DE3910029A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung des zuendzeitpunkts einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vor­ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 2.

Eine bekannte Einrichtung zur Regelung des Zündzeitpunkts einer Brenn­ kraftmaschine wird in der am 25. Dezember 1987 veröffentlichten japani­ schen Patentanmeldung (1. Veröffentlichung) 62-2 98 661 beschrieben.

Bei dieser bekannten Zündeinrichtung wird bei jedem Zündvorgang durch einen Klopfsensor abgetastet, ob Motorklopfen auftritt. Wenn Motorklopfen auftritt, wird in einem geschlossenen Regelkreis der Zündzeitpunkt verän­ dert, indem eine Korrekturgröße für den Zündzeitpunkt bei jedem Zündvor­ gang um einen bestimmten Betrag, beispielsweise um eine Kurbelwinkelein­ heit (1°) erhöht wird. Wenn kein Motorklopfen auftritt, wird die Korrektur­ größe um einen vorgegebenen Betrag, beispielsweise um einen Kurbelwinkel von 1° verringert. Zur Bestimmung des Zündzeitpunkts wird die Korrektur­ größe zu einem Basiswert für den Zündzeitpunkt addiert, der in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine aus einer Tabelle abgelesen wurde. Auf diese Weise wird der Zündzeitpunkt in einem geschlossenen Regelkreis geregelt.

In dem US-Patent 46 60 535 und in der japanischen Patentanmeldung (1. Veröffentlichung) 58-82 074 sowie in der japanischen Patentanmeldung (1. Veröffentlichung) 62-96 779 werden Beispiele anderer Zündsysteme beschrieben, bei denen das sogenannte MBT-Verfahren angwandt wird. Bei diesem Verfahren wird der Zündzeitpunkt auf eine minimale Zündvorverstel­ lung, d. h., auf den sogenannten MBT-Punkt geregelt, bei dem sich ein maxi­ males Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine ergibt. Die Bezeichnung "MBT" steht für "Minimum Advance for a Best Torque". Bei diesem Verfahren wird der Verbrennungsdruck im Brennraum der Zylinder der Brennkraftma­ schine gemessen, und als Rückkopplungssignal für die Regelung des Zünd­ zeitpunkts dient der Kurbelwinkel, bei dem der Verbrennungsdruck seinen Maximalwert erreicht.

Das MBT-Regelverfahren basiert auf einer Eigenschaft der Brennkraftmaschi­ ne, wonach das Drehmoment maximal wird, wenn der Zündzeitpunkt so ge­ wählt ist, daß der Verbrennungsdruck seinen Scheitelwert bei einem be­ stimmten Kurbelwinkel erreicht, der etwa 15° hinter dem oberen Totpunkt liegt (ATDC 15).

Wenn der Verbrennungsdruck beispielsweise mit Hilfe eines auf den Innen­ druck in einem Zylinder der Brennkraftmaschine ansprechenden Sensors ge­ messen wird, so wird der Zündzeitpunkt so geregelt, daß der Verbrennungs­ druck seinen Spitzenwert in der Nähe des Punktes ATDC 15 erreicht. In die­ sem Fall wird die erforderliche Korrekturgröße für den Zündzeitpunkt an­ hand der Abweichung zwischen dem gemessenen Kurbelwinkel, der dem Ma­ ximalwert des Verbrennungsdruckes entspricht, und einem vorgegebenen Kurbelwinkel (der annähernd dem Punkt ATDC 15 entspricht) berechnet, und die Korrekturgröße wird zu dem Basiswert für den Zündzeitpunkt ad­ diert.

Bei diesem herkömmlichen Verfahren kann eine Korrektur sowohl in Rich­ tung Frühzündung als auch in Richtung Spätzündung erfolgen. Wenn jedoch der Zündzeitpunkt im Rahmen dieser Regelung unbegrenzt in Richtung Früh­ zündung verstellt wird, tritt bereits bevor das eigentliche Motorklopfen auf­ tritt eine erhebliche Zunahme des Verbrennungsgeräusches auf. Aus diesem Grund wird die Zündvorverstellung durch einen geeignet gewählten Grenz­ wert beschränkt, so daß die Vorverstellung des Zündzeitpunkts gegenüber dem Basiswert im Rahmen der MBT-Regelung nicht über den Grenzwert hin­ ausgeht.

Da jedoch für den jeweiligen Satz von Parametern, die die Betriebsbedingun­ gen der Brennkraftmaschine kennzeichnen und den Basiswert für den Zünd­ zeitpunkt bestimmen, der Grenzwert für die Zündvorverstellung unverändert festliegt, wird der Grenzwert für die jeweilige Brennkraftmaschine oft relativ klein, d. h., relativ weit in Richtung Spätzündung gewählt, damit das übermä­ ßig hohe Verbrennungsgeräusch zuverlässig vermieden wird. In diesem Fall kann jedoch oft keine optimale Regelung im Sinne eines maximalen Drehmo­ ments und eines minimalen Kraftstoffverbrauchs mehr ausgeführt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Zündzeitpunkts anzugeben, bei dem einerseits ein unangenehm lautes Verbrennungsgeräusch vermieden wird, andererseits jedoch der Regelbereich hinreichend groß ist, so daß ein optimales Aus­ gangsdrehmoment der Brennkraftmaschine und ein geringer Kraftstoffver­ brauch erreicht werden.

Die erfindungsgemäßen Lösungen dieser Aufgabe sind in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 2 angegeben.

Gemäß der Erfindung wird der Bereich zulässiger Werte für die Korrektur­ größe, die die Korrektur des Zündzeitpunkts in bezug auf den Basiswert an­ gibt, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert. Insbesondere wird der auf der Frühzündungs-Seite gelegene Grenzwert des Wertebereichs geschwindigkeitsabhängig verändert. Bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit wird nur eine Veränderung der Korrekturgröße innerhalb enger Grenzen zu­ gelassen, da sich bei niedrigen Geschwindigkeiten das laute Verbrennungsge­ räusch besonders unangenehm bemerkbar macht, so daß in diesem Fall die Unterdrückung des Verbrennungsgeräusches Vorrang hat. Bei höheren Fahr­ zeuggeschwindigkeiten ist dagegen das Verbrennungsgeräusch weniger stö­ rend. Deshalb wird im Bereich höherer Fahrzeuggeschwindigkeiten eine grö­ ßere Abweichung des Zündzeitpunkts von dem Basiswert, insbesondere in Richtung Frühzündung, zugelassen, so daß eine im Hinblick auf Drehmoment und Kraftstoffverbrauch optimale Regelung ermöglicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 und 3 Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vor­ richtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Einstellung eines Grenzwertes für die Zündvorverstellung in der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines die Merkmale der Erfindung auf­ weisenden MBT-Regelverfahrens und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Verbrennungsdruck und dem Kurbelwinkel.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Re­ gelung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine dargestellt.

Die Brennkraftmaschine 11 weist ein Kraftstoff-Einspritzventil 12 und Zünd­ kerzen 13 auf. Ein Luftmengenmesser 14 mißt die in die Brennkraftmaschine 11 angesaugte Luftmenge. Sensoren 15, die auf den Innendruck in den Zylin­ dern der Brennkraftmaschine ansprechen, messen den Verbrennungsdruck der Brennkraftmaschine 11. Der Aufbau der in den Brennkammern der Zylin­ der der Brennkraftmaschine angeordneten Sensoren 15 wird beispielsweise in dem US-Patent 46 60 535 beschrieben.

Der auf den Zylinder-Innendruck ansprechende Sensor 15 weist ein piezo­ elektrisches Element auf, ist als Unterlegscheibe ausgebildet, die den Umfang der Zündkerze 13 des zugehörigen Zylinders umgibt.

Jeder der Sensoren 15 erfaßt den Verbrennungsdruck in dem zugeordneten Zylinder und bildet einen Klopfsensor, mit dem ermittelt wird, ob Motor­ klopfen vorliegt oder nicht.

Wahlweise kann auch ein Klopfsensor verwendet werden, der den Klopfzu­ stand der Brennkraftmaschine anhand der vom Zylinderblock der Brenn­ kraftmaschine ausgehenden Schwingungen oder Erschütterungen ermittelt. (In diesem Zusammenhang wird auf die am 25. Dezember 1987 veröffentlich­ te japanische Patentanmeldung (1. Veröffentlichung) 62-2 98 661 hinge­ wiesen.)

An einem Verteiler 16 ist ein Kurbelwinkelsensor 17 angeordnet. Eine Zünd­ einrichtung 19 dient zur Unterbrechung des durch eine Zündspule 18 flie­ ßenden Primärstromes. Der Kurbelwinkelsensor 17 liefert ein Impulssignal, beispielsweise jeweils einen Signalimpuls für einen Drehwinkel von 1°, und außerdem für jeden Zylinder einen weiteren Signalimpuls, wenn während des Kompressionshubes eine vorgegebene Position vor dem oberen Totpunkt erreicht wird. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 20 mißt die Geschwin­ digkeit des Fahrzeugs anhand der Drehzahl einer Ausgangswelle in dem Ge­ triebe des Fahrzeugs.

Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird ermittelt anhand einer Beziehung zwi­ schen der Maschinendrehzahl und der Getriebeposition.

Eine Steuereinheit 21 enthält einen Mikrocomputer zur Steuerung der über das Einspritzventil bzw. die Einspritzventile 12 eingespritzten Brennstoff­ menge und zur Regelung der Zündzeitpunkte der Zündkerzen 13. Die Steuer­ einheit 21 nimmt die Signale der obengenannten Sensoren auf.

Die Steuereinheit 21 führt Rechen- und Verarbeitungsprozesse entsprechend einem vorgegebenen Programm aus und liefert Steuersignale an die Ein­ spritzventile 12 und die Zündeinrichtung 19.

Fig. 2 und 3 veranschaulichen Unterprogramme zur Steuerung des Zünd­ zeitpunkts, die in der Steuereinheit 21 ausgeführt werden.

Fig. 2 zeigt ein Unterprogramm zur Einstellung eines Basiswertes ADVO für den Zündzeitpunkt, eines Grenzwertes LA für die Verstellung des Zündwin­ kels in Richtung Frühzündung und eines Grenzwertes LR für die Verstellung des Zündwinkels in Richtung Spätzündung in Abhängigkeit von dem jeweili­ gen Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Dieses Unterprogramm wird periodisch in bestimmten Zeit- oder Kurbelwinkelintervallen abgearbeitet.

In Schritt 1 in Fig. 2 wird der Basiswert ADVO für den Zündzeitpunkt be­ stimmt.

Der Basiswert ADVO wird in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszu­ stand der Brennkraftmaschine, beispielsweise in Abhängigkeit von der Ma­ schinendrehzahl und -last (z. B. Basis-Kraftstoffeinspritzmenge T _p ) aus einer gespeicherten Tabelle abgelesen.

Ein Beispiel einer solchen Tabelle für den Basiswert des Zündzeitpunkts wird in dem US-Patent 46 60 535 angegeben.

In Schritt 2 liest die Steuereinheit 21 den augenblicklichen Wert der Fahr­ zeuggeschwindigkeit V und vergleicht diesen mit einem vorgegebenen Ge­ schwindigkeitswert V₀.

Falls in Schritt 2 gilt V<V₀, so werden anschließend die Schritte 3 und 4 ausgeführt, in denen die Steuereinheit 21 aus Datentabellen, die für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten gelten, einen Grenzwert LA ₁ für die Verstellung des Zündwinkels in Richtung Frühzündung und einen Grenzwert LR ₁ für die Verstellung des Zündwinkels in Richtung Spätzündung liest.

In Schritten 5 und 6 werden den aktuell einzustellenden Grenzwerten LA und LR die aus den Datentabellen für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten ge­ lesenen Werte LA ₁ und LR ₁ zugewiesen.

Beim Aufsuchen der Grenzwerte LA ₁ und LR ₁ in den obengenannten Daten­ tabellen werden die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast als Parameter berücksichtigt.

In den für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten geltenden Datentabellen wei­ sen die für die verschiedenen Parameterkombinationen gespeicherten Gren­ zwerte LA ₁ und LR ₁ generell verhältnismäßig kleine, d. h. einem relativ spä­ ten Zündzeitpunkt entsprechende Werte auf.

Wenn dagegen in Schritt 2 die Bedingung V<V ₀ gilt, d. h., wenn die tatsäch­ liche Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist als der vorgegebene Geschwindig­ keitswert V ₀, so werden im Anschluß an Schritt 2 die Schritte 7 und 8 aus­ geführt, in denen die Steuereinheit 21 Grenzwerte LA ₂ und LR ₂ für die Ver­ stellung des Zündwinkels in Richtung Frühzündung bzw. Spätzündung aus Da­ tentabellen liest, die für hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten gelten. In den Schritten 9 und 10 werden dann den aktuell einzustellenden Grenzwerten LA und LR die aus den Tabellen gelesenen Werte LA ₂ und LR ₂ zugewiesen.

Auch die in den für hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten geltenden Tabellen ge­ speicherten Grenzwerte LA ₂ und LR ₂ sind von den Parametern und Maschi­ nendrehzahl und Maschinenlast abhängig. Insbesondere die Grenzwerte für die Zündverstellung in Richtung Frühzündung weisen in diesen Tabellen je­ doch generell relativ hohe Werte auf, d. h., die Grenzwerte für die Verstellung des Zündwinkels in Richtung Frühzündung sind relativ groß im Verhältnis zu den Werten für die Verstellung in Richtung Spätzündung.

Fig. 3 zeigt ein Unterprogramm zur Regelung des Zündzeitpunkts.

Das in Fig. 3 gezeigte Unterprogramm wird für jeden Zylinder der Brenn­ kraftmaschine synchron mit dem Kurbelwinkel abgearbeitet.

In Schritt 11 liest die Steuereinheit 21 ein Klopfsignal KN, das aus dem Aus­ gangssignal des Verbrennungsdruck-Sensors für den betreffenden Zylinder abgeleitet wird.

Das Klopfsignal KN wird nach Verarbeitung des Ausgangssignals eines der Verbrennungsdruck-Sensoren 15 in Schritt 11 erzeugt.

Der Wert des Klopfsignals KN gibt die Stärke des gemessenen Motorklopfens an. Beispiele für Verfahren zur Verarbeitung oder Erzeugung des Klopfsignals KN werden in den US-Patenten 46 60 535 und 46 40 249 beschrieben.

In Schritt 12 vergleicht die Steuereinheit 21 das Klopfsignal KN mit einem Schwellenwert SL, der zuvor in einem nicht gezeigten anderen Unterpro­ gramm in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl eingestellt wurde. Die Steuereinheit 21 ermittelt somit, ob zur Zeit des vorangegangenen Verbren­ nungszyklus ein Motorklopfen mit einer Stärke oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes aufgetreten ist.

Wenn in Schritt 12 festgestellt wird, daß das Klopfsignal KN den Schwellen­ wert SL überschreitet, so wird anschließend in Schritt 13 eine Korrekturgrö­ ße FB in Richtung Spätzündung verändert. In Fig. 3 ist mit FB′ der vorher­ ige Wert der Korrekturgröße und mit r ein Korrekturwert bezeichnet, der die Verstellung des Zündwinkels in Richtung Spätzündung pro Zündvorgang angibt.

Wenn die Korrekturgröße FB einen großen Wert annimmt, so bedeutet dies, daß die Zündvorverstellung ADV einen großen Wert annimmt, d. h., die Zün­ dung wird in Richtung Frühzündung verstellt. Wenn in Schritt 12 das Klopf­ signal KN unterhalb des Schwellenwertes SL liegt, so wird im Anschluß an Schritt 12 der Schritt 14 ausgeführt, in welchem die Korrekturgröße FB er­ höht wird. Der Winkel, um den die Zündung in Schritt 14 bei jedem Zündvor­ gang in Richtung Frühzündung verstellt wird, ist in Fig. 3 mit a bezeichnet.

In Schritten 15 und 16 vergleicht die Steuereinheit 29 die Korrekturgröße FB mit den Grenzwerten LA und LR, die in dem zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Unterprogramm bestimmt wurden. Wenn die Korrek­ turgröße FB über dem Grenzwert LA für die Zündverstellung in Richtung Frühzündung liegt, so wird die Korrekturgröße FB im Anschluß an den Schritt 15 in Schritt 17 auf den Wert LA eingestellt. Wenn die Korrekturgrö­ ße FB unter dem Grenzwert LR für die Zündverstellung in Richtung Spätzün­ dung liegt, so wird im Anschluß an Schritt 16 der Schritt 18 ausgeführt, in welchem die Korrekturgröße FB auf den Wert LR eingestellt wird.

Schließlich wird in Schritt 19 die Korrekturgröße FB zu dem Basiswert ADVO addiert und auf diese Weise der Zündzeitpunkt ADV, d. h., die Zündvorverstel­ lung in bezug auf den oberen Totpunkt für den betreffenden Zylinder be­ stimmt.

In Schritt 20 wird der Zündzeitpunkt ADV von der Steuereinheit 21 ausgege­ ben.

Wenn ein über dem Schwellenwert SL liegendes Klopfen bei der Beschleuni­ ung weiterhin auftritt, so wird der Wert der Korrekturgröße FB allmählich verringert. Folglich wird der Zündzeitpunkt ADV allmählich zurückgenom­ men. Wenn sich das über dem Schwellenwert SL liegende Klopfen nicht fort­ setzt, wird die Größe FB allmählich erhöht und der Zündzeitpunkt ADV wird allmählich vorgerückt.

Der Wert der Korrekturgröße FB wird innerhalb eines Bereichs zwischen den Grenzwerten LA und LR gehalten, so daß der Zündwinkel nur innerhalb die­ ser Grenzen von dem Basiswert abweichen kann.

Aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Datentabellen für die Grenzwer­ te LA und LR in verschiedenen Bereichen der Fahrzeuggeschwindigkeit sind die Grenzwerte LA und LR bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit verhältnis­ mäßig klein undbei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit verhältnismäßig groß. Bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit wird somit eine übermäßige Vorver­ stellung des Zündwinkels vermieden, da unter diesen Bedingungen die Un­ terdrückung des Verbrennungsgeräusches Vorrang hat. Bei hohen Fahrzeug­ geschwindigkeiten, wo das Verbrennungsgeräusch kein Problem darstellt und eine hohe Leistung und ein niedriger Kraftstoffverbrauch die höhere Priorität haben, wird dagegen eine ausreichende Vorverstellung des Zündzeitpunkts ermöglicht.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Grenz­ werte LA und LR für die Korrekturgröße FB in Abhängigkeit von der Fahr­ zeuggeschwindigkeit aus zwei verschiedenen Sätzen von Datentabellen ausge­ wählt.

Es ist jedoch auch möglich, die Grenzwerte LA und LR kontinuierlich in Ab­ hängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verändern, wie in dem Fluß­ diagramm in Fig. 4 veranschaulicht wird.

In Schritt 21 sucht die Steuereinheit 21 den Basiswert ADVO für den Zünd­ zeitpunkt in einer entsprechenden Basiswert-Tabelle auf. Danach werden in Schritten 22 und 23 durch die Steuereinheit 21 die Grenzwerte LA ₁ und LR ₁ für eine niedrige Bezugs-Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Diese Grenz­ werte werden auf der Grundlage einer vorgegebenen Funktionsbeziehung be­ rechnet, wobei die Ansaugluftmenge und die Maschinendrehzahl als Parame­ ter berücksichtigt werden. In Schritt 24 berechnet die Steuereinheit 21 ein­ en Korrekturkoeffizienten K auf der Grundlage der Ansaugluftmenge und der Maschinendrehzahl.

In Schritt 25 berechnet die Steuereinheit 21 die Differenz Δ V zwischen der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem vorgegebenen Fahr­ zeuggeschwindigkeitswert V ₀. Danach wird durch die Steuereinheit 21 ent­ schieden, ob die Geschwindigkeitsdifferenz Δ V kleiner ist als 0.

Wenn die Geschwindigkeitsdifferenz Δ V kleiner als 0 ist, d. h., wenn die tat­ sächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist als der vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitswert V ₀, so werden im Anschluß an Schritt 26 die Schritte 27 und 28 ausgeführt, in denen den einzustellenden Grenzwerten LA und LR für die Verstellung des Zündwinkels in Richtung Frühzündung und in Richtung Spätzündung unmittelbar die Bezugs-Grenzwerte LA ₁ und LR ₁ zuge­ wiesen werden. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz Δ V größer ist als 0, d. h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V über dem vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitswert V ₀ liegt, so werden im Anschluß an Schritt 26 die Schritte 29 und 30 ausgeführt, in denen die Grenzwerte in Abhängig­ keit von der Geschwindigkeitsdifferenz Δ V verändert werden. Beispielsweise werden die einzustellenden Grenzwerte LA und LR gebildet, indem zu den Bezugs-Grenzwerten LA ₁ und LR ₁ jeweils das Produkt aus dem Korrekturko­ effizienten K und der Geschwindigkeitsdifferenz Δ V addiert wird. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit V nehmen somit auch die Grenzwerte LA und LR hohe Werte an.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Anwendung der Erfindung bei einem sogenannten MBT-Regelverfahren veranschaulicht. Die Vorrichtung zur Durchführung des MBT-Verfahrens zur Regelung des Zündzeitpunkts ent­ spricht im wesentlichen der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Einzelheiten des MBT-Regelverfahrens werden in dem US-Patent 46 40 249 beschrieben.

In Schritt 31 ermittelt die Steuereinheit 21 einen Maximaldruck-Kurbelwin­ kel R _pmax , bei dem der Verbrennungsdruck in dem betreffenden Zylinder der Brennkraftmaschine seinen Spitzenwert erreicht.

Die Aufnahme und Auswertung des Verbrennungsdrucksignals des im Brenn­ raum des Zylinders angeordneten Sensors 15 wird beispielsweise in dem US- Patent 46 40 249 beschrieben.

Wenn der Nähe des Maximaldruck-Kurbelwinkels R _pmax in der Nähe des Punktes ADTC 15 (15° hinter dem oberen Totpunkt) liegt, so liegt der Zünd­ zeitpunkt im wesentlichen am MBT-Punkt.

In Schritt 32 wird die Differenz ΔR zwischen dem Maximaldruck-Kurbelwin­ kel R _pmax und einem vorgegebenen Kurbelwinkel R ₀ (der beispielsweise dem Punkt ADTC 15 entspricht) ermittelt. In Schritt 44 berechnet die Steu­ ereinheit 21 die Korrekturgröße FB in Abhängigkeit von der Differenz ΔR. In der in Fig. 5 in Schritt 33 angegebenen Formel bezeichnet FB′ den vorher­ igen Wert der Korrekturgröße und C einen vorgegebenen Koeffizienten.

In den Schritten 34 bis 39 wird die Korrekturgröße FB in gleicher Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 auf den Be­ reich zwischen den Grenzwerten LA und LR beschränkt. Die in dieser Weise beschränkte Korrekturgröße FB wird dann zur Bestimmung des endgültigen Zündzeitpunkts ADV verwendet.

Die Grenzwerte LA und LR können wie bei den zuvor beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen gemäß Fig. 2 oder Fig. 4 eingestellt werden.

Obgleich bei dem Verfahren gemäß Fig. 5 die Korrekturgröße FB so verän­ dert wird, daß der Maximaldruck-Kurbelwinkel R _pmax auf den vorgegebenen Wert R ₀ eingeregelt wird, ist die Korrekturgröße auf den Bereich zwischen den Grenzwerten LA und LR begrenzt, die in Abhängigkeit von der Fahrzeug­ geschwindigkeit V eingestellt sind. Auf diese Weise werden bei niedriger Fahrgeschwindigkeit extreme Zündzeitpunktwerte vermieden, während an­ dererseits bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit eine ausreichende Vorverstel­ lung des Zündwinkels möglich ist.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist die Erfindung sowohl bei Zündzeitpunkt-Regelsystemen anwendbar, bei denen auf die Klopfgrenze ge­ regelt wird, als auch bei MBT-Regelsystemen, bei denen auf einen optimalen Zeitpunkt für den Spitzenwert des Verbrennungsdruckes geregelt wird.

In jedem Fall wird durch die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Grenzwerte für die Verstellung des Zündwinkels sichergestellt, daß einerseits bei niedri­ ger Geschwindigkeit, beispielsweise im Leerlauf ein unangenehmes Verbren­ nungsgeräusch vermieden wird, während andererseits bei hoher Fahrzeugge­ schwindigkeit, bei der das Verbrennungsgeräusch nicht störend ist, ein ho­ hes Ausgangsdrehmoment und ein geringer Kraftstoffverbrauch erreicht wird.

Claims (16)

1. Verfahren zur Regelung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine, bei dem man

• - Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine abtastet,
• - einen Basiswert (ADVO) für den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von den abgetasteten Betriebsbedingungen bestimmt,
• - überprüft, ob Motorklopfen auftritt, und/oder mißt, bei welchem Kurbel­ winkel der Verbrennungsdruck seinen Maximalwert erreicht,
• - anhand des Ergebnisses der Überprüfung oder Messung einer Korrektur­ größe (FB) für den Zündzeitpunkt berechnet, wobei der Bereich möglicher Werte der Korrekturgröße zumindest in Richtung Frühzündung durch einen Grenzwert (LA) beschränkt ist, und
• - den Zündzeitpunkt bestimmt, indem man die Korrekturgröße (FB) zu dem Basiswert (ADVO) addiert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit gemessen und der Grenzwert (LA) für die Korrekturgröße (FB) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit

• - Fühleinrichtungen (14, 17) zur Erfassung von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine,
• - eine Abtasteinrichtung (15) zur Feststellung von Motorklopfen und/oder zur Feststellung des Kurbelwinkels, bei dem der Verbrennungsdruck seinen Maximalwert erreicht, und
• - einer Steuereinrichtung (21) zur Bestimmung eines Basiswertes (ADVO) für den Zündzeitpunkt anhand der durch die Fühleinrichtungen erfaßten Be­ triebsbedingungen, zur Berechnung einer Korrekturgröße (FB) für den Zünd­ zeitpunkt anhand des Ausgangssignals oder der Ausgangssignale der Abtast­ einrichtung (13) und zur Bestimmung des Zündzeitpunkts durch Addition des Basiswertes (ADVO) und der Korrekturgröße (FB),

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) das Signal ei­ nes Fahrzeuggeschwindigkeitssensors (20) aufnimmt und einen Grenzwert (LA), der den Bereich zulässiger Werte für die Korrekturgröße (FB) in Rich­ tung Frühzündung beschränkt, in Abhängigkeit von der gemessenen Fahr­ zeuggeschwindigkeit festlegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein­ richtung zum Vergleich der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) mit einem vorgege­ benen Bezugswert (V ₀) vorgesehen ist und daß die Steuereinrichtung (21) den Grenzwert (LA) in Richtung Spätzündung verschiebt, wenn die Fahrzeug­ geschwindigkeit kleiner als der Bezugswert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Vergleich der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) mit einem vor­ gegebenen Bezugswert (V ₀) vorgesehen ist und daß die Steuereinheit (21) den Grenzwert (LA) in Richtung Frühzündung verschiebt, wenn die Fahrzeug­ geschwindigkeit größer als der Bezugswert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung die Korrekturgröße (FB) gegenüber dem vorherigen Wert (FB′) um einen vorgegebenen Betrag (r) in Richtung Spätzündung verändert, wenn Motorklopfen festgestellt wird, und daß die Korrekturgröße auf einem von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängigen Grenzwert (LR) festgehalten wird, wenn die Korrekturgröße diesen Gren­ zwert erreicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) die Korrekturgröße (FB) gegenüber dem vorherigen Wert (FB′) um einen vorgegebenen Betrag (a) in Richtung Frühzündung ver­ stellt, wenn kein Motorklopfen vorliegt, und daß die Korrekturgröße (FB) auf dem frühzündungsseitigen Grenzwert (LA) festgehalten wird, wenn die diesen Grenzwert erreicht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch Speichereinrichtungen, in denen für unterschiedliche Fahrzeugge­ schwindigkeitsbereiche gültige Datentabellen gespeichert sind, die jeweils die Grenzwerte (LA, LR) in Abhängigkeit von den die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Parametern angeben.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) den Grenzwert oder die Gren­ zwerte kontinuierlich in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit vari­ iert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert in Richtung Frühzündung erhöht wird, wenn die Fahrzeugge­ schwindigkeit zunimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) die Korrekturgröße (FB) in Abhängigkeit von der Dif­ ferenz (ΔR) zwischen dem Kurbelwinkel (R _pmax ), bei dem der Verbrennungs­ druck seinen Maximalwert erreicht, und einem vorgegebenen Kurbelwinkel (R ₀) berechnet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtng (21) die Korrekturgröße (FB) nach folgender Gleichung be­ rechnet: FB = FB′ + C × ΔR,wobei FB′ der vorherige Wert der Korrekturgröße, C eine Konstante und ΔR die Differenz zwischen den Kurbelwinkeln ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtungen einen Drehzahlsensor (17) zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und einen Sensor zur Erfassung der Brennstoff-Ein­ spritzmenge aufweisen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung mehrere Drucksensoren (15) zur Erfassung des Verbren­ nungsdruckes in den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, gekennzeichnet durch eine Zündeinrichtung (19), die ein Ausgangssignal der Steuereinheit (21) aufnimmt, und die Zündung in jedem einzelnen Zylinder der Brennkraft­ maschine zu dem für den betreffenden Zylinder bestimmten Zündzeitpunkt bewirkt.