DE4023208C2 - Vorrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunktes bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte typische Vorrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine wird beispielsweise in den japanischen Patentver­ öffentlichungen No. 59060/1982 und No. 59061/1982 beschrieben. Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine, in der die bekannte Vorrichtung eingesetzt ist, die schematisch darge­ stellt ist. Fig. 8 zeigt einen Luftfilter 1, einen Luftströmungsmesser 2 zur Erfassung der angesaugten Luftmenge, ein Drosselventil 3, einen Einlaßkrümmer 4, einen Zylinder 5, einen Kühlmitteltemperaturfühler 6 zur Erfassung der Temperatur eines durch die Maschine strömenden Kühlmittels, einen Kurbelwinkel­ sensor 7, einen Auslaßkrümmer 8, einen Abgassensor 9, eine Einspritzvorrichtung 10, eine Zündkerze 11, eine Steuereinrichtung 12 und eine Zündeinheit 13.

Bei dieser Vorrichtung gibt der Kurbelwinkelsensor 7 bei jedem Bezugswinkel der Kurbelwelle (zum Beispiel nach jeweils 180° bei einer Vierzylindermaschine oder nach jeweils 120° bei einer Sechszylinder­ maschine) einen Bezugsstellungsanzeigeimpuls an die Steuereinrichtung 12. Zusätzlich gibt der Kurbelwinkelsensor 7 bei jeder Winkeleinheit der Kurbelwelle einen Winkeleinheitenimpuls an die Steuereinrichtung 12. Nachdem dieser der Bezugs­ stellungsanzeigeimpuls eingegeben wurde, berechnet sie die Anzahl der eingegebenen Winkeleinheiten­ impulse, um die augenblickliche Winkelstellung der Kurbelwelle zu bestimmen. Weiterhin kann die Steuereinrichtung die gegenwärtige Maschinenge­ schwindigkeit durch Messung einer Frequenz oder Periode der Winkeleinheitenimpulse ermitteln. Der Kurbelwinkelsensor 7 ist üblicherweise in einem Verteiler angeordnet.

Die Steuereinrichtung 12 ist normalerweise in Form eines Mikrocomputers ausgebildet, der zum Beispiel eine Zentralverarbeitungseinheit, Festwertspeicher, Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Ein-/Ausgabe-Schnitt­ stellen und so weiter enthält. Ein Ansaugluftmengen­ signal S1 vom Luftströmungsmesser, ein Kühlmittel­ temperatursignal S2 vom Kühlmitteltemperaturfühler 6, ein Kurbelwinkelsignal S3 vom Kurbelwinkelsensor 7, ein Luft/Brennstoffverhältnissignal S4 vom Abgas­ sensor 9 und ein (nicht gezeigtes), den vollständig geschlossenen Zustand des Drosselventils 3 anzeigendes Signal werden jeweils in die Steuereinrichtung 12 eingegeben. Abhängig von diesen Signalen berechnet die Steuereinrichtung 12 einen Zündzeitpunkt und eine einzuspritzende Brennstoffmenge. Danach gibt die Steuereinrichtung 12 ein Zündsignal an die Zünd­ einheit 13, so daß die Zündung im vorbestimmten Zündzeitpunkt erfolgt. Nachdem die Zündkerze 11 aktiviert ist, gibt die Steuervorrichtung 12 ein Treibersignal S5 an die Einspritzvorrichtung 10 zur Erzielung eines vorbestimmten Luft/Brennstoff- Verhältnisses.

Um den Zündzeitpunkt genau zu bestimmen, werden vorher ein einer Maschinengeschwindigkeit N ent­ sprechender Grundzündzeitpunkt und eine Ansaugluft­ menge Q in der Steuereinrichtung 12 gespeichert. Wenn die Maschine startet, liest die Steuereinrichtung 12 die Maschinengeschwindigkeit N und die Ansaug­ luftmenge Q und bestimmt dann eine Korrekturgröße durch Addition oder Multiplikation unter Berück­ sichtigung der Kühlmitteltemperatur und anderer Faktoren, wodurch ein gewünschter Zündzeitpunkt erhalten wird.

Bei der vorbeschriebenen bekannten Vorrichtung wurde jedoch das Problem festgestellt, daß die Steuer­ einrichtung die Steuerung des Zündzeitpunktes nicht durchführen kann, bei dem ein maximales Drehmoment erhältlich ist, wenn ein Punkt, der repräsentativ ist für ein minimales Voreilen für das beste Drehmoment (im folgenden MBT-Punkt genannt) zu dem Zeitpunkt, in dem eine Zündzeitpunkttabelle gesetzt ist, unterschiedlich gegenüber dem MBT-Punkt im praktischen Betrieb ist, da sich die Maschinen­ eigenschaften mit der Zeit verändern und gewisse Fluktuationen in der Maschine unvermeidbar sind.

Aus der DE 38 33 124 A1 ist eine Vorrichtung zum Überwachen einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der der maximale Zylinderinnendruck durch Vergleich des aktuellen Zylinderdruckes mit einem in den vorherigen Arbeitszyklen gespeicherten maximalen Druck sowie der zugeordnete Kurbelwinkel erfaßt werden.

Die DE 35 27 856 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei der der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit vom maximalen Druck und dem zugeordneten Kurbelwinkel gesteuert wird. Zum Bestimmen des maximalen Druckes werden die Druckwerte in einem Kurbelwinkelbereich gespeichert, und aus diesen Werten wird der maximale Druck berechnet. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß beim Auftreten von Klopfen der maximale Druck falsch bestimmt wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunktes in einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der der Zündzeitpunkt so geregelt wird, daß ein maximales Drehmoment erhältlich ist, unabhängig davon, wie stark die Maschinenparameter sich mit der Zeit verändern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine korrekte Steuerung des Zündzeitpunktes zur Erzielung eines maximalen Drehmomentes ohne den Einfluß von Fehlfunktionen der Maschine, wie Klopfen, zur Verfügung gestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennkraft­ maschine, für die eine Vorrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunktes gemäß der Erfindung eingesetzt ist,

Fig. 2(A) die Draufsicht auf einen Drucksensor in der Vorrichtung,

Fig. 2(B) einen senkrechten Schnitt durch den Drucksensor nach Fig. 2(A),

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht, aus der ersichtlich ist, wie der Drucksensor nach Fig. 2 auf einem Zylinder befestigt ist,

Fig. 4 ein charakteristisches Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel, bei dem eine Druckänderung im Zylinder maximiert wird, und dem Ausgangs­ drehmoment der Maschine,

Fig. 5 ein charakteristisches Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt und dem Kurbel­ winkel, bei welchem eine Druckänderung im Zylinder maximiert ist,

Fig. 6 ein Flußdiagramm, durch das der Kurbel­ winkel erhalten wird, bei dem eine Druckänderung im Zylinder maximiert ist,

Fig 7(A) und 7 (B) Flußdiagramme, durch die der Zündzeitpunkt der Brennkraft­ maschine gesteuert wird,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine, für die eine bekannte Vorrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunktes eingesetzt ist, und

Fig. 9(A) bis 9 (D) charakteristische Diagramme, die die Druckänderung im Zylinder bei einer normalen Verbrennung und bei einer fehlerhaften Zündung zeigen.

Die in Fig. 1 mit den Bezugszeichen 1 bis 13 gekenn­ zeichneten Teile entsprechen den in Fig. 8 in gleicher Weise bezeichneten Teilen. Weiterhin zeigt Fig. 1 einen Drucksensor 14 zur Erfassung des Druckes im Zylinder 5. Der Drucksensor 14 wird praktisch anstelle des Dichtungsringes für die Zündkerze 11 eingesetzt, so daß er Druckänderungen im Zylinder 5 aufnehmen und als elektrisches Signal weitergeben kann. Die Steuereinrichtung 12 ist so ausgebildet, daß ein Ansaugluftmengensignal S1 vom Luftströmungs­ messer 2, ein Kühlmitteltemperatursignal S2 vom Kühlmitteltemperaturfühler 6, ein Kurbelwinkel­ signal S3 vom Kurbelwinkelsensor 7, ein Luft/ Brennstoffverhältnissignal S4 vom Abgassensor 9, ein Drucksignal S6 vom Drucksensor 14 und ein (nicht gezeigtes) Signal zur Anzeige des vollständig geschlossenen Drosselventils 3 von ihr aufgenommen werden. In Abhängigkeit von diesen Signalen berechnet die Steuereinrichtung 12 den Zündzeitpunkt und liefert das Zündsignal S7 zur Zündeinheit 13 zur Aktivierung der Zündkerze 11, so daß die Zündung zum berechneten Zeitpunkt erfolgt.

Der in Fig. 2 (A) in der Draufsicht und in Fig. 2 (B) im Schnitt dargestellte Drucksensor 14 enthält ein piezoelektrisches Element 14A, eine Minuselektrode 14B und eine Pluselektrode 14C. Fig. 3 zeigt, daß der Drucksensor 14 durch Einschrauben der Zündkerze 11 am Zylinder 15 befestigt wird.

Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel Θ (dP/dΘ)_max und dem von der Brennkraftmaschine erzeugten Ausgangsdrehmoment, worin der Kurbel­ winkel Θ (dP/dΘ)_max den Winkel der Kurbelwelle darstellt, bei welchem eine steigende Druckänderung im Zylinder 5 für jeweils 1° des Kurbelwinkels maximiert ist. Eine durch die Dreieckmarkierungen gekennzeichnete charakteristische Kurve zeigt den Fall, in dem die Brennkraftmaschine mit einer Geschwindigkeit von 3000 U/min und einem Ansaugluft­ druck von 200 mm Hg arbeitet, während eine durch die Kreismarkierungen gekennzeichnete charakteristische Kurve den Fall wiedergibt, in dem die Brennkraftmaschine mit einer Geschwindigkeit von 1500 U/min und einem Ansaugluftdruck von 400 mm Hg arbeitet. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird der Kurbelwinkel Θ (dP/dΘ)_max mit einem maximalen Maschinenausgangs­ drehmoment im wesentlichen konstant gehalten unabhängig von der augenblicklichen Last und Maschinengeschwindigkeit. Im Beispiel liegt der Kurbelwinkel Θ(dP/dΘ)_max mit dem maximalen Ausgangs­ drehmoment etwa an der mit 8° ATDC gekennzeichneten Stelle. Der Kurbelwinkel Θ(dP/dΘ)_max mit dem maximalen Ausgangsdrehmoment wird im folgenden mit Θ MBT bezeichnet.

Fig. 5 zeigt ein charakteristisches Diagramm für die Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt und dem Kurbelwinkel Θ (dP/dΘ)_max. Durch diese Beziehung kann Θ(dP/dΘ)_max über die Steuerung des Zündzeitpunktes genau gesteuert werden.

Für den Fall, daß die Zündeinheit 13 versagt oder eine brennbare Gasmischung ungenügend erzeugt wird, findet eine fehlerhafte Zündung statt. Hierbei zeigt der Druck im Zylinder einen Verlauf wie in Fig. 9 (B), und der Kurbelwinkel, bei dem die maximale Druckänderung auftritt, verschiebt sich im Vergleich zum Fall nach Fig. 9(A) in Voreil­ richtung. Somit kann das Auftreten einer fehler­ haften Zündung festgestellt werden, indem ein spezifischer Kurbelwinkel Θ₁ zwischen Θ(dP/dΘ)_max bei einer normalen Verbrennung und Θ(dP/dΘ_max bei einer fehlerhaften Zündung festgesetzt und dann der Kurbelwinkel Θ₁ mit dem aus den praktischen Messungen gewonnenen Wert Θ(dP/dΘ)_max verglichen wird.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, wird stets ein maximales Drehmoment erhalten, indem der Zündzeitpunkt so gesteuert wird, daß Θ(dP/dΘ)_max gleich Θ MBT wird. Zusätzlich kann eine fehler­ hafte Zündung erkannt werden, wenn Θ(dP/dΘ)_max nicht innerhalb eines vorgegebenen Kurbelwinkel­ bereichs bleibt.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Gewinnung von Θ(dP/dΘ)_max unter Bezug auf das Flußdiagramm nach Fig. 6 erläutert. Dieses zeigt ein Unterbrechungsprogramm, das in Abhängigkeit von einem Impuls des Kurbel­ winkelsensors 7 nach jeweils 1° des Kurbelwinkels durchgeführt wird. Wenn das Programm beginnt, vollführt es zunächst den Schritt 100, in welchem die Steuereinrichtung 12 einen Kurbelwinkel Θ durch Ermittlung der Anzahl der 1°-Impulse nach einem Bezugsimpuls erhält. Danach geht das Programm zum Schritt 101 über, in welchem die Steuereinrichtung 12 feststellt, ob der im Schritt 100 erhaltene Kurbelwinkel Θ innerhalb eines Bereiches zwischen dem Kurbelwinkel Θ₁ für die Erfassung einer fehler­ haften Zündung und einem Kurbelwinkel Θ₂ hinter einem oberen Totpunkt (worin Θ₂ unter Berücksichtigung des Bereiches, in dem Θ(dP/dΘ)_max willkürlich ange­ nommen werden kann, festgesetzt wurde) liegt. Wenn dies bejaht wird, geht das Programm zum Schritt 102 über, in welchem die Steuereinrichtung 12 einen den Druck P(Θ) im Zylinder 5 anzeigenden A/D-Wert liest. Danach wird im Schritt 103 geprüft, ob der Kurbelwinkel Θ gleich Θ₁ ist oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Haupt­ programm weiter durchlaufen. Wenn sich ergibt, daß Θ gleich Θ₁ ist, geht das Programm zum Schritt 104 über, in dem die Steuereinrichtung 12 die Gleichungen P₁ = P(Θ) und ΔP₁ = 0 unter Verwendung der den Druck P(Θ) im Zylinder 5 angebenden A/D-Werte berechnet, so daß die Ergebnisse dieser Berechnungen in einem Speicher der Steuerein­ richtung 12 gespeichert werden können. Dann wird das Hauptprogramm wieder eingesetzt. Wenn das Ergebnis im Schritt 103 zeigt, daß der Kurbelwinkel Θ nicht gleich Θ₁ ist, wird im nächsten Schritt 105 geprüft, ob der Kurbelwinkel Θ dem Winkel Θ₂ entspricht oder nicht. Wenn Θ nicht gleich Θ₂ ist, dann wird im Schritt 106 die Gleichung ΔP₂ = P(Θ)-P₁ berechnet und das Ergebnis dieser Berechnung wird gespeichert. Dann geht das Programm zum Schritt 107 über. Wenn das Ergebnis des Schrittes 105 zeigt, daß der Kurbelwinkel Θ gleich Θ₂ ist, setzt die Steuereinrichtung 12 im Schritt 108 ein Zeichen, das die Beendigung der Berechnung von Θ (dP/dΘ)_max anzeigt. Danach wird wieder das Hauptprogramm hergestellt. Im Schritt 107 wird geprüft, ob P₂ gleich oder größer als Δ P₁ ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 109 der Inhalt von Δ P₁ unter der Bedingung, daß Δ P₁ gleich Δ P₂ ist, erneuert. Danach wird das Hauptprogramm wieder hergestellt. Wenn das Ergebnis des Schrittes 107 zeigt, daß ΔP₂ nicht gleich oder größer als ΔP₁ ist, bestimmt die Steuereinrichtung 12, daß die Druckänderung maximiert wurde. Danach wird im Schritt 110 die Gleichung Θ (dP/dΘ)_max = Θ berechnet und das entsprechende Ergebnis gespeichert. Dann wird das Hauptprogramm wieder hergestellt. Folgegemäß kann der Kurbelwinkel Θ (dP/dΘ)_max, bei dem die Druckänderung im Zylinder 5 für jeweils 1° des Kurbelwinkels innerhalb des Bereiches vom vorbestimmten Kurbelwinkel Θ₁ zur Feststellung einer fehlerhaften Zündung bis zum Kurbelwinkel Θ₂ hinter dem oberen Totpunkt ein Maximum ist, durch Ausführung der vorbeschriebenen Schritte erhalten werden.

Als nächstes wird die Steuerung des Zündzeitpunktes unter Verwendung von Θ(dP/dΘ)_max anhand des Fluß­ diagramms nach Fig. 7(A) erläutert. Das Programm gemäß Fig. 7(A) wird in jedem Zeitpunkt durchgeführt, in dem der Wert Θ(dP/dΘ)_max mittels des Programms nach Fig. 6 erhalten wird und die Steuervorrichtung 12 das Zeichen über die Beendigung der Berechnung von Θ(dP/dΘ)_max setzt. Im Schritt 200 liest die Steuer­ einrichtung 12 eine Maschinengeschwindigkeit N und eine Ansaugluftmenge Q. Dann wird im Schritt 201 eine vorher gespeicherte Grundzündzeitpunkttabelle in bezug auf N und Q gelesen, um einen Grundzünd­ zeitpunkt Θ_o zu erhalten. Dann erfolgt im Schritt 202 die Berechnung eines Fehlersignals, das zur Durchführung der Regelung erforderlich ist und durch die Gleichung Θ_e = Θ_r-Θ(dP/dΘ)_max (ein Ziel­ wert Θ_r für Θ(dP/dΘ)_max wird üblicherweise auf einen Wert von Θ MBT voreingestellt) dargestellt wird. Die Beendigung der Berechnung wird anschließend angezeigt. Danach geht das Programm zum Schritt 203 über, in welchem die Steuereinrichtung 12 eine proportionale Integration des Fehlersignals Θ_e durchführt zur Berechnung eines Rückkopplungs- Korrekturwertes Θ_fb. Im nachfolgenden Schritt 204 erhält die Steuereinrichtung 12 einen endgültigen Zündzeitpunkt Θ_ig aus der Summe des aus der Tabelle gelesenen Grundzündzeitpunktes Θ_o und des Korrektur­ wertes Θ_fb. In diesem Zeitpunkt liefert die Steuereinrichtung 12 ein Zündsignal S7 an die Zündeinheit 13, so daß die Zündung im endgültigen Zündzeitpunkt Θ_ig erfolgt, durch die die Zündkerze 11 eine brennbare Gasmischung zündet.

Nachfolgend wird die Steuerung des Zündzeitpunktes unter Verwendung von Θ(dP/dΘ)_max anhand des Fluß­ diagramms nach Fig. 7(B) beschrieben. Das Programm gemäß Fig. 7(B) wird jedesmal ausgeführt, wenn Θ(dP/dΘ) _max mittels des Programms nach Fig. 6 erhalten wird und die Steuereinrichtung 12 das Zeichen über die Beendigung der Berechnung von Θ(dP/dΘ)_max setzt. Im Schritt 300 liest die Steuer­ einrichtung 12 eine Maschinengeschwindigkeit N und eine Ansaugluftmenge Q. Dann wird im Schritt 301 eine vorher gespeicherte Grundzündzeitpunkttabelle in bezug auf N und Q gelesen, um einen Grundzünd­ zeitpunkt Θ_o zu erhalten. Dann erfolgt im Schritt 302 die Prüfung, ob Θ(dP/dΘ)_max, das entsprechend dem Programm nach Fig. 6 berechnet wurde, gleich Θ₁ ist oder nicht. Wenn sich ergibt, daß Θ(dP/dΘ)_max gleich Θ_i ist, bedeutet dies, daß Θ(dP/dΘ) auf der Voreilwinkelseite von Θ₁ liegt. Die Steuereinrichtung 12 stellt fest, daß eine fehler­ hafte Zündung stattfindet. Danach geht das Programm zum Schritt 306 über. Wenn sich ergibt, daß Θ(dP/dΘ)_max nicht gleich Θ₁ ist, stellt die Steuer­ einrichtung 12 fest, daß eine normale Verbrennung stattfindet, und das Programm geht zum Schritt 303 über. In diesem wird ein Fehlersignal berechnet, das zur Durchführung der Regelung erforderlich ist und durch die Gleichung Θ_e = Θ_r - Θ(dP/dΘ)_max (ein Zielwert Θ_r für Θ(dP/dΘ)_max wird auf einen Wert von Θ MBT voreingestellt) dargestellt wird. Es wird dann ein die Beendigung der Berechnung von Θ(dP/dΘ)_max anzeigendes Zeichen zurückgesetzt. Im Schritt 304 wird eine proportionale Integration für das Fehlersignal Θ_e durchgeführt zur Berechnung eines Rückkopplungs-Korrekturwertes Θ_fb. Dann wird im Schritt 305 ein endgültiger Zündzeitpunkt Θ_ig aus der Differenz des aus der Tabelle gelesenen Grundzündzeitpunktes Θ_o und des Korrekturwertes Θ_fb erhalten. Die Steuereinrichtung 12 gibt das Zündzeitpunktsignal S7 an die Zündeinheit 13, so daß die Zündung im endgültigen Zündzeitpunkt Θ_ig erfolgt, bei der die Zündkerze 11 zur Zündung eines brennbaren Gases aktiviert wird. Andererseits prüft die Steuereinrichtung 12 im Schritt 306, ob die Anzahl von fehlerhaften Zündungen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne kleiner ist als eine bestimmte Zahl n oder nicht. Diese Prüfung erfolgt zum Zweck der Feststellung, ob die vorhergehende fehlerhafte Zündung ein Einzelfall ist oder diese häufiger auftreten. Im ersten Fall stellt die Steuereinrichtung 12 fest, daß die Anzahl fehler­ hafter Zündungen kleiner ist als n. Das Programm geht dann zum Schritt 307 über, in dem nicht das aus Θ(dP/dΘ)_max abgeleitete Fehlersignal Θ_e in den gegenwärtigen Rückkopplungs-Korrekturwert Θ_fb eingeführt wird. Im Falle, daß die Steuereinrichtung 12 feststellt, daß die Anzahl der fehlerhaften Zündungen größer als n ist, geht das Programm zum Schritt 308 über, in welchem die Steuereinrichtung 12 die Regelung unterbricht und den Zündzeitpunkt Θ_ig auf der Basis des im Schritt 301 gelesenen Grundzündzeitpunktes Θ_o berechnet.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7(A) und 7(B) wird dP/dΘ als Druckänderung im Zylinder 5 in bezug auf eine Kurbelwinkeleinheit verwendet. Alternativ kann anstelle von dP/dΘ auch dP/dt als auf eine Zeiteinheit bezogener Wert zur Durchführung der gleichen Regelung benutzt werden. Dies ergibt sich aus dem Umstand, daß, da eine Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel Θ, der Maschinengeschwindigkeit N und der Zeit t durch die Gleichung Θ = 6 Nt gegeben ist (worin Θ in Grad, N in U/min und t in Sekunden angegeben sind), eine Gleichung dΘ = 6 N dt existiert, sofern die Maschinengeschwindigkeit sich nicht ändert, so daß (dP/dΘ)_max gleich (dP/dt)_max/(6 N) wird wodurch (dP/dt)_max anstelle von (dP/dΘ)_max verwendet werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines Aus­ führungsbeispiels beschrieben, in dem der Kurbel­ winkel Θ (dP/dt)_max, bei dem eine maximale Druck­ änderung im Zylinder 5 erhalten wird, mittels eines Programmflusses erhalten wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Der Wert Θ (dP/dΘ)_max kann beispielsweise durch Verwendung entsprechender Schaltkreise erhalten werden, z.B. eine Spitzenwert-Halteschaltung für die den Druck im Zylinder anzeigende Differential­ wellenform. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde der Zielwert Θ_r für Θ(dP/dΘ) _max als ein Wert vorgegeben, bei dem ein maximales Drehmoment erhältlich ist. In einigen Fällen tritt jedoch das Problem auf, daß unter der Bedingung einer großen Last der Zielwert Θ_r innerhalb des Klopf­ bereiches liegt. Angesichts dieses Problems kann der Zielwert Θ_r in einer Tabelle außerhalb des Klopfbereiches vorgegeben werden, derart, daß das maximale Drehmoment bei dem vorstehenden Wert erhältlich ist. In diesem Fall kann die Steuer­ einrichtung 12 den Zielwert Θ_r abhängig von der Maschinengeschwindigkeit N, der Ansaugluftmenge Q und so weiter lesen.

Weiterhin wurde die Erfindung anhand eines Falles beschrieben, bei dem ein Druck im Zylinder 5 an­ zeigender absoluter Wert gemessen werden kann. Es ist augenscheinlich, daß die Erfindung vorzugs­ weise auch dort anwendbar ist, wo eine Druckänderung gemessen werden kann.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, arbeitet die Steuereinrichtung in der Weise, daß sie einen Kurbelwinkel Θ(dP/dΘ)_max berechnet, bei dem eine Druckänderung im Zylinder maximiert wird, einen aus der Berechnung abgeleiteten Wert mit einem Zielwert vergleicht, um den Zündzeitpunkt zu steuern, derart, daß eine Differenz zwischen dem berechneten Wert und dem Zielwert eliminiert wird und darüber hinaus bei fehlerhaften Zündungen die Regelung unterbunden wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit den Zündzeitpunkt zu jeder Zeit selbsttätig regeln, so daß die Zündung erfolgt, wenn das maximale Drehmoment erhältlich ist, unabhängig davon, wie stark der Zündzeitpunkt im Laufe der Zeit variiert oder wie groß etwaige Fluktuationen sind.

Claims (6)

1. Vorrrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunktes bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Fremdzündung mit
einer Einrichtung (14) zur Erfassung des Druckes im Zylinder (5),
einer Einrichtung (7) zur Erfassung des Kurbelwinkels,
einer Einrichtung (12) zur Berechnung eines Kurbelwinkels, bei dem ein vorbestimmter Druckzustand auftritt, abhängig von der von den Einrichtungen zur Erfassung des Druckes und des Kurbelwinkels gelieferten Signalen,
einer Einrichtung zur Mittelwertbildung der von der Einrichtung zur Berechnung des Kurbel­ winkels berechneten Werte, und
einer Einrichtung zum Vergleich des Mittelwertes mit einem Zielwert, um den Zündzeitpunkt so zu steuern, daß die Differenz zwischen dem Mittelwert und dem Zielwert eliminiert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (12) zur Berechnung eines Kurbelwinkels, bei dem ein vorbestimmter Druckzustand auftritt, jeweils Druckdifferentiale pro Winkel- oder Zeiteinheit (dP/dΘ) (dP/dt), abhängig von den Druck- und Kurbelwinkelsignalen, bestimmt und das maximale Druckdifferential ((dP/dΘ)_max; (dP/dt)_max) feststellt, wenn der Wert des Druckdifferentials wieder kleiner wird, wobei der zugehörige Kurbelwinkel erfaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung des Druckes im Zylinder (5) einen zwischen der Zündkerze (11) und dem Zylinder (5) angeordneten, Druckänderungen im Zylinder in Form eines Drucksignals wiedergegeben Drucksensor (14) aufweist, daß die Einrichtung zur Erfassung des Kurbelwinkels einen Kurbelwinkelsensor (7) zur Erzeugung eines Bezugsstellungsimpulses für jede Bezugsstellung der Kurbelwelle und zur Erzeugung eines Einheitenimpulses für jede Kurbelwinkeleinheit aufweist, und daß der Zielwert einen MBT-Punkt darstellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung des Druckes im Zylinder (5) einen zwischen der Zündkerze (11) und dem Zylinder (5) angeordneten, Druckänderungen im Zylinder in Form eines elektrischen Signals wiedergebenden Drucksensor (14) aufweist, daß die Einrichtung zur Erfassung des Kurbel­ winkels einen Kurbelwinkelsensor (7) zur Erzeugung eines Bezugsstellungsimpulses für jede Bezugs­ stellung der Kurbelwelle und zur Erzeugung eines Einheitenimpulses für jede Kurbelwinkel­ einheit aufweist, und daß der Zielwert auf einen Wert eingestellt ist, durch welchen ein maximales Drehmoment in einem Bereich, in dem kein Klopfen auftritt, erhältlich ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Ableitung eines Grundzündzeitpunktes Θ_o, basierend auf der Maschinengeschwindigkeit, einer Ansaugluftmenge und einer zuvor gespeicherten Grundzeitpunkttabelle, eine Einrichtung zur Berechnung einer Differenz Θ_e zwischen dem Zielwert Θ_r und dem Kurbelwinkel Θ (dP/dΘ)_max, eine Einrichtung zur Berechnung eines Rückkopplungs-Korrekturwertes Θ_fb durch proportionale Integration der Differenz Θ_e, eine Einrichtung zur Ermittlung der Summe aus dem Grundzündzeitpunkt Θ_o und dem Rückkopplungs-Korrekturwert Θ_fb zur Bildung eines endgültigen Zündzeitpunktes Θ_ig und eine Einrichtung zur Abgabe eines Zündsignals, um die Zündung im endgültigen Zündzeitpunkt Θ_ig durchzuführen, vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Verhinderung der Regelung des Zündzeitpunktes vorgesehen ist, wenn das Auftreten fehlerhafter Zündung festgestellt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Feststellung des Auftretens fehlerhafter Zündung aufgrund des den Druck im Zylinder (5) anzeigenden Signals, eine Einrichtung zur Prüfung, ob die Anzahl fehlerhafter Zündungen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne kleiner ist als eine vorgegebene Zahl oder nicht, und eine Einrichtung zur Durchführung der Regelung des Zündzeitpunktes, wenn die Anzahl der fehlerhaften Zündungen kleiner als die vorgegebene Zahl ist, und zur Verhinderung der Regelung, wenn die Anzahl der festgestellten fehlerhaften Zündungen die vorgegebene Zahl überschreitet, vorgesehen sind.