DE4001476A1

DE4001476A1 - Klopfregelung einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4001476A1
Application number: DE4001476A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Ing Gibtner; Bernhard Dipl Ing Pfalzgraf; Axel Dr Schroeer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1991-08-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Klopfregelung einer fremdgezünde ten Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für den optimierten Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraft maschine ist es erforderlich, den Zündzeitpunkt in Abhängig keit der Drehzahl und Last zu verändern. Dazu ist es bekannt, in einem Kennfeld einer elektronischen Motorsteuereinrichtung Kennfeldvorgaben in Abhängigkeit der Drehzahl und Last abzu legen, die für einen aktuellen Zündzeitpunkt jeweils ausge lesen werden.

Eine weitere, bekannte Optimierung hinsichtlich eines gerin gen Kraftstoffverbrauchs und geringen Schadstoffausstoßes wird dadurch erreicht, daß die Brennkraftmaschine im höheren Lastbereich nahe an der Klopfgrenze betrieben wird. Da die Lage der Klopfgrenze von Betriebsparametern, insbesondere der Treibstoffqualität, der Temperatur und des Luftdrucks ab hängt, ist es bekannt, eine Klopfregelung in der Art einer Kurzzeitregelung durchzuführen.

Dabei wird beim Auftreten von Klopfereignissen die aus dem abgelegten Kennfeld ausgelesene Kennfeldvorgabe jeweils um einen Schritt zu einem Regelhub auf einen Wert für einen aktuellen Zündzeitpunkt in Richtung Spätzündung zurückgenom men. Beim weiteren Ausbleiben von Klopfereignissen wird der Wert für den aktuellen Zündzeitpunkt schrittweise wieder in Richtung Frühzündung auf die Kennfeldvorgabe hin zurückge führt.

Diese Kurzzeitregelung stellt sich mit bestimmten Regelhüben für einen gerade gefahrenen Betriebspunkt mit bestimmter Dreh zahl und Last ein. Wenn dieser Betriebspunkt verlassen wird und ein anderer Betriebspunkt angefahren wird, ändert sich üblicherweise auch die aus dem Kennfeld ausgegebene Kennfeld vorgabe, die dann dem neuen Betriebspunkt entspricht. Damit muß sich auch die Kurzzeitregelung auf diese neuen Gegeben heiten wieder einstellen, d. h. daß bei ungünstigen Übergangs verhältnissen relativ viele klopfende Verbrennungen mit teil weise heftigen Klopfern in Kauf genommen werden müssen, bis sich die Kurzzeitregelung wieder auf den neuen Betriebspunkt optimal eingestellt hat. Dies geschieht insbesondere dann, wenn die Klopfgrenze relativ weit von der Kennfeldvorgabe ent fernt liegt und die Regelung mit relativ großen Regelhüben be trieben werden muß. Der Übergang von einem Betriebspunkt auf den anderen führt somit zu einer erhöhten Belastung der Brenn kraftmaschine und stört auch den akustischen Komfort durch teilweise stark hörbare Klopfer.

Es ist weiter bekannt, mehrere, vorgegebene und von vorne herein bestimmte Kennfelder abzulegen und je nach Bedarf zur Verfügung zu stellen. Dazu ist es beispielsweise bekannt, von einem bestimmten Kennfeld, das dem Betrieb mit Superkraft stoff zugeordnet ist, durch Umstecken eines Steckers im Motor raum auf ein zweites, vorbestimmtes Kennfeld überzugehen, das beim Betrieb mit Normalkraftstoff zu verwenden ist.

Es ist auch bekannt, solche Kennfeldumschaltungen automatisch durchzuführen, wenn eine große Anzahl von Klopfereignissen registriert wird. Bei diesen Umschaltungen handelt es sich aber in jedem Fall um eine von vorneherein vorgegebene, glo bale Änderung bzw. Zurücknahme des Zündzeitpunkts für das gesamte Motorkennfeld. Die oben gemachten Ausführungen hin sichtlich der erhöhten Anzahl von Klopfereignissen beim Über gang von einem Betriebspunkt auf den anderen treffen auch hier prinzipiell zu. Die Regelbandbreite ist zudem bei Über gängen groß und für die Stabilität der Regelung ungünstig.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die Anzahl von Klopfereignissen zu verringern und die Klopfregelung insge samt stabiler zu halten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Langzeitanpassung in der Klopf regelung in der Weise ausgeführt, daß für einen bestimmten Be triebspunkt mit bestimmter Drehzahl und Last ein Anpassungs wert entsprechend dem Abstand der aktuellen Zündzeitpunkte von der Kennfeldvorgabe ermittelt wird. Dieser Anpassungswert wird beim Verlassen des Betriebspunkts in einem Korrekturkenn feld abgelegt und als "gelernte" Korrekturgröße beim Wiederan fahren dieses Betriebspunkts ausgegeben und die Kennfeldvorga be damit zur Vorsteuerung der Kurzzeitregelung beaufschlagt.

Die Klopfregelung enthält somit eine Art von Selbstlernpro zeß, in dem zusätzlich zu dem von Anfang an abgelegten Kenn feldvorgaben betriebsparameterabhängige Anpassungswerte für jeden angefahrenen Betriebspunkt ermittelt und abgespeichert werden. Ein solcher Anpassungswert kann beispielsweise der Wert für die Zurücknahme des Zündzeitpunkts in Richtung Spät zündung sein, wenn gerade eine schlechtere Kraftstoffqualität getankt worden war. Der Anpassungswert wird hierbei ausgehend von der Kurzzeitregelung so ermittelt, daß er etwa dem Ab stand der Klopfgrenze, d. h. etwa der Lage der aktuellen Zünd zeitpunkte von der Kennfeldvorgabe entspricht. Wenn nun dieser Betriebspunkt verlassen wurde und wieder neu ange fahren wird, haben sich üblicherweise die Langzeitbedingun gen, wie beispielsweise die getankte Kraftstoffqualität, nicht schlagartig und grundsätzlich geändert. Beim Wiederan fahren des Betriebspunkts wird daher die Kennfeldvorgabe mit dem abgespeicherten Anpassungswert beaufschlagt, so daß die Regelung vorgesteuert ist und bereits in der Nähe der Klopf grenze startet. Ohne die Vorsteuerung würde beim Anfahren eines neuen Betriebspunkts die Regelung üblicherweise in einem klopfenden Bereich entsprechend der Kennfeldvorgabe starten und mit einer Reihe von heftigen Klopfern aus diesem Bereich heraus regeln.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme in der Art einer selbst lernenden Kennfeldvorgabe für jeden bereits angefahrenen Be triebspunkt wird die Anzahl von Klopfereignissen verringert und die Klopfregelung insgesamt stabiler gehalten.

In einer einfachen Ausführung nach Anspruch 2 wird als An passungswert ein aktueller Regelhub, zweckmäßigerweise der letzte Regelhub vor dem Verlassen des jeweiligen Betriebs punktes erfaßt und abgespeichert.

Ein günstigerer Anpassungswert, der eine bessere Aussage über die Lage der Klopfgrenze ergibt, wird durch Mittelung von Regelhüben erhalten. Die Mittelung wird innerhalb eines be stimmten Beobachtungszeitintervalls oder der Verweildauer am Betriebspunkt durchgeführt. Nach Anspruch 3 werden für die Mittelung jeweils vorliegende Regelhübe zum Zeitpunkt eines Klopfereignisses herangezogen, während nach Anspruch 4 eine Mittelung über alle Regelhübe innerhalb eines Beobachtungs zeitintervalls oder während der Verweildauer am bestimmten Betriebspunkt durchgeführt wird. Beide Mittelungen ergeben eine geeignete, verwertbare Aussage über die Lage der Klopf grenze und damit einen geeigneten Anpassungswert.

Die Klopfgrenze ist bekanntlich keine genau definierte Gren ze, sondern als statistische Grenze zu sehen, wobei je nach der Qualität der gerade vorliegenden Verbrennung auch Klopf ereignisse oberhalb oder unterhalb der ermittelten statisti schen Klopfgrenze vorkommen können. Da somit die Lage der Klopfgrenze ohnehin keine genau definierte Größe darstellt, wird mit Anspruch 5 vorgeschlagen, einen Anpassungswert nur dann im Korrekturfeld abzulegen bzw. einen alten Anpassungs wert durch einen neuen zu ersetzen, wenn der Wert der Ände rung der gemittelten Regelhübe über dem Wert einer festgeleg ten Schwelle liegt. Da eine Mittelung der Regelhübe nur inner halb einer gewissen Verweildauer zu verwertbaren Ergebnissen führt, wird weiter die Bedingung eingeführt, daß die Abspei cherung von Anpassungswerten nur dann erfolgt, wenn eine be stimmte Anzahl von Zündungen nicht unterschritten wurde.

In einer Ausführungsform nach Anspruch 6 werden vorgegebene Inkrementwerte bei jedem Klopfereignis aufsummiert und da durch ein Anpassungswert ermittelt. Die Inkrementwerte können in einer ersten Modifikation generell bzw. ständig auf summiert werden, also nicht in einem "begrenzten" Beobach tungsintervall, wodurch auch die Anpassung ständig erfolgt. In einer anderen Modifikation ist auch eine Aufsummierung in einem Beobachtungszeitintervall möglich.

Bei den bisher abgehandelten Ausführungsformen wird die Rege lung nach dem Anfahren eines bestimmten Betriebspunkts mit einer dort abgespeicherten Regelhubgröße gestartet. Als Be zugsniveau für die Regelung wird jedoch die Kennfeldvorgabe verwendet. In der Ausführung nach Anspruch 7 wird dagegen die Kennfeldvorgabe selbst bei auftretenden Klopfereignissen um einen Anpassungswert (L_Z) von der Klopfgrenze weg zurückge nommen bzw. modifiziert, so daß die Kurzzeitregelung auf eine neue Zündzeitpunktvorgabe (Kennfeldvorgabe plus Anpassungs wert) bzw. ein anderes Niveau für die Regelhübe bezogen ist. Auch dieser Anpassungswert (L_Z) soll in Abhängigkeit der auf tretenden Klopfereignisse, z. B. durch Mittelwertbildung der Regelhübe, ermittelt werden. Das Bezugsniveau liegt somit in der Nähe der Klopfgrenze, so daß auch mit dieser Maßnahme beim Anfahren eines Betriebspunkts mit bereits gespeichertem Anpassungswert eine stabile Regelung mit nur wenigen Klopfer eignissen erreicht wird.

Mit Anspruch 8 wird eine konkrete Vorschrift zur Ermittlung eines Anpassungswertes aus einem gemittelten Regelhub ange geben. Mit dieser Vorschrift wird erreicht, daß das Bezugs niveau der Regelung nicht genau auf die durch den gemittelten Regelhub ermittelte Klopfgrenze gelegt wird, sondern um den Schwellenwert (S) in Richtung Frühzündung verschoben liegt. Damit wird eine geeignete Regelbandbreite für die Kurzzeit regelung zur Verfügung gestellt. Dies ist vorteilhaft, da die Klopfgrenze nicht scharf abgegrenzt ist und hohe Anforderun gen an die Regelung, insbesondere hinsichtlich der Stabilität der Regelung, stellt.

Mit den bisher beschriebenen Maßnahmen wird die Kurzzeitrege lung über die Anpassungswerte von der abgelegten Kennfeldvor gabe in Richtung Spätzündung verschoben. Wenn die Klopfgrenze allmählich, beispielsweise durch Nachtanken von Treibstoff mit besserer Qualität, wieder in Richtung auf die ursprüng liche Kennfeldvorgabe wandert, sollen auch die für jeden Be triebspunkt abgelegten Anpassungswerte wieder angepaßt und nachgezogen werden. Dies wird mit den Merkmalen nach Anspruch 9 erreicht, indem beim Ausbleiben oder bei wenigen Klopfereig nissen der jeweilige Anpassungswert in einem bestimmten Be triebspunkt wieder in Richtung auf die ursprüngliche Kennfeld vorgabe schrittweise um eine bestimmte Rückführgröße (ΔL_K) zurückgenommen wird. Auch hier kann ein Schwellwert einge führt sein. Eine gewünscht schnelle Rückführung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erreicht.

Vorteilhaft werden nach Anspruch 11 jedem Zylinder der Brenn kraftmaschine eigene Kennfelder zugeordnet und die Klopfrege lung mit der erfindungsgemäßen Anpassung zylinderselektiv durchgeführt. Damit kann jeder der Zylinder separat im thermo dynamischen Optimum betrieben werden, so daß Kraftstoffver brauch und Schadstoffausstoß auf möglichst kleinem Niveau ge halten werden.

Ein Beobachtungszeitintervall bzw. eine verwertbare Verweil dauer an einem Betriebspunkt mit einer Anzahl in der Größen ordnung von mindestens 500 Zündungen hat sich nach Anspruch 12 als geeignet bewährt.

Zur Reduzierung des Speicherbedarfs ist es bekannt, eine An zahl benachbarter Betriebspunkte in Kennfeldbereichen, ent sprechend Drehzahl- und Lastbereichen, zusammenzufassen und diesen Kennfeldbereichen jeweils dieselbe Kennfeldvorgabe zu zuordnen. Zu den Rändern dieser Kennfeldbereiche und Grenzen zu benachbarten Kennfeldbereichen hin ist es bekannt, die Kennfeldvorgaben für einen kontinuierlichen Übergang zu inter polieren. Nach Anspruch 13 soll einem solchen Kennfeld mit Kennfeldbereichen ein Korrekturkennfeld mit entsprechenden Kennfeldbereichen zugeordnet sein, wobei jeweils ein Anpas sungswert in einem entsprechenden Korrekturkennfeldbereich abgelegt werden soll. Auch diese Anpassungswerte können über die Bereichsgrenzen der Korrekturkennfelder hinweg inter poliert, z. B. linear interpoliert werden.

Nach Anspruch 14 hat sich ein Kennfeld mit etwa einer 16×16 Matrix mit 16 Last- und 16 Drehzahlstützstellen als geeignet erwiesen. Das Korrekturkennfeld benötigt dagegen weniger Stützstellen, da unterhalb des Halblastbereichs bei der opti mierten Steuerung keine Klopfereignisse auftreten und dort üblicherweise die Klopfregelung abgeschaltet ist. Ein Korrek turkennfeld mit beispielsweise einer 16×8 Matrix oder auch einer 8×8 Matrix ist daher geeignet und ausreichend.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung nach Anspruch 15 werden ausgehend von einem ermittelten Anpassungswert für einen bestimmten Betriebspunkt bzw. für einen bestimmten Kenn feldbereich angenäherte Anpassungswerte für benachbarte Be triebspunkte bzw. Kennfeldbereiche berechnet und in den ent sprechenden Korrekturkennfeldbereichen abgelegt. Bei diesen angenäherten Anpassungswerten werden bekannte, motorspezifi sche und zylinderspezifische Gegebenheiten berücksichtigt. Dies führt vorteilhaft dazu, daß für die erfindungsgemäße Vor steuerung nicht alle Betriebspunkte bereits angefahren werden müssen, um jeweils geeignete Anpassungswerte abspeichern zu können. Es werden vielmehr beim Anfahren nur eines Betriebs punkts bzw. Kennfeldbereichs auch für umliegende Bereiche angenähert optimierte Anpassungswerte erhalten und abgespei chert. Damit ist das gesamte Korrekturkennfeld schon nach kurzer Zeit nach der Inbetriebnahme oder nach Betriebspara meteränderungen mit geeigneten Anpassungswerten aufgefüllt. Die berechneten und abgespeicherten Anpassungswerte werden beim Anfahren des entsprechenden Betriebspunkts oder Kenn feldbereichs auf die tatsächlich ermittelten Werte korri giert. Die Anpassungswerte in den benachbarten Bereichen sollen dabei so ausgelegt sein, daß bei Interpolationen über die Bereichsgrenzen hinweg ein möglichst kontinuierlicher Übergang erfolgt.

Eine abgestufte Korrektur benachbarter Korrekturkennfeldbe reiche wird zweckmäßigerweise folgendermaßen durchgeführt:

Wenn

R′_hS < S · R_hS

dann

R′_hSneu = W · R_hS

und wenn

R′_hS S · R_hS

dann

R′_hSneu = R_hS (keine Änderung)

mit

R_hS: Anpassungswert im aktuellen Korrekturkennfeldbereich,
R′_hS: abgespeicherte Werte der benachbarten Korrekturkennfeldbereiche,
S: einstellbarer Schwellwert,
W: einstellbarer Wichtungswert.

Mit Anspruch 16 wird vorgeschlagen, errechnete und damit ange näherte Anpassungswerte nur in den Bereichen des Korrektur kennfelds abzulegen, wo noch keine tatsächlich ermittelten Werte abgelegt sind, bzw. die Differenz R_hS-R′_hS < F ist, wobei F gleich einstellbarer Wert.

Nach Anspruch 17 wird ein Korrekturkennfeld mit Startwerten vorgeschlagen, die bei der Abstimmung des Motors ermittelt werden und als Initialisierungskennfeld zur Verfügung stehen. In einer einfachen und zweckmäßigen Ausführung kann dieses Initialisierungskennfeld für alle Zylinder gleich sein.

Mit den Maßnahmen der Ansprüche 18 und 19 wird auch eine Vor steuerung der Klopfregelung kurz nach dem Start der Brenn kraftmaschine durchgeführt. Für den Fall, daß die Anpassungs werte im Korrekturkennfeld bei abgestelltem Fahrzeug oder unterbrochener Stromversorgung nicht gespeichert werden, lie gen nach dem Motorstart keine Anpassungswerte vor, d. h. das Korrekturkennfeld ist leer. Für diesen Fall wird mit Anspruch 18 vorgeschlagen, nach dem Start das Korrekturkennfeld mit Startwerten zu versehen, die bei der Abstimmung des Motors aus der Differenz bzw. aus dem Verhältnis von Kennfeldvorgabe und Klopfgrenze ermittelt wurden. Dieses Initialisierungskenn feld kann für alle Zylinder gleich sein. Die Startwerte nach Anspruch 19 beziehen sich auf einen gerade nach dem Start er mittelten Regelhub, der an einem gerade gefahrenen Betriebs punkt ermittelt wurde. Damit kann bereits eine Aussage getrof fen werden, ob beispielsweise ein Treibstoff geringerer Quali tät gerade gefahren wird. Ausgehend von dieser Information werden dann die Startwerte als entsprechend "sichere" Korrek turwerte in das Korrekturkennfeld sofort eingelesen und erst im Lauf der Zeit korrigiert, wenn ein bestimmter Betriebs punkt tatsächlich angefahren wird.

Auf dem Markt sind bereits Speicherbausteine erhältlich (EEPROM), die jeweils als zylinderselektives Korrekturkenn feld verwendet werden können und in die elektrisch und blei bend Speicherwerte eingegeben werden können, die dann nach dem Wiederstart der Brennkraftmaschine sofort zur Verfügung stehen. Auch bei dieser mit Anspruch 19 beanspruchten Aus führung ist es zweckmäßig, ein Initialisierungskennfeld, das für alle Zylinder gleich sein kann, für den allerersten Motor start in das Korrekturkennfeld einzuspeichern.

Zur Verringerung des relativ großen Speicheraufwands ist nach Anspruch 20 vorteilhaft noch folgende Modifikation möglich: Es wird ein Initialisierungskennfeld in einem ROM abgespei chert und dazu ein, zwei oder maximal vier Korrekturwerte (zylinderspezifisch) im EEPROM, die den Unterschied zwischen Initialisierungskennfeld und den aktuellen Korrekturkennfel dern beschreiben, beispielsweise die Differenz bzw. das Ver hältnis der Werte an ausgewählten Last-/Drehzahlpunkten. Mit Hilfe dieser Korrekturwerte werden nach dem Wiederstart der Brennkraftmaschine die Korrekturkennfelder beschrieben. Dies kann vorteilhaft nach einer motortypspezifischen Wichtung er folgen, z. B. analog zum Initialisierungskennfeld.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Diagramm, das die Lage der Klopfgrenze in Abhängig keit der Last und des Zündwinkels zeigt,

Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Anpassung eines Bezugsniveaus (L_Z) für eine Kurzzeitregelung eingetragen ist,

Fig. 3 ein Diagramm, das die prinzipielle Lage der Klopfgren ze und den prinzipiellen Verlauf der Werte für die Regelhübe verdeutlicht,

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die Auswertung der Regelhübe ver anschaulicht,

Fig. 5 eine Darstellung einer Kennfeldmatrix und

Fig. 6 eine Darstellung einer zugeordneten Korrekturkennfeld matrix.

In Fig. 1 ist die Abhängigkeit des Drehmoments von der Zünd zeitpunkteinstellung α_z angegeben. Bei geringer Last ist die Kurve 1 relativ flach und die Klopfgrenze 2 liegt weit vom Maximum der Kurve 1 ab. Die Brennkraftmaschine wird zweck mäßig am Punkt 3, d. h. im Maximum betrieben, wobei keine klopfenden Verbrennungen auftreten.

Die Kurve 4 stellt etwa den Halblastbereich dar, ist stärker gekrümmt und die Klopfgrenze 2 ist näher an den Maximumpunkt 5, in dem die Brennkraftmaschine optimal betrieben wird, herangerückt. Bei entsprechender Steuerung sind aber auch hier keine klopfenden Verbrennungen zu befürchten.

Die Kurve 6 stellt den Vollastbereich dar, wobei die Klopf grenze 2 vor dem Maximum liegt, d. h. im Bereich zwischen den Kurven 4 und 6 sind bei optimiertem Betrieb Klopfereignisse zu erwarten, so daß auch für diesen Bereich die Klopfregelung aktiv ist. Auf der Kurve 6 ist der optimale Betriebspunkt 7 eingezeichnet, der gerade kurz vor der Klopfgrenze 2 liegt. Der Doppelpfeil 8 soll das Herantasten der Zündzeitpunktvor gabe an diesen Punkt 7 mit Hilfe der Kurzzeitregelung andeu ten.

Im Diagramm der Fig. 2 ist nach oben der Wert des Zündwinkels α_z mit der Richtung nach früher Zündung über die nach rechts weisende Zeitachse aufgetragen. Die horizontal verlau fende, strichlierte Linie entspricht einer Kennfeldvorgabe 9 für den Zündzeitpunkt aus einem fest abgelegten Kennfeld zu einem bestimmten Betriebspunkt. Diese Kennfeldvorgabe 9 ist so gewählt, daß die Brennkraftmaschine bei üblichen Betriebs bedingungen nahe an der Klopfgrenze betrieben wird und somit vereinzelt Klopfereignisse auftreten können. Dieser Zustand ist im Zeitintervall I dargestellt, wo mit Hilfe einer an sich bekannten und nicht explizit beschriebenen Kurzzeitrege lung diese Kennfeldvorgabe beim Auftreten von Klopfereignis sen (K) um einen Schritt auf einen Regelhub für einen aktuel len Zündzeitpunkt (dargestellt durch die Kurve 10) in Rich tung "spät" zurückgenommen wird. Bei einem weiteren Ausblei ben von Klopfereignissen wird dann der Wert für den aktuellen Zündzeitpunkt um einen Schritt in Richtung Frühzündung wieder auf die Kennfeldvorgabe 9 hingeführt.

Durch Veränderungen von Betriebsparametern, beispielsweise nach dem Betanken und allmählichen Durchmischen mit einem Kraftstoff schlechterer Qualität treten im Zeitintervall II nacheinander vermehrt Klopfereignisse auf. Damit werden die aktuellen Zündzeitpunkte (Kurve 2) nacheinander weiter von der ursprünglichen Kennfeldvorgabe 9 in Richtung "spät" wegbe wegt. Auf einem solchen Niveau, im Abstand L_Z von der Kenn feldvorgabe 9, das einer geänderten Klopfgrenze entspricht, pendelt sich dann die Kurzzeitregelung wieder ein, wie dies im Zeitintervall III dargestellt ist. Der Wert L_Z entspricht einem um eine vorgegebene Schwelle verringerten Wert, der durch Mittelung der vorher aufgetretenen Regelhübe ermittelt wird. Beim Verlassen des Betriebspunkts, für den der Verlauf des Zündzeitpunkts in Fig. 2 dargestellt ist, wird der Wert L_Z als Anpassungswert abgespeichert und bei einem erneuten An fahren des Betriebspunkts sofort wieder ausgegeben, so daß die Regelung sofort (anschließend an Kurve 10 in Fig. 2) ohne weitere Einschwingvorgänge weiterläuft.

In Fig. 3 ist in einer horizontalen Ebene das Drehmoment bzw. die Last über die Drehzahl aufgetragen, wobei die Kurve 11 den Vollastverlauf zeigt, die Kurve 12 den Bereich abgrenzt, über dem bei optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine über haupt Klopfereignisse zu erwarten sind (vergleiche Fig. 1) und eine Kurve 13 im Abstand zur Kurve 12 einen Bereich nach unten abgrenzt, in dem die Klopfregelung nicht benötigt wird und daher inaktiv ist.

Nach oben ist in Fig. 3 der Betrag der Regelhübe beispielhaft an vier Drehzahlpunkten eingezeichnet. Dabei ist zu erkennen, daß der Regelhub 14 bei Vollastbetrieb (Kurve 11) größer sein muß, als in Richtung auf den Teillastbetrieb, d. h. daß im Vollastbereich die Klopfregelung stärker eingreifen muß. Um den prinzipiellen Verlauf zu zeigen, ist in Fig. 3 ein line arer Anstieg (Gerade 15) eingezeichnet, für einen speziellen Zylinder kann hier eine genauere und angepaßte Kurve ermit telt werden. Der Regelhub 14 entspricht beispielsweise einem Betrieb mit Kraftstoff geringerer Qualität, der kleinere Regelhub 16 (strichlierte Linie) entspricht dem Betrieb mit einem Treibstoff besserer Qualität.

In Fig. 4 ist allgemein die Ermittlung eines Anpassungswertes L_Z als abzuspeichernder Langzeitwert angegeben. Der Regelhub verlauf (R_h als Differenz zwischen der Kennfeldvorgabe zu dem aktuellen Zündzeitpunkt) wird in einer Einheit 17 gemittelt zu einem Mittelwert . Dieser Mittelwert wird in einer Einheit 18 bewertet, beispielsweise daraufhin bewertet, ob eine vorgegebene Schwelle zu einem vorhergehenden Wert über schritten wurde. Bei einer positiven Bewertung wird der Wert L_Z in einen Korrekturkennfeldbereich eines Korrekturkennfel des 19 (entsprechend Fig. 6) abgelegt und beim Wiederanfahren dieses Korrekturkennfeldbereiches ausgelesen. Mit den verti kalen, punktierten Linien ist angedeutet, daß entsprechende Einrichtungen für jeden Zylinder vorhanden sind.

In Fig. 5 ist ein Kennfeld 22 dargestellt, in dem jeweils eine Anzahl benachbarter Betriebspunkte in Kennfeldbereichen 20 zusammengefaßt sind. Im vorliegenden Fall ist das Kennfeld 19 als eine 8×8 Matrix mit 8 Last- und 8 Drehzahlstützstel len ausgeführt und entspricht im Prinzip der horizontalen Fläche aus Fig. 3. Die strichlierte Linie 21 entspricht etwa der Kurve 13 aus Fig. 3, d. h. etwa einem Bereich unterhalb des Halblastbereichs, in dem die Klopfregelung nicht akti viert wird.

In Fig. 6 ist ein Korrekturkennfeld 19 dargestellt, das dem Kennfeld 22 aus Fig. 5 zugeordnet ist. Da die Klopfregelung unterhalb der Linie 21 nicht aktiviert ist, kann das Korrek turkennfeld 19 mit nur der Hälfte der Stützstellen nur dem oberen Teil des Kennfeldes 22 zugeordnet sein. Dem Kennfeld bereich 20 entspricht somit der Korrekturkennfeldbereich 23.

Mit den Pfeilen 24, die in benachbarte Korrekturkennfeldbe reiche weisen, soll angedeutet werden, daß ausgehend von einem ermittelten Anpassungswert für einen bestimmten Kenn feldbereich 20 bzw. Korrekturkennfeldbereich 23 für benach barte Kennfeldbereiche angenäherte Anpassungswerte berechnet und dort ebenfalls abgelegt werden.

Claims

1. Klopfregelung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine,
mit einer Kurzzeitregelung, bei der aus einem in Abhängig keit von Betriebsparametern fest abgelegten Kennfeld eine Kennfeldvorgabe für den Zündzeitpunkt jeweils zu einem be stimmten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine erfolgt,
beim Auftreten von Klopfereignissen (K) diese Kennfeldvor gabe jeweils um einen Schritt zu einem Regelhub (R_h) auf einen Wert für einen aktuellen Zündzeitpunkt in Richtung "spät" modifiziert und zurückgenommen wird und
beim weiteren Ausbleiben von Klopfereignissen (K) der Wert für den aktuellen Zündzeitpunkt jeweils um einen Schritt zu einem Regelhub (R_h) in Richtung "früh" wieder auf die Kennfeldvorgabe hingeführt wird, und
mit einer zusätzlichen Langzeitanpassung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Langzeitanpassung in der Weise ausgeführt ist,
daß für den bestimmten Betriebspunkt (Kennfeldbereich 20) ein Anpassungswert (R_h; ; L_Z) entsprechend etwa dem Ab stand der aktuellen Zündzeitpunkte von der Kennfeldvor gabe ermittelt wird, dieser Anpassungswert beim Verlassen des Betriebspunkts in einem zugeordneten Korrekturkenn feld (Korrekturkennfeldbereich 23) abgelegt wird und dieses als "gelernte" Korrekturgröße beim Wiederanfahren dieses Betriebspunkts (Kennfeldbereich 20) ausgegeben und die Kennfeldvorgabe damit beaufschlagt wird.

2. Klopfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anpassungswert ein aktueller Regelhub (R_h) vor dem Verlassen des Betriebspunkts (Kennfeldbereich 20) ver wendet wird.

3. Klopfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungswert durch Mittelung der jeweils zum Zeitpunkt eines Klopfereignisses vorliegenden Regelhübe (Mittelwert ) in einem Beobachtungszeitintervall oder der Verweildauer am bestimmten Betriebspunkt erhalten wird.

4. Klopfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungswert durch Mittelung aller in einem Be obachtungszeitintervall oder der Verweildauer am be stimmten Betriebspunkt vorliegenden Regelhübe (Mittelwert ) erhalten wird.

5. Klopfregelung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß ein Anpassungswert oder neuer Anpassungswert nur dann im Korrekturkennfeld (19) abgelegt wird, wenn der Wert der Änderung der gemittelten Regelhübe () über dem Wert einer festgelegten Schwelle (S) liegt und/oder eine Verweildauer an dem bestimmten Betriebspunkt über eine festgelegte Anzahl von Zündungen ermittelt wurde.

6. Klopfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungswert durch Aufsummierung von vorgege benen, jedem Klopfereignis zugeordneten Inkrementwerten erhalten wird.

7. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennfeldvorgabe bei auftretenden Klopfereignissen (K) um einen Anpassungswert (L_Z) von der Klopfgrenze weg zurückgenommen bzw. modifiziert wird, so daß die Kurzzeitregelung auf eine neue Zündzeitpunktvor gabe (Kennfeldvorgabe plus Anpassungswert) bzw. ein ande res Niveau für die Regelhübe bezogen ist, und daß innerhalb bestimmter, sich wiederholender Beobach tungszeitintervalle oder der Verweildauer am bestimmten Betriebspunkt jeweils die Anpassungswerte (L_Z) in Abhän gigkeit der auftretenden Klopfereignisse (K) ermittelt werden.

8. Klopfregelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem vorhergehenden Anpassungswert (L_Zalt) nach einem weiteren Beobachtungszeitintervall bei Feststellung eines gemittelten Regelhubs () größer oder gleich einer Schwelle (S) ein neuer Anpassungswert (L_Zneu) dadurch ge bildet wird, daß der vorhergehende Anpassungswert (L_Zalt) um den gemittelten Regelhub () vergrößert wird und die ser Wert um den Wert der Schwelle (S) verkleinert wird.

9. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbleiben oder wenigen (Schwel le S) Klopfereignissen (K) innerhalb wenigstens eines Be obachtungszeitintervalls oder der Verweildauer am bestimm ten Betriebspunkt der Anpassungswert in Richtung auf die ursprüngliche Kennfeldvorgabe jeweils schrittweise um eine bestimmte Rückführgröße (ΔL_K) zurückgenommen wird.

10. Klopfregelung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbleiben von Klopfereignissen (K) innerhalb von wenigstens zwei nacheinanderfolgenden Beobachtungszeitintervallen der Betrag der Rückführgröße (ΔL_K) für eine schnellere Rückführung vergrößert wird.

11. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine zylinderselektive Klopfregelung vorgesehen ist.

12. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beobachtungszeitintervall bzw. eine auswertbare Verweildauer mindestens 500 Zündungen enthält bzw. mindestens 500 Zündungen beträgt.

13. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Anzahl benachbarter Betriebspunkte in Kennfeldbereichen (20), entsprechend Drehzahl- und Lastbereichen, zusammengefaßt sind, denen jeweils dieselbe Kennfeldvorgabe zugeordnet ist und daß das Korrekturkennfeld (19) den Kennfeldbereichen (20) entsprechende und zugeordnete Korrekturkennfeldbereiche (23) enthält, in denen ein Anpassungswert abgelegt wird.

14. Klopfregelung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein geeignetes Kennfeld (22) etwa eine 16×16 Matrix mit 16 Last- und 16 Drehzahlstützstellen ist und das Korrekturkennfeld (19) bevorzugt etwa einer 16×8 Matrix entspricht mit entsprechenden 16 Drehzahlstützstellen und 8 Laststützstellen im klopfrelevanten Bereich (oberhalb Halblast).

15. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem ermittelten An passungswert für einen bestimmten Betriebspunkt bzw. für einen bestimmten Kennfeldbereich (20) nach motorspezifi schen bzw. zylinderspezifischen Vorgaben angenäherte An passungswerte für benachbarte Betriebspunkte bzw. Kenn feldbereiche berechnet werden und in den entsprechenden Teilen des Korrekturkennfeldes (Pfeile 24) abgelegt wer den.

16. Klopfregelung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablage der angenäherten Anpassungswerte nur er folgt, wenn in den Teilen des Korrekturkennfeldes (Pfeile 24) nicht tatsächlich ermittelte Werte bereits abgelegt sind.

17. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrekturkennfeld mit Startwerten vorgesehen ist, die bei der Abstimmung des Motors er mittelt werden, als Initialisierungskennfeld, das zweck mäßig für alle Zylinder gleich sein kann.

18. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Start der Brennkraftmaschine das Korrekturkennfeld (19) mit Startwerten versehen wird, die aus einem gerade ermittelten Anpassungswert errechnet werden.

19. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die im Korrekturkennfeld (19) abgeleg ten Werte auch beim Abstellen der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs festgehalten werden und beim Wiederanlassen der Brennkraftmaschine sofort zur Verfügung stehen.

20. Klopfregelung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung des Permanentspeicherbedarfs die "ge lernte Korrektur" auf einen oder wenige Werte reduziert wird, beispielsweise auf einen signifikanten Wert im Korrekturkennfeld oder durch Mittelung einiger Werte (z. B. 2 bis 8 Werte) des Korrekturkennfeldes und daß nach dem Wiederstart des Motors dieser oder diese Werte zur Erstellung eines Korrekturkennfeldes herange zogen werden unter Berücksichtigung eines Initialisie rungskennfeldes, das die z. B. prozentuale Klopfneigung über den Kennfeldbereich dieses Brennkraftmaschinentyps wiederspiegelt.