DE3937222C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klopfunterdrückung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.
Insbesondere dreht es sich um eine Vorrichtung zur Klopfunter­ drückung, welche Klopfen unter Verwendung nur eines einzigen Klopfsensors feststellen kann.
Eine Vorrichtung zur Klopfunterdrückung soll Klopfen einer Brennkraftmaschine verhindern. Klopfen kann durch Einstellen des Drucks im Ansaugkrümmer oder der Kraftstoffversorgung, im allgemeinen aber durch Einstellung des Zündzeitpunktes der Maschine unterdrückt bzw. verhindert werden. Eine typische Vorrichtung zur Klopfunterdrückung umfaßt einen Klopfsensor in Form eines Beschleunigungssensors. Der Klopfsensor stellt Maschinenbeschleunigungen aufgrund von Klopfen fest und erzeugt ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal. Eine Signal­ verarbeitungsschaltung identifiziert die Signale, die durch Klopfen hervorgerufen werden, im Ausgangssignal des Klopfsen­ sors. Wenn Klopfen festgestellt wird, so wird die Zündung der Maschine so gesteuert, daß der Zündzeitpunkt so weit zurück­ genommen wird, daß kein Klopfen mehr auftritt.
Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zur Klopfunterdrückung sind mehrere Klopfsensoren direkt am Zylinderblock einer Ma­ schine montiert. Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Zylin­ derblock einer herkömmlichen V-6-Maschine, die mit einer Vor­ richtung zur Klopfunterdrückung ausgestattet ist. Die Bezugs­ ziffern 11-16 bezeichnen Zylinder Nr. 1 bis Nr. 6 der Ma­ schine. Der erste bis vierte Klopfsensor 17-20 (jeweils Be­ schleunigungssensoren) sind direkt am Zylinderblock 1 an vier Befestigungsstellen 17a-20a an der Innenfläche des Zylinder­ blocks 1 bei den zwei Zylinderreihen angebracht. Jede Montage­ stelle 17a-20a liegt etwa in der Mitte zwischen zwei anein­ andergrenzenden Zylindern der Maschine.
Fig. 2 zeigt das Signal-/Rausch-Verhältnis (S/N) eines jeden Klopfsensors für jeden Zylinder der Maschine. Das Signal-/ Rausch-Verhältnis ist das Verhältnis des Ausgangspegels des Klopfsensors, wenn Klopfen in einem der Zylinder auftritt, zu dem Pegel des Ausgangs, wenn kein Klopfen auftritt. Es ist nun ein Signal-/Rausch-Verhältnis oberhalb eines bestimmten Pegels notwendig, um Klopfen genau feststellen zu können. Je höher das Verhältnis desto besser. Die "nahe Reihe" ist die Zylin­ derreihe, an welcher der Klopfsensor montiert ist. Die "ent­ fernte Reihe" ist die gegenüberliegende Reihe von Zylindern. Jeder Klopfsensor hat ein gutes S/N-Verhältnis hinsichtlich des Klopfens von Zylindern der entfernten Reihe. Beispielswei­ se ist der erste Klopfsensor 17 empfindlich gegenüber einem Klopfen der Zylinder Nr. 1, Nr. 3 und Nr. 5, weist jedoch nur eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Klopfen der anderen drei Zylinder auf.
Nachdem jeder Klopfsensor eine individuelle Signalverarbeitungs­ schaltung braucht, um die Klopfsignale in seinem Ausgangssignal zu erkennen, sind die Kosten für eine herkömmliche Vorrichtung zur Klopfunterdrückung hoch. Die Kosten steigen weiter durch die Arbeitszeit an, die zur Anbringung der vier Klopfsensoren an der Maschine notwendig ist. Es ist darum äußerst wünschens­ wert, die Anzahl von verwendeten Klopfsensoren zu verringern.
Idealerweise würde eine Vorrichtung zur Klopfunterdrückung lediglich einen einzigen Klopfsensor benötigen. Mit dieser Vor­ gabe wurden viele Tests durchgeführt, um die beste Montage­ stelle für einen Klopfsensor an einer V-6-Maschine herauszu­ finden. Auch unter den besten Umständen jedoch hatte ein ein­ zelner Klopfsensor nur für fünf der sechs Zylinder ein hinrei­ chend hohes S/N-Verhältnis. Demzufolge muß man bei einer direk­ ten Montage eines Klopfsensors an einem Zylinderblock einer V-6-Maschine in herkömmlicher Weise mindestens zwei Klopfsen­ soren vorsehen, um für alle sechs Zylinder ein hinreichendes S/N-Verhältnis zu erzielen.
Das gleiche Problem wurde bei Vorrichtungen zur Klopfunter­ drückung an Sechszylinder-Reihenmaschinen festgestellt, die ebenfalls mehrere Klopfsensoren benötigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ein einzelner Klopfsensor verwendbar wird.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Klopfunterdrückungs­ vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß sie für V-Maschinen ebenso wie für Reihenmaschinen ver­ wendbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Klopfunterdrückung weist einen Klopfsensor auf, der an einer Klammer montiert ist. Die Klammer ist an der Maschine an mindestens zwei Stellen befestigt. Die Klammer übermittelt Maschinenvibrationen auf den Klopfsen­ sor, der dann ein Ausgangssignal entsprechend den Vibrationen erzeugt. Klopfunterdrückungseinrichtungen identifizieren durch Klopfen entstandene Signale im Ausgangssignal des Klopfsensors. Wenn Klopfsignale identifiziert werden, steuert die Klopfunter­ drückungseinrichtung den Maschinenbetrieb in einer bestimmten Weise, um das Klopfen zu unterdrücken.
Als Klopfunterdrückungseinrichtungen können verschiedene her­ kömmliche Klopfunterdrückungsschaltungen verwendet werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfassen die Klopf­ unterdrückungseinrichtungen eine Schaltung, welche den Strom einer Zündspule so steuert, daß der Zündzeitpunkt verzögert wird, wenn Klopfen auftritt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Klopfunterdrückungsschaltung eine solche, welche die Kraftstoffzuführung zur Brennkraftmaschine steuert, bei einer anderen Ausführungsform wird der Betrieb eines Kom­ pressors gesteuert, um den Druck im Einlaßkrümmer einzustel­ len, wenn Klopfen auftritt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird diese bei Sechszylinder-Maschinen verwendet. Bei anderen Ausführungsfor­ men der Erfindung findet diese bei Maschinen mit anderen Zylin­ derzahlen Anwendung.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungsbei­ spielen, die anhand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Zylinderblock einer V-6-Maschi­ ne, die mit einer herkömmlichen Vorrichtung zur Klopf­ unterdrückung ausgestattet ist;
Fig. 2a-2d grafische Darstellungen des Signal-/Rausch-Verhält­ nisses der Klopfsensoren aus Fig. 1 bezüglich aller Zylinder;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Zylinderblock einer V-6-Maschine, die mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klopfunterdrückungsvorrichtung aus­ gestattet ist;
Fig. 4 eine grafische Darstellung des Signal-/Rausch-Verhält­ nisses des Klopfsensors nach Fig. 3 für jeden Zylinder;
Fig. 5a-5c Draufsichten auf die Zylinderblöcke von V-6- Maschinen, die mit anderen Ausführungsformen der er­ findungsgemäßen Klopfunterdrückungsvorrichtung versehen sind;
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Zylinderblock einer Sechs­ zylinder-Reihenmaschine, die mit einer Klopfunter­ drückungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Klopfunter­ drückungsschaltung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 8 eine grafische Darstellung der Frequenzcharakteristik des Ausgangssignals eines Klopfsensors einer Klopf­ unterdrückungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Er­ findung;
Fig. 9 Verläufe der Ausgangssignale an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 7, wenn kein Klopfen auftritt; und
Fig. 10 Verläufe der Signale an verschiedenen Punkten der Schal­ tung nach Fig. 7, wenn Klopfen vorliegt.
Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zur Klopfunterdrückung unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Zylinderblock 1 einer V-6-Maschine, die mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klopfunter­ drückungsvorrichtung ausgestattet ist. Die Maschine weist sechs Zylinder 11-16 auf, die in zwei Reihen unterteilt sind. Eine plattenförmige Halteklammer 30 ist an den inneren Flächen des Zylinderblocks 1 mittels Bolzen 32 an vier Montagestellen 17a- 20a befestigt, die jeweils etwa in der Mitte zwischen zwei an­ einandergrenzenden Zylindern liegen. Die Montagestellen 17a- 20a sind dieselben Stellen, an denen Klopfsensoren 17-20 bei einer herkömmlichen Vorrichtung zur Klopfunterdrückung gemäß Fig. 1 montiert sind. Ein Klopfsensor 40 in Form eines Beschleu­ nigungssensors ist im wesentlichen im Zentrum der Klammer 30 angebracht. Maschinenbeschleunigungen werden vom Zylinderblock 1 über die Klammer 30 auf den Klopfsensor 40 übertragen. Der Klopfsensor 40 erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal entspre­ chend den Beschleunigungen, die er abtastet. Basierend auf dem Ausgangssignal des Klopfsensors 40 steuert eine Klopfunter­ drückungsschaltung den Zündzeitpunkt, um so das Klopfen zu unterdrücken.
Die Klammer 30 kann aus irgendeinem Material bestehen, welches Vibrationen gut überträgt und ist mit einer Festigkeit und Lang­ lebigkeit gefertigt, die den entsprechenden Bedingungen in der Nähe einer Brennkraftmaschine entsprechen. Typische Maschinen­ materialien, wie Gußeisen oder Aluminium, können verwendet wer­ den. Aluminium weist jedoch nur eine niedrige Steifigkeit auf und überträgt Vibrationen nicht besonders gut. Demzufolge ten­ dieren Aluminiumklammern zu einer Dämpfung von Maschinenvibra­ tionen, bevor diese den Klopfsensor 40 erreichen, was insbeson­ dere für höhere Frequenzen (über 10 kHz) gilt. Gußeisen ist Aluminium im Hinblick auf Steifigkeit, Bearbeitbarkeit, Kosten und Vibrationsübertragung überlegen. Darüber hinaus ermöglicht Gußeisen aufgrund seiner hohen Festigkeit eine weitere Band­ breite an Gestaltungsmöglichkeiten. Beispiele von Gußeisensor­ ten, die für eine solche Klammer Verwendung finden, umfassen FC25 und FCD50. Besonders FCD50 ist gut geeignet.
Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Klopfunterdrückungsschaltung, die im Zusammenhang mit der vor­ liegenden Erfindung verwendet werden kann. Wie in Abbildung gezeigt, wird das Ausgangssignal des Klopfsensors 40 einem Bandpaßfilter 41 zugeführt. Das Bandpaßfilter 41 läßt nur die­ jenigen Komponenten des Ausgangssignals des Klopfsensors 40 durch, welche in einem Frequenzband entsprechend dem Motor­ klopfen liegen. Diese Komponente wird einem Analoggatter 42 zugeführt, das an- und ausgeschaltet werden kann, um Rauschen zu unterdrücken, welches bei der Feststellung der Klopfsignale stört. Das Öffnen und Schließen des Analoggatters 42 wird von einer Gattersteuerung 43 durchgeführt. Der Ausgang des Analog­ gatters 42 wird einem Rauschpegelsensor 44 zugeführt, der ein Ausgangssignal in Form einer Gleichspannung erzeugt, die pro­ portional der mittleren Amplitude des gleichgerichteten Aus­ gangssignals des Analoggatters 42 ist.
Der Ausgang des Analoggatters 42 und der Ausgang des Rausch­ pegelsensors 44 werden einem Komparator 45 zugeführt, der Aus­ gangspulse dann erzeugt, wenn das Eingangssignal vom Analog­ gatter 42 höher als das Eingangssignal aus dem Rauschpegelsen­ sor 44 ist. Die Ausgangspulse aus dem Komparator 45 werden von einem Integrator 46 integriert, der ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Spannung der Maschinenklopfstärke entspricht.
Ein Signalgenerator 48 erzeugt Pulse mit einer Frequenz, die der Drehzahl der Maschine entspricht. Diese Pulse werden von einer Wellenformerschaltung 49 geformt und einem Phasenschie­ ber 47 zugeführt. Das Ausgangssignal des Integrators 46 wird ebenfalls dem Phasenschieber 47 zugeführt. Der Phasenschieber 47 erzeugt Ausgangspulse mit einer Phase, die zu der des Aus­ gangs der Wellenformerschaltung 49 um einen Betrag verschoben ist, welche der Amplitude des Ausgangssignals des Integrators 46 entspricht. Die Ausgangspulse des Phasenschiebers 47 betä­ tigen eine Schalteinrichtung 50, welche die Stromzuführung zu einer Zündspule 51 steuert.
Fig. 8 erläutert den Frequenzgang des Ausgangssignals des Klopfsensors 40. In der Abbildung bezeichnet die Kurve A den Frequenzgang des Ausgangssignals, wenn kein Klopfen vorliegt. Die Kurve B zeigt den Frequenzgang des Ausgangssignals, wenn Klopfen vorhanden ist. Zusätzlich zu einem Klopfsignal (also einem Signal, das durch Klopfen erzeugt wird) enthält das Aus­ gangssignal des Klopfsensors 40 verschiedene andere Rauschkom­ ponenten, z. B. solche aufgrund von mechanischen Geräuschen der Maschine, Zündrauschen und Rauschen aufgrund der Signal­ übertragungswege.
Wenn man die Kurve A und die Kurve B in Fig. 8 vergleicht, so ist festzustellen, daß das Klopfsignal eine besondere Frequenz­ charakteristik aufweist. Auch wenn die Frequenzverteilung des Klopfsignals unterschiedlich von Maschine zu Maschine ist und von Unterschieden hinsichtlich der Stelle abhängt, an welcher der Klopfsensor 40 montiert ist, besteht immer eine klare Dif­ ferenz in der Ausgangscharakteristik des Klopfsensors 40, wenn Klopfen auftritt zu dem Fall, in dem kein Klopfen auftritt.
Dadurch, daß man nur die Frequenzkomponente entsprechend dem Klopfsignal durchläßt, können Rauschen und andere Frequenzen unterdrückt und das Klopfsignal sehr wirksam detektiert werden.
Die Funktion der Klopfunterdrückungsschaltung nach Fig. 7 wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 9 und 10 erläutert, wel­ che Signalverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 7 zeigen. Fig. 9 zeigt den Fall, bei dem kein Klopfen auf­ tritt, während Fig. 10 den Fall erläutert, bei welchem die Maschine klopft. Wenn die Maschine läuft, so erzeugt der Sig­ nalgenerator 48 ein Signal in Übereinstimmung mit zuvor fest­ gelegten Zündzeitpunkts-Charakteristika. Dieses Signal wird zu einer Wellenformung in der Wellenformerschaltung 49 unterwor­ fen, so daß Pulse entstehen, die dem Phasenschieber 47 zuge­ führt werden. Die Pulse treiben die Schalteinrichtung 50 über den Phasenschieber 47 und schalten den Strom zur Zündspule 51 an und aus. Wenn der Strom zur Zündspule 51 ausgeschaltet wird, so erzeugt die Zündspule 51 eine Hochspannung, die nicht gezeig­ ten Zündkerzen der Maschine zugeführt wird.
Die Maschinenvibrationen, die beim Laufen der Maschine entste­ hen, werden vom Klopfsensor 40 abgetastet, der ein Ausgangs­ signal erzeugt, das in Fig. 9a gezeigt ist. Wenn die Maschine nicht klopft, so beinhaltet das Ausgangssignal des Klopfsen­ sors 40 keine Klopfkomponente aber solche Komponenten, die über mechanische Vibrationen oder über Zündrauschen erzeugt werden, welches dem Signalübertragungsweg zum Zündzeitpunkt F der Zylin­ der überlagert ist.
Dieses Signal wird durch ein Bandpaßfilter 41 geführt und ein wesentlicher Anteil der mechanischen Rauschkomponenten wird unterdrückt, wie dies in Fig. 9b gezeigt ist. Die Zündrausch­ komponente ist jedoch stark und weist einen hohen Pegel auch nach Durchlauf des Bandfilters 41 auf, wie dies mit den Spikes in Fig. 9b gezeigt ist.
Um nun zu verhindern, daß das Zündrauschen fehlerhafterweise als Klopfsignal interpretiert wird, wird das Analoggatter 42 für eine vorbestimmte Zeitdauer jedesmal dann geschlossen, wenn die Zylinder gezündet werden. Das Analoggatter 42 wird durch einen Puls (Fig. 9c) geschlossen, der von der Gattersteuerung 43 erzeugt wird, welche wiederum vom Ausgang des Phasenschie­ bers 47 getriggert wird. Dadurch wird das Zündrauschen ausge­ blendet. Demzufolge bleibt nur noch mechanisches Rauschen mit niedrigem Pegel am Ausgang des Analoggatters 42 übrig, wie dies mit der Kurve (i) in Fig. 9d gezeigt ist. Dieses Ausgangssig­ nal wird dem Rauschpegelsensor 44 und dem Komparator 45 zuge­ führt.
Der Rauschpegelsensor 44 antwortet auf Änderungen im Spitzen­ pegel des Ausgangssignals des Analoggatters 42. Er kann einer relativ graduellen Änderung im Spitzenwert normalen mechani­ schen Rauschens folgen und erzeugt ein Ausgangssignal mit einer Gleichspannung, die etwas höher ist als die Spitze des mechani­ schen Rauschens (Kurve (ii) in Fig. 9d). Dieses Ausgangssignal wird ebenfalls dem Komparator 45 zugeführt.
Der Komparator 45 erzeugt ein Ausgangssignal dann, wenn ein Eingangssignal aus dem Analoggatter 42 höher ist als das Ein­ gangssignal aus dem Rauschpegelsensor 44. Wie in Fig. 9d ge­ zeigt, wird dann, wenn kein Klopfen auftritt, das Ausgangssignal des Rauschpegelsensors 44 höher als der mittlere Spitzenwert des Ausgangssignals des Analoggatters 42, so daß (wie in Fig. 9e gezeigt) aus dem Komparator 45 kein Ausgangssignal kommt.
Der Integrator 46 integriert das Ausgangssignal aus dem Kompa­ rator 45. Wenn kein Klopfen auftritt, so ist das Ausgangssignal des Generators 46 Null, wie dies in Fig. 9f gezeigt ist.
Der Phasenschieber 47 schiebt die Phase des Eingangssignals aus der Wellenformerschaltung 49 (siehe Fig. 9g) in Überein­ stimmung mit der Spannung des Ausgangssignals des Integrators 46. Wenn kein Klopfen auftritt, so ist die Ausgangsspannung des Integrators 46 Null. Demzufolge erzeugt der Phasenschieber 47 keine Phasenverschiebung und das Ausgangssignal des Phasen­ schiebers 47 (Fig. 9h) liegt in Phase mit dem Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 49. Demzufolge läuft die Maschine mit dem zuvor festgelegten Bezugszündzeitpunkt.
Wenn jedoch Klopfen auftritt, so enthält das Ausgangssignal des Klopfsensors 40 ein Klopfsignal, das zum Zündzeitpunkt um einen bestimmten Betrag verschoben ist, wie dies in Fig. 10a gezeigt ist. Nachdem dieses Signal das Bandpaßfilter 41 und das Analog­ gatter 42 durchlaufen hat, umfaßt es mechanisches Rauschen, welchem das Klopfsignal überlagert ist, wie dies mit der Kurve (i) in Fig. 10d gezeigt ist.
Unter den Signalen, die durch das Analoggatter 42 laufen, hat das Klopfsignal einen besonders scharfen Anstieg, so daß die Antwort der Ausgangsspannung des Rauschpegelsensors 44 zum Klopfsignal verzögert ist. Daraus folgt ein Signalverlauf (siehe Fig. 10d (i)) aus dem Rauschpegelsensor 44, der dem Komparator 45 zugeführt wird. Der Komparator 45 erzeugt Ausgangspulse, wie sie in Fig. 10e gezeigt sind, entsprechend den Punkten, bei welchen der Pegel der Kurve (i) größer ist als der Pegel der Kurve (ii).
Der Integrator 46 integriert die Pulse aus dem Komparator 45 und erzeugt eine Spannung entsprechend der Klopfstärke, wie dies in Fig. 10f gezeigt ist. Dann erzeugt der Phasenschieber 47 ein Ausgangssignal (Fig. 10h), das zum Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 49 (Fig. 10h) um einen vorbestimmten Be­ trag verschoben ist, welcher der Ausgangsspannung des Integra­ tors 46 entspricht. Demzufolge wird der Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Betrag verzögert bzw. zurückgenommen, so daß das Klopfen unterdrückt wird.
Fig. 4 zeigt das Signalrauschverhältnis des Ausgangssignals des Klopfsensors 40 für jeden Zylinder. Nachdem die Vibrationen, welche der Klammer 30 an den vier Montagestellen 17a-20a kom­ biniert werden, ist das Signal-/Rausch-Verhältnis gegenüber ein­ zelnen Zylindern nicht besser als das Signal-/Rausch-Verhältnis der Klopfsensoren 17-20 der herkömmlichen Anordnung nach Fig. 1. Es besteht jedoch nur eine geringe Schwankungsbreite des Signal-/ Rausch-Verhältnisses unter den Zylindern, so daß ein hinreichen­ des Signal-/Rausch-Verhältnis für alle sechs Zylinder sicherge­ stellt werden kann. Demzufolge ist es durch Anwendung der vor­ liegenden Erfindung möglich, unter Verwendung lediglich eines einzigen Klopfsensors das Maschinenklopfen korrekt abzutasten. Dies führt zu einer wesentlichen Kostensenkung, da die Anzahl der Klopfsensoren und die Anzahl der Schaltungen, die zur Ver­ arbeitung der Ausgangssignale der Sensoren notwendig sind, je­ weils verringert werden kann.
Fig. 5a und 5b zeigen zwei weitere bevorzugte Ausführungsfor­ men der vorliegenden Erfindung. Bei diesen Ausführungsformen ist der Klopfsensor 40 an einer Klammer montiert, die am Zylin­ derblock 1 lediglich an zwei (anstelle von vier) Stellen be­ festigt ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5a ist eine Klammer 33 an einem Zylinderblock 1 an Montagestellen 17a und 20a montiert. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5b ist die Klammer 34 am Zylinderblock 1 an Montagestellen 18a und 19a montiert. Die Wahl der Montagestellen hängt davon ab, welche Stellen am empfindlichsten in bezug auf Maschinenvibrationen sind. In manchen Fällen können Vibrationen leichter an den Stellen 17a und 20a als an den Stellen 18a und 19a (oder um­ gekehrt) abgetastet werden. Die am besten geeigneten Montage­ stellen können experimentell bestimmt werden. Wenn die Monta­ gestellen 17a und 20a die gleiche Empfindlichkeit wie die Stel­ len 18a und 19a aufweisen, so kann die Anordnung entweder nach Fig. 5a oder nach Fig. 5b Verwendung finden. Diese Anordnungen haben den Vorteil, daß die Klammern 33 und 34 kleiner und leich­ ter als die Klammer 30 nach Fig. 3 sind. Die Installation ist leichter, da nur zwei Montagestellen notwendig sind. Die Klopf­ unterdrückungsschaltung nach Fig. 7 kann auch bei diesen Aus­ führungsformen Verwendung finden. Die Wirkungsweise dieser Aus­ führungsformen ist dieselbe wie die der Ausführungsform nach Fig. 3.
Fig. 5c zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung, bei der ein Klopfsensor 40 an einer rahmenartigen Klam­ mer 35 montiert ist, die mehrere eingeformte Öffnungen 35a auf­ weist. Die Klammer 35 ist am Zylinderblock 1 an vier Montage­ stellen 17a-20a mittels Bolzen 32 befestigt. Diese Art einer Klammer 35 hat den Vorteil, daß sie leichter als die platten­ förmige Klammer 30 gemäß Fig. 3 ist. Durch übermäßige Resonan­ zen und andere Faktoren kann die Übertragungscharakteristik dieses Klammertyps 35 auf bestimmte Frequenzen beschränkt wer­ den (mechanisches Filtern), wobei darauf geachtet werden muß, daß die Vibrationsstärke beim Klopfsensor 40 nicht geringer ist als an den Montagestellen 17a-20a. Man kann die Klammer 35 entsprechend formen, um eine Dämpfung der Klopfsignale zu verhindern. Gerade aber durch die Dämpfung der Vibrationsstär­ ke bei bestimmten Frequenzen kann dieser Typ einer Klammer 35 als Filter verwendet werden und die Empfindlichkeit des Klopf­ sensors 40 erhöhen bzw. das Signal-/Rausch-Verhältnis erhöhen.
Die Klammern 33 und 34 gemäß den Fig. 5a und 5b können eben­ falls rahmenförmig ausgebildet sein und eine Filterfunktion übernehmen.
Die zuvor gezeigten Ausführungsformen der Erfindung sind alle einer V-Maschine angepaßt. Die vorliegende Erfindung kann je­ doch auch bei Reihenmaschinen Verwendung finden. Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf einen Zylinderblock 2 einer Sechszylinder­ Reihenmaschine, die mit einer anderen bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung ausgestattet ist. Bei dieser Ausführungs­ form ist eine C-förmige Klammer 36 an einer Seite des Zylinder­ blocks 2 zwischen den Zylindern Nr. 2 und Nr. 3 und den Zylin­ dern Nr. 4 und Nr. 5 durch nicht dargestellte Bolzen befestigt. Ein Klopfsensor 40 ist an der Klammer 36 montiert. Der Klopf­ sensor 40 ist mit einer nicht gezeigten Klopfunterdrückungs­ schaltung nach der in Fig. 7 gezeigten Art verbunden. Die Struktur und die Funktionsweise dieser Ausführungsform sind im übrigen gleich der bei den zuvor gezeigten Ausführungsfor­ men. Dieselben Bauteile können erhalten werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Klopfunterdrückung für eine Brennkraft­ maschine mit mehreren Zylindern (11-16), gekennzeichnet durch
eine Klammer (30, 33-36), die an der Maschine an zwei oder mehr Montagestellen (17a-20a) montiert ist, einen Klopfsensor (40), der an der Klammer (30, 33-36) mon­ tiert ist, und
Klopfunterdrückungseinrichtungen (41-47), die in Übereinstim­ mung mit den Ausgangssignalen des Klopfsensors (40) den Maschinenbetrieb zur Unterdrückung von Klopfen steuern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Montagestelle (17a-20a) am Zylinderblock (1, 2) der Maschine zwischen zwei aneinandergrenzenden Zylindern (#1, #3; #3, #5; #2, #4; #4, #6) der Maschine angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (30) plattenförmig ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (35) rahmenförmig ausgebildet und mit ein­ geformten Öffnungen (35a) versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer V-Maschine mit zwei Reihen von Zylindern (11-16) an jeder Zylinderreihe mindestens eine Montagestelle (17a-20a) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (30, 33-35) zwischen den zwei Reihen von Zylindern angeordnet ist und jede Montagestelle (17a-20a) an einer Fläche des Zylinderblocks zwischen den zwei Zylin­ derreihen angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagestellen (17a-20a) zwischen jedem Paar von aneinandergrenzenden Zylindern (11-16) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (33, 34) an der Maschine lediglich an zwei Montagestellen (17a, 20a; 18a, 19a) montiert ist, die jeweils zwischen einem Paar von aneinandergrenzenden Zylindern (11-16) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Reihenmaschine die Klammer (36) C-förmig ausgebildet und mit der Maschine an zwei Montagestellen verbunden ist, die jeweils zwischen zwei aneinandergrenzen­ den Zylindern liegen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klopfunterdrückungseinrichtungen Mittel (47) um­ fassen, um den Zündzeitpunkt der Maschine zur Klopfunter­ drückung zu verzögern.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19949637A1 (de) * 1999-10-14 2001-04-19 Dietrich Kuehner Verfahren und Vorrichtungen zur Geräuscherkennung und -trennung sowie Lärmüberwachung und -prognose

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5038735A (en) * 1989-10-30 1991-08-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Knock suppression apparatus and method for a multi-cylinder internal combustion engine
JP2503465Y2 (ja) * 1990-03-31 1996-07-03 マツダ株式会社 エンジンのブロック構造
US5144929A (en) * 1990-10-02 1992-09-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Knock suppression apparatus and method for a multi-cylinder internal combusiton engine
DE10358196A1 (de) * 2003-12-12 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Klopfregelung bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
US7258094B1 (en) * 2005-09-27 2007-08-21 Douglas A Pelmear Engine block component brace
DE102010034459B4 (de) * 2010-08-13 2015-07-16 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von klopfenden Verbrennungen beim Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine
US9404429B2 (en) * 2013-09-27 2016-08-02 Electro-Motive Diesel, Inc. Control system for dual-fuel engine
US20170152787A1 (en) * 2014-06-30 2017-06-01 Nissan Motor Co., Ltd. Internal combustion engine
JP6156582B2 (ja) * 2014-06-30 2017-07-05 日産自動車株式会社 内燃機関

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4002155A (en) * 1976-01-12 1977-01-11 General Motors Corporation Engine and engine spark timing control with knock limiting etc.
JPS5633514A (en) * 1979-08-28 1981-04-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Misfire detector for internal combustion engine
JPS56115860A (en) * 1980-02-18 1981-09-11 Nissan Motor Co Ltd Knocking controller
JPS5734417A (en) * 1980-08-09 1982-02-24 Nippon Soken Inc Knocking sensor
JPS5835232A (ja) * 1981-08-26 1983-03-01 Nissan Motor Co Ltd 自動車用エンジンのノツクセンサ取付装置
JPS5871136U (ja) * 1981-11-05 1983-05-14 日産自動車株式会社 内燃機関のノツクセンサ取付構造
JPS5887429A (ja) * 1981-11-20 1983-05-25 Nissan Motor Co Ltd ノツキング検出装置
JPS58101224A (ja) * 1981-12-10 1983-06-16 Nissan Motor Co Ltd 自動車用エンジンのシリンダブロツク
JPS58111364U (ja) * 1982-01-26 1983-07-29 日産自動車株式会社 ノツキング回避装置
US4606316A (en) * 1982-05-24 1986-08-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ignition timing control system for internal combustion engine
DE3414932C2 (de) * 1983-04-22 1995-07-13 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung zur Verminderung des Klopfens bei einer Brennkraftmaschine
DE3319458A1 (de) * 1983-05-28 1984-11-29 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur erkennung des klopfens einer brennkraftmaschine
DE3429217A1 (de) * 1984-08-08 1986-02-13 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum uebertragen von koerperschall einer brennkraftmaschine
JPS61157772A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Fuji Heavy Ind Ltd 内燃機関の点火時期制御方式
JPS6266128A (ja) * 1985-09-19 1987-03-25 Sanshin Ind Co Ltd エンジンのノツク検知装置
JPH088282Y2 (ja) * 1988-04-06 1996-03-06 日産自動車株式会社 内燃機関のv型シリンダブロック

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19949637A1 (de) * 1999-10-14 2001-04-19 Dietrich Kuehner Verfahren und Vorrichtungen zur Geräuscherkennung und -trennung sowie Lärmüberwachung und -prognose

Also Published As

Publication number Publication date
DE3937222A1 (de) 1990-05-23
KR930009909B1 (ko) 1993-10-13
JPH02130237A (ja) 1990-05-18
KR900008166A (ko) 1990-06-02
US4969441A (en) 1990-11-13

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