DE4006992C2 - Klopfunterdrückungseinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Klopfunterdrückungseinrichtung für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klopfunterdrückungseinrichtung
für Brennkraftmaschinen gemäß Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Fig. 8 zeigt eine typische konventionelle Klopfunter
drückungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, und zwar
mit einem Klopfsensor 1 in Form eines Beschleunigungssen
sors oder dgl., der an der Maschine angebracht ist und
Klopfen in dieser erfaßt, wobei z. B. Maschinenbeschleuni
gungen aufgrund von Klopfen erfaßt werden und ein entspre
chendes elektrisches Ausgangssignal gebildet wird, ferner
mit einem Klopferkennungskreis 2 zur Erkennung von auf
Klopfen zurückgehende Signale im Ausgangssignal des Klopf
sensors 1 und zum Erzeugen eines analogen Ausgangssignals
beim Erfassen von Klopfen, mit einem Analog-Digital- bzw.
ΔΘR = VR × N
in der N ein Modifikationskoeffizient ist.
Bei der vorstehenden Klopfunterdrückungseinrichtung führt
die Hardware wie etwa der Klopferkennungskreis 2 die ge
samte Signalverarbeitung zur Bestimmung von Klopfen in der
Maschine aus. Eine solche Verarbeitung verlangt einen recht
komplexen Schaltungsaufbau und stellt eine starke Belastung
der Hardware dar, so daß hohe Herstellungskosten die Folge
sind.
Aus der DE 37 04 839 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln des
Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei ein
Klopfsensor ein Ausgangssignal auf eine
Klopfsignalermittlungsschaltung führt. Die dort gezeigte
Schaltung weist einen Tiefpaßfilter auf, dessen Ausgang auf
eine Peak-Anordnung geführt ist. Am Ausgang der Peak-
Anordnung ist ein Komparator angeordnet, welcher auf einen
Mikrocomputer führt, mit dessen Hilfe Klopfen erkannt wird
und ein Signal zur Zündverstellung ableitbar ist. Die
Signalverarbeitung der dortigen Vorrichtung erfolgt
überwiegend analog. Das Erkennen eines Ausfalls oder einer
Fehlfunktion des Klopfsensors ist ebenso wenig möglich wie
ein darauf gestütztes Umschalten in ein Notlaufprogramm zum
Betreiben der Brennkraftmaschine.
Aus der US-PS 4 633 835 ist eine Zündzeitpunkt-
Regelungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt,
welche ebenfalls auf der Basis der Detektion des Klopfens in
der Brennkraftmaschine den Zündzeitpunkt derart verstellt,
daß die Brennkraftmaschine möglichst im klopffreien Betrieb
arbeitet. Bei der dort gezeigten Lösung wird zwar relativ
frühzeitig eine Analog-Digitalwandlung der vom Klopfsensor
gelieferten Signale vorgenommen, die von einem Mikrorechner
weiterverarbeitet werden, jedoch wird zur Korrektur des
Zündzeitpunktes auf in einem Speicher abgelegte Werte
zurückgegriffen. Dies wiederum schränkt die Dynamik der
Zündzeitpunktregelung ein, da keine aktuellen, jeweils vom
momentanen Betriebszustand abhängigen Verstellparameter
berechnet werden können.
Aus der DE 37 21 424 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln des
Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine bekannt, welche
eine Verstellgröße des Zündzeitpunktes liefert, um ein
Klopfen zu verhindern. Diese Verstellgröße wird beim
Feststellen des Klopfens ermittelt und ändert sich in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Dort
wird vorgeschlagen, die Verstellgröße im niedrigen
Drehzahlbereich groß zu machen und für Übergangs
Betriebszustände der Brennkraftmaschine eine
Übergangszustandsverstellung zu ermitteln. Die
Übergangszustandsverstellungsgröße wird zur eigentlichen
Verstellgröße des Klopfens addiert, so daß sich in der Summe
eine entsprechende Spätzündung ergibt. Bei der dortigen
Vorrichtung führt der Klopfsensor über ein Bandpaßfilter und
eine Peak-Schaltung auf einen Vergleicher, an dessen Ausgang
ein Mikrorechner über einen Port angeschlossen ist. Demnach
erfolgt auch dort die Signalverarbeitung bis hin zum
Mikrorechner analog, und es ist nicht möglich, einen
Klopfsensorausfall zu erkennen und dann auf ein
Notlaufprogramm für den Betrieb der Brennkraftmaschine
umzuschalten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine
Klopfunterdrückungseinrichtung für Brennkraftmaschinen
vorzuschlagen, die derart ausgebildet ist, daß möglichst
frühzeitig digitale Werte der Betriebsparameter
bereitgestellt werden, um diese dann einem Mikrorechner zur
weiteren Bearbeitung zuzuführen, wobei sichergestellt sein
soll, daß ein Ausfall des verwendeten Klopfsensors erkannt
wird und in diesem Falle ein Signal zum Umschalten in ein
vorbestimmtes Havarie- oder Notlaufregime ableitbar ist.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche
mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen
des Gegenstandes des Hauptanspruches umfassen.
Die Schwellwert-Vorgabeeinheit bestimmt den Schwel
lenwert VTH wie folgt:
VTH = VA × K + Vofs
mit K=eine Konstante und Vofs=ein Offsetwert.
Klopfen im Motor
liegt dann vor, wenn das Peaksignal VP größer als das Schwell
wertsignal VTH ist.
Weiterhin ist vorgesehen, daß das Verzöge
rungswinkel-Modifizierglied eine geeignete Verzögerungs
winkel-Modifikationsgröße ΔΘR auf der Basis einer Dif
ferenz VK zwischen dem Peakhaltesignal VP und dem Schwell
wert VTH wie folgt berechnet:
ΔΘR = VK × L = (VP - VTH) × L
wobei L ein Modifikationskoeffizient ist.
Bei größer werdender
Differenz VK zwischen dem Peakhaltesignal VP und dem
Schwellwertsignal VTH mit steigender Drehzahl der Maschine
wird eine geeignete Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße
ΔΘR durch Normierung der Differenz VK mit dem Schwellen
wertsignal VTH wie folgt berechnet:
ΔΘR = VK × (L′/VTH) = (VP - VTH) × (L′/VTH)
wobei L′ ein Modifikationskoeffizient ist.
Eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Er
findung weist ein Ausfallbestimmungsglied auf, das be
stimmt, ob im Klopfsensor ein Ausfall vorliegt.
Dabei ist vorgesehen, daß das Ausfallbestimmungsglied das
Mittelungssignal VA des Mittelungsglieds erhält und be
stimmt, daß im Klopfsensor ein Ausfall vorliegt, wenn das
Mittelungssignal VA kleiner als ein vorbestimmter Bezugs
pegel VAF ist.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß das Verzögerungswinkel-Modifizierglied die Verzöge
rungswinkel-Modifikation erst abbricht, nachdem das Aus
fallbestimmungsglied eine vorbestimmte Anzahl von Malen
bestimmt hat, daß im Klopfsensor ein Ausfall vorliegt.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann ferner einen Drehzahl
geber aufweisen, der die Drehzahl der Maschine aufnimmt,
wobei das Ausfallbestimmungsglied die Ausfallbestimmung nur
durchführt, wenn die vom Drehzahlgeber aufgenommene Maschinen
drehzahl in einen bestimmten Bereich fällt.
Anhand der Zeichnungen und von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungs
beispiels der Klopfunterdrückungseinrichtung
für eine Brennkraftmaschine;
Fig. 2a den Signalverlauf eines Rücksetzsignals, das
einem Peakhaltekreis von Fig. 1 zugeführt
wird;
Fig. 2b den Signalverlauf des Ausgangssignals eines
Klopfsensors von Fig. 1;
Fig. 2c den Signalverlauf des Ausgangssignals des
Peakhaltekreises von Fig. 1;
Fig. 2d den Signalverlauf des Ausgangssignals eines
Mittelwertbildners von Fig. 1;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das ein von einem Mikrocom
puter von Fig. 1 ausgeführtes Steuerprogramm
zeigt;
Fig. 4 ein Diagramm, das Schwellenwertsignal- und
Peaksignal-Verläufe über der Drehzahl der
Maschine zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das ein vom Mikrocomputer
von Fig. 1 ausgeführtes weiteres Steuerpro
gramm zeigt;
Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines
anderen Ausführungsbeispiels;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das ein von einem Mikrocom
puter von Fig. 6 ausgeführtes Steuerprogramm
zeigt;
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer konventionellen Klopf
unterdrückungseinrichtung für eine Brennkraft
maschine;
Fig. 9a den Signalverlauf des Ausgangssignals eines
Klopfsensors von Fig. 8;
Fig. 9b den Signalverlauf eines Maskensignals, das
einem Steuereingang eines Torglieds von Fig. 8
zugeführt wird;
Fig. 9c den Signalverlauf des Ausgangssignals des Tor
glieds von Fig. 8;
Fig. 9d den Signalverlauf des Ausgangssignals eines
BGL-Glieds von Fig. 8; und
Fig. 9e den Signalverlauf des Ausgangssignals eines
Integrierglieds von Fig. 8.
Fig. 1 zeigt allgemein die Auslegung des ersten Ausfüh
rungsbeispiels der Klopfunterdrückungseinrichtung für eine
Brennkraftmaschine. Die Einrichtung hat einen Klopfsensor
100, eine Klopf-Schnittstelle 110, zwei A-D-Wandler 121,
122 und einen Mikrocomputer 130.
Der Klopfsensor 100, der ein Beschleunigungssensor oder dgl.
ist, ist an einer Brennkraftmaschine montiert, erfaßt darin
auftretendes Klopfen und erzeugt ein hochfrequentes Aus
gangssignal [Fig. 2(b)] zur Bestimmung von Klopfen in der
Maschine.
Die Klopf-Schnittstelle 110 umfaßt ein Bandpaßfilter 111,
dessen Eingang mit dem Klopfsensor 100 verbunden ist und
ein bestimmtes Frequenzband des Ausgangssignals des Klopf
sensors 100 filtriert, einen Peakhaltekreis 112, dessen einer
Eingang mit dem Ausgang des Bandpaßfilters 111 gekoppelt
ist zur Erzeugung eines Peaksignals, dessen Amplitude jedem
Peak des vom Bandpaßfilter 111 gefilterten Ausgangssignals
des Klopfsensors entspricht, und einen Mittelwertbildner 113,
der so geschaltet ist, daß ihm das Ausgangssignal des Band
paßfilters 111 zugeführt wird zur Bildung eines Mittelungs
signals, das beispielsweise in Fig. 2(d) dargestellt ist.
Der Peakhaltekreis 112 hat ferner einen Rücksetzeingang,
dem vom Mikrocomputer 130 ein Rücksetzsignal zugeführt
wird. Das vom Mikrocomputer 130 erzeugte Rücksetzsignal hat
beispielsweise Rechteckform [Fig. 2(a)], und seine ansteigende
Flanke erscheint bei einem Kurbelwinkel (d. h. einer
Kolbenwinkellage) von 75° vor OT, während seine abfallende
Flanke bei einem Kurbelwinkel von 20° nach OT auftritt.
Somit hat das dem Rücksetzeingang des Peakhaltekreises 112
zugeführte Rücksetzsignal nur während einer Periode von 75°
vor OT bis 20° nach OT den Hochpegel, was im wesentlichen
der Zeitdauer entspricht, während der kein Klopfen in der
Maschine auftritt. Der Peakhaltekreis 112 empfängt das Aus
gangssignal des Klopfsensors 100, das vom Bandpaßfilter 111
frequenzbereichsgefiltert ist, und erzeugt ein Ausgangs
signal in Form eines Peakhaltesignals mit allgemein stufen
förmigem Verlauf [Fig. 2(c)], wobei jedes Peakhaltesignal
entsprechend einer erhöhten Amplitude jedes Impulses des
Klopfsensor-Ausgangssignals stufenweise ansteigt und so
lange auf dem Peak gehalten wird, wie das Rücksetzsignal
den Niedrigpegel hat, und vertikal abfällt, wenn das Rück
setzsignal vom Niedrigpegel zum Hochpegel geht.
Der erste A-D-Wandler 121 empfängt das Ausgangssignal in
Form eines Analogsignals vom Peakhaltekreis 112 und wandelt
es in ein entsprechendes Digitalsignal VP um. Der zweite
A-D-Wandler 122 empfängt das Ausgangssignal in Form eines
Analogsignals vom Mittelungsglied 113 und wandelt es in ein
entsprechendes Digitalsignal VA um.
Der Mikrocomputer 130 hat eine Schwellwert-Vorgabeeinrichtung
131, die aufgrund des digitalen Mittelungssignals VA einen
Schwellwert VTH zur Bestimmung eines Ausfalls des Klopf
sensors vorgibt, ein Klopfbestimmungsglied 132, das einen
Vergleich zwischen dem digitalen Peakhaltesignal VP und dem
Schwellenwert VTH durchführt und aufgrund des Vergleichs
ergebnisses bestimmt, ob Klopfen in der Maschine vorliegt,
und einen Zündzeitpunkteinsteller 133, der den Zündzeit
punkt der Maschine in solcher Weise einstellt, daß dieser
mit zunehmender Maschinendrehzahl verzögert wird.
Die Schwellwert-Vorgabeeinrichtung 131 ist als Verstärkungs-
und Offsetaddierglied ausgeführt, dessen Eingang das digi
tale Ausgangssignal VA des zweiten A-D-Wandlers 122 empfängt,
das aus dem analogen Ausgangssignal des Mittelwertbildners
113 durch A-D-Umwandlung gebildet ist, und es einer
Verstärkung und Offsetaddition unterzieht unter Bildung
eines Schwellenspannungs-Ausgangssignals VTH, das als
Schwellwert genützt wird, um zu bestimmen, ob Klopfen in
der Maschine vorliegt.
Das Klopfbestimmungsglied 132 ist als Vergleicher ausge
führt, dessen einem Eingang das digitale Ausgangssignal VP
des ersten A-D-Wandlers 121 und dessen zweitem Eingang das
den Schwellwert bezeichnende Ausgangssignal VTH des
Verstärkungs- und Offsetaddierglieds 131 zugeführt wird, um
zwischen beiden einen Vergleich durchzuführen. Der Vergleicher
132 bestimmt, daß Klopfen in der Maschine vorliegt,
wenn die Differenz VK zwischen dem Ausgangssignal VP und
dem Schwellenwert VTH größer als Null ist
(VK = VP - VTH < 0).
Der Zündzeitpunkteinsteller 133 hat ein Verzögerungswinkel-
Modifizierglied, dem das Ausgangssignal VK des Vergleichers
132 zugeführt wird zur Bildung eines Ausgangssignals ΘR,
das einem Zündzeitpunktregelkreis (nicht gezeigt), der eine
Zündspule und eine Zündkerze aufweist, zugeführt wird, um
den Zündzeitpunkt in geeigneter Weise zu regeln bzw. zu
verzögern.
Nachstehend wird der Betrieb der Klopfunterdrückungsein
richtung unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben,
die den Ablauf eines Steuerprogramms zeigt, das im
Mikrocomputer 130 gespeichert ist und von diesem zur Steue
rung der Klopfunterdrückungseinrichtung ausgeführt wird.
In Schritt S1 wird das vom Peakhaltekreis 112 gelieferte
analoge Peakhaltesignal im ersten A-D-Wandler 121 in ein
Digitalsignal VP umgewandelt. In Schritt S2 wird dem Rück
setzeingang des Peakhaltekreises 112 vom Mikrocomputer 130
ein Rücksetzsignal zugeführt. In Schritt S3 wird das analoge
Mittelungssignal des Mittelwertbildners 113 vom zweiten
A-D-Wandler 122 in ein Digitalsignal VA umgewandelt, das
dem Verstärkungs- und Offsetaddierglied 131 zugeführt wird,
wo es eine vorgegebene Anzahl von Malen (z. B. K-mal) ver
stärkt und ein Offsetwert Vofs hinzuaddiert wird zur Bildung
eines Klopfbestimmungs-Schwellwerts VTH, d. h.
VTH=VA×K+Vofs. Dann vergleicht in Schritt S5 der Ver
gleicher 132 das Ausgangssignal VP des ersten A-D-Wandlers
121, das in Schritt S1 gebildet und dem ersten Eingang zu
geführt wurde, mit dem in Schritt S4 erhaltenen und dem
zweiten Eingang zugeführten Klopfbestimmungs-Schwellwert
VTH des Verstärkungs- und Offsetaddierglieds 131, um zu be
stimmen, ob Klopfen in der Maschine vorliegt. Wenn in
Schritt S6 das Vergleichsergebnis (VK=VP-VTH) positiv
ist (also bei VK<0), wird bestimmt, daß Klopfen in der
Maschine vorliegt, und das Programm geht zu Schritt S8, in
dem durch das Verzögerungswinkel-Modifizierglied 133 eine
Verzögerungswinkel-Modifizierung durchgeführt wird, d. h.
eine geeignete Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße ΔΘR
zur Änderung des Verzögerungswinkels ΘR für die Klopf
unterdrückung wird wie folgt berechnet:
ΔΘR = VK × L = (VP - VTH) × L
wobei L ein Modifikationskoeffizient ist.
Wenn dagegen das Vergleichsergebnis nicht positiv ist (also
bei VK=VP-VTH≦0), wird bestimmt, daß kein Klopfen
vorliegt, und das Programm geht zu Schritt S7, in dem die
Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße ΔΘR mit Null vor
gegeben wird (ΔΘR=0). Dann geht das Programm von
Schritt S7 oder S8 zu Schritt S9, in dem ein geeigneter
Verzögerungswinkel ΘR′ für die Klopfunterdrückung wie
folgt berechnet wird:
ΘR′ = ΘR + ΔΘR
wobei ΘR ein normaler Verzögerungswinkel ohne Berücksich
tigung der Klopfunterdrückung ist.
Dann springt das Programm zu Schritt S1 zurück, und der
gleiche Vorgang wird wiederholt.
Fig. 4 zeigt die Verläufe des Peakhaltesignals VP und des
Klopfbestimmungs-Schwellwertsignals VTH, bezogen auf die
Drehzahl der Maschine, bei gleicher oder konstanter Klopf
stärke. Wie aus diesen Verläufen hervorgeht, wird die Dif
ferenz VK zwischen dem Peakhaltesignal VP und dem Klopfbe
stimmungs-Schwellensignal VTH mit zunehmender Maschinen
drehzahl größer. Wenn daher die Verzögerungswinkel-Modifi
kationsgröße ΔΘR unter Anwendung der obigen Gleichung
(ΔΘR = VK × L = (VP - VTH) × L)
berechnet wird, wird die
Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße ΔΘR bei gleicher
oder konstanter Klopfstärke mit zunehmender Maschinendrehzahl
größer, was in einer falschen Zündzeitpunkteinstellung
resultiert. Um daher eine bessere Einstellbarkeit des Zünd
zeitpunkts zu erreichen, wird empfohlen, daß der Klopfbe
stimmungs-Schwellwert (ΔΘR=VK×L) in Schritt S8 von
Fig. 3 durch einen anderen Schwellenwert (ΔΘR′) von
Schritt S8A von Fig. 5 ersetzt wird, der auf der Basis der
Differenz zwischen dem Peakhaltesignal VP und dem Klopfbe
stimmungs-Schwellwertsignal VTH sowie eines Schwellwert-
Modifikationskoeffizienten (L′/VTH), der durch Normierung
einer Konstanten L′ mit dem Klopfbestimmungs-Schwellwert
VTH gebildet ist, wie folgt berechnet wird:
ΔΘR = VR × (L′/VTH) = (VP - VTH) × L′/VTH).
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das hin
sichtlich Aufbau und Betrieb im wesentlichen dem ersten
Ausführungsbeispiel entspricht; dabei hat jedoch der Mikro
computer 130′ zusätzlich zu dem Verstärkungs- und Offset
addierglied 131, dem Vergleicher 132 und dem Zündzeitpunkt
einsteller 133 in Form einer Verzögerungswinkel-Modifika
tionseinheit, die sämtlich dem vorhergehenden Ausführungs
beispiel entsprechen, ein Ausfallbestimmungsglied 134, das
bestimmt, ob ein Ausfall eines Klopfsensors 100 vorliegt.
Dabei ist das Ausfallbestimmungsglied 134 so geschaltet,
das es das Mittelungssignal VA des zweiten A-D-Wandlers 122
und das Ausgangssignal eines Drehzahlgebers 140, der die Anzahl
Umdrehungen der Maschine pro Minute aufnimmt, empfängt und
das Mittelungssignal VA mit einem vorbestimmten Bezugspegel
vergleicht, um zu bestimmen, ob der Klopfsensor 100 ausge
fallen ist, und der ein Ausfallsignal an die Verzögerungs
winkel-Modifiziereinheit 133 liefert, wenn bestimmt wird,
daß ein Ausfall im Klopfsensor 100 vorliegt. Im übrigen ist
der Klopfunterdrückungsbetrieb dieses Ausführungsbeispiels
praktisch gleich demjenigen des vorhergehenden Ausführungs
beispiels.
Die Ausfallbestimmung dieses Ausführungsbeispiels wird
nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert, die die
Schrittfolge eines vom Mikrocomputer 130′ von Fig. 6 aus
geführten Steuerprogramms zeigt.
In Schritt S 101 bestimmt aufgrund des Ausgangssignals des
Drehgebers 140 das Ausfallbestimmungsglied 134, ob die vom
Drehgeber 140 aufgenommene Maschinendrehzahl in einen bestimmten
Drehzahlbereich fällt. Bei NEIN geht das Programm
zu Schritt S 109. Bei JA dagegen geht das Programm zu
Schritt S 102, in dem das Ausfallbestimmungsglied 134 das
Mittelungssignal VA des zweiten A-D-Wandlers 122 mit dem
vorgegebenen Bezugspegel VAF vergleicht. Wenn das Mitte
lungssignal VA kleiner als der vorgegebene Bezugspegel VAF
ist, wird bestimmt, daß ein Ausfall im Klopfsensor 100 vor
liegen kann, und dann geht das Programm zu Schritt S 103, in
dem die von einem Ausfallzähler (nicht gezeigt), der in das
Ausfallbestimmungsglied 134 eingebaut sein kann und zählt,
wie viele Ausfälle (VAF<VA) im Klopfsensor 100 in Schritt
S 102 bestimmt werden, gezählte Anzahl CF um 1 erhöht wird,
so daß CF+1 (d. h. CF+1=CF+1) erhalten wird. Anschließend
wird in Schritt S 105 bestimmt, ob der Zählwert CF+1
gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl N ist. Bei
NEIN geht das Programm zu Schritt S 109. Bei JA in Schritt
S 105 wird dagegen in Schritt S 107 ein Ausfallflag auf "1"
gesetzt, und gleichzeitig wird der Zählwert CF+1 auf N
gesetzt. Danach geht das Programm zu Schritt S 109, in dem
bestimmt wird, ob das Ausfallflag "1" ist. Bei JA geht das
Programm zu Schritt S 110, in dem anstelle einer Ausführung
der Klopfunterdrückungsregelung auf der Basis des Ausgangs
signals des Klopfsensors 100 das Verzögerungswinkel-Modi
fizierglied 133 eine Ausfallzeit-Verzögerungswinkelregelung
(d. h. eine normale Zündzeitpunktverstellung) ohne Berück
sichtigung des Klopfsensorausgangssignals durchführt. Bei
NEIN in Schritt S 109 (also wenn das Ausfallflag ≠0) geht
das Programm zu Schritt S 111, in dem die normale Verzöge
rungswinkel-Modifikationsregelung entsprechend den Fig. 3
oder 5 zur Klopfunterdrückung durchgeführt wird. Somit wird
die Klopfunterdrückungsregelung des Zündzeitpunkts erst
beendet, nachdem das Ausfallbestimmungsglied 134 eine vor
bestimmte Anzahl von Malen oder häufiger einen Klopfsensor
ausfall bestimmt hat (z. B. N-mal bei einem Ausführungs
beispiel), und statt dessen wird dann die normale Zündzeit
punktregelung ohne Klopfunterdrückung durchgeführt.
Wenn andererseits in Schritt S 102 das Mittelungssignal VA
gleich oder größer als der vorbestimmte Bezugspegel VAF
ist, wird bestimmt, daß der Betrieb des Klopfsensors 100
normal ist, und das Programm geht zu Schritt S 104, in dem
der Ausfallzähler gezählte Zählwerte CF um 1 verringert
wird, so daß CF-1=CF-1. Anschließend wird in Schritt
S 106 bestimmt, ob der aktualisierte Zählwert CF-1 gleich
Null ist (CF-1=0). Bei JA geht das Programm zu Schritt
S 108, in dem das Ausfallflag gelöscht wird, und gleichzeitig
wird auch der Ausfallzähler gelöscht. Danach geht das
Programm zu Schritt S 109, in dem bestimmt wird, daß das
Ausfallflag ungleich 1 ist, und somit geht das Programm zu
Schritt S 111, in dem die normale Verzögerungswinkel-Modi
fikationsregelung zur Klopfunterdrückung durchgeführt wird.
Wenn in Schritt S 106 bestimmt wird, daß CF ungleich 0 ist,
überspringt das Programm Schritt S 108 und geht direkt zu
Schritt S 109, in dem bestimmt wird, ob das Ausfallflag
gleich 1 ist. Bei JA wird in Schritt S 110 die normale Zünd
zeitpunktregelung ohne Klopfunterdrückung durchgeführt,
aber bei NEIN wird in Schritt S 111 die normale Verzöge
rungswinkel-Modifikationsregelung durchgeführt. Nach
Schritt S 110 oder Schritt S 111 springt das Programm zu Schritt S 101
zurück. Auf diese Weise wird eine Umschaltung zwischen der
normalen Zündzeitpunktregelung und der Verzögerungswinkel-
Modifikationsregelung nur dann durchgeführt, wenn die Be
stimmung eines Ausfalls oder Nichtausfalls des Klopfsensors
100 eine vorbestimmte Anzahl von Malen (d. h. N-mal) durch
geführt wurde. Dies hat den Zweck, momentane oder ungewollte
Fehler aus der Ausfallbestimmung auszuschließen und
damit die Zuverlässigkeit der Bestimmung für die Praxis zu
erhöhen.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird zwar in
Schritt S 102 zur Bestimmung eines Ausfalls des Klopfsensors
100 das Mittelungssignal VA des zweiten A-D-Wandlers 122
genützt; aber anstelle des Mittelungssignals VA kann auch
der Klopfbestimmungs-Schwellwert VTH, der vom Verstär
kungs- und Offsetaddierglied 131 gebildet wird, zur Verfügung
stehen. In diesem Fall erfolgt in Schritt S 102 ein
Vergleich zwischen dem Klopfbestimmungs-Schwellwert VTH
und einem vorgegebenen Bezugspegel VTH, um zu bestimmen,
ob der erstere größer als der letztere ist.
Claims (6)
1. Klopfunterdrückungseinrichtung für Brennkraftmaschinen
unter Verwendung mindestens eines an der Maschine
angeordneten Klopfsensors (100) sowie eines Bandpaßfilters
(111), eines Mikrocomputers (130) und eines durch diesen
gebildeten Zündzeitpunkteinstellers (133), wobei der Ausgang
des Bandpaßfilters (111) sowohl mit dem ersten Eingang eines
Peakhaltekreises (112), welcher diskrete Spitzenwerte VP des
über das Bandpaßfilter (111) einlaufenden
Klopfsensorausgangssignals im betrachteten Meßintervall zur
Verfügung stellt, als auch mit dem Eingang eines
Mittelwertbildners (113), welcher kontinuierliche Mittelwerte
VA des Klopfsensorausgangssignals bereitstellt, verbunden ist
sowie mindestens einem Analog/Digital-Wandler (121, 122),
dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Ausgang des Peakhaltekreises (112) zum Eingang des ersten Analog/Digital-Wandlers (121) führt sowie der Aus gang des Mittelwertbildners (113) mit dem Eingang des zweiten Analog/Digital-Wandlers (122) in Verbindung steht, der Ausgang des ersten Analog/Digital-Wandlers (121) mit dem ersten Vergleichsdateneingang eines durch den Mikrocomputer (130) gebildeten Vergleichers (132) und der Ausgang des zweiten Analog/Digital-Wandlers (122) über eine mittels des Mikrorechners (130) realisierte Schwellwertvorgabeeinrichtung (131) mit dem zweiten Vergleichsdateneingang des durch den Mikrocomputer (130) gebildeten Vergleichers (132) in Verbindung steht und der das Vergleichsergebnis VK führende Ausgang des Vergleichers (132) auf den Entscheidungseingang des Zündzeitpunkteinstellers (133) gelegt ist;
- - die Schwellwertvorgabeeinrichtung (131) des Mikrorechners (130) einen Schwellwert VTH nach der Beziehung VTH = VA × K + Vofsbereitstellt, wobei K eine vorgegebene Konstante und Vofs einen ebenfalls vorgegebenen Offsetwert darstellt;
- - dann, wenn das Spitzenwert- oder Peaksignal VP den Schwellwert VTH überschreitet, mittels des durch den Mikrocomputer (130) gebildeten Vergleichers (132), dem Zündzeitpunkteinsteller (133) auftretendes Klopfen durch das Ausgangssignal VK signalisiert wird, wobei auf der Basis der Beziehung ΔΘR = VK × L = (VP - VTH) × Lmittels des Mikrocomputers (130) eine Zündverzögerungswinkelmodifikationsgröße ΔΘR bestimmt wird und L ein vorgegebener Modifikationskoeffizient ist und aus der Addition der ursprünglichen Zündwinkelgröße ΘR und der Zündwinkelmodifikationsgröße ΔΘR der aktuelle Zündwinkel ΘR bestimmt wird und daß
- - bei steigender Differenz VK zwischen dem Spitzenwert- oder Peaksignal VP und dem Schwellwert VTH die Zündwinkelmodifikationsgröße ΔΘR durch Normierung der Differenz VK mit dem Schwellwert VTH wie folgt bestimmt wird ΔΘR = VK × (L′/VTH) = (VP - VTH) × (L′/VTH),wobei L′ ein weiterer Modifikationskoeffizient ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausgang des Analog/Digital-Wandlers (122) zusätzlich mit
dem ersten Eingang eines durch den Mikrorechner (130)
gebildeten Ausfallbestimmungsgliedes (134) verbunden ist,
dessen zweiter Eingang mit einem Drehzahlmesser (140) in
Verbindung steht und das Ausfallbestimmungsglied (134)
rechnerintern mit dem Zündzeitpunkteinsteller (133) verbunden
ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausfallbestimmungsglied (134) einen Ausfall des Klopfsen
sors (100) dann signalisiert, wenn das Mittelwertsignal VA
kleiner als ein dem Ausfallbestimmungsglied (134)
vorgegebenes Bezugssignal VAF ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausfallbestimmung erst beim Überschreiten einer
vorgegebenen und mittels des Drehzahlmessers (140) bestimmten
Drehzahl erfolgt.
5. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zündwinkelmodifikation im Falle des Erkennens einer
vorgegebenen Anzahl von Ausfällen des Klopfsensors (100)
abgebrochen und ein Notlaufprogramm aktiviert wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausgang des Klopfsensors (100) direkt mit dem ersten Ein
gang des Peakhaltekreises (112) und dem Eingang des
Mittelwertbildners (113) in Verbindung steht.
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