connection 30 a, it has an A / D converter 30 , a CPU 30 c , a ROM (read only memory) 30 d and a RAM (random access memory) 30 e . The microprocessor 30 also has a counter for counting the number of pulses output by the circuit 26 , a time counter for measuring the time elapsed between the reference time and the time of the pulse generation, a cycle counter for counting the number of ignition cycles for the knock control and an angle advance counter Count the number of firings following the knock interruption. (None of these parts are shown). The counter mentioned above can optionally be installed in the CPU 30 c .

Ein Kurbelwinkelsensor 32 ist in der Nähe einer Kurbelwelle 34 oder einem anderen Rotationsteil der Brennkraftmaschine 10 angeordnet, um als eine Einrichtung zu dienen, die ein Kurbelwinkelsignal erzeugt. Der Sensor 32 erzeugt ein Zylinderidentifizierungssignal einmal pro vorbestimmter Rotationswinkel der Kurbelwelle, insbesondere alle 720° der Drehung der Kurbelwelle bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine, während der ein Zykus einer Leistungserzeugung beispielsweise in der Reihenfolge erster, dritter, vierter und zweiter Zylinder abgeschlossen ist. Auch erzeugt er TDC-Signale alle 180° der Drehbewegung der Kurbelwelle zu dem Zeitpunkt, wenn die zugeordneten Kolben den oberen Totpunkt erreichen und ferner bei vorbestimmten Winkelintervallen, beispielsweise pro jeweils 30° werden Winkeleinheitssignale als Unterbrüche des TDC-Winkelsignals erzeugt. Wenn man daher die Anzahl der TDC-Signale zählt, die der Erzeugung des Zylinderidentifizierungssignals folgt, so ist es möglich, zu unterscheiden, welcher Zylinder zum Zeitpunkt der Erzeugung des TDC-Signales am oberen Totpunkt (TDC) ist. Ferner kann die Brennkraftmaschinendrehzahl aus den Winkeleinheitssignalen ermittelt werden. Der Ausgang von dem Sensor 32 wird zuerst in einer Wellenformschaltung (nicht gezeigt) geformt und dann über das I/O-Anschlußteil 30 a in CPU 30 c eingegeben. Das vorstehend genannte Zylinderidentifizierungssignal kann gegebenenfalls alternativ auch als ein Signal erhalten werden, das von einem vorbestimmten Amplitudenwert abgeleitet ist, den man vom Drucksensor erhalten hat.A crank angle sensor 32 is disposed near a crank shaft 34 or other rotating part of the engine 10 to serve as a device that generates a crank angle signal. The sensor 32 generates a cylinder identification signal once per predetermined rotation angle of the crankshaft, in particular every 720 ° of rotation of the crankshaft in a four-cylinder internal combustion engine, during which a cycle of power generation is completed, for example in the sequence of first, third, fourth and second cylinders. It also generates TDC signals every 180 ° of the rotary movement of the crankshaft at the point in time when the assigned pistons reach top dead center and furthermore at predetermined angular intervals, for example every 30 °, unit angle signals are generated as interruptions of the TDC angle signal. Therefore, if one counts the number of TDC signals that follow the generation of the cylinder identification signal, it is possible to distinguish which cylinder is at the top dead center ( TDC ) at the time the TDC signal is generated. Furthermore, the engine speed can be determined from the angular unit signals. The output from the sensor 32 is first formed in a waveform circuit (not shown) and then input to the CPU 30 c through the I / O connector 30 a . Alternatively, the above-mentioned cylinder identification signal may optionally also be obtained as a signal derived from a predetermined amplitude value obtained from the pressure sensor.

Zum Detektieren des Belastungszustandes der Brennkraftmaschine 10 kann die Brennkraftmaschine ferner mit einem Unterdrucksensor 36 ausgerüstet sein, der stromab einer Drosselklappe 38 angeordnet ist. Dieser Sensor 36 kann zusammen mit dem Kurbelwinkelsensor 32 genutzt werden, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu detektieren und er kann als Ersatz für irgendeinen der Drucksensoren 12 genutzt werden, falls dieser fehlerhaft arbeiten oder ausfallen sollte. Wenn ferner die Nutzung auf die nachstehend näher beschriebene Art und Weise erfolgt, kann der Ausgang des Sensors 36 dazu benutzt werden, einen Grundregelwert für den Zündzeitpunkt zu ermitteln.To detect the load state of the internal combustion engine 10 , the internal combustion engine can also be equipped with a vacuum sensor 36 , which is arranged downstream of a throttle valve 38 . This sensor 36 can be used together with the crank angle sensor 32 to detect the operating state of the internal combustion engine and can be used as a replacement for any of the pressure sensors 12 in the event that the latter operates incorrectly or fails. Furthermore, if used in the manner described in more detail below, the output of the sensor 36 can be used to determine a basic control value for the ignition timing.

Die an die Regeleinheit 14 anschließende Stufe ist eine Zündeinheit, die eine Zündeinrichtung, einen Verteiler und dergleichen aufweist. Der Ausgang der Zündeinheit liegt an den Zündkerzen (nicht gezeigt) an, die das Kraftstoff- und Luftgemisch in der Brennkammer zünden. Bei einem geeigneten Rotationswinkel im Anschluß an die Erzeugung eines Ausganges von dem Kurbelwinkelsensor 32 gibt CPU über die Rücksetzsignalleitung 22 k zum Rücksetzen der Peak-Holding-Schaltung 22 einen Befehl aus und es wird auch ein Gateumschaltungsbefehl an den Multiplexer über eine Signalleitung 18 a ausgegeben.The stage adjoining the control unit 14 is an ignition unit which has an ignition device, a distributor and the like. The output of the ignition unit is at the spark plugs (not shown), which ignite the fuel and air mixture in the combustion chamber. At a suitable rotation angle following the generation of an output from the crank angle sensor 32 , the CPU issues a command via the reset signal line 22 k to reset the peak holding circuit 22 and a gate switching command is also issued to the multiplexer via a signal line 18 a .

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung wird nachstehend anhand des Flußdiagrammes nach Fig. 3 und der Wellenformdiagramme nach Fig. 2 erläutert.The operation of the device according to the invention is explained below with reference to the flow diagram according to FIG. 3 and the waveform diagrams according to FIG. 2.

Im Schritt 50 wird zu Beginn das TDC-Signal erwartet. Wenn dieses kommt, wird der Programmablauf mit dem Schritt 52 fortgesetzt, indem der Zylinder identifiziert wird und dieser dann dadurch spezifiziert wird, daß ihm die Adresse C/A = n gegeben wird. Ferner werden in diesem Schrit der Zeitzähler (TD) und der Impulszähler (PC) gestartet, um die Zeitmessung und die Impulszählung gemäß Fig. 2 einzuleiten. Es ist noch zu erwähnen, daß die Zylinderidentifizierung erfolgt, da es ein wesentliches Merkmal nach der Erfindung ist, daß die Zündverstellung bzw. Zündregelung gesondert für jeden Zylinder vorgenommen wird. Hierbei wird angenommen, daß von einem vorbestimmten Kurbelwinkel BTDC (vor dem oberen Totpunkt) vor diesem 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 in einem vorbestimmten Winkel ATDC, beispielsweise innerhalb 30° ATDC, erzeugt wird, so wird der Zeitzähler gestoppt und dann wird in den Schritten 60 und 62 bei der Bestätigung bei 30° ATDC der Impulszähler gestoppt. Die Impulszählung kann einfach dadurch erfolgen, daß die erzeugten Impulse einzeln gezählt werden, oder wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, daß sie gezählt werden, wenn der Impulspegel progressiv bei einer Periode von tk gefiltert wird. Fig. 4(a) und 4(b) zeigen die Fälle, bei denen eine Mehrzahl von Impulsen aufgrund eines Klopfens (Fig. 4(a)) und Geräusches (Fig. 4(b)) jeweils erzeugt werden. Die Zählmethode unter Verwendung des Filterns eliminiert Impulse, die von Geräuschen herkommen und daher wird diese bevorzugt angewandt. Im Hinblick auf die Klopffrequenz und andere Betrachtungshintergründe wird die Periode tk auf beispielsweise 125 Mikrosekunden gesetzt.In step 50 , the TDC signal is expected at the beginning. When this comes, the program flow goes to step 52 by identifying the cylinder and then specifying it by giving it the address C / A = n . Furthermore, the time counter ( TD ) and the pulse counter ( PC ) are started in this step in order to initiate the time measurement and the pulse count according to FIG. 2. It should also be mentioned that the cylinder identification takes place, since it is an essential feature according to the invention that the ignition timing or ignition control is carried out separately for each cylinder. It is assumed here that from a predetermined crank angle BTDC (before top dead center) the output of the pressure sensor for the cylinder in question has been obtained via the multiplexer 18 . If it is then determined in steps 54 to 58 that only a pulse is generated at a predetermined angle ATDC , for example within 30 ° ATDC , the time counter is stopped and then in steps 60 and 62 the confirmation is at 30 ° ATDC the pulse counter stopped. Pulse counting can be done simply by counting the generated pulses individually, or, as shown in Fig. 4, by counting them when the pulse level is progressively filtered at a period of tk . Fig. 4 (a) and 4 (b) show the cases in which a plurality of pulses due to knocking (Fig. 4 (a)) and noise (Fig. 4 (b)) are respectively generated. The counting method using filtering eliminates pulses coming from noise and is therefore preferred. In view of the knocking frequency and other considerations, the period tk is set to, for example, 125 microseconds.

Dann werden im Schritt 64 die Inhalte des Zeitzählers und des Impulszählers gecheckt. Wenn, wie in Fig. 2(c) gezeigt ist, die Anzahl der vom Impulszähler gezählten Impulse trotz der Tatsache noch Null ist, daß der Zeitzähler einen Zeitablauf gemessen hat, der sich in adäquater Weise über den Punkt des maximalen Zylinderdrucks hinaus erstreckt hat, so kann entschieden werden, daß der Drucksensor nicht normal arbeitet. Falls dies nicht der Fall ist, so wird im Schritt 66 bestimmt, ob der Impulszählwert einen vorbestimmten Wert überschritten hat oder nicht. Obgleich der vorbestimmte Wert normalerweise auf 1 gesetzt ist, so kann dieser Wert auch auf 2 oder größer gesetzt werden, wenn man berücksichtigt, daß es leicht möglich ist, daß aufgrund von Geräuschen eine Vielzahl von Impulsen selbst bei einer normalen Verbrennung erzeugt werden kann. Wenn der Impulszählwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird entschieden, daß kein Klopfen aufgetreten ist und den maximalen Zylinderdruckwinkel R pmax erhält man im Schritt 68. 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 dreht, an der der Zylinderdruck seinen Maximalwert erreicht, mit dem Zeitwinkelkonversionsfaktor multipliziert, den man durch die Berechnung von ((UPm) × 360°/60 Sekunden erhält. Dann wird im Schritt 70 die Abweichung d R von dem Sollwert des Maximal-Druckwinkels R po ermittelt, der beispielsweise 15° ATDC sein kann und in einem Schritt 72 wird ein Zündzeitpunkt R ig ermittelt, so daß die Abweichung zu Null gemacht wird. Anschließend wird ein Zündbefehl an die Zündeinheit 40 geliefert.Then the contents of the time counter and the pulse counter are checked in step 64 . If, as shown in Fig. 2 (c), the number of pulses counted by the pulse counter is still zero despite the fact that the time counter has measured a time lapse that has adequately extended beyond the point of maximum cylinder pressure, so it can be decided that the pressure sensor is not working normally. If this is not the case, it is determined in step 66 whether or not the pulse count has exceeded a predetermined value. Although the predetermined value is normally set to 1, this value can also be set to 2 or larger, considering that it is easily possible that a plurality of pulses can be generated due to noise even in normal combustion. If the pulse count is less than the predetermined value, it is decided that no knocking has occurred and the maximum cylinder pressure angle R pmax is obtained in step 68 . To determine R pmax, it is sufficient to multiply Tpmax , i.e. the time required for the crankshaft to rotate from the reference position to the position at which the cylinder pressure reaches its maximum value, by the time angle conversion factor obtained by calculating (( UPm ) × 360 ° / 60 seconds. Then in step 70 the deviation d R from the target value of the maximum pressure angle R po is determined, which can be 15 ° ATDC , for example, and in step 72 an ignition timing R ig is determined so that the deviation is made zero, and then an ignition command is supplied to the ignition unit 40 .

Wenn gefunden wird, daß der Impulszählwert den vorbestimmten Wert im Schritt 66 überschritten hat, bedeutet dies, daß ein Klopfen aufgetreten ist. In diesem Fall wird der Programmablauf mit dem Schritt 74 fortgesetzt, indem ein vorbestimmter Verzögerungswinkel unabhängig von dem Vorhandensein/ Fehlen der Abweichung d R bestimmt wird. Dann wird im Schritt 72 der Zündzeitpunkt R ig auf der Basis des Verzögerungswinkels bestimmt und anschließend wird ein Zündbefehl abgegeben. Auch wenn die Entscheidung im Schritt 64 Ja ist, da dies bedeutet, daß der Drucksensor nicht ordnungsgemäß arbeitet, wird die Zündung um einen vorbestimmten Winkel verzögert, um auf der sicheren Seite zu sein. (Schritte 76, 72). If it is found that the pulse count has exceeded the predetermined value in step 66 , it means that knocking has occurred. In this case, the program flow continues with step 74 , in which a predetermined deceleration angle is determined irrespective of the presence / absence of the deviation d R. Then, in step 72, the ignition timing R ig is determined based on the retard angle, and then an ignition command is issued. Even if the decision in step 64 is yes, since this means that the pressure sensor is not working properly, the ignition is retarded by a predetermined angle to be on the safe side. (Steps 76, 72 ).

Da die vorliegende Erfindung es ermöglicht, den Maximal- Druckwinkel und das Vorhandensein/Fehlen des Klopfens unter Verwendung einer einzigen Schaltung 20 zu detektieren, wird die Schaltungsauslegung einfach und billig und ferner erhält man auch den Vorteil, daß man eine hohe Zuverlässigkeit erreicht.Since the present invention makes it possible to detect the maximum pressure angle and the presence / absence of knocking using a single circuit 20 , the circuit design becomes simple and inexpensive, and also has the advantage of achieving high reliability.

Das Flußdiagramm nach den Fig. 5A und 5B zeigt ein weiteres Beispiel für das Arbeiten der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei diese Arbeitsweise im wesentlichen in der Form beschrieben wird, wie sie sich von jener Arbeitsweise nach Fig. 3 unterscheidet.The flow chart of FIGS . 5A and 5B shows another example of the operation of the device of FIG. 1, this operation being described essentially in the form that differs from that of FIG. 3.

Nach Beendigung der Schritte 100 bis 116 d. h. nach dem Vergleichen des Impulszählwertes mit einem vorbestimmten Bezugswert wird der Programmablauf mit dem Schritt 118 fortgesetzt, wenn der Impulszählwert kleiner ist und der maximale Zylinderdruckwinkel R pmax wird ermittelt.After the completion of steps 100 to 116, ie after comparing the pulse count with a predetermined reference value, the program flow continues with step 118 if the pulse count is smaller and the maximum cylinder pressure angle R pmax is determined.

Dann werden der Sollwert des Maximal-Druckwinkels R po und der tatsächliche Maximal-Druckwinkel R pmax, der im Schritt 118 ermittelt wurde, verglichen, um die Abweichung d R im Schritt 120 zu erhalten.Then the target value of the maximum pressure angle R po and the actual maximum pressure angle R pmax , which was determined in step 118 , are compared in order to obtain the deviation d R in step 120 .

Dann wird im Schritt 122 bestimmt, ob die Klopfkompensationsgröße KNR (deren Anfangseinstellung Null ist) Null ist oder nicht, was dadurch festgestellt wird, daß die verbleibende Klopfkompensationsgröße gecheckt wird, die im RAM 30 e gespeichert ist. Wenn der restliche Betrag Null ist, wird der Programmablauf mit dem Schritt 124 fortgesetzt, in dem bestimmt wird, ob die Abweichung d R vor oder nachbezogen auf den Sollwert des Maximal-Druckwinkels R po ist. Anschließend erfolgt die entsprechende Einstellung. Eines der Merkmale dieser Ausbildungsform ist darin zu sehen, daß eine Mehrzahl von Einheitsgrößen (Winkel) der Verstellung (Kompensation) erstellt wird. Das heißt, es wird eine relativ große Einheitsgröße (Winkel) als ein erster vorbestimmter Winkel angegeben und eine relativ kleine Größeneinheit (Winkel) wird als ein zweiter vorbestimmter Winkel angegeben. Der eine oder der andere dieser vorbestimmten Winkel wird dann in Abhängigkeit von der Stärke der Abweichung d R bei der Verarbeitung angewandt.Then, in step 122, it is determined whether or not the knock compensation amount KNR (whose initial setting is zero) is zero, which is determined by checking the remaining knock compensation amount stored in the RAM 30 e . If the remaining amount is zero, the program flow continues with step 124 , in which it is determined whether the deviation d R is before or after the target value of the maximum pressure angle R po . The corresponding setting is then made. One of the features of this form of training can be seen in the fact that a plurality of unit sizes (angles) of the adjustment (compensation) is created. That is, a relatively large unit size (angle) is given as a first predetermined angle and a relatively small size unit (angle) is given as a second predetermined angle. One or the other of these predetermined angles is then applied depending on the magnitude of the deviation d R during processing.

Insbesondere wenn entschieden wird, daß die Abweichung d R im Schritt 124 (dahinter" liegt, wird der Programmablauf mit dem Schritt 126 fortgesetzt, indem die Abweichung d R mit dem relativ größeren ersten vorbestimmten Winkel verglichen wird und wenn herausgefunden wird, daß dieser größer als der erste vorbestimmte Winkel ist, wird der Programmablauf mit dem Schritt 128 fortgesetzt, indem zur Vorverstellung des Winkels um eine Abweichungskompensationsgröße R pc der erste vorbestimmte Winkel zu der Kompensationsgröße in dem vorangehenden Zyklus (der Anfangssitzzustand ist Null) addiert und das Ergebnis wird als Kompensationsgröße R pc im gegenwärtigen Zyklus verwendet. Wenn es sich ergibt, daß er kleiner ist, wird der Programmablauf mit dem Schritt 130 fortgesetzt, indem die Abweichung d R mit dem zweiten vorbestimmten Winkel verglichen wird und wenn sich herausstellt, daß diese größer als der zweite vorbestimmte Winkel ist, wird der zweite vorbestimmte Winkel zu der Kompensationsgröße im vorangehenden Zyklus addiert und das Ergebnis wird als Kompensationsgröße R pc im gegenwärtigen Zyklus verwendet (Schritt 132). Wenn sich herausstellt, daß diese kleiner als der zweite vorbestimmte Winkel ist, wird die Kompensationsgröße R pc unverändert belassen (Schritt 134). Wenn daher der erste vorbestimmte Winkel auf einen Kurbelwinkel von 3° gesetzt ist und der zweite vorbestimmte Winkel auf einen Winkel von 1° gesetzt ist, so besteht kein spezielles Bedürfnis, die Kompensationsgröße zu ändern, damit die Abweichung kleiner als der zweite vorbestimmte Winkel ist. In particular, if it is determined that the deviation d R is in step 124 (behind it), the program flow continues to step 126 by comparing the deviation d R with the relatively larger first predetermined angle and if it is found that it is greater than is the first predetermined angle, the program flow advances to step 128 by adding the first predetermined angle to the compensation amount in the previous cycle (the initial seat state is zero) and advance the result as compensation amount R to advance the angle by a deviation compensation amount R pc pc is used in the current cycle, if it is found to be smaller, the program flow advances to step 130 by comparing the deviation d R with the second predetermined angle and if it is found to be greater than the second predetermined angle the second predetermined angle becomes the compensation amount added in the previous cycle and the result is used as compensation quantity R pc in the current cycle (step 132 ). If it turns out to be smaller than the second predetermined angle, the compensation quantity R pc is left unchanged (step 134 ). Therefore, when the first predetermined angle is set to a crank angle of 3 ° and the second predetermined angle is set to an angle of 1 °, there is no particular need to change the compensation size so that the deviation is smaller than the second predetermined angle.

Es sollte noch erwähnt werden, daß in diesem Flußdiagramm die Addition zu einer Vorverstellung des Zündzeitpunktes und die Subtraktion zu einer Verstellung im Sinne einer Spätzündung führt.It should be mentioned that in this flow chart the addition to a advance of the ignition timing and the subtraction to an adjustment in the sense of a Late ignition leads.

Wenn im Schritt 124 entschieden wird, daß die Abweichung d R "vorwärts" liegt, wird der Programmablauf mit dem Schritt 136 fortgesetzt, indem die Abweichung d R mit dem ersten vorbestimmten Winkel verglichen wird und wenn es sich herausstellt, daß diese größer als der erste vorbestimmte Winkel ist, wird der Programmablauf mit dem Schritt 138 fortgesetzt, indem der erste vorbestimmte Winkel von der Kompensationsgröße R pc in dem vorangehenden Zyklus subtrahiert wird, um eine verzögernde Kompensations durchzuführen. Wenn diese Abweichung kleiner ist, wird der Programmablauf in dem Schritt 140 fortgesetzt, indem die Abweichung d R mit dem zweiten vorbestimmten Winkel verglichen wird und wenn sich herausstellt, daß diese größer als der erste vorbestimmte Winkel ist, wird der Programmablauf mit dem Schritt 142 fortgesetzt, indem der zweite vorbestimmte Winkel von der Kompensationsgröße R pc im vorangehenden Zyklus subtrahiert wird, um eine retardierende Kompensation durchzuführen. Wenn es sich zeigt, daß die Abweichung größer als der zweite vorbestimmte Winkel ist, dann wird der Programmablauf mit dem Schritt 134 fortgesetzt, indem aus denselben wie vorstehend erläuterten Gründen keine Änderung bei der Kompensationsgröße vorgenommen wird. Obgleich nur erste und zweite vorbestimmte Winkel als Winkeleinheiten für die Kompensation bei dieser Ausbildungsform vorgegeben werden, können natürlich selbstverständlich zusätzliche Winkeleinheiten vorgegeben werden, um eine feinfühligere gradmäßige Änderung zwischen den aufeinanderfolgenden Kompensationsgrößen erfassen zu können.If it is decided in step 124 that the deviation d R is "forward", the program flow advances to step 136 by comparing the deviation d R with the first predetermined angle and if it is found to be greater than the first is predetermined angle, the program flow proceeds to step 138 by subtracting the first predetermined angle from the compensation amount R pc in the previous cycle to perform a delayed compensation. If this deviation is smaller, the program flow continues in step 140 by comparing the deviation d R with the second predetermined angle, and if it is found to be greater than the first predetermined angle, the program flow continues with step 142 by subtracting the second predetermined angle from the compensation amount R pc in the previous cycle to perform retarding compensation. If it is found that the deviation is greater than the second predetermined angle, then the program flow continues with step 134 in which, for the same reasons as explained above, no change is made in the compensation size. Although only first and second predetermined angles are specified as angle units for the compensation in this embodiment, of course additional angle units can of course be specified in order to be able to detect a more sensitive gradual change between the successive compensation quantities.

Wenn im Schritt 116 ein Klopfen detektiert wird, wird der Programmablauf mit dem Schritt 144 fortgesetzt, indem ein dritter vorbestimmter Winkel von entsprechender Größe sofort von der Klopfkompensationsgröße KNR (die zu Beginn auf Null gesetzt ist) subtrahiert wird. In den Schritten 146 und 148 wird dann anschließend die Verzögerung des Zündzeitwinkels fortgesetzt, bis die Größe der retardierenden Kompensation einen vierten vorbestimmten Winkel (der größer als der dritte Kompensationswinkel eingenommen wird) erreicht ist und die Abweichungskompensationsgröße R pc wird wiederum für die Kompensation des laufenden Zündzeitpunkts verwendet (Schritt 150). Wenn im Schritt 122 die verbleibende Klopfkompensationsgröße KNR nicht Null ist, wird zuerst bestimmt, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist oder eine vorbestimmte Anzahl von Zündungen im Anschluß an das Ende des Klopfens vorgenommen wurden und der Zündzeitpunkt wird dann progressiv in Richtung der Voreilung in Inkrementen des dritten vorbestimmten Winkels zurückgeführt (Schritte 152 und 154). Wenn die Abweichung d R "vorwärts" bezüglich des Sollwerts des Maximal-Druckwinkels liegt, und wenn daher keine Notwendigkeit besteht, den Zündzeitpunkt im Sinne der Frühzündung zurückzuführen, so wird die Kompensationsgröße R pc um die Größe des ersten vorbestimmten Winkels verzögert (Schritte 156 und 138). Wenn sie "dahinter" oder "später" liegt, wird die Kompensationsgröße R pc unverändert gelassen (Schritt 150). Dann kann eine Messung der Zeit (Anzahl der Zündungen) folgend auf das Ende des Klopfens unter Verwendung des Zykluszählers und des Voreilwinkelzählers im Rechner 30 vorgenommen werden.If a knock is detected in step 116 , the program flow continues with step 144 in which a third predetermined angle of a corresponding size is immediately subtracted from the knock compensation variable KNR (which is initially set to zero). In steps 146 and 148 , the delay in the ignition timing angle is then continued until the size of the retarding compensation has reached a fourth predetermined angle (which is greater than the third compensation angle) and the deviation compensation variable R pc is in turn used to compensate for the current ignition timing used (step 150 ). If, at step 122, the remaining knock compensation amount KNR is not zero, it is first determined when a predetermined period of time has passed or a predetermined number of ignitions have occurred after the end of the knocking, and the ignition timing then becomes progressive in the direction of the advance in increments of returned to the third predetermined angle (steps 152 and 154 ). If the deviation d R is "forward" with respect to the target value of the maximum pressure angle and there is therefore no need to reduce the ignition timing in the sense of the early ignition, the compensation variable R pc is delayed by the size of the first predetermined angle (steps 156 and 138 ). If it is "behind" or "later", the compensation quantity R pc is left unchanged (step 150 ). Then a measurement of the time (number of firings) following the end of the knocking can be made in the computer 30 using the cycle counter and the lead angle counter.

Im Schritt 158 wird dann der Wert, den man durch Addieren der Kompensationsgröße R pc und der Klopfkompensationsgröße KNR erhält, als Rückführungskompensationsgröße R f definiert, (zu Beginn auf Null gesetzt). Wenn die Größe KNR eine negative Größe darstellt, führt die "Addition" im wesentlichen zu einer Subtraktion, d. h. es kommt zu einer Verzögerung des Zündzeitwinkels. Wenn ein Ausfallen des Sensors im Schritt 114 ermittelt wird, wird ein entsprechend gesetzter fünfter vorbestimmter Winkel für die Retardierung des Zündzeitpunktes als Rückführungskompensationsgröße R f eingesetzt (Schritt 160).In step 158 the value which is obtained by adding the compensation variable R pc and the knock compensation variable KNR is then defined as the feedback compensation variable R f (initially set to zero). If the quantity KNR represents a negative quantity, the "addition" essentially leads to a subtraction, ie there is a delay in the ignition timing angle. If a failure of the sensor is determined in step 114 , a correspondingly set fifth predetermined angle for retarding the ignition timing is used as feedback compensation variable R f (step 160 ).

Im nächsten Schritt 162 wird zur Verwendung der so erhaltenen Rückführungskompensationsgröße R f als Kompensationswert in dem noch folgenden Zyklus desselben Zylinders (Zylinderadresse C/A = n) die Größe R f im RAM 30 e gespeichert (oder sie wird dazu verwendet, daß sie irgendeine bereits im RAM 30 e gespeicherte Größe ersetzt). Da somit alle Kompensationsgrößen, die man bei den vorangehenden Programmabläufen erhält, einschließlich der Klopfkompensationsgröße sich nur bei der Regelung des betreffenden Zylinders Berücksichtigung finden, ist es möglich, eine gesonderte Regelung für jeden Zylinder nach Maßgabe des jeweiligen Verbrennungszustands desselben durchzuführen.In the next step 162, the feedback compensation amount R thus obtained is f as the compensation value in the still next cycle of the same cylinder (cylinder address C / A = n) the size of R f stored for 30 s in the RAM for use (or it is used as to any already size stored in RAM 30 e replaced). Since all compensation quantities obtained in the preceding program sequences, including the knock compensation quantity, are only taken into account in the regulation of the cylinder in question, it is possible to carry out a separate regulation for each cylinder in accordance with the respective combustion state of the cylinder.

Dann wird im Schritt 164 die Kompensationsgröße R f für den nächsten Zylinder zur Zündung (Zylinderadresse C/A = n + 1), der im RAM 30 e während des vorangehenden Zyklus dieses Zylinders gespeichert war, gelesen und es wird ein Zündbefehl für diesen Zylinder ausgegeben (Schritt 166). Der Befehl zu diesem Zeitpunkt spezifiziert den Zündzeitpunkt R ig als Grundzündzeitpunkt R b + Rückführungskompensationsgröße R f.Then, in step 164, the compensation quantity R f for the next cylinder for ignition (cylinder address C / A = n + 1), which was stored in the RAM 30 e during the previous cycle of this cylinder, is read and an ignition command is issued for this cylinder (Step 166 ). The command at this time specifies the ignition timing R ig as the basic ignition timing R b + feedback compensation variable R f .

Wenn man auf diese Weise die Kompensationsgröße variabel macht, wird es möglich, den tatsächlichen Maximal-Druckwinkel konvergierend gleichförmig in Richtung des Sollwerts des Maximal-Druckwinkels heranzuführen und die Konvergenz erfolgt so schnell wie möglich, ohne daß das Fahrverhalten infolge von abrupten Zündzeitpunktsänderungen schlechter wird. If you make the compensation variable variable in this way makes it possible to get the actual maximum pressure angle converging uniformly towards the set point of the maximum pressure angle and the convergence takes place as quickly as possible without changing the driving behavior worse due to abrupt changes in ignition timing becomes.

Im Hinblich auf den Grundzündzeitpunkt R b, der in Verbindung mit dem Schritt 166 erwähnt ist, ist noch anzugeben, daß dieser nur bezüglich des Zylinderdrucks gesetzt wird und in diesem Fall wird der Relativ-Sollwert des Spitzendruckwinkels R po gesetzt. Alternativ kann der Grundwert R b von entsprechend der Brennkraftmaschinendrehzahl und den Belastungszustand aufgelisteten Werten abgeleitet werden, und kann beispielsweise aus den Ausgängen des Kurbelwinkelsensors 32 und des Belastungssensors 36 bestimmt werden. Obgleich im letztgenannten Falle der Grundzündzeitpunkt basierend auf der Brennkraftmaschinendrehzahl Upm und der Belastung gesetzt wird und in tabellenartig abgelegten Werten in ROM 30 d gespeichert wird, wird dieses in vorteilhafter Weise so in die Wirklichkeit umgesetzt, da die Auslegung derart getroffen ist, daß im Anschluß an die Zündung die Abweichung des tatsächlichen Maximal-Zylinderdruckwinkels von dem Sollwert des Maximal-Druckwinkels detektiert wird und dann zur Kompensation der aufgelistete Wert der Einleitung der darauffolgenden Zündung verwendet wird. Da der Sollwert des Maximal-Druckwertes durch wiederholtes Durchlaufen dieser Regelung in aufeinanderfolgenden Zyklen angenähert wird, braucht nur eine kleine Anzahl von Werten im ROM 30 d abgelegt zu werden, was bedeutet, daß das Speichervermögen dieses Speichers nicht groß zu sein braucht.With regard to the basic ignition timing R b , which is mentioned in connection with step 166 , it must also be stated that this is only set with respect to the cylinder pressure and in this case the relative target value of the peak pressure angle R po is set. Alternatively, the basic value R b can be derived from values listed in accordance with the engine speed and the load state, and can be determined, for example, from the outputs of the crank angle sensor 32 and the load sensor 36 . Although in the latter case the basic ignition point is set based on the engine speed rpm and the load and is stored in values stored in table form in ROM 30 d , this is advantageously implemented in reality in such a way that the design is such that it follows the ignition, the deviation of the actual maximum cylinder pressure angle from the desired value of the maximum pressure angle is detected and then the listed value of the initiation of the subsequent ignition is used for compensation. Since the target value of the maximum pressure value is approximated by repeating this regulation in successive cycles, only a small number of values need to be stored in the ROM 30 d , which means that the memory capacity of this memory need not be large.

Das Flußdiagramm nach den Fig. 7A und 6B zeigt ein weiteres Beispiel einer Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung, die hauptsächlich in dem Zusammenhang erläutert wird, wie sie sich von jeder Arbeitsweise unterscheidet, die anhand des Flußdiagramms der Fig. 5A und 5B erläutert worden ist. Nach dem Erhalt von d R aus den Schritten 200 und 220 wird, wenn im Schritt 220 gefunden wird, daß keine verbleibende Klopfkompensationsgröße KNR vorhanden ist, anschließend im Schritt 224 bestimmt, ob die Abweichung d R "dahinter" oder "davor" liegt. Wenn sie "dahinter" liegt, wird der Zündzeitpunktswinkel im Sinne einer Frühzündung durch die Addition des Produktes verstellt, das man durch Division der Abweichung d R durch N (Schritt 226) erhält. Wenn sie "davor" liegt, wird der Zündwinkel durch die Subtraktion derselben Größe verzögert (Schritt 228). Wenn diese Abweichung weder "dahinter" noch "davor" liegt, wird die Kompensationsgröße unverändert gelassen (Schritt 230). N ist hierbei eine Variable, deren Wert von der Größe der Abweichung d R abhängig ist und in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform des Flußdiagrammes nach Fig. 5 ist die Kompensationsgröße groß, wenn die Abweichung groß ist und sie ist klein, wenn die Abweichung klein ist. Die Variable N kann beispielsweise in folgender Weise gesetzt werden: The flowchart of FIGS. 7A and 6B, another example shows an operation of the device according to the invention, which is mainly explained in the context of how it differs from any operation which has been explained with reference to the flowchart of FIGS. 5A and 5B . After obtaining d R from steps 200 and 220 , if it is found in step 220 that there is no remaining knock compensation variable KNR , it is then determined in step 224 whether the deviation d R is "behind" or "before". If it is "behind", the ignition timing angle is adjusted in the sense of early ignition by the addition of the product which is obtained by dividing the deviation d R by N (step 226 ). If it is "before", the ignition angle is retarded by subtracting the same amount (step 228 ). If this deviation is neither "behind" nor "in front", the compensation size is left unchanged (step 230 ). N is a variable, the value of which depends on the size of the deviation d R , and in a manner similar to the embodiment of the flowchart shown in FIG. 5, the compensation size is large if the deviation is large and it is small if the deviation is small is. The variable N can be set, for example, in the following way:

Die restlichen Schritte bei diesem Arbeitsablauf sind dann die gleichen wie bei dem Flußdiagramm nach Fig. 5.The remaining steps in this workflow are then the same as in the flow chart of FIG. 5.

Wie in dem Diagramm in Fig. 7 gezeigt ist, wird die Detektierung durch die Drucksensoren in Wirklichkeit etwas verzögert. Das heißt bei der Detektierung von TDC tritt eine Zeit- oder Winkelverzögerung (R T oder TTD) auf, während bei der Detektierung der Maximaldruckstellung eine Zeit- oder Winkelverzögerung (R SD oder TSD) auftritt. Daher muß der tatsächliche Maximal-Druckwinkel R maxACT durch folgende Rechnung abgeleitet werden:As shown in the diagram in FIG. 7, the detection by the pressure sensors is actually somewhat delayed. This means that a time or angle delay ( R T or TTD ) occurs when TDC is detected , while a time or angle delay ( R SD or TSD ) occurs when the maximum pressure position is detected . The actual maximum pressure angle R maxACT must therefore be derived using the following calculation:

R pmaxACT = R TD + (R pmax - R SD). R pmaxACT = R TD + ( R pmax - R SD ).

Fig. 8 ist ein Ausschnitt einer weiteren Ausbildungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, wobei die restlichen Teile mit jenen der Vorrichtung nach Fig. 1 übereinstimmen. Bei dieser Ausführungsform ist die Peak-Holding-Schaltung 22 des Maximal-Zylinderdruckwinkelsignals/Klopfsignalerzeugers 20 in Fig. 1 durch eine Differenzierschaltung 22′ ersetzt, wobei die abgabeseitigen Wellenformen desselben in Fig. 9 gezeigt sind. Die Differentationsschaltung erhält den Ausgang des Multiplexers 18 und wie in Fig. 9 gezeigt ist, geht ihr Ausgang zu dem Zeitpunkt durch Null, wenn die Wellenform von dem Multiplexer die Position des Maximal-Zylinderdrucks erreicht und an dem Teil derselben, der der Klopffrequenz überlagert ist. Dieser Ausgang wird über den Komparator 420 dem Impulsrückflankendetektor 26 zugeleitet, der einen Impuls mit vorbestimmter Breite ausgibt. Ansonsten stimmt die Vorrichtung bei dieser Ausbildungsform mit jener überein, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und erläutert. Selbstverständlich ist jedoch die Erfindung hierauf nicht beschränkt und es können Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang zu verlassen. FIG. 8 is a section of a further embodiment of the device according to the invention, the remaining parts corresponding to those of the device according to FIG. 1. In this embodiment, the peak holding circuit 22 of the maximum cylinder pressure angle signal / knock signal generator 20 in Fig. 1 is replaced by a differentiating circuit 22 ' , the output side waveforms of which are shown in Fig. 9. The differentiation circuit receives the output of the multiplexer 18 and, as shown in Fig. 9, its output goes to zero at the time when the waveform from the multiplexer reaches the position of the maximum cylinder pressure and at the part thereof which is superimposed on the knock frequency . This output is fed via the comparator 420 to the pulse trailing edge detector 26 , which outputs a pulse with a predetermined width. Otherwise, the device in this embodiment corresponds to that shown in FIG. 1. The invention has been shown and explained above with reference to preferred exemplary embodiments. Of course, however, the invention is not restricted to this and changes and modifications can be made without leaving the scope of protection.

Claims

1. Device for regulating the ignition point in an internal combustion engine, characterized by :

a. combustion condition detection means ( 12 ) disposed near each combustion chamber of an internal combustion engine to detect the combustion condition in the combustion chamber,
b. a pulse generating device ( 20 ) at which the output of the detection device ( 12 ) is present as an input and outputs the pulses when the pressure in the combustion chamber becomes maximum and when knocking occurs,
c. a crank angle detection device ( 32 ) which is arranged in the vicinity of a rotating part of the internal combustion engine ( 10 ) in order to detect the angular position of a crankshaft of the internal combustion engine ( 10 ),
d. an ignition timing determination device ( 30 ) to which the outputs of the pulse generation device ( 20 ) and the crankshaft detection device ( 32 ) are fed and which determines the ignition timing ( R ig ) of the internal combustion engine ( 10 ), and
e. Ignition devices ( 40 ) to which the output of the ignition timing determination device ( 30 ) is fed and which ignite a fuel and air mixture in the combustion chamber,

wherein the timing determining means ( 30 ) decides the pulses ( 10 ) generated by the pulse generating means ( 20 ) and when the number of the counted pulses exceeds a predetermined value, that knocking has occurred and retards the ignition timing ( R ig ) and if the number of counted pulses does not exceed the predetermined value, the maximum cylinder pressure angle ( R pmax ) from the angular position ( R ) at which the pulse was detected, the deviation ( d R ) of the maximum cylinder pressure angle ( R pmax ) from one Target angle ( R po ) is determined and an ignition timing ( R ig ) for canceling the deviation ( d R ) is determined.

2. Device for controlling the ignition timing in an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the deviation ( d R ) is eliminated in increments, the size of which can change.

3. Device for controlling the ignition timing in an internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the increment is large if the deviation ( d R ) is large and that it is small if the deviation ( d R ) is small.

4. Device for controlling the ignition timing of an internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ignition timing ( R ig ) is determined separately for each cylinder.