DE4027354C2 - Verfahren und Einrichtung zum Erfassen von Klopfen in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erfassen von Klopfen in einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 6.

Es wurde bereits ein Lernsteuersystem zur Korrektur des Zünd­ zeitpunktes vorgeschlagen. Dabei wird der Zündzeitpunkt so vorverstellt, daß ein maximales Drehmoment erzeugt wird, solange der Pegel von Klopfen in der Maschine einen annehmbaren Pegel nicht übersteigt. Wenn Klopfen auftritt, wird das Steuer­ system wirksam und verzögert den Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert.

Das Klopfen, das während eines Verbrennungshubs in einem Zylinder nach der Zündung auftritt, wird durch Aufnahme von Schwingungen der Maschinen von einem Klopfsensor erfaßt. Es gibt jedoch auch Schwingungen, die von anderen Quellen als Klopfen erzeugt werden, z. B. von einem Ventilsitz, der Schwingungen erzeugt, wenn das Ventil auf ihn auftrifft. Daher muß das Klopfen innerhalb einer Zeitdauer zwischen bestimmten Kurbelwinkeln, z. B. zwischen 30° und 90° nach einem oberen Totpunkt, erfaßt werden, während die Ventile nicht ar­ beiten.

Die JP-OS 56-2469 beschreibt ein Steuersystem für eine Klopferfassungsdauer, wobei ein Austastsignal geliefert wird, das ein Klopfsignal aus verschiedenen Signalen herausnimmt. Die Zeitdauer zur Erzeugung eines Austastsignals wird nach Maß­ gabe der Maschinendrehzahl gesteuert.

Aus der DE 36 35 963 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfah­ ren der eingangs genannten Art zum Regeln des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Zündzeitpunkt wird in Abhängigkeit vom Auftreten eines Klopfsignales korrigiert, welches innerhalb eines vorbestimmten Intervalls der Kurbel­ drehung unter Auswertung eines Amplitudenspitzenwerts einer Zylinderdruckschwingung festgestellt wird. Die Korrektur des Intervalls in Abhängigkeit von verschiedenen Maschinenbe­ triebsbedingungen ist nicht vorgesehen.

Aus der DE 34 34 823 A1 ist ein Verfahren zur Klopfregelung von Brennkraftmaschinen bekannt, gemäß dem innerhalb eines Meßfensters sowie eines Hilfsmeßfensters ein Klopfsignal inte­ griert wird. Auf Grund der Integrationsergebnisse wird ent­ schieden, ob klopfverhindernde Maßnahmen eingeleitet werden müssen. Sowohl das Meßfenster als auch das Hilfsmeßfenster besitzen bezüglich des oberen Totpunkts eines jeweiligen Zy­ linders eine feste Phasenlage und sind ebenfalls nicht auf die Betriebsbedingungen der Maschine abstimmbar.

Aus der DE 34 10 598 A1 ist ein Zündzeitpunktsteuervorrich­ tung bekannt, wobei Zündzeitpunkte abhängig vom Ausgang eines Klopfdetektors korrigiert werden. Die Klopfstärke wird in einer Zeitperiode ermittelt, die - ebenfalls - nicht an die Maschinenbetriebsbedingungen anpaßbar ist.

In der DE 30 47 079 A1 ist eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungsmotor beschrieben, gemäß welcher der Zündzeit­ punkt eines jeden Zylinders in Abhängigkeit von einem Klopf­ ergebnis verstellbar ist. Das Klopfergebnis wird in einem Winkelfenster ermittelt, dessen Winkellage relativ zur Win­ kellage der Kurbelwelle fest ist.

Die DE-OS 26 59 239 beschreibt eine Einrichtung zur Zündzeit­ punktverstellung bei Brennkraftmaschinen, mit der der Zünd­ zeitpunkt in Abhängigkeit von einer Klopferscheinung korri­ gierbar ist. Auch hierbei wird die Klopferscheinung in einer vorgegebenen, festen Prüfperiode ermittelt.

Allen vorgenannten Einrichtungen bzw. Verfahren ist somit zu eigen, daß die Klopferfassung nur in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl bestimmt wird. Eine Anpassung an einen sich ändernden Zündzeitpunkt bzw. an sich ändernde Maschinenbe­ triebszustände ist nicht vorgesehen. Insbesondere dann, wenn der Zündzeitpunkt stark vorverstellt oder verzögert wird, ist es aber schwierig, das Klopfen genau zu erfassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß in einfacher Weise ein korrektes Erfassen von Klopfen mit verringertem Störabstand ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die im Anspruch 1 und vorrichtungstechnisch durch die im Anspruch 6 angegebe­ nen Merkmale gelöst.

Erfindungswesentlich ist, daß der Klopferfassungszeitbereich in Abhängigkeit der Maschinenbetriebsbedingungen so bestimmt wird, daß lediglich das tatsächliche Klopfen erfaßbar und eine Beeinflussung durch Schwingungen von anderen Quellen weitgehend ausgeschaltet ist. Der Klopferfassungszeitbereich ist somit ebenso wie der Zündzeitbereich als Parameter auf­ zufassen, der hinsichtlich der Maschinenbetriebsbedingungen korrigierbar und optimierbar ist. Insbesondere wird weitge­ hend verhindert, daß Schwingungen von anderen Quellen das Klopfergebnis verfälschen. Damit ist mit dem angegebenen Verfahren bzw. der angegebenen Einrichtung ein korrektes Erfassen von Klopfen auf einfache Weise gewährleistet.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile an Hand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraft­ maschine, bei der die Erfindung angewandt wird;

Fig. 2a und 2b ein Blockschaltbild einer Regelung gemäß der Erfindung;

Fig. 3, 4 und 5 Flußdiagramme, die den Betrieb des Systems verdeutlichen;

Fig. 6 ein Diagramm, das Charakteristiken des Zünd­ zeitpunkts und des Vorverstellwerts nach Maß­ gabe der Maschinendrehzahl und der Maschinen­ last zeigt; und

Fig. 7 ein Impulsdiagramm, das den Betrieb der Er­ findung erläutert.

Nach Fig. 1 hat eine Brennkraftmaschine 1 eine Drossel­ klappe 10 in einem Drosselklappengehäuse 11, das über ein Ansaugrohr 9 mit einem Luftfilter 8 in Verbindung steht. Das Drosselklappengehäuse 11 steht mit einem Ansaugkrümmer 12 in Verbindung, der mit einer Verbrennungskammer 2 jedes Zylinders in der Maschine 1 durch eine Einlaßöffnung 3 und ein Einlaßventil 4 verbunden ist. Eine Bypaßleitung 15 mit einem Leerlaufsteuerventil 14 ist um die Drosselklappe 10 herumgeführt. Eine Zündkerze 7 befindet sich in jeder Ver­ brennungskammer 2, und ein Mehrfach-Einspritzer 16 ist im Ansaugkrümmer 12 nahe jeder Einlaßöffnung 3 angeordnet. Abgase der Maschine 1 werden durch eine Auslaßöffnung 5, ein Auslaßventil 6 und einen Auspuffkrümmer 13 abgeführt. Die Maschine 1 umfaßt einen Kurbelwinkelsensor 20, einen Drucksensor 21, der den Druck im Ansaugrohr 9 abstrom von der Drosselklappe 10 aufnimmt, einen Kühlmitteltemperatur­ sensor 22, einen Sauglufttemperatursensor 23, einen O₂-Sensor 24, der die Sauerstoffkonzentration der Abgase im Auspuffkrümmer 13 aufnimmt, einen Drosselklappenlagesensor 25 und einen Klopfsensor 26. Ausgangssignale der Sensoren 20-26 werden einer Steuereinheit 30 zugeführt, die dem Ein­ spritzer 16 ein Einspritzsignal, dem Leerlaufsteuerventil 14 ein Leerlaufsignal und der Zündkerze 7 über eine Zünd­ vorrichtung 27, eine Zündspule 28 und einen Verteiler 29 ein Zündsignal zuführt. Eine Maschinendrehzahl Ne wird auf der Basis eines Kurbelwinkelsignals vom Kurbelwinkelsensor 20 berechnet. Ein Saugluftdruck Pm wird auf der Basis eines Signals vom Drucksensor 21 berechnet. Diese Si­ gnale dienen der Berechnung einer Grund-Einspritzimpuls­ dauer Tp. Die Grund-Einspritzimpulsdauer Tp wird nach Maß­ gabe einer Kühlmitteltemperatur Tw vom Kühlmitteltempera­ tursensor 22, einer Sauglufttemperatur Ta vom Sauglufttem­ peratursensor 23 und eines Rückführungssignals vom O₂-Sen­ sor 24 korrigiert. Der Einspritzer 16 spritzt eine Kraft­ stoffmenge ein, die einer korrigierten Einspritzimpulsdauer Ti entspricht.

Andererseits wird der Leerlaufzustand der Maschine 1 nach Maßgabe eines Drosselklappenöffnungsgrads, der vom Drossel­ klappenlagesensor 25 aufgenommen wird, oder eines EIN-Si­ gnals eines Leerlaufschalters bestimmt. Der Öffnungsgrad des Leerlaufsteuerventils 14 wird zur Steuerung der Leer­ laufdrehzahl der Maschine verstellt.

Nach den Fig. 2a und 2c hat die Steuereinheit 30 einen Maschinendrehzahlrechner 31, einen Saugdruckrechner 32 und einen Kühlmitteltemperaturrechner 33 zur Berechnung der Maschinendrehzahl Ne, des Saugluftdrucks Pm und der Kühl­ mitteltemperatur Tw auf der Basis der Ausgangssignale vom Kurbelwinkelsensor 20, vom Drucksensor 21 und vom Kühlmit­ teltemperatursensor 22. Ein Klopfdetektor 34 ist vorgesehen und erzeugt ein Klopfsignal, wenn der Klopfsensor 26 ein Klopfen der Maschine erfaßt.

Die Maschinendrehzahl Ne und der Saugluftdruck Pm werden einer Grundzündzeitpunkt-Nachschlagtabelle 36 und einer Maximalvorverstellwert-Nachschlagtabelle 35 zugeführt. In der Grundzündzeitpunkt-Nachschlagtabelle 36 ist eine Viel­ zahl von Grundzündzeitpunkten IGB gespeichert, die nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und des Saugluftdrucks Pm angeordnet sind. Der Grundzündzeitpunkt IGB ist ein maxi­ maler Zeitpunkt zur Erzeugung eines maximalen Drehmoments mit niederoktanigem Benzin, ohne daß Klopfen erzeugt wird. Der Grundzündzeitpunkt IGB wird mit steigender Maschinen­ drehzahl Ne und steigender Maschinenlast entsprechend dem Saugluftdruck Pm vorverstellt, wie Fig. 6 zeigt. In der Maximalvorverstellwert-Nachschlagtabelle 35 ist eine Viel­ zahl von Maximalvorverstellwerten MBT gespeichert, die nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und des Saugdrucks Pm an­ geordnet sind. Der Maximalvorverstellwert MBT ist ein Wert, der dem Grundzündzeitpunkt IGB hinzuaddiert wird, um ein maximales Drehmoment mit hochoktanigem Benzin ohne Klopfen zu erzielen. Ein theoretisch erwünschter maximaler Zünd­ zeitpunkt IGT′ zum Erhalt des maximalen Drehmoments wird mit steigender Oktanzahl des Kraftstoffs parallel dazu in Vorverstellrichtung verlagert.

Der Maximalvorverstellwert MBT und ein Lernkorrekturwert IGL, der durch einen noch zu erläuternden Lernvorgang erhalten wird, werden einem Bereichsbestimmungsteil 37 zu­ geführt. In diesem werden der Maximalvorverstellwert MBT und der Lernkorrekturwert IGL miteinander verglichen, um einen der Bereiche Da bzw. Db von Fig. 6 auszuwählen. Wenn der Maximalvorverstellwert MBT kleiner als der Korrektur­ wert IGL ist (MBT ≦ IGL), wird der Bereich Da ausgewählt, wobei der Maximalvorverstellwert MBT zum Erhalt eines Zünd­ zeitpunkts IGT genützt wird. Wenn dagegen der Maximalvor­ verstellwert MBT größer als der Lernkorrekturwert IGL ist (MBT < IGL), wird der Bereich Db ausgewählt, wobei der Kor­ rekturwert IGL gewonnen wird.

Das Ausgangssignal des Bereichsbestimmungsteils 37, der Maximalvorverstellwert MBT, der Grundzündzeitpunkt IGB und der Lernkorrekturwert IGL werden einem Zündzeitpunktrechner 38 zugeführt. Wenn der Bereich Db ausgewählt wird, wird der Lernkorrekturwert IGL abgeleitet, um den Grundzündzeitpunkt IGB vorzuverstellen. Der Zündzeitpunkt IGT wird wie folgt berechnet:

IGT = IGB + IGL.

Im Bereich Da dagegen wird der Grundzündzeitpunkt IGB um den Maximalvorverstellwert MBT vorverstellt, so daß der Zündzeitpunkt IGT wie folgt berechnet wird:

IGT = IGB + MBT.

Der Zündzeitpunkt IGT wird der Zündvorrichtung 27 über einen Treiber 39 zugeführt, so daß die Zündkerze zum be­ rechneten Zündzeitpunkt IGT in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkelsignal gezündet wird.

Die Steuereinheit 30 hat ferner ein System zur Bildung des Lernkorrekturwerts IGL durch Lernen. Einem Lernbestimmungsteil 40 werden das Ausgangssignal des Bereichsbestimmungs­ teils 37, die Maschinendrehzahl Ne, der Saugluftdruck Pm und die Kühlmitteltemperatur Tw zugeführt, und es wird be­ stimmt, ob die Maschinenbetriebszustände zur Durchführung des Lernbetriebs geeignet sind. Der Lernbetrieb wird ausge­ führt, wenn das Fahrzeug warmgelaufen ist, ferner im Hoch­ last- und Niedrigdrehzahlbereich der Maschine, in dem Klop­ fen genau bestimmt werden kann, und wenn der Bereich Db ausgewählt ist. Das Ausgangssignal des Lernbestimmungsteils 40 wird einem Zündzeitpunktkorrekturwert-Überschreibungs­ teil 41 zugeführt, dem außerdem die Maschinendrehzahl Ne, der Saugluftdruck Pm und das Klopfsignal zugeführt werden. Der Zündzeitpunktkorrekturwert-Überschreibungsteil 41 führt selektiv einen vollständigen Grobkorrekturvorgang mit einem großen Lernkorrekturwert AT und einen individuellen Feinkorrektur­ vorgang mit einem kleinen Lernkorrekturwert nach Maßgabe der Maschinenbetriebszustände aus. Der in einem Speicher 42 für große Korrekturwerte gespeicherte große Lernkorrektur­ wert AT wird in Abhängigkeit vom Klopfsignal des Klopfde­ tektors 34 so umgeschrieben, daß der wahre Zündzeitpunkt IGT dem gewünschten Maximalzündzeitpunkt IGT′ in Abhängig­ keit von der Oktanzahl des Kraftstoffs angenähert wird. Wenn kein Klopfen auftritt, wird der Lernbetrieb einmal in jeder vorbestimmten Zeitdauer t1, z. B. 1 s, durchgeführt, um den großen Lernkorrekturwert AT um einen vorbestimmten Wert ª zu vergrößern, wodurch der große Lernkorrekturwert AT in Vorverstellrichtung geändert wird. Andererseits wird der Korrekturwert AT jedesmal beim Auftreten von Klopfen um einen vorbestimmten Wert γ verringert. Einem Klopfzähler 43, der das Auftreten von Klopfen zählt, wird das Klopf­ signal zugeführt. Wenn der Klopfzähler 43 eine vorbestimmte Anzahl α von Malen, z. B. fünf, gezählt hat, erzeugt er ein Ausgangssignal, das dem Zündzeitpunktkorrekturwert-Über­ schreibungsteil 41 zugeführt wird. Einem Korrekturwertde­ tektor 44 wird der aus aus dem Speicher 42 gewonnene Kor­ rekturwert AT zugeführt zum Vergleich dieses Werts mit einem vorbestimmten Maximalvorverstellwert AM. Wenn der Korrekturwert AT den Maximalvorverstellwert AM erreicht, wird dem Zündzeitpunktkorrekturwert-Überschreibungsteil 41 ein Signal zugeführt; dieser unterbricht die Grobkorrektur, wenn entweder das Signal vom Klopfzähler 43 oder vom Kor­ rekturwertdetektor 44 zugeführt wird, und schätzt, daß sich der Zündzeitpunkt dem gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT′ angenähert hat.

Danach wird ein Feinkorrekturvorgang ausgeführt. Ein klei­ ner Lernkorrekturwert AP wird aus einem Speicher 45 für kleine Korrekturwerte ausgelesen, in dem eine Vielzahl von kleinen Lernkorrekturwerten AP gespeichert ist, die nach Maßgabe der Maschinenbetriebszustände angeordnet sind. Ein bestimmter kleiner Lernkorrekturwet AP wird gleichfalls in Abhängigkeit des Auftretens von Klopfen durch Lernen im Zündzeitpunktkorrekturwert-Überschreibungsteil 41 erhöht oder vermindert. Dadurch wird der Zündzeitpunkt IGT weiter vorverstellt und dem gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT′ angenähert.

Der große Lernkorrekturwert AT und der kleine Lernkorrek­ turwert AP werden einem Lernkorrekturwertrechner 46 zuge­ führt, in dem der Lernkorrekturwert IGL wie folgt berechnet wird:

IGL = AT + AP.

Der Lernkorrekturwert IGL wird dem Zündzeitpunktrechner 38 wie beschrieben zugeführt.

Die Steuereinheit 30 weist ein System zum Bestimmen einer Zeitdauer auf, in der das Klopfen erfaßt werden soll. Das Prinzip dieses Systems wird nachstehend erläutert. Die Zeitdauer zum Erfassen von Klopfen kann auf der Grundlage des Zündzeitpunkts bestimmt werden. Daher wird eine Grund- Klopferfassungsdauer entsprechend dem Grundzündzeitpunkt IGB in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl Ne und dem Saugluftdruck Pm bestimmt. Wenn sich der Zündzeitpunkt nach Maßgabe des Lernkorrekturwerts IGL ändert, wird ein Klopf­ erfassungsdauer-Korrekturwert entsprechend dem Lernkorrek­ turwert IGL gebildet, wodurch die Grundklopferfassungsdauer innerhalb eines erforderlichen Mindestbereichs korrigiert wird.

Insbesondere umfaßt die Steuereinheit 30 einen Grund-Klopf­ erfassungsdauergeber 50, dem die Maschinendrehzahl Ne und der Saugluftdruck Pm zugeführt werden. Der Grund-Klopfer­ fassungsdauergeber 50 enthält eine Nachschlagtabelle, in der eine Vielzahl von Grund-Klopferfassungsdauer-Startzei­ ten KNS gespeichert ist, und eine Nachschlagtabelle, in der eine Vielzahl von Grund-Klopferfassungsdauer-Endzeiten KNE gespeichert ist, die jeweils nach Maßgabe der Maschinen­ drehzahl Ne und des Saugluftdrucks Pm angeordnet sind. Die Grund-Klopferfassungsdauer-Startzeiten KNS sind zu vorbe­ stimmten Zeitpunkten unmittelbar nach dem Grundzündzeit­ punkt vorgegeben. Die Steuereinheit 30 hat eine Klopfer­ fassungsdauer-Korrekturwerttabelle 51, in der eine Vielzahl von Klopferfassungsdauer-Korrekturwerten ΔK gespeichert und nach Maßgabe des Lernkorrekturwerts IGL als ansteigende Funktion desselben angeordnet ist. Die Grund-Klopferfas­ sungsdauer-Startzeit KNS, die Grund-Klopferfassungsdauer- Endzeit KNE und der Klopferfassungsdauer-Korrekturwert ΔK, die jeweils aus den entsprechenden Tabellen abgerufen sind, werden einem Klopferfassungsdauerrechner 52 zugeführt, in dem eine Klopferfassungsdauer-Startzeit KNST und eine Klopferfassungsdauer-Endzeit KNEN wie folgt berechnet werden:

KNST = KNS + ΔK
KNEN = KNE + ΔK.

Die Startzeit KNST und die Endzeit KNEN werden dem Klopf­ detektor 34 zugeführt.

Fig. 3 zeigt insgesamt den Betrieb des Systems. Bei Pro­ grammstart werden die Maschinendrehzahl Ne, der Saugluft­ druck Pm und die Kühlmitteltemperatur Tw in den Schritten S100-S102 ausgelesen. In Schritt S103 wird das Auftreten von Klopfen detektiert. Dann werden in Schritten S104 und S105 der Maximalvorverstellwert MBT und der Grundzündzeit­ punkt IGB aus den jeweiligen Nachschlagtabellen 35 und 36 nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und des Saugluft­ drucks Pm ausgelesen. In den Schritten S106-S108 wird ab­ gefragt, ob die Bedingungen zum Lernen erfüllt sind. Ins­ besondere werden in den Schritten S106-S108 zum Lernen un­ geeignete Bedingungen wie kalter Maschinenzustand oder hoher Drehzahlbereich der Maschine, in dem das Klopfsignal Geräusche enthalten kann, oder Niedriglastbereich der Ma­ schine, in dem die Ausgangssignale der Sensoren klein sind, ausgeschlossen. Es wird also abgefragt, ob die Maschinen­ drehzahl Ne unter 5000 U/min liegt (Ne ≦ 5000 U/min), ob der Saugluftdruck Pm über 900 mmHg liegt (Pm ≧ 800 mmHg) und ob die Kühlmitteltemperatur Tw höher als 70°C ist (Tw < 70°C). Wenn sämtliche Antworten in den Schritten S106-S108 JA sind, geht das Programm zu Schritt S109 für den Lernbetrieb weiter, der in Fig. 4 beschrieben ist.

In Schritt S200 wird abgefragt, ob die gesamte Groblern­ korrektur beendet ist. Wenn die Groblernkorrektur nicht beendet ist, wird eine Adresse des großen Lernkorrektur­ werts AT im Speicher 42 in Schritt S201 in einem Index­ register X gespeichert. Das Programm geht zu Schritt S203 weiter, in dem abgefragt wird, ob während des Programms Klopfen aufgetreten ist. Wenn Klopfen aufgetreten ist, geht das Programm zu Schritt S204 weiter, andernfalls geht es zu Schritt S207 weiter. In Schritt S204 werden sämtliche großen Lernkorrekturwerte AT um einen Korrekturwert γ vermindert. In Schritt S205 werden Zeitgeber I und II gelöscht, und der Klopfzähler 43 zählt in Schritt S206 die Anzahl von Malen, in denen Klopfen aufgetreten ist.

Andererseits wird in Schritt S207 der Maximalvorverstell­ wert MBT mit dem entsprechenden Lernkorrekturwert IGL (AT+AP) verglichen. Wenn der Maximalvorverstellwert MBT kleiner als der Korrekturwert IGL ist, wird der Lernbetrieb beendet, da der Korrekturwert IGL den (äußersten) Maximal­ vorverstellwert MBT übersteigt. In Schritt S208 wird der Zeitgeber I zur Messung der Zeitdauer, in der kein Klopfen auftritt, überprüft, und es wird abgefragt, ob die Maschine 1 gelaufen ist, ohne daß während der vorbestimmten Zeit­ dauer t1 (z. B. 1 s) Klopfen aufgetreten ist. Wenn der momentane Zeitpunkt innerhalb der Zeitdauer t1 liegt, wird der Lernvorgang nicht ausgeführt. Wenn kein Klopfen in der Zeitdauer t1 aufgetreten ist, wird der Korrekturwert AT in Schritt S209 um den Wert ª erhöht, und der Zeitgeber I wird in Schritt S210 gelöscht.

Die anschließenden Schritte S211-S215 dienen dem Abfragen der Beendigung der Groblernkorrektur. In Schritt S211 wird abgefragt, ob die Grobkorrektur noch durchgeführt wird. Wenn der entsprechende Korrekturwert AT kleiner als der vorbestimmte Maximalvorverstellwert AM ist (Schritt S212), wird in Schritt S213 der Zeitgeber II gelöscht. In Schritt S214 wird abgefragt, ob die Grobkorrektur beendet ist, wenn das Klopfen häufiger als die vorbestimmte Anzahl von Malen (z. B. fünfmal) aufgetreten ist, so daß in Schritt S215 ein Grobkorrekturbeendigungs-Flag gesetzt wird.

Wenn der große Lernkorrekturwert AT den vorbestimmten Maxi­ malwert AM erreicht (Schritt S212), wird in Schritt S216 abgefragt, ob seit dem Beginn der Grobkorrektur eine vor­ bestimmte Zeitdauer t2, z. B. 3 s, abgelaufen ist. Das Programm wird wiederholt, um die Grobkorrektur während der vorbestimmten Zeitdauer fortzusetzen. Wenn die Zeitdauer abgelaufen ist, geht das Programm zu Schritt S215 weiter.

Wenn der Groblernkorrekturbetrieb beendet ist, geht das Programm von Schritt S200 zu Schritt S202 weiter, in dem eine Adresse des kleinen Korrekturwerts AP im Indexregister X gespeichert wird. Danach werden den Schritten S203-S210 ähnliche Schritte ausgeführt. Wenn also ein Klopfen auf­ tritt, wird einer der entsprechenden kleinen Lernkorrek­ turwerte AP um den vorbestimmten Korrekturwert γ verrin­ gert. Wenn dagegen kein Klopfen auftritt, wird der kleine Korrekturwert AP einmal in jeder Zeitdauer t1 erhöht, um den Zeitpunkt vorzuverstellen. Wenn in Schritt S211 geant­ wortet wird, daß die Feinkorrektur durchgeführt wird, wird das Programm, wenn nicht die Groblernkorrektur durchgeführt wird, wiederholt.

Während der Feinkorrektur geht das Programm nach Fig. 3 zu Schritt S110 weiter, in dem abgefragt wird, ob der Maximal­ vorverstellwert MBT größer ist als die Summe des Korrektur­ werts IGL, der die Summe aus großem Korrekturwert AT und kleinem Korrekturwert AP ist. Wenn MBT kleiner als IGL ist (MBT ≦ IGL), geht das Programm zu Schritt S111 weiter und berechnet den Zündzeitpunkt IGT durch Vorverstellen des Grundzündzeitpunkts IGB mit dem Maximalvorverstellwert MBT. Wenn dagegen MBT größer als IGL ist (MBT < IGL), wird der Zündzeitpunkt IGT dadurch bestimmt, daß der Grundzündzeit­ punkt IGB in Schritt S112 mit dem Korrekturwert IGL vor­ verstellt wird. Dadurch kann der dem gewünschten maximalen Zeitpunkt IGT′ angenäherte Zündzeitpunkt IGT erhalten wer­ den, wie die stark ausgezogene Vollinie in Fig. 6 zeigt.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 5 wird nun der Betrieb zur Bestimmung der Klopferfassungsdauer be­ schrieben. In Schritt S300 werden die Grund-Klopferfas­ sungsdauer-Startzeit KNS und die Grund-Klopferfassungs­ dauer-Endzeit KNE aus den Nachschlagtabellen nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und des Saugluftdrucks Pm im Grund-Klopferfassungsdauergeber 50 abgerufen. In Schritt S301 wird der Klopferfassungsdauer-Korrekturwert ΔK aus der Klopferfassungsdauer-Korrekturwerttabelle 51 nach Maßgabe des Zündzeitpunkt-Lernkorrekturwerts IGL abgerufen. Danach wird in Schritten S302 bzw. S303 der Korrekturwert ΔK der Grund-Klopferfassungsdauer-Startzeit KNS und der Grund- Klopferfassungsdauer-Endzeit KNE hinzuaddiert. Wenn der Zündzeitpunkt-Korrekturwert IGL Null ist, liegt eine Klopf­ erfassungsdauer Tk zwischen der Grund-Klopferfassungsdauer- Startzeit KNS unmittelbar nach dem Grundzündzeitpunkt und der Grund-Klopferfassungsdauer-Endzeit KNE.

Wenn sich andererseits der Maximalvorverstellwert MBT auf­ grund einer Änderung der Oktanzahl des Kraftstoffs ändert, wird der Zündzeitpunkt IGT durch den Lernkorrekturwert IGL stark vorverstellt oder verzögert. Der Klopferfassungs­ dauer-Korrekturwert ΔK für den Korrekturwert IGL wird der Grund-Klopferfassungsdauer-Startzeit KNS bzw. der Grund- Klopferfassungsdauer-Endzeit KNE hinzuaddiert unter Bildung der Startzeit KNST und der Endzeit KNEN. Somit wird die Klopferfassungsdauer Tk nach Maßgabe der Vorverstellung oder Verzögerung des Zündzeitpunkts IGT vorverstellt oder verzögert (Fig. 7). Infolgedessen beginnt die Klopferfas­ sungsdauer immer unmittelbar nach der Zündung.

Die Klopferfassungsdauer Tk wird dem Klopfdetektor 34 zu­ geführt, der das Klopfsignal in Abhängigkeit vom Ausgangs­ signal des Klopfsensors nur während der Dauer Tk erzeugt. Daher wird das Klopfen zum Verbrennungszeitpunkt erfaßt, ohne daß es durch Schwingungen beeinflußt ist, die durch die Ventile der Maschine und Zündgeräusche hervorgerufen werden.

Die Erfindung kann so modifiziert werden, daß anstelle des Saugluftdrucks die Saugluftmenge oder der Drosselklappen­ öffnungsgrad als Maschinenlast genützt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein Verfahren angegeben wird, bei dem eine Klopferfassungsdauer auf der Basis einer Grund-Klopf­ erfassungsdauer und eines Erfassungsdauer-Korrekturwerts, der von einem Zündzeitpunkt-Lernkorrekturwert abhängt, be­ rechnet wird. Daher wird die Erfassungsdauer unmittelbar nach der Zündung innerhalb eines erforderlichen Mindest­ bereichs vorgegeben, so daß Klopfen exakt erfaßbar ist, ohne daß ein auf Störungen zurückgehendes Signal fehlerhaft als Klopfsignal ermittelt wird. Wenn der Zündzeitpunkt stark vorverstellt oder verzögert wird, wird die Klopfer­ fassungsdauer entsprechend korrigiert, so daß Klopfen zu­ verlässig erfaßbar ist. Da ferner der Start und das Ende der Erfassungsdauer bestimmt sind, sind der optimale Zeit­ punkt und die Länge dieser Zeitdauer ebenfalls bestimmt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erfassen von Klopfen in einer Brenn­ kraftmaschine, wobei die Maschine eine Zündzeitpunkt­ steuereinrichtung zum Berechnen eines Zündzeitpunktes auf der Basis eines Grundzündzeitpunktes und eines klopfabhängigen Lernkorrekturwerts aufweist, die Ma­ schienendrehzahl und die Maschinenlast erfaßt werden und das Klopfen innerhalb eines bestimmten Klopferfas­ sungszeitbereichs zum Ausschließen von fehlerhaften Geräuschaufnahmen erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Grund-Klopferfassungszeitbereich auf der Basis von wenigstens entweder der Maschinendrehzahl oder der Maschinenlast vorgegeben wird und
der Grund-Klopferfassungszeitbereich mit einem Korrek­ turwert nach Maßgabe von Maschinenbetriebszuständen korrigiert wird und als bestimmter Klopferfassungszeitbereich festgelegt wird, so daß der Zündzeitpunkt zur Vermeidung von Klopfen genauer einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenlast aus einem Druck im Ansaugrohr der Maschine bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert der klopfabhängige Lernkorrek­ turwert ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund-Klopferfassungszeitbereich von einer Startzeit und einer Endzeit bestimmt und die Korrektur des Grund-Klopferfassungszeitbereichs durch Addition des Korrekturwerts zu der Start- und der Endzeit durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Klopferfassungszeitbereichs zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Zündzeitpunkt be­ stimmt wird.

6. Einrichtung zum Erfassen von Klopfen in einer Brenn­ kraftmaschine, wobei die Maschine eine Zündzeitpunkt­ steuereinrichtung zum Berechnen eines Zündzeitpunktes auf der Basis eines Grundzündzeitpunktes und eines klopfabhängigen Lernkorrekturwerts aufweist;
mit Detektoreinrichtungen (20, 31, 21, 32) zum Erfas­ sen der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast und mit einer Klopferfassungseinrichtung (26, 34) zum De­ tektieren von Klopfen innerhalb eines Klopferfas­ sungszeitbereichs,
gekennzeichnet durch
eine Vorgabeeinrichtung (50), die einen Grund-Klopf­ erfassungszeitbereich auf der Basis von wenigstens entweder der Maschinendrehzahl oder Maschinenlast vor­ gibt;
eine Korrektureinrichtung (44), die nach Maßgabe der Maschinenbetriebsbedingungen einen Korrekturwert er­ mittelt; und
eine Einrichtung (52), die als Grund-Klopfzeitpunkt mit dem Korrekturwert zu einem bestimmten Klopferfas­ sungszeitbereich festlegt, so daß der Zündzeitpunkt zur Vermeidung von Klopfen genauer einstellbar ist.