DE4126439C2 - Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Betriebszustands- Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Betriebszustands der Brennkraftmaschine, wobei die Betriebszustands-Erfassungseinrichtung zumindest die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast der Brennkraftmaschine als diesen Betriebszustand angebende Parameter erfaßt, eine Klopfzustands-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von in der Brennkraftmaschine auftretendem Klopfen, eine Vorgabeeinrichtung zum Vorgeben einer Mehrzahl von Sätzen von Charakteristiken zur Zündzeitpunktssteuerung für Kraftstoff unterschiedlicher Oktanzahl, nämlich wenigstens eines ersten Satzes von Charakteristiken für Kraftstoff einer vorbestimmten Oktanzahl sowie eines zweiten Satzes von Charakteristiken für Kraftstoff einer höheren Oktanzahl, eine Steuereinrichtung zum Bestimmen der Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffs auf Grundlage des von der Klopfzustands-Erfassungseinrichtung erfaßten Klopfzustands der Brennkraftmaschine zum Auswählen eines dem Bestimmungsergebnis entsprechenden Satzes von Charakteristiken und zum Bestimmen eines Zündzeitpunkts auf Grundlage des ausgewählten Satzes von Charakteristiken in Abhängigkeit von dem von der Betriebszustands-Erfassungseinrichtung erfaßten Betriebszustands der Brennkraftmaschine und von dem von der Klopfzustands-Erfassungseinrichtung erfaßten Klopfzustands, und eine Zündeinrichtung zum Zünden eines Kraftstoff/Luft-Gemisches in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine.

Als Antwort auf eine steigende Nachfrage der Verbraucher nach Hochleistungs-Brennkraftmaschinen haben die Kraft­ fahrzeug-Hersteller in den letzten Jahren eine steigende Zahl von Maschinen angeboten, welche auf Verwendung eines Kraftstoffs hoher Oktan-Zahl ausgelegt sind. Bei derarti­ gen Maschinen muß der Zündzeitpunkt unterschiedlich fest­ gesetzt werden, je nachdem, ob der tatsächlich verwendete Kraftstoff die beabsichtigte Oktan-Zahl aufweist oder nicht, da der tatsächlich verwendete Kraftstoff nicht immer die beabsichtigte Oktan-Zahl aufweist. Die Maschine ist daher mit verschiedenen Sätzen von Zündzeitpunkt- Steuercharakteristiken entsprechend verschiedenen Oktan- Zahlen versehen. Das Steuersystem ist dazu ausgelegt, die Oktan-Zahl des verwendeten Kraftstoffs aus dem Auftritts­ zustand von Maschinenklopfen zu bestimmen oder anzunehmen und einen Satz von Steuercharakteristiken entsprechend der bestimmten Oktan-Zahl des Kraftstoffs für die Zündzeit­ punkt-Steuerung auszuwählen. Ein derartiges System ist beispielsweise aus der japanischen Patent­ offenlegungsschrift JP-1(1989)-96473 A bekannt.

Herkömmliche, mit einer Mehrzahl von Sätzen von Steuer­ charakteristiken versehene Systeme weisen jedoch dahin­ gehend einen Nachteil auf, daß die Oktan-Zahl des Kraft­ stoffs irrtümlich als niedriger als die tatsächliche Oktan-Zahl bestimmt werden kann. In diesem Fall werden Charakteristiken ausgewählt, die den Zündzeitpunkt mehr als erforderlich verzögern. Als Ergebnis ist es möglich, daß die abgegebene Motorleistung unnötigerweise reduziert wird. Es wird daher notwendig, die ausgewählte Charakte­ ristik zu einem Zeitpunkt aufzuheben, zu dem der Betriebs­ zustand der Maschine geeignet ist, und eine Steuercharak­ teristik auszuwählen, welche den Zündzeitpunkt in Vor­ schubsrichtung verschiebt. Dieser Gedanke wird beispiels­ weise in der Erfindung der Anmelderin, angewandt, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-63(1988)-51268 A dargestellt ist. Insbesondere wartet das aus dieser Druckschrift bekannte System, bis die Maschinendrehzahl über eine vorbestimmte Zeitdauer unter einem vorbestimmten Wert geblieben ist und schaltet dann Zwangsweise auf eine Steuercharakteristik, die weiter in Richtung eines vorgeschobenen Zündzeitpunkts liegt.

Wenn Steuercharakteristiken irrtümlich ausgewählt wurden, so wird bei diesem System beispielsweise während Fahrzeug­ beschleunigung eine Verschiebung zu einer geeigneten Steuercharakteristik nicht durchgeführt, bevor die Maschinendrehzahl unter den vorbestimmten Wert abfällt. Darüber hinaus kann es geschehen, daß die Steuercharak­ teristiken auf für Kraftstoff mit hoher Oktan-Zahl geeig­ nete Steuercharakteristiken verschoben (vorgeschoben) werden, wenn der Motor tatsächlich mit Kraftstoff niedri­ ger Oktan-Zahl unter Verwendung in geeigneter Weise verzögerter Steuercharakteristiken läuft. Das in diesem Fall auftretende Klopfen veranlaßt das System, auf Charakteristiken für niedrige Oktan-Zahl zurück zu schalten mit dem Ergebnis, daß "Jagen" auftritt, bei welchem das System zwischen den beiden Sätzen von Charakteristiken hin und her schaltet. Die Steuerung ist somit instabil. Weiter kann der Bediener aufgrund der plötzlichen, durch den Zündzeitpunktswechsel verursachten Drehmomentsänderung ein unangenehmes Gefühl erfahren, wenn die Charakteristik leicht auf die vorgeschobenere Charakteristik geschaltet wird.

Aus der gattungsbildenden Druckschrift DE 39 07 850 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, mit der der Zündzeitpunkt nach dem Starten der Brennkraftmaschine stets gemäß dem einem Kraftstoff niedriger Oktanzahl entsprechenden Satz von Charakteristiken gesteuert wird. Dieser Satz von Charakteristiken wird während des gesamten Warmlaufvorgangs der Maschine beibehalten. Erst nach Erreichen einer "stabilen Betriebsbedingung", zu deren Voraussetzungen beispielsweise das Überschreiten einer vorbestimmten Maschinentemperatur gehört, wird die Eignung des einem Kraftstoff höherer Oktanzahl entsprechenden zweiten Satzes auf Grundlage des Vergleichs der Zündzeitpunktseinstellung mit einem Schwellwert überprüft. Somit muß bei der Vorrichtung gemäß der DE 39 07 850 A1 die Brennkraftmaschine stets warmgelaufen sein, bevor die Eignung des beim Start der Maschine gewählten Satzes von Charakteristiken überprüft wird. Diese zwangsweise Anfangswahl des Satzes von Charakteristiken für Kraftstoff niedriger Oktanzahl führt bei der Verbrennung von Kraftstoff hoher Oktanzahl dazu, daß während des Warmlaufens nicht die volle Leistung der Brennkraftmaschine verfügbar ist.

Aus der US 4,630,584 ist eine ähnliche Vorrichtung bekannt wie die vorstehend beschriebene, die ebenfalls die Eignung des anfänglich gewählten, einem Kraftstoff niedriger Oktanzahl entsprechenden Satzes von Charakteristiken überprüft, wenn die Brennkraftmaschine in einen vorbestimmten Betriebszustand eintritt. Dies bedeutet, daß bei der Verbrennung von Kraftstoff hoher Oktanzahl die Zündzeitpunktssteuerung erst nach Erreichen des vorbestimmten Betriebszustands verstellt wird, wodurch bis zu diesem Zeitpunkt nicht die volle Leistung der Brennkraftmaschine verfügbar ist.

Die DE 35 45 809 A1 beschreibt eine Vorrichtung, die von dem anfänglich gewählten Satz von Charakteristiken zu einem anderen Satz übergeht, wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer kein Klopfen aufgetreten ist.

Allerdings wird dieser Übergang von dem einen zum anderen Satz von Charakteristiken in jeder Betriebsphase der Brennkraftmaschine durchgeführt, so daß es im Hochlastbetrieb der Brennkraftmaschine bei dem Übergang zu plötzlichen Drehmomentsänderungen kommen kann, wodurch der Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs beeinträchtigt und der Fahrer möglicherweise irritiert wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß die Eignung des anfänglich gewählten Satzes von Charakteristiken unabhängig vom Aufwärmzustand der Brennkraftmaschine überprüft werden kann, wobei gleichzeitig vermieden ist, daß der Fahrer aufgrund der plötzlichen Drehmomentänderung beim Übergang von dem anfänglich gewählten Satz von Charakteristiken zu einem geeigneteren Satz von Charakteristiken ein unangenehmes Gefühl bekommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, bei Bestimmung des Zündzeitpunkts auf Grundlage des ersten Satzes von Charakteristiken den Zündzeitpunkt zur Bestimmung des Auftretens von Klopfen um einen vorbestimmten Betrag frühzuverstellen, wenn der Wert der Maschinenlast größer oder gleich einem vorbestimmten Lastwert ist, und daß die Steuereinrichtung ferner dazu ausgelegt ist, zur Zündzeitpunktssteuerung von dem ersten Satz von Charakteristiken zu dem zweiten Satz von Charakteristiken überzugehen, wenn der Wert der Maschinenlast kleiner als der vorbestimmte Lastwert ist und im Verlauf der Frühverstellung des Zündzeitpunkts eine vorbestimmte Klopfrate nicht überschritten worden ist.

Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 11 wieder.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zündzeitpunkt-Steuersystems für Brennkraft­ maschinen;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau der von einem Mikrocomputer gebildeten Steuereinheit des Systems von Fig. 1 detailliert darstellt;

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer in der Steuereinheit von Fig. 2 ausgeführten Routine zur Bestimmung oder Auswahl eines aus der Mehrzahl von Sätzen von Steuercharakteristiken, die für verschiedene Kraftstoff-Oktanzahlen im Voraus festgesetzt wurden, und zum gewaltsamen Zurücksetzen oder Schalten von dem einen Satz zu einemr anderen bei einer bestimmten Bedingungen, wobei die Charakteristik-Sätze als "Zonen" definiert sind;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Zonen;

Fig. 5 ein Flußdiagramm einer Routine zur Berechnung eines Klopf-Einstellwerts in der Verzögerungs­ richtung, der zur Bestimmung der Zonen verwendet wird;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung einer in der Routine aus Fig. 5 verwendeten Zahl aufeinander­ folgender, verzögerter Zündungen;

Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Routine zur Korrektur des Klopf-Einstellwerts in der Vorschubsrichtung;

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms der Routine aus Fig. 7 zur Gewinnung einer Vorschubbetrags- Einheit;

Fig. 9 eine Tabelle zur Erläuterung der Eigenschaft der Vorschubbetrags-Einheit;

Fig. 10 ein Flußdiagramm einer Routine zum Anzeigen der Zonenrücksetz-Prüfungserlaubnis;

Fig. 11 ein Flußdiagramm zum Anzeigen der Zonenrücksetz- Erlaubnis, welches ausgeführt wird, nachdem die Prüfung in der Routine aus Fig. 10 erlaubt wurde;

Fig. 12 einen Zeitablaufplan zur Erläuterung des Zonen­ rücksetzens;

Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung eines Bereichs der Zonenrücksetz-Prüfungserlaubnis;

Fig. 14 einen Teil eines Flußdiagramms einer Routine, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt; und

Fig. 15 ein Diagramm ähnlich Fig. 4, welches eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Zünd­ zeitpunkt-Steuersystems für Brennkraftmaschinen darge­ stellt. Eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine 10 eines Fahr­ zeugs weist einen Lufteinlaß-Durchgang 12 auf, der an seinem distalen Ende mit einem Luftfilter 14 versehen ist. Die Durchflußrate der durch den Luftfilter 14 eingesaugten Luft wird durch ein Drosselventil 16 gesteuert. Die Luft gelangt durch einen Verteiler 18 zu Brennkammern 20 (nur eine dargestellt). Eine Leitung 24 zweigt von dem Luft­ einlaß-Durchgang 12 an einer geeigneten, stromabwärts des Drosselventils 16 gelegenen Stelle ab. Die Leitung 24 ist in der Nähe ihres entfernten Endes mit einem Einlaßluft- Drucksensor 26 versehen, der die Maschinenlast durch Messen des Absolutwerts des Drucks der Einlaßluft erfaßt. Ein Kühlmittel-Temperatursensor 30 ist in der Nähe eines Kühlmittel-Durchgangs 28 der Brennkraftmaschine 10 zur Erfassung der Temperatur des Maschinen-Kühlmittels vorge­ sehen und ein Einlaßluft-Temperatursensor 32 ist in dem Lufteinlaß-Durchgang 12 an einer geeigneten, stromabwärts des Drosselventils 16 gelegenen Stelle zur Erfassung der Temperatur der in die Maschine gezogenen Luft vorgesehen.

Die Brennkraftmaschine 10 weist einen Verteiler 36 mit einem Kurbelwinkelsensor 40 auf. Der Kurbelwinkelsensor 40 umfaßt einen Magneten, der sich synchron mit einer Kurbel­ welle (nicht dargestellt) dreht, und ein stationäres, gegenüber dem Magneten angeordnetes Teil. Die Kurbelwelle wird durch die Hin- und Herbewegung von Kolben 38 (nur einer dargestellt) gedreht. Der Kurbelwinkelsensor 40 gibt einmal pro vorbestimmtem Kurbelwellen-Drehungswinkel ein Pulssignal aus. An einem geeigneten Ort des Blocks 42 der Brennkraftmaschine 10 ist ein piezoelektrischer Klopf­ sensor 44 zur Erfassung von Vibrationen vorgesehen, die durch innerhalb der Brennkammern 20 auftretendes Verbren­ nungsklopfen erzeugt werden. Die Ausgangssignale des Einlaßluft-Drucksensors 26 und der anderen Sensoren 30, 32, 40 und 44 werden zu einer Steuereinheit 50 weiter­ geleitet.

Der Aufbau der Steuereinheit 50 ist in Fig. 2 darge­ stellt. Die Ausgabesignale des Einlaßluft-Drucksensors 26, des Kühlmittel-Temperatursensors 30 und des Einlaßluft- Temperatursensors 32 werden in einen Pegelumsetzer 52 in der Steuereinheit 50 eingegeben zur Einstellung auf einen vorbestimmten Wert und werden dann an einen Mikrocomputer 54 weitergeleitet. Der Mikrocomputer 54 umfaßt einen A/D- Wandler 54a (Analog/Digital-Wandler), E/A-Schaltkreise 54b, 54f (Eingabe/Ausgabe-Schaltkreise), eine zentrale Steuereinheit CPU 54c (Central Processing Unit), einen Nur-Lesespeicher ROM 54d (Read Only Memory), einen Schreib-Lesespeicher RAM 54e (Random Access Memory) und Zähler zur Berechnung und Zeitgeber (die letzteren beiden Teile sind nicht dargestellt). Die von dem Pegelumsetzer 52 ausgegebenen Signale werden von dem A/D-Wandler gemäß Befehlen der CPU 54c in digitale Werte umgewandelt und dann vorübergehend im RAM 54e gespeichert. Die Ausgangssignale des Kurbelwinkelsensors 40 usw. werden in einem Wellenformer-Schaltkreis 56 geformt und dann in den Mikrocomputer 54 durch den E/A-Schaltkreis 54b eingegeben.

Das Ausgabesignal des Klopfsensors 44 wird in einen Klopf­ erfassungs-Schaltkreis 60 eingegeben, nachdem es der Steuereinheit 50 zugeführt wurde. Der Klopferfassungs- Schaltkreis 60 umfaßt ein Filter 60a, einen Komparator 60b und einen D/A-Wandler 60c (Digital/Analog-Wandler). Das Auftreten von Verbrennungsklopfen wird in dem Komparator 60b erfaßt, indem ein vom Mikrocomputer 54 durch den D/A- Wandler 60c empfangener Referenzwert mit dem durch das Filter 60a empfangenen Sensorausgangswert verglichen wird.

Der Mikrocomputer 54 berechnet die Maschinendrehzahl aus den Ausgabesignalen des Kurbelwinkelsensors 40 und bestimmt die Maschinenlast aus dem Ausgangssignal des Drucksensors 26. Diese Operationen werden auf herkömmliche Weise durchgeführt. Aus anderen Betriebsbedingungen und dem Vorhandensein/Fehlen von Klopfen bestimmt der Mikro­ computer 54 auch den Zündzeitpunkt auf Grundlage von Steuercharakteristiken, die in Verbindung mit der Oktan- Zahl des verwendeten Kraftstoffs eingerichtet wurden (jeder Satz derartiger Charakteristiken wird nachfolgend als "Zone" bezeichnet werden). Die Art, auf die diese Bestimmung durchgeführt wird, wird weiter unten erläutert werden. Der Mikrocomputer 54 gibt dann über den E/A-Kreis 54f und einen Ausgabe-Schaltkreis 68 an eine Zündvorrich­ tung 70 einen Zündbefehl aus, wodurch eine Zündkerze 72 eines vorbestimmten, vom Verteiler 36 ausgewählten Zylin­ ders veranlaßt wird, das Luft/Kraftstoff-Gemisch in der zugehörigen Brennkammer 20 zu zünden.

Der Betrieb des Steuersystems wird nachfolgend unter Bezug auf die Flußdiagramme beginnend mit Fig. 3 erläutert werden. Es soll festgestellt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht durch die Zündzeitpunktsteuerung selbst charakterisiert ist, sondern wie vorstehend erläutert, durch das gewaltsame Umschalten zwischen Sätzen von Steuercharakteristiken (nachfolgend als "Zonenrücksetzen" bezeichnet). Die nachstehende Erläuterung wird sich daher auf diesen Punkt konzentrieren. Das Programm gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 3 wird von dem Mikrocomputer 54 auf Interrupt- bzw. Unterbrechungs-Basis bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel durchgeführt.

Gemäß Fig. 3 beginnt das Programm bei einem Schritt S10, in welchem die Maschinen-Kühlmitteltemperatur TW mit einem vorbestimmten Wert TWRS verglichen wird. Dieser vorbe­ stimmte Wert hat eine Größe, die geeignet ist, eine Prüfung zu erlauben, ob das Aufwärmen der Maschine beendet ist und kann beispielsweise auf 60°C festgesetzt werden. Wenn die Maschine noch eine niedrige Anfangstemperatur aufweist, ist das Ergebnis der Prüfung in Schritt S10 negativ und das Programm schreitet zum Schritt S12 fort, in welchem das Bit eines Flags F-TWRS auf 1 gesetzt wird und dann zum Schritt S14, in dem die Zone bestimmt wird.

Die Zonen werden unter Bezug auf Fig. 4 erläutert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Zonen ent­ sprechend den Oktan-Zahlen dreier Kraftstofftypen einge­ richtet und als Zone 0, Zone 1 und Zone 2 bezeichnet. Zone 0 legt die Zündzeitpunkt-Steuercharakteristik zur Verwen­ dung bei einem Kraftstoff einer Oktan-Zahl von etwa 100 fest, Zone 1 diejenigen zur Verwendung bei einem Kraft­ stoff einer Oktan-Zahl von etwa 95 und Zone 2 diejenigen zur Verwendung bei einem Kraftstoff mit einer Oktan-Zahl von etwa 92. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der Zündzeit­ punkt umsomehr verzögert, je höher die Zonennummer ist. Die Bezugssymbole AVLMT0, AVLMT1 und AVLMT2, in der Figur links dargestellt, bezeichnen die oberen Grenzwerte für den Zündzeitpunktsvorschub in der jeweiligen Zone. In Zone 2 darf der Zündzeitpunkt beispielsweise grundsätzlich nicht über den Wert AVLMT2 vorgeschoben werden. Diese oberen Zündvorschubs-Grenzwerte werden als Funktion der Maschinendrehzahl und der Maschinenlast festgesetzt und ändern sich somit mit diesen Parametern. Der obere Zündvorschubs-Grenzwert AVLMT0 ist identisch mit dem Grundzündzeitpunkt. Jeder der Zonen ist weiter auf der Verzögerungsseite ein Unterscheidungswert RDLMT0, 1, 2 zugeordnet, die auf der entgegengesetzten Seite der Figur dargestellt sind. Der Unterscheidungswert RDLMT0, 1, 2 wird auf weiter unten zu erläuternde Weise zur Zonenauswahl verwendet. Die Unterscheidungswerte auf der Verzögerungs­ seite werden mit Ausnahme von RDLMT2 als Funktion ledig­ lich der Motordrehzahl festgelegt und sind somit veränder­ lich. Der Unterscheidungswert RDLMT2 ist fest. Der Zünd­ zeitpunkts-Klopfeinstellwert wird innerhalb einer dieser Zonen derart gesteuert, daß er zwischen den oberen Zünd­ vorschubs-Grenzwert AVLMTn und den Unterscheidungswert RDLMTn auf der Verzögerungsseite fällt (wobei n die Nummer der betreffenden Zone ist).

Da in Schritt 14 (siehe Fig. 3), der den Beginn des Zonenbestimmungs-Prozesses markiert, im ersten Programm­ durchlauf nach dem Starten der Maschine noch keine Zone bestimmt wurde, verlaufen die Prüfungen in den Schritten S14 und S16 negativ und das Programm schreitet zum Schritt S18 fort, in welchem bestimmt wird, ob der Klopfeinstell­ wert θKNOCK (anfänglich 0) weiter in der Verzögerungsrich­ tung liegt als der Unterscheidungswert RDLMT0 auf der Verzögerungsseite oder ob nicht. (In den Flußdiagrammen von Fig. 3 und den höher bezeichneten Figuren sind Werte in Verzögerungsrichtung als positiv festgelegt.) Beim ersten Programmdurchlauf nach dem Anlassen der Maschine verläuft die Prüfung in Schritt S18 negativ und das Programm schreitet zu Schritt S20 fort, wo Zone 0 ausgewählt wird.

Die Berechnung des Klopfeinstellwerts wird nun mit Bezug auf die Fig. 5 bis 9 erläutert werden.

Das Flußdiagramm aus Fig. 5 zeigt ein Beispiel, wie der Klopfeinstellwelt in Verzögerungsrichtung nach Auftreten von Klopfen berechnet wird.

Die Prozedur beginnt mit der Prüfung des Vorhanden­ seins/Fehlens von Klopfen in Schritt S100. Wenn gefunden wird, daß Klopfen vorliegt, schreitet die Prozedur zu Schritt S102 fort, in welchem bestimmt wird, ob ein Zählerwert NAFTNK (weiter unten erläutert) beibehalten wird oder nicht. Da sich dieser Wert beim ersten Pro­ grammdurchlauf in seinem Anfangs-0-Zustand befindet, ist das Ergebnis der Bestimmung negativ, so daß die Prozedur zur Schritt S104 fortschreitet, in welchem der Wert NAFTNK aus dem in Fig. 6 dargestellten Diagramm abgeleitet wird und in den Zähler eingesetzt wird. Der Wert zeigt die Anzahl von Zündungen an, während derer aufeinanderfolgend eine Verzögerungseinstellung durchgeführt wird. Wie aus diesem Diagramm hervorgeht, steigt diese Zahl schrittweise in dem Verhältnis an, in dem der Klopfwiederauftritts- Zählerwert CKNOCK ansteigt. Der Zähler wird später mit Bezug auf Fig. 11 erläutert werden.

Die Prozedur schreitet dann zu Schritt S106 fort, in wel­ chem geprüft wird, ob die Zahl NAFTNK aufeinanderfolgend verzögerter Zündungen 0 ist oder nicht. Falls nicht, so schreitet die Prozedur zu Schritt S108 fort, in welchem diese Zahl um 1 vermindert wird, dann zu Schritt S110, in welchem eine Verzögerungsbetrags-Einheit DKNOCK zu dem Klopfeinstellwert θKNOCK addiert wird, um diesen in Verzögerungsrichtung einzustellen, dann zu Schritt S112, in welchem geprüft wird, ob der eingestellte Verzögerungs- Zielwert den Wert des vorstehend beschriebenen maximalen Verzögerungs-Unterscheidungswert von Zone 2 überschreitet oder nicht, und falls dieser dies tut, zu Schritt 114, in welchem der Klopfeinstellwert durch den maximalen Verzö­ gerungs-Unterscheidungswert ersetzt wird. Dieses Ersetzen wird durchgeführt, um zu verhindern, daß die Abgastempera­ tur übermäßig ansteigt. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird die Zündverzögerung fortgesetzt, wenn die Zahl aufeinan­ derfolgend verzögerter Zündungen NAFTNK auf 2 oder einen nöheren Wert festgesetzt wird, sogar wenn zu Beginn des folgenden Durchlaufs ein Fehlen von Klopfen gefunden wird (Schritte S100, S106, S108 und S110).

Die Fig. 7 bis 9 betreffen den Fall, in welchem der Klopfeinstellwert in Vorschubsrichtung eingestellt wurde. Die Prozedur gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 7 beginnt mit Schritt S200, in welchem bestimmt wird, ob ein Zählerwert NKNOCK eine vorbestimmte Zündungsanzahl AVCNTN überschrei­ tet oder nicht. Der Zählerwert NKNOCK zählt die Anzahl von Zündungen, in denen aufeinanderfolgend kein Klopfen auf­ tritt, und der Wert AVCNTN bezeichnet die Anzahl von Zündungen, während derer ein Vorschub aufgeschoben werden soll. Wenn in Schritt S200 gefunden wird, daß während der vorbestimmten Zahl von Zündungen kein Klopfen aufgetreten ist, so schreitet die Prozedur zu Schritt S202 fort, in welchem eine Vorschubbetrags-Einheit DADV bestimmt wird. In Fig. 8 ist das Flußdiagramm eines Unterprogramms zu diesem Zweck dargestellt. In Schritt S202a dieses Unter­ programms wird eine Vorschubbetrags-Einheit aus der in Fig. 9 gezeigten Tabelle abgelesen. Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, wird die Vorschubbetrags-Einheit als Funktion der Maschinendrehzahl NE und des Verteilerdrucks PB (Maschinenlast) festgesetzt. Wie später erläutert wird, wird ein Zonenrücksetzen in Betracht gezogen, wenn der Klopfeinstellwert einmal in Vorschubsrichtung auf den Punkt eingestellt worden ist, bei welchem er den oberen Vorschubsgrenzwert erreicht. Da der obere Vorschubsgrenz­ wert eine Funktion der Maschinendrehzahl und der Maschi­ nenlast und somit variabel ist, ist die Vorschubbetrags- Einheit in ähnlicher Weise eine Funktion dieser Parameter.

Die Prozedur schreitet als nächstes zu Schritt S204 fort, in welchem der Klopfeinstellwert um den Betrag der abgelesenen Vorschubbetrags-Einheit vermindert wird, um diesen in Vorschubsrichtung einzustellen, und zu Schritt S206, in welchem der Zähler für die Zahl aufeinanderfol­ gender, klopffreier Zündungen auf 0 zurückgesetzt wird. Beginnend mit Schritt S208 wird eine Überprüfung in der betreffenden Zone durchgeführt, um zu bestimmen, ob der eingestellte Klopfeinstellwert den oberen Vorschubsgrenz­ wert überschreitet oder nicht. Insbesondere, wenn in Schritt S208 beispielsweise bestimmt wurde, daß die momentane Zone Zone 2 ist, durchläuft die Prozedur die Schritte S210 und S212, in welchen bestimmt wird, daß die Bits der Flags F-ZROK21 und F-ZRS21 (nachfolgend erläu­ tert) 0 sind, Schritt S214, in welchem der Klopfeinstell­ wert mit dem oberen Vorschubsgrenzwert für Zone 2 vergli­ chen wird, und, wenn gefunden wird, daß er diesen Grenz­ wert in Vorschubsrichtung überschreitet, wird der Klopf­ einstellwert in Schritt S216 auf den oberen Vorschubs­ grenzwert begrenzt. Wenn für das Bit eines der beiden Flags in den Schritten S210 und S212 der Wert 1 gefunden wird, geht die Prozedur zu Schritt S218, in welchem der Klopfeinstellwert mit einem Referenzwert RDRL1 (nachfol­ gend erläutert) verglichen wird, und, wenn gefunden wird, daß er kleiner als dieser Referenzwert ist, wird der Klopfeinstellwert jedesmal, wenn die Prozedur Schritt S204 durchläuft, vermindert. Hierauf wird weiter unten noch Bezug genommen werden. Wenn festgestellt wird, daß der Klopfeinstellwert diesen Referenzwert in Vorschubrichtung überschreitet, so wird er in Schritt S220 auf diesen Referenzwert begrenzt. Es sei an dieser Stelle wiederum festgestellt, daß die Werte in Verzögerungsrichtung als positiv definiert sind. Eine ähnliche Überprüfung wird in den Schritten S224 bis S234 durchgeführt, wenn die momentane Zone Zone 1 ist, und in den Schritten S236 bis S238, wenn die momentane Zone Zone 0 ist.

Der so bestimmte Klopfeinstellwert wird zu dem Grundzünd­ zeitpunkt addiert und der Endzündzeitpunkt wird durch weitere Addition anderer Einstellwerte bestimmt, bei­ spielsweise dem für die Temperatur des Maschinen-Kühl­ mittels. Da diese Operationen jedoch im Stand der Technik bekannt sind und keinen Bezug zu dem Wesentlichen der vorliegenden Erfindung haben, werden sie an dieser Stelle nicht weiter diskutiert werden.

Sofern in Schritt S18 (siehe Fig. 3) bestimmt wurde, daß der Klopfeinstellwert den Unterscheidungswert auf der Verzögerungsseite von Zone 0 nicht überschritten hat, wird beurteilt, daß die Zone Zone 0 ist, und der Zündzeitpunkt wird entsprechend festgelegt. Während des Warmlaufens der Maschine erzeugt die Maschine aufgrund der Tatsache, daß die Kolben stärker gegen die Zylinderwandungen schlagen, wenn die Maschine kalt ist, und daß der Zwischenraum zwischen den Kolben und den Zylinderwandungen groß ist, und auch aufgrund der Tatsache, daß die Viskosität des Schmieröls in einer kalten Maschine hoch ist, einen hohen Grad an mechanischem Geräusch. Es ist daher möglich, daß dieses während des Warmlaufens lautere Geräusch zu einer irrtümlichen Bestimmung von Klopfen führen kann, wenn tatsächlich keines aufgetreten ist. Sollte dies geschehen, so wird der Klopfeinstellwert soweit in der Verzögerungs­ richtung verstellt, daß er den Unterscheidungswelt auf der Verzögerungsseite von Zone 0 in Schritt S18 überschreitet, worauf in Schritt S22 beurteilt wird, daß die Zone Zone 1 ist. Somit könnte das System, obwohl in der Maschine ein Kraftstoff mit einer Oktan-Zahl von 100 verwendet wird, der für einen Maschinenbetrieb unter Verwendung von Zone 0-Charakteristiken geeignet ist, die Zone als Zone 1 beurteilen, die sich weiter auf der Verzögerungsseite befindet als Zone 0. Wenn einmal Zone 1 ausgewählt wurde, so wird der Zündzeitpunkt wie vorstehend erläutert durch den oberen Vorschubswert von Zone 1 begrenzt, was zu einem unnötigen Verlust an Maschinenleistung führt.

Zur Lösung dieses Problems ermöglicht die vorliegende Ausführungsform der Erfindung ein Zonenrücksetzen zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Warmlaufen der Maschine beendet wurde. Insbesondere schreitet die Prozedur, wenn die Maschine aufgewärmt ist und in Schritt S10 gefunden wurde, daß die Kühlmitteltemperatur 60°C überschreitet, zu Schritt S26 fort, in welchem bestimmt wird, ob das Bit des Flags F-TWRS 0 ist oder nicht. Da dieses Flag in Schritt S12 auf 1 gesetzt wurde, ist das Ergebnis der Bestimmung negativ und die Prozedur schreitet zu Schritt S28 fort, in welchem das Bit des Flags F-TWRS auf 0 zurückgesetzt wird und das Bit des Flags F-TWZRS auf 1 gesetzt wird, zu Schritt S30, in welchem die Werte der Zeitgeber TZRS21 und TZRS10 auf vorbestimmte Werte TZRS21W und TZRS10W gesetzt werden und zu Schritt S32, in welchem die Bits der Flags F-ZRS10, F-ZRS21, F-ZROK10 und F-ZROK21 auf 0 zurückgesetzt werden. (Das Flag F-ZROK10 wird auch auf 0 zurückgesetzt, nachdem Zone 1 im Schritt S22 ausgewählt wurde.) Diese Flags und Zeitgeber werden nachfolgend erläutert werden.

Die Zonenrücksetz-Prüfung wird von den Prozeduren, die in den Flußdiagrammen der Fig. 10 und 11 dargestellt sind, zusammenwirkend durchgeführt. Fig. 10 zeigt die Prozedur für die Ausgabe der Erlaubnis, die Zonenrücksetz-Prüfung durchzuführen (Einschalten der Bits der Flags F-TWZRS, F- ZRS21 und F-ZRS10), und Fig. 11 die Prozedur für die Er­ laubnis des Zonenrücksetzens nach Erhalt dieser Erlaubnis (Einschalten der Bits der Flags F-ZROK21 und F-ZROK10). Es soll jedoch festgestellt werden, daß das tatsächliche Zonenrücksetzen unter vorbestimmten Bedingungen in dem Flußdiagramm von Fig. 3 nach Erhalt der Zonenrücksetz- Erlaubnis durchgeführt wird.

Die Prozedur gemäß Fig. 10 beginnt mit Schritt S300, in welchem überprüft wird, ob das Bit des Flags F-TWZRS eingeschaltet ist oder nicht. (Dieses Flag zeigt an, daß aufgrund der Tatsache, daß die Maschine aus ihrem anfäng­ lichen Niedertemperatur-Betriebszustand in den aufgewärm­ ten Zustand übergegangen ist, nämlich daß die Kühlmittel­ temperatur auf über 60°C angestiegen ist, eine Zonenüber­ prüfung zulässig geworden ist.) Wenn das Ergebnis dieser Überprüfung bestätigend ist, schreitet die Prozedur zu Schritt S302 fort, in welchem die momentane Zone bestimmt wird. Wenn man, wie vorstehend erläutert, annimmt, daß Zone 1 fälschlicherweise gewählt wurde, so ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S302 negativ. Das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S304 wird hingegen positiv sein, worauf die Prozedur zu Schritt S306 fort­ schreitet, in welchem eine Bestimmung durchgeführt wird, ob der Zündzeitpunkt auf den oberen Vorschubsgrenzwert von Zone 1 zurückgekehrt ist oder nicht. Wenn das Ergebnis dieser Bestimmung negativ ist, geht die Prozedur zu Schritt S308, in welchem ein Zeitgeber TZR (nachfolgend erläutert) zurückgesetzt (gestartet) wird, womit der momentane Programmdurchlauf abgeschlossen wird. Dies bedeutet, daß keine Erlaubnis zur Durchführung der Zonenrücksetz-Prüfung gegeben wird, bis der Zündzeitpunkt zum oberen Vorschubsgrenzwert zurückgekehrt ist.

Wenn nach einer Zahl von Programmdurchläufen gefunden wird, daß der Zündzeitpunkt zum oberen Grenzwert zurückge­ kehrt ist, schreitet das Programm zum Schritt S310 fort, in welchem bestimmt wird, ob das Bit des Flags F-ZRS10 angeschaltet ist oder nicht. Da das Bit dieses Flags früher in Schritt S32 des Flußdiagramms in Fig. 3 ausge­ schaltet wurde, verläuft die Bestimmung hier negativ und die Prozedur schreitet zu Schritt S312 fort, in welchem in ähnlicher Weise bestätigt wird, daß das Bit des Rücksetz- Erlaubnisflags ausgeschaltet ist, zu Schritt S314, in welchem bestätigt wird, daß aufgrund der Beendigung des Maschinenaufwärmens das Rücksetz-Prüfungserlaubnisflag angeschaltet ist, zu Schritt S316, in welchem der Wert des Zeitgebers TZR mit dem vorbestimmten Wert TZRS10 vergli­ chen wird und die Durchführung des Programms in der Schwebe gehalten wird, bis die vorbestimmte Zeitdauer überschritten wurde.

Mit anderen Worten mißt dieser Zeitgeber die Zeit, die seit dem Zeitpunkt, zu dem der Zündzeitpunkt zu dem oberen Zonengrenzwert zurückgekehrt ist, verstrichen ist. Der vorbestimmte Wert TZRS10 ist beispielsweise auf 5 Sekunden festgesetzt. Der Wert TZRS10W, durch den TZRS10 in Schritt S30 des Flußdiagramms aus Fig. 3, wie vorstehend erwähnt, ersetzt wird, weist eine kürzere Länge in der Größenord­ nung von 2 Sekunden auf. Mit anderen Worten ist die vor­ liegende Erfindung, da wie zu Beginn erklärt wurde, Jagen auftreten kann, wenn ein Zonenrücksetzen, beispielsweise sobald der obere Zündvorschubsgrenzwert AVLMTn erreicht wird, einfach durchgeführt wird, derart ausgebildet, daß sie ein Zonenrücksetzen erst nach Erfüllung verschiedener Bedingungen durchführt. Die Tatsache, daß das Zonenrück­ setzen in dieser Erfindung sogar nach Erfüllung der erforderlichen Bedingungen nicht durchgeführt wird, bis bestätigt worden ist, daß sich der Betriebszustand norma­ lisiert hat und daß während der vorstehend genannten vor­ bestimmten Zeitdauer kein Klopfen aufgetreten ist, ist ein weiterer Gesichtspunkt des hohen Vorsichtsniveaus der Erfindung bezüglich Zonenrücksetzen. Da es jedoch das Ziel der Zonenüberprüfung zum Zeitpunkt der Beendigung des Aufwärmens ist, eine Wiederherstellung im Fall einer sich aus einer unechten Klopferfassung ergebenden, fälschlichen Zonenauswahl bereitzustellen, wird die vorbestimmte Zeit­ dauer für diese Bestimmung kurz gewählt.

Nachdem das Programm eine Anzahl von Zyklen durchlaufen hat und in Schritt S316 gefunden wurde, daß 2 Sekunden abgelaufen sind, schreitet die Prozedur zu Schritt S318 fort, in welchem das Bit des Flags F-ZRS10 angeschaltet wird (Anzeige, daß Zonenrücksetz-Prüfungserlaubnis erteilt wurde) und dann zu Schritt S308, in welchem der Wert des Zeitgebers zurückgesetzt wird und hierauf das Programm beendet. An dieses Flagsymbol ist das Bezugszeichen 10 angehängt, um anzuzeigen, daß die Prüfungserlaubnis ein Rücksetzen zwischen Zone 1 und Zone 0 betrifft.

Nach Ausgabe der Zonenrücksetz-Prüfungserlaubnis, wird die Prozedur zur Ausgabe der Zonenrücksetz-Erlaubnis gemäß dem Flußdiagramm aus Fig. 11 durchgeführt. Insbesondere beginnt diese Prozedur mit Schritt S400, in welchem bestimmt wird, ob der Klopfwiederauftritts-Zählerwert CKNOCK kleiner als ein vorbestimmter Wert KN ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Bestimung des Wiederauftretens von Klopfen auf der Grundlage der Zahl von Zündungen, in denen Klopfen auftritt, einer vorbestimmten Zahl von Zündungen durchgeführt. Beispielsweise wird bestimmt, ob bei insgesamt 120 Zündungen in 2 Zündungen Klopfen aufge­ treten ist. Wenn in Schritt S400 gefunden wird, daß die Klopfwiederauftritts-Zahl kleiner ist als die vorbestimmte Zahl, so schreitet die Prozedur zu Schritt S402 fort, in welchem bestimmt wird, ob die Rücksetz-Prüfungserlaubnis bezüglich des Rücksetzens von Zone 2 auf Zone 1 erteilt wurde oder nicht. Da an diesem Punkt eine das Rücksetzen von Zone 1 auf Zone 0 betreffende Erlaubnis erteilt wurde, ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S402 negativ und die Bestimmung im folgenden Schritt S404 positiv. Nachdem in Schritt S406 bestätigt wurde, daß der Klopfein­ stellwert auf den Referenzwert RDRL0 vorgeschoben wurde, schreitet die Prozedur somit zu Schritt S408 fort, in welchem das Bit des Flags F-ZROK10 auf 1 gesetzt wird (Anzeige, daß Zonenrücksetz-Erlaubnis erteilt wurde) und dann zu Schritt S410, in welchem das Bit des Flags F-ZRS10 ausgeschaltet wird, da das Erlaubnis-Flag für die Zonen­ rücksetz-Bestimmung nicht mehr benötigt wird.

Dies wird mit Bezug auf Fig. 12 erläutert werden, die als Beispiel den Fall des Rücksetzens von Zone 1 auf Zone 0 betrifft. In diesem Ausführungsbeispiel wird Zonenrück­ setzen durchgeführt, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

• 1. Der Einstellwert θKNOCK ist auf den oberen Zünd­ vorschubs-Grenzwert AVLMT1 der Zone vorgeschoben (Schritt S306 in Fig. 10). (Punkt 1)
• 2. Eine vorbestimmte Zeitdauer TZRS10 (oder TZRS10W) ist seit 1) abgelaufen (Schritt S316 in Fig. 10). (Punkt 2)
• 3. An diesem Punkt ist in Schritt S318 Zonenrücksetz- Prüfungserlaubnis (F-ZRS10 = 1) erteilt und der Zündzeit­ punkt wird in Schritten der Vorschubbetrags-Einheit DADV vorgeschoben, wenn kein Klopfen auftritt, wie mit Bezug auf die Schritte S204, S226, S232 in Fig. 7 gezeigt wurde.
• 4. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Zündzeitpunkt auf den Referenzwert RDRL0 vorgeschoben wurde, wird Zonenrücksetz- Erlaubnis (F-ZROK10 = 1) ausgegeben (Schritte S406, S408 in Fig. 11). (Punkt 3)
• 5. Anschließend an eine Zeitdauer, in der gewartet wird, daß sich der Maschinenbetriebszustand ändert, und wenn erfaßt wird, daß der Referenzwert RDRL0 mit dem oberen Vorschubsgrenzwert AVLMT0 der nächsten Zone über­ einstimmt, wird das tatsächliche Rücksetzen von Zone 1 auf Zone 0 durchgeführt (Schritte S36 bis S44 in Fig. 3). (Punkt 4)

Während, wie in Fig. 4 dargestellt, der Referenzwert RDRL0 von dem oberen Vorschubsgrenzwert von Zone 1 um den Betrag ΔRL0 in Vorschubsrichtung abgesetzt ist, soll fest­ gestellt werden, daß er von dem oberen Vorschubsgrenzwert von Zone 0 unterschiedlich ist. Da sich diese oberen Grenzwerte jedoch mit der Maschinendrehzahl und Maschinen­ last ändern, stimmen sie im Betriebsbereich niedriger Maschinenlast überein, wo das Gaspedal beispielsweise losgelassen ist. Die Erfindung verhindert daher die Durchführung des tatsächlichen Rücksetzens, wenn diese Grenzwerte übereinstimmen, um einen plötzlichen Wechsel der Zündzeitpunktcharakteristik zu vermeiden. (Es soll festgestellt werden, daß dasselbe auch für den Referenz­ wert für Zone 2 gilt, nämlich RDRL1 = AVLMT2 - ΔRL1.) Wie durch die mit A bezeichnete gestrichelte Linie in Fig. 12 dargestellt ist, wird die Zonenrückksetz-Prozedur nicht fortgesetzt (Schritt S400, S412 in Fig. 11), wenn im Verlauf des Zündvorschubs Klopfen auftritt und gefunden wird, daß die Klopfwiederauftritts-Zahl den vorbestimmten Wert erreicht oder überschritten hat.

Weiter wird, wie in Fig. 3 dargestellt, zum Zeitpunkt der Beendigung des Aufwärmens der Maschine in Schritt S36 Rücksetzerlaubnis bestätigt, worauf die Prozedur zu Schritt S38 fortschreitet, in welchem bestätigt wird, daß der obere Vorschubsgrenzwert der nächsten Zone in Überein­ stimmung mit dem Referenzwert gekommen ist, zu Schritt S40, in welchem die Zone von 1 auf 0 zurückgesetzt wird, zu Schritt S42, in welchem das Bit des Flags FZROK10 abgeschaltet wird, und zu Schritt S44, in welchem das Bit des Flags F-TWZRS abgeschaltet wird. Als Ergebnis wird ein Zonenrücksetzen auf Grundlage der Beendigung des Aufwär­ mens der Maschine nur einmal durchgeführt, nämlich zum Zeitpunkt des Übergangs vom anfänglichen Niedertemperatur- Betriebszustand zum aufgewärmten Zustand, und wird zu keinem, weiteren Zeitpunkt während des Betriebs der Maschine nochmals durchgeführt.

Im folgenden wird ein Zonenrücksetzen erläutert werden, welches durch eine andere Ursache als das Aufwärmen der Maschine bewirkt wird.

Wenn das Aufwärmen beendet ist, ist das Ergebnis der Bestätigung in Schritt S300 in Fig. 10 negativ, und die Prozedur schreitet zu Schritt S320 fort, in welchem die Maschinendrehzahl NE mit einer vorbestimmten Maschinen­ drehzahl NEZR verglichen wird. Diese vorbestimmte Maschinendrehzahl weist einen niedrigen Wert in der Größenordnung der Leerlaufdrehzahl auf.

Wenn in Schritt S320 bestimmt wird, daß die Maschinen­ drehzahl über dem Leerlaufbereich liegt, so schreitet die Prozedur zu Schritt S322 fort, in welchem die Maschinen­ last durch Vergleich des Einlaßdrucks PB mit einem vorbe­ stimmten Wert PBKNZ bestimmt wird. Dieser vorbestimmte Wert wird auf einen geeigneten Wert festgesetzt, um eine Unterscheidung des Hochlast-Betriebszustands zu erlauben. Wie in dem Charakteristik-Diagramm in Fig. 13 dargestellt ist, verändert sich der vorbestimmte Wert PBKNZ mit der Maschinendrehzahl, wodurch ein Zonenrücksetzen in dem Betriebsbereich, in dem Klopfen leichter auftritt, bestimmt und die Eignung des Zonenrücksetzens zweckmäßiger bestätigt werden kann. Wenn in Schritt S322 gefunden wird, daß sich die Maschine in einem Hochlastzustand befindet, so schreitet die Prozedur zu Schritt S302 und den nach­ folgenden Schritten zur Prüfung eines Zonenrücksetzens im Hochlastbetrieb fort.

Nimmt man beispielsweise den Fall des Rücksetzens von Zone 1 auf Zone 0, so schreitet die Prozedur, wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S302 negativ ist, zu Schritt S304 fort, in welchem das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, und zu Schritt S306, in welchem die Prozedur darauf wartet, daß der Einstellwert θKNOCK den oberen Vorschubs­ grenzwert von Zone 1 erreicht. Nach der Bestätigung in Schritt S306, daß der obere Vorschubsgrenzwert erreicht wurde, durchläuft die Prozedur die Schritte S310, S312 und S314 und zu Schritt S324, in welchem überprüft wird, ob der Zeitgeberwert den Ablauf einer vorbestimmten Zeit (5 Sekunden) anzeigt. Wenn bestätigt wird, daß die vorbe­ stimmte Zeit abgelaufen ist, schreitet die Prozedur zu Schritt S326 fort, in welchem der Wert CZRS10 eines Zählers zum Zählen der Zahl erteilter Rücksetz-Prufungs­ erlaubnisse mit einem vorbestimmten Wert ZRS10 verglichen wird. Diese Zahl von Rücksetz-Prüfungserlaubnissen zeigt die Zahl von Malen an, bei denen, nachdem einmal Prüfungs­ erlaubnis erteilt wurde, die Rücksetzprozedur nicht fort­ gesetzt wurde, da Klopfen die vorbestimmte Anzahl von Malen oder öfter aufgetreten ist. Der vorbestimmte Wert ZRS10 wird geeignet festgesetzt, beispielsweise auf S mal. Wenn dieser Schritt das erste Mal durchgeführt wird, ist das Ergebnis der Bestimmung natürlich negativ und die Prozedur schreitet zu Schritt S328 fort, in welchem der Zählerwert erhöht wird, und zu Schritt S318, in welchem das Bit des Rücksetz-Prüfungserlaubnisflags auf 1 gesetzt wird, worauf der erste Durchlauf der Routine beendet wird.

Wenn in Schritt S318 Zonenrücksetz-Erlaubnis erteilt wurde, und nachdem durch die Schritte S404 bis S410 des Flußdiagramms aus Fig. 11 bestätigt worden ist, daß der Klopfeinstellwert den Referenzwert erreicht hat, wird durch die Schritte S36 bis S44 des Flußdiagramms in Fig. 3 Zonenrücksetzen durchgeführt, nachdem in Schritt S38 die Bestätigung abgewartet wurde, daß der obere Grenzwert von Zone 0 gleich dem Referenzwert geworden ist. Mit anderen Worten wird, wie in Fig. 13 angezeigt, die Entscheidung zur Durchführung eines Zonenrücksetzens im Hochlastbereich oberhalb einer vorbestimmten Maschinendrehzahl durchge­ führt. Andererseits wird im Niederlastbereich ein Zonen­ rücksetzen durchgeführt, wo die Referenzwerte mit den oberen Vorschubsgrenzwerten übereinstimmen.

Jedoch kann das Auftreten von Klopfen eine Änderung des Einstellwerts in Verzögerungsrichtung bewirken, wie durch die gestrichelte Linie A in Fig. 12 dargestellt ist, und wenn jenseits der in Schritt S400 des Flußdiagramms in Fig. 11 festgelegten Rate wieder Klopfen auftritt, wird das Bit des Flags F-ZRS10 im Schritt S412 derselben Figur abgeschaltet. In dieser Situation wird die Zeitmessung wieder aufgenommen, wenn der Einstellwert auf den oberen Grenzwert von Zone 1 zurückgekehrt ist, und nach Ablauf der Zeit wird der Zählerwert wieder auf 2 erhöht usw. und das Bit des Flags wird wieder auf 1 gesetzt (S306, S308, S310, S312, S324, S326, S328, S318 in Fig. 10). Die Prozedur kehrt dann zum Flußdiagramm in Fig. 3 zurück und wartet auf die Möglichkeit zum Rücksetzen der Zone. Wenn jedoch in Schritt S322 bestimmt wird, daß keine Hochlast vorliegt, durchläuft die Prozedur die Schritte S332 bis S340, der Zählerwert wird erniedrigt, das Bit des Flags wird abgeschaltet und der Zeitgeberwert wird zurückge­ setzt.

Wenn Zonenrücksetzen weiterhin fehlschlägt und wenn nach einigen Durchläufen in Schritt S326 gefunden wird, daß der Zählerwert den vorbestimmten Wert (Anzahl von Malen) erreicht hat, schreitet die Prozedur zu Schritt S330 fort, in welchem der Zeitgeberwert TZRS10 (z. B. 5 Sekunden) durch den Wert TZRS10L (z. B. 25 Sekunden) überschrieben wird. Diese Änderung wird durchgeführt, um die Erteilung der Zonenrücksetz-Erlaubnis zu erschweren. Sie wird ange­ sichts der Tatsache durchgeführt, daß angenommen werden kann, daß der Grund für die Unterbrechung der Prozedur bei jedem versuchten Zonenrücksetzen durch Auftreten von Klopfen in einem Maschinenbetrieb mit einem Kraftstoff niedriger Oktan-Zahl liegt. In einem derartigen Fall kann erwartet werden, daß sogar dann, wenn ein Zonenrücksetzen durchgeführt wird, das System danach in die ursprüngliche Zone zurückkehren wird, woraus sich häufige Wechsel der Zündzeitpunkts-Steuercharakteristiken ergeben. In einem derartigen Betriebszustand ist es daher vorzuziehen, eine Durchführung des Zonenrücksetzens zu erschweren, um diese Art von Jagen zu verhindern.

Während vorstehend lediglich ein Rücksetzen von Zone 1 auf Zone 0 diskutiert wurde, ist die Situation betreffend ein Rücksetzen von Zone 2 auf Zone 1 grundlegend die gleiche. Wenn in Schritt S34 in Fig. 3 gefunden wurde, daß der Klopfeinstellwert den Unterscheidungswert RDLMT1 auf der Verzögerungsseite von Zone 1 überschritten hat, durchläuft die Prozedur zunächst die Schritte S46 bis S48, so daß Zone 2 gewählt wird. Der Zündzeitpunkt wird hierauf auf der Grundlage der Zündzeitpunkts-Charakteristiken dieser Zone gesteuert. Wenn in diesem Zustand gefunden wird, daß das Aufwärmen der Maschine beendet ist (Schritt S300 in Fig. 10) oder daß die Maschinenlast hoch geworden ist (Schritt S322 in Fig. 10), wird Zonenrücksetz-Prüfungs­ erlaubnis erteilt, wenn die Prozedur von Schritt S302 aus die Schritte S342 bis S360 (und gelegentlich die Schritte S362 und S364) des Flußdiagramms in Fig. 10 durchläuft, es wird durch die Schritte S400, S402 und S414 bis S418 des Flußdiagramms in Fig. 11 Zonenrücksetz-Erlaubnis erteilt und ein Rücksetzen auf Zone 1 durchgeführt, nach­ dem durch die Schritte S50 bis S58 des Flußdiagramms in Fig. 3 festgestellt wurde, daß eine Übereinstimmung zwischen dem Referenzwert RDRL1 von Zone 2 und dem oberen Zündvorschubsgrenzwert AVLMT1 von Zone 1 vorliegt.

Im Unterschied zu der von der Anmelderin früher vorge­ schlagenen Anordnung, bei welcher auf der Grundlage einer vorbestimmten Maschinendrehzahl auf Zonenrücksetzen ent­ schieden wird, kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Zonenrücksetzen sogar dann durchgeführt werden, wenn während Beschleunigung eine falsche Zonenauswahl getroffen wurde, ohne auf eine Abnahme der Maschinendrehzahl zu warten. Im Falle des Betriebs der Maschine mit einem Kraftstoff niedriger Oktanzahl und geeigneter Auswahl von Zone 1 (oder Zone 2) führt ein wahlloses Durchführen des Zonenrücksetzens bei einer Abnahme der Maschinendrehzahl zu Auftreten von Klopfen in der höheren Zone, in welche zurückgesetzt wurde. Dies führt zu einem erneuten Zonen­ wechsel. Da jedoch, wie vorstehend erläutert, erfindungs­ gemäß der Zündzeitpunkt um das vorbestimmte Maß vorge­ schoben wird, um die Prüfung im Hochlastbereich zu ermög­ lichen, in welchem leicht Klopfen auftritt, und da ein Verschieben zu vorgeschobenen Charakteristiken nur bei der Bestätigung durchgeführt wird, daß während des Prozesses des Zündzeitpunktsvorschubs kein Klopfen aufgetreten ist, wird es weniger wahrscheinlich, daß bei Verwendung eines Kraftstoffs niedriger Oktan-Zahl ein Zonenrücksetzen durchgeführt wird. Hierdurch wird ein Jagen verhindert. Das Zonenrücksetzen selbst wird im Niederlastbereich durchgeführt, in dem die obere Vorschubsgrenze in Über­ einstimmung mit dem Referenzwert kommt. Die Verschiebung bewirkt keine plötzliche Änderung des Zündzeitpunkts, so daß keinerlei unangenehmes Gefühl aufgrund einer plötzli­ chen Drehmomentsänderung auftritt. Es soll an dieser Stelle festgestellt werden, daß dann, wenn zwar ein Kraft­ stoff hoher Oktan-Zahl verwendet wird, dieser jedoch fälschlicherweise als Kraftstoff niedriger Oktan-Zahl identifiziert wird, keine Unannehmlichkeiten auftreten, sogar wenn im Niederlastbezeich keine Zonenrücksetz­ steuerung durchgeführt wird, da im Niederlastbereich nahezu kein Drehmomentsverlust auftritt. Vor Beginn des Vorschubs ist eine Wartezeit vorgesehen. Diese Wartezeit wird bei wiederholtem Klopfen verlängert, um sorgfältig zu prüfen, ob ein Zonenrücksetzen passend ist.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Zeitgeberwerte, obwohl sie in dem Flußdiagramm in Fig. 10 (S316, S324, S350, S354) durch Zeitangaben ausgedrückt sind, alternativ durch Angabe der Zahl von Zündungen ausgedrückt werden.

Fig. 14 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung. In einem Teil eines Flußdiagramms, welches dem in Fig. 10 ähnlich ist, sind in Fig. 14 unter besonderer Berücksichtigung des Unterschieds zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel, die vorstehend genannten Schritte S326 und S330 nun in Schritte S326A und S330A geändert und es wurden neue Schritte S326B und S330B hinzugefügt.

Nachdem in Schritt S324 der Zeitablauf bestätigt wurde, schreitet die Prozedur zu Schritt S326A fort, in welchem der Zählerwert mit einem ersten Referenzwert ZRS10A (z. B. 3 Mal) verglichen wird, und wenn gefunden wird, daß er ihn überschreitet, geht die Prozedur zu einem weiteren Prü­ fungsschritt S326B, in welchem der Zählerwert mit einem zweiten Referenzwert ZRS10B (z. B. 5 Mal) verglichen wird. Wenn er diesen nicht überschreitet, so schreitet die Prozedur zu Schritt S330A fort, in welchem der Zeitgeber­ wert TZRS10 (z. B. 5 Sekunden) durch den Wert TZRS10M (z. B. 20 Sekunden) überschrieben wird. Wenn er diesen Wert in Schritt S326B hingegen überschreitet, wird der einmal überschriebene Zeitgeberwert im Schritt S330B wiederum als TZRS10L (z. B. 25 Sekunden) erneuert.

Somit ist es möglich, eine Durchführung des Zonenrück­ setzens in Antwort auf den Klopfwiederauftritts-Zustand in geeigneterer Weise zu erschweren, um Jagen zu verhindern. Wie aus Vorstehenden leicht hervorgeht, können die Zeit­ dauern weiter in Abhängigkeit der Zahl gezählter Male geändert werden, beispielsweise 20 Sekunden für dreimal, 25 Sekunden für fünfmal und 30 Sekunden für siebenmal. Diese Werte können natürlich ebenfalls durch Angabe der Zahl von Zündungen ausgedrückt werden. Der Rest des zweiten Ausführungsbeispiels ist identisch zum ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 15 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung. Die Werte ΔRL0 und, ΔRL1, die beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel mit Bezug auf Fig. 4 erläutert wurden, können entweder feste oder variable Werte sein. Mit dem besonderen Ziel einer Erleichterung einer Zonenrücksetz- Prüfung nach Beendigung des Aufwärmens der Maschine, sind die Werte ΔRL0,1 verkürzt, d. h. die schraffierten Abschnitte sind gegenüber denen des ersten Ausführungs­ beispiels beim dritten Ausführungsbeispiel schmäler gemacht. Es ist möglich, das gleiche Ziel durch Kürzen der vorstehend beschriebenen Vorschubbetrags-Einheit DADV (S202A im Flußdiagramm in Fig. 8) zu erreichen, um die Ankunft des Zündzeitpunkts am Referenzwert RDRL1 oder RDRL0 zu beschleunigen, wenn die Rücksetzprüfung nach Beendigung des Aufwärmens der Maschine durchgeführt wird.

Es wurde ein System zur Steuerung des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs vorgeschlagen, in wel­ chem eine Mehrzahl von Sätzen von Zündzeitpunkts-Steuer­ charakteristiken eingerichtet wird in Antwort auf die Oktan-Zahlen verschiedener Arten von Kraftstoffen, die absichtlich oder unabsichtlich in dem Fahrzeug verwendet werden. Das System leitet die Oktan-Zahl des verwendeten Kraftstoffs aus dem Auftrittszustand vom Klopfen ab und wählt den Satz von Steuercharakteristiken entsprechend der ausgewählten Kraftstoff-Oktanzahl aus, worauf es den Zünd­ zeitpunkt auf Grundlage des ausgewählten Satzes von Steuercharakteristiken bestimmt. Das System löst die Nach­ teile herkömmlicher Systeme, die bei fälschlicher Auswahl des Satzes von Charakteristiken für Kraftstoff niedriger Oktan-Zahl auftreten, wenn das Fahrzeug tatsächlich mit Kraftstoff hoher Oktan-Zahl läuft, woraus sich eine unnötige Verminderung des Ausgangsdrehmoments ergibt. Entweder sind in einem derartigen Fall bei herkömlichen Systemen die Zustände, bei denen eine gewaltsame Verschie­ bung zu dem Satz von Charakteristiken für Kraftstoff hoher Oktan-Zahl möglich ist, auf bestimmte Zustände begrenzt, insbesondere auf einen Betriebszustand niederer Drehzahl. Oder, falls sie nicht derartig begrenzt sind, so verur­ sacht das bei Durchführung des gewaltsamen Verschiebens auftretende Klopfen ein Verschieben in entgegengesetzer Richtung, wodurch bei der Steuerung ein unerwünschtes Jagen auftritt.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts (θKNOCK) einer Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

• 1. - eine Betriebszustands-Erfassungseinrichtung (26, 40) zum Erfassen des Betriebszustands der Brennkraftmaschine (10), wobei die Betriebszustands-Erfassungseinrichtung (26, 40) zumindest die Maschinendrehzahl (NE) und die Maschinenlast (PB) der Brennkraftmaschine (10) als diesen Betriebszustand angebende Parameter erfaßt,
• 2. - eine Klopfzustands-Erfassungseinrichtung (44, 60) zum Erfassen von in der Brennkraftmaschine (10) auftretendem Klopfen,
• 3. - eine Vorgabeeinrichtung (54) zum Vorgeben einer Mehrzahl von Sätzen (Zone 0, Zone 1, Zone 2) von Charakteristiken zur Zündzeitpunkt­ steuerung für Kraftstoff unterschiedlicher Oktanzahl, nämlich wenigstens eines ersten Satzes (Zone 1, Zone 2) von Charakteristiken für Kraftstoff einer vorbestimmten Oktanzahl sowie eines zweiten Satzes (Zone 0) von Charakteristiken für Kraftstoff einer höheren Oktanzahl,
• 4. - eine Steuereinrichtung (54) zum Bestimmen der Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffs auf Grundlage des von der Klopfzustands- Erfassungseinrichtung (44, 60) erfaßten Klopfzustands der Brenn­ kraftmaschine (10), zum Auswählen eines dem Bestimmungsergebnis entsprechenden Satzes von Charakteristiken und zum Bestimmen eines Zündzeitpunkts auf Grundlage des ausgewählten Satzes von Charak­ teristiken in Abhängigkeit von dem von der Betriebszustands- Erfassungseinrichtung (26, 40) erfaßten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) und von dem von der Klopfzustands- Erfassungseinrichtung (44, 60) erfaßten Klopfzustand und
• 5. - eine Zündeinrichtung (70, 72) zum Zünden eines Kraftstoff/Luft- Gemisches in einer Brennkammer (20) der Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) dazu ausgelegt ist, bei Bestimmung des Zündzeitpunkts (θKNOCK) auf Grundlage des ersten Satzes von Charakteristiken den Zündzeitpunkt (θKNOCK) zur Bestimmung des Auftretens von Klopfen um einen vorbestimmten Betrag (DADV) frühzuverstellen, wenn der Wert (PB) der Maschinenlast größer oder gleich einem vorbestimmten Lastwert (PBKNZ) ist, und daß die Steuereinrichtung (54) ferner dazu ausgelegt ist, zur Zündzeitpunktsteuerung von dem ersten Satz von Charakteristiken zu dem zweiten Satz von Charakteristiken überzugehen, wenn der Wert (PB) der Maschinenlast kleiner als der vorbestimmte Lastwert (PBKNZ) ist und im Verlauf der Frühverstellung des Zündzeitpunkts (θKNOCK) eine vorbestimmte Klopfrate (KN) nicht überschritten worden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vorbestimmte Lastwert (PBKNZ) mit der Maschinendrehzahl (NE) ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vorbestimmte Lastwert (PBKNZ) mit der Maschinenlast (PB) ändert.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vorbestimmte Betrag (DADV) zur Frühverstellung des Zündzeitpunkts (θKNOCK) mit der Maschinendrehzahl (NE) und der Maschinenlast (PB) ändert.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) zur Bestimmung des Auftretens von Klopfen dazu ausgelegt ist, nach Erreichen oder Überschreiten eines Vorschubgrenzwerts (AVLMT1) des ersten Satzes von Charakteristiken den Zündzeitpunkt (θKNOCK) in Richtung eines ersten Referenzgrenzwerts (RDRL0) frühzuverstellen, wenn der Wert (PB) der Maschinenlast größer oder gleich dem vorbestimmten Lastwert (PBKNZ) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) eine Zeitmeßeinrich­ tung zum Messen einer Zeitdauer (TZR) umfaßt, die vergangen ist, seit der Zündzeitpunkt (θKNOCK) den Vorschubgrenzwert (AVLMT1) des ersten Satzes von Charakteristiken erreicht oder überschritten hat, und daß die Steuereinrichtung (54) ferner dazu ausgelegt ist, zur Zündzeitpunktsteuerung von dem ersten Satz von Charakteristiken zu dem zweiten Satz von Charak­ teristiken erst dann überzugehen, wenn die durch die Zeitmeßeinrichtung gemessene Zeitdauer (TZR) größer oder gleich einer vorbestimmten Zeitdauer (TZRS10) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) eine Zähleinrichtung zum Zählen der Anzahl (CZRS10) von Malen umfaßt, bei denen der Zündzeit­ punkt (θKNOCK) den Vorschubgrenzwert (AVLMT1) des ersten Satzes von Charakteristiken erreicht oder überschritten hat, und ferner dazu ausgelegt ist, die vorbestimmte Zeitdauer (TZRS10) zu verlängern, wenn der gezählte Wert (CZRS10) der Zähleinrichtung größer oder gleich einem Referenz-Zählwert (ZRS10) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) eine Zähleinrichtung zum Zählen einer Anzahl (CZRS10) von Malen umfaßt, bei denen der Zündzeit­ punkt (θKNOCK) den Vorschubgrenzwert (AVLMT1) des ersten Satzes von Charakteristiken erreicht oder überschritten hat, und ferner dazu ausgelegt ist, die gezählte Anzahl (CZRS10) mit einer Mehrzahl von Referenz-Zählwerten (ZRS10A, 10B) zu vergleichen und die vorbestimmte Zeitdauer (TZRS10) auf Grundlage des Vergleichsergebnisses zu verlängern.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) dazu ausgelegt ist, zur Zündzeitpunktsteuerung von dem ersten Satz von Charakteristiken zu dem zweiten Satz von Charakteristiken überzugehen, wenn der Zündzeitpunkt (θKNOCK) nach Erreichen oder Überschreiten des Vorschubgrenzwerts (AVLMT1) des ersten Satzes von Charakteristiken einen Vorschubgrenzwert (AVLMT0) des zweiten Satzes von Charakteristiken erreicht oder überschritten hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorschubgrenzwert (AVLMT1) des ersten Satzes von Charakteristiken und der Vorschubgrenzwert (AVLMT0) des zweiten Satzes von Charakteristiken mit den Maschinen-Betriebszuständen ändern.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (54) dazu ausgelegt ist, zur Zündzeitpunktssteuerung von dem ersten Satz von Charakteristiken zu dem zweiten Satz von Charakteristiken überzugehen, wenn der Wert (PB) der Maschinenlast kleiner als der vorbestimmte Lastwert (PBKNZ) ist.