DE4300929C1

DE4300929C1 - Zylinderselektive Klopfregelung einer fremdgezündeten, mehrzylindrigen Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4300929C1
Application number: DE4300929A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Pfalzgraf; Gerhard Ottowitz
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1993-01-15
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2013-01-16

Description

Die Erfindung betrifft eine zylinderselektive Klopfregelung einer fremdgezündeten, mehrzylindrigen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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

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

Dabei ist es erforderlich, klopfende Verbrennungen zu erken nen und entsprechende Klopfsignale für eine Weiterverarbei tung zur Verfügung zu stellen. Dazu werden in bekannter Weise Klopfsensoren als akustische Sensoren verwendet, die in der Nähe von zugeordneten Zylindern angebracht sind und den dort auftretenden Geräuschpegel erfassen. In einer Auswerteeinheit wird ein Referenzpegel für jeden Zylinder festgelegt, der über dem Grund-Geräuschpegel (ohne Klopfereignisse) liegt. Sensorsignale, die diesen Referenzpegel überschreiten, werden als Signale für erkannte Klopfereignisse weitergeleitet.

Es ist zudem bekannt, nebeneinanderliegenden Zylindern je weils einen Klopfkanal, bestehend aus einem Klopfsensor und einer Auswerteeinheit zuzuordnen; bei einer Vierzylinder- Brennkraftmaschine wird beispielsweise den Zylindern I und II ein erster Klopfkanal und den Zylindern III und IV ein zwei ter Klopfkanal zugeordnet. Damit werden von einem Klopfsensor Klopfereignisse als deutlich unterscheidbare Geräuschspitzen von jeweils zwei unmittelbar in der Nähe liegenden Zylindern aufgenommen.

Für eine zylinderselektive Klopfregelung ist es zudem erfor derlich, erkannte Klopfereignisse den jeweils gezündeten Zy lindern eindeutig zuzuordnen. Dies wird in allgemein be kannter Weise mit Hilfe eines Gebers zur Ermittlung des obe ren Totpunkts, der die Kurbelwellendrehung erfaßt und einem sogenannten Phasengeber, der die Nockenwellendrehung erfaßt, durchgeführt.

Eine bekannte Klopfregelung (DE-OS 40 01 474) umfaßt eine für jeden Zylinder selektiv arbeitende Kurzzeitregelung mit einer zusätzlichen Langzeitanpassung.

Für die Kurzzeitregelung wird aus einem in Abhängigkeit von Betriebsparametern fest abgelegten Kennfeld eine Kennfeldvor gabe für den Zündzeitpunkt jeweils zu einem bestimmten Be triebspunkt der Brennkraftmaschine gestellt. Beim Auftreten von Klopfereignissen wird diese Kennfeldvorgabe jeweils um einen Schritt zu einem Regelhub auf einen Wert für einen aktu ellen Zündzeitpunkt in Richtung "spät" modifiziert und zurück genommen. Beim weiteren Ausbleiben von Klopfereignissen wird der Wert für den aktuellen Zündzeitpunkt wieder um einen Schritt in Richtung "früh" auf die Kennfeldvorgabe hin ge führt.

Diese Kurzzeitregelung ist somit auf das Niveau der abgeleg ten Kennfeldvorgabe bezogen. Bei ungünstigen Betriebsparame tern, insbesondere bei schlechter Kraftstoffqualität, kann die Klopfgrenze relativ weit von der Kennfeldvorgabe weglie gen, so daß die Regelung mit entsprechend großen Regelhüben und großer Regelbandbreite betrieben werden müßte. Dies wäre für die Stabilität der Regelung ungünstig, so daß relativ viele klopfende Verbrennungen mit teilweise heftigen Klopfern auftreten könnten.

Es ist daher weiter eine Langzeitanpassung vorgesehen, mit der die Kennfeldvorgabe bei auftretenden Klopfereignissen um einen Langzeitanpassungswert von der Klopfgrenze weg zurück genommen bzw. modifiziert wird, so daß die Kurzzeitregelung auf eine neue Zündzeitpunktvorgabe (Kennfeldvorgabe plus Lang zeitanpassungswert) bzw. ein anderes Niveau bezogen ist. Die Langzeitanpassungswerte werden innerhalb sich wiederholender Beobachtungszeitintervalle in Abhängigkeit der auftretenden Klopfereignisse ermittelt. Beim Ausbleiben von Klopfereignis sen innerhalb solcher Beobachtungszeitintervalle werden die Langzeitanpassungswerte wieder in Richtung auf die ursprüng liche Kennfeldvorgabe zurückgenommen.

Mit Hilfe der Langzeitanpassung wird somit das Bezugsniveau für die Kurzzeitregelung innerhalb sich wiederholender Be obachtungszeitintervalle in Abhängigkeit von auftretenden Klopfereignissen jeweils neu ermittelt, wobei der Regelbe reich bzw. der Regelbandbreite und damit die Klopfgrenze nur in geringem Abstand von diesem Bezugsniveau liegt. Dieses kon tinuierliche Nachziehen des Bezugsniveaus für die Kurzzeitre gelung in Verbindung mit der Verringerung der Regelbandbreite führt insgesamt zu einer Reduzierung von Klopfereignissen und damit zu einer Entlastung der Brennkraftmaschine. Zudem wird die gesamte Klopfregelung stabiler und damit leichter be herrschbar.

Ein Problem bei solchen Klopfregelungen besteht darin, daß die Kennfeldvorgaben sehr frühen Zündzeitpunkten entsprechen, die gerade noch zu klopfenden Verbrennungen führen. Dies ist erforderlich, damit die Klopfregelung für einen optimierten Betrieb überhaupt eingreifen kann. Bei einem Ausfall der Klopfregelung oder eines Klopfkanals würde ohne Gegenmaßnah men die Brennkraftmaschine im Klopfbereich betrieben werden, was zu einer hohen Belastung und zu einer baldigen Zerstörung führen würde. Es sind daher Einrichtungen vorgesehen, die den Ausfall von Klopfsensoren bzw. Klopfkanälen oder den Ausfall des Phasensensors erkennen. Beim Ausfall eines oder mehrerer Klopfkanäle oder beim Ausfall des Phasensensors wird bisher in bekannter Weise die Klopfregelung völlig abgeschaltet und die Zündung mit unkritischen Sicherheitswerten weitab von der Klopfgrenze durchgeführt. Damit kann die Brennkraftmaschine zwar weiterbetrieben werden, wodurch beispielsweise ein Fahr zeug nicht zum Liegenbleiber wird, es treten jedoch dann die bekannten Nachteile, wie weniger Leistung und schlechtere Abgaswerte, auf.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen verbesserten Betrieb einer Brennkraftmaschine beim Ausfall von Komponenten einer gattungsgemäßen Klopfregelung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist eine Art von Notlaufregelung dadurch rea lisiert, daß beim Ausfall eines Klopfkanals, insbesondere beim Ausfall eines Klopfsensors, dies über eine Erkennungsein richtung festgestellt und die zugeordneten Zylinder auf einen noch intakten Klopfkanal als aktiven Klopfkanal umgeschaltet wird. In der damit aktiven Auswerteeinheit wird jeweils ein Referenzpegelmaximum entsprechend einem Rauschpegel am Ort des aktiven Klopfsensors für die dem defekten Klopfkanal zuge ordneten Zylinder ermittelt, das heißt für die Zylinder, die neu auf den intakten Klopfkanal aufgeschaltet wurden.

Nachdem jeweils ein solches Referenzpegelmaximum ermittelt wurde, wird dazu ein Offsetbetrag addiert und der damit erhal tene Wert jeweils als neuer, angehobener Referenzpegel den dem defekten Klopfkanal zugeordneten Zylindern zugrundege legt.

Weiter erfolgt eine Mittelwertbildung aller, den einzelnen Zylindern zugeordneten, aktuellen Langzeitanpassungswerten zu einem Anpassungsmittelwert. Ein zylinderspezifischer, aktuel ler Korrekturwert für einen, dem defekten Klopfkanal zugeord neten Zylinder wird mit diesem Anpassungsmittelwert vergli chen und ein Differenzwert ermittelt. Zudem wird ein Schwell wert gestellt, der seinerseits mit dem Differenzwert vergli chen wird. Für den Fall, daß der Differenzwert den Schwell wert übersteigt, wird der entsprechende, zylinderspezifische, aktuelle Langzeitanpassungswert solange nacheinander erhöht, bis der Differenzwert kleiner als der Schwellwert ist.

Bei der beanspruchten Notlaufregelung wird somit ein intakter Klopfkanal auch für die Erfassung der Klopfereignisse der Zy linder verwendet, die im Normalfall dem defekten Klopfkanal zugeordnet sind. Die Erfassung auch dieser Klopfereignisse ist dann mit dem intakten Klopfkanal schwieriger, da in der Regel schon eine größere, örtliche Entfernung zwischen dem (intakten) Klopfsensor und den dann aufgeschalteten Zylindern vorliegt. Die Möglichkeit zur Erfassung auch dieser Klopfer eignisse wird durch die beanspruchte Feststellung des Refe renzpegelmaximums (betriebsmäßiger Rauschpegel ohne Klopfer eignisse) in Verbindung mit dem Stoffbetrag geschaffen. Die Erfassung von Klopfereignissen ist jedoch hier mit einer ge wissen Unsicherheit behaftet, so daß in einem ungünstigen Fall zu wenige von tatsächlich auftretenden Klopfern erkannt werden. Dann würde die Regelung, insbesondere auch die Lang zeitanpassung, unzulässig nahe an der Klopfgrenze und im un günstigsten Fall in unzulässiger Weise über der Klopfgrenze betrieben werden.

Um dies sicher auszuschließen, ist weiter eine Überprüfung und Ankoppelung der Langzeitanpassung für die dem defekten Klopfkanal sonst zugeordneten Zylinder an einen Anpassungsmit telwert beansprucht. Dieser Anpassungsmittelwert wird durch Mittelwertbildung über alle, den einzelnen Zylindern zugeord neten, aktuellen Langzeitanpassungswerte erhalten. Damit wird eine Kontrolle durchgeführt, der die Überlegung zugrunde liegt, daß die Korrekturwerte der aufgeschalteten und weniger sicher erfaßbaren Zylinder nicht beliebig weit von den Lang zeitanpassungswerten der sicher erfaßten, dem intakten Klopf kanal zugeordneten Zylindern wegliegen können. Die Mittelwert bildung könnte demgemäß auch über die Langzeitanpassungswerte nur der dem intakten Klopfkanal zugeordneten Zylinder erfol gen.

Es wird daher ein Schwellwert gestellt, der jeweils mit dem Differenzwert aus aktuellem Korrekturwert und Anpassungsmit telwert verglichen wird. Der Schwellwert ist dabei so ge wählt, daß dieser bei der vorliegenden Brennkraftmaschine auf grund der konstruktiven Gegebenheiten nicht überschritten sein kann, sollte er dennoch überschritten sein, deutet dies darauf hin, daß aufgrund der weniger sicheren Erfassungsmög lichkeit für die zusätzlich aufgeschalteten Zylinder zuwenig Klopfereignisse erkannt worden sind. Für den Fall wird dann der jeweilige, aktuelle Langzeitanpassungswert solange er höht, bis der Differenzwert kleiner als der Schwellwert ist, wodurch dann die Zündung wieder in einem sicheren Bereich be trieben wird.

Bei der erfindungsgemäßen Notlaufregelung wird somit einer seits davon ausgegangen, daß eine ordnungsgemäße Klopfrege lung über den intakten Klopfkanal auch für die Zylinder aus dem defekten Klopfkanal möglich ist. Aufgrund der beschriebe nen, weniger sicheren Erfassungsmöglichkeit wird zudem eine Sicherheitsnachführung mit einer Ankopplung der zylinderspezi fischen, aktuellen Langzeitanpassungswerte an einen Anpas sungsmittelwert vorgesehen, wenn aufgrund ungünstiger Gegeben heiten tatsächlich zuwenig Klopfereignisse erkannt werden.

Vorteilhaft wird dadurch erreicht, daß die Klopfregelung beim Ausfall von Klopfsensoren für den Fall, daß noch ein Klopf kanal intakt ist, nicht völlig abgeschaltet werden muß und damit ein relativ gut optimierter Betrieb der Brennkraft maschine trotz des Ausfalls aufrechterhalten werden kann.

Nach Anspruch 2 wird vorgeschlagen, für den Vergleich mit dem Anpassungsmittelwert als aktuellen Korrekturwert den aktuel len Differenzwert zwischen der Kennfeldvorgabe und der aktuel len Zündzeitpunktvorgabe zu verwenden. Damit werden für den Vergleich die gerade aktuellen Zündzeitvorgaben verwendet; zu befriedigenden Ergebnissen führt auch ein Vergleich zwischen dem Anpassungsmittelwert und dem jeweiligen, aktuellen Lang zeitanpassungswert.

Für eine weitere Optimierung können nach Anspruch 3 der jewei lige Offsetwert und/oder der Schwellwert veränderliche Para metergrößen sein, die in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen aktuell ermittelt und/oder in einem Kennfeld abgelegt sind.

Nach Anspruch 4 ist in einer weiterführenden Ausgestaltung zum Schutz gegen ein Weglaufen der Regelung ein Begrenzungs kennfeld für die Langzeitanpassungswerte vorgesehen. Die Lang zeitanpassungswerte können dann nur maximal die im Begren zungskennfeld abgelegten Begrenzungswerte annehmen. Für den Fall, daß alle Klopfkanäle ausgefallen sind und damit eine Umschaltung auf einen intakten Klopfkanal nicht möglich ist, wird vorgeschlagen, diese Begrenzungswerte als Korrekturwerte für eine Sicherheits-Spätverstellung gegenüber den Kennfeld vorgabewerten zu verwenden.

Beim Ausfall des Phasensensors ist eine eindeutige Zuordnungs möglichkeit eines Klopfereignisses zu einem bestimmten Zylin der nicht möglich, so daß die zylinderselektive Regelung ge mäß Anspruch 5 auf eine Sicherheits- und Notlaufregelung umge schaltet wird, dergestalt, daß auch hier alle Zylinder auf einen intakten Klopfkanal geschaltet werden. Auch hier wird in diesem aktivierten Klopfkanal das Referenzpegelmaximum aller Zylinder ermittelt und dieses als Anfangswert bzw. als neuer Referenzpegel für alle Zylinder gestellt. Zudem wird auch hier ein Anpassungsmittelwert gebildet, der mit dem je weils aktuellen Korrekturwert jedes Zylinders zur Bildung eines Differenzwerts verglichen wird. Weiter wird auch hier ein solcher Differenzwert jeweils mit einem Schwellwert ver glichen. Für den Fall, daß dieser Schwellwert überschritten ist, wird der jeweilige Langzeitanpassungswert erhöht, bis der Differenzwert wieder kleiner als der Schwellwert ist.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung mit weiteren Einzel heiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

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

Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Langzeitanpassung eines Be zugsniveaus (L_Z) für eine Kurzzeitregelung eingetragen ist,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Funktion einer Notlaufrege lung beim Ausfall eines Klopfsensors darstellt.

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

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

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

Im Diagramm der Fig. 2 ist nach oben der Wert des Zündwinkels α_Z(I) für den Zylinder I mit der Richtung nach früher Zün dung über die nach rechts weisende Zeitachse aufgetragen. Die horizontal verlaufende, strichlierte Linie entspricht einer Kennfeldvorgabe 9 für den Zündzeitpunkt aus einem fest abge legten Kennfeld zu einem bestimmten Betriebspunkt. Diese Kenn feldvorgabe 9 ist so gewählt, daß die Brennkraftmaschine bei üblichen Betriebsbedingungen nahe bzw. kurz über der Klopf grenze betrieben wird und somit vereinzelt Klopfereignisse K auftreten können. Dieser Zustand ist im Zeitintervall a dar gestellt, wo mit Hilfe einer an sich bekannten und nicht explizit beschriebenen Kurzzeitregelung der Zündwinkel beim Auftreten von Klopfereignissen K jeweils um einen Schritt auf einen Regelhub R_H(I) für einen aktuellen Zündzeitpunkt (darge stellt durch die Kurve 10) in Richtung "spät" zurückgenommen wird. Bei einem weiteren Ausbleiben von Klopfereignissen K wird dann der Wert für den aktuellen Zündzeitpunkt um einen Schritt in Richtung Frühzündung wieder auf die Kennfeldvor gabe 9 hingeführt.

Durch Veränderungen von Betriebsparametern, beispielsweise nach dem Betanken und allmählichen Durchmischen mit einem Kraftstoff schlechterer Qualität, treten im Zeitintervall b nacheinander vermehrt Klopfereignisse K auf. Damit werden die aktuellen Zündzeitpunkte nacheinander weiter von der Kennfeld vorgabe 9 in Richtung "spät" wegbewegt bzw. wird der Regelhub R_H(I) größer. Auf einem Niveau 11 entsprechend einem Abstand L_Z(I) von der Kennfeldvorgabe 9 pendelt sich dann die Kurz zeitregelung wieder ein, wie dies im Zeitintervall c darge stellt ist. Das Niveau 11 entspricht somit hier etwa einer neuen Klopfgrenze. Durch Mittelung der Regelhübe R_H(I) in Intervall c wird der Wert L_Z(I) als Langzeitanpassungswert ermittelt und die Kurzzeitregelung auf eine neue Zündzeit punktvorgabe (Kennfeldvorgabe 9 plus Langzeitanpassungswert L_Z) bezogen. Beispielhaft ist im Intervall c ein entsprechen der Regelhub R_H(I) eingezeichnet, der auf das Niveau 11 be zogen ist.

Der Langzeitanpassungswert L_Z kann beim Verlassen des be stimmten Betriebspunkts, für den der Verlauf des Zündzeit punkts in Fig. 2 dargestellt ist, gespeichert werden und bei einem erneuten Anfahren dieses Betriebspunkts sofort wieder ausgegeben werden, so daß dann die Regelung (anschließend an Kurve 10 in Fig. 2) ohne weitere Einschwingvorgänge weiter läuft.

In Fig. 2 ist die Zündzeitpunktvorgabe für den Zylinder I dar gestellt. Es wird hier eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine betrachtet, wobei in einer zylinderselektiven Klopfregelung ähnliche Verhältnisse auch für die übrigen Zylinder II, III und IV auftreten.

Bei der vorliegenden Vierzylinder-Brennkraftmaschine werden die Klopfereignisse der Zylinder I und II über einen ersten Klopfsensor (1) mit einem ersten Klopfkanal (1) erfaßt und entsprechend die Klopfereignisse für die Zylinder III und IV über einen zweiten Klopfsensor (2) und Klopfkanal (2) ermit telt.

Anhand des Flußdiagramms nach Fig. 3 wird die erfindungsge mäße Notlaufregelung beim Ausfall des Klopfsensors 2 erläu tert:

Der Ausfall des Klopfsensors 2 wird über eine entsprechende Erkennungseinrichtung festgestellt, beispielsweise durch Plau sibilitätsbetrachtungen, wenn bei bestimmten Betriebszustän den und Kennfeldvorgaben Klopfereignisse auftreten müßten, dies aber unterbleibt oder wenn sehr viele Klopfereignisse festgestellt werden, obwohl dies ggfs. auch in einem Ver gleich mit dem anderen Klopfkanal nicht sein dürfte.

Bei Feststellung eines defekten Klopfsensors (2) werden die diesem Klopfsensor (2) an sich zugeordneten Zylinder III und IV auf den anderen Klopfkanal (1) umgeschaltet. Dies bedeu tet, daß dann der (örtlich weiter abliegende) Klopfsensor (1) auch die von den Zylindern III und IV ausgehenden, akusti schen Signale für eine Verarbeitung im Klopfkanal (1) erfaßt (Blöcke 12 und 13).

Dies wird dergestalt durchgeführt, daß bezogen auf die Zylin der III und IV das betriebsmäßig auftretende, akustische Refe renzpegelmaximum (ohne akustische Spitzensignale, die auf Klopfereignisse hinweisen), festgestellt wird. Zu diesem Be trag wird ein Offsetbetrag addiert, um für eine Messung aus dem akustischen Rauschbereich herauszukommen und um nicht spo radisch auftretende Fremdgeräusche (die noch unter den akusti schen Spitzen von Klopfereignissen liegen) fälschlich als Klopfereignisse zu erfassen. Der Wert aus Referenzpegelmaxi mum und addiertem Offsetbetrag wird dann jeweils für die Zylinder III und IV als neuer, angehobener Referenzpegel aus gegeben (Block 14).

Bei akustischen Signalen, die diese neuen Referenzpegel über steigen, wird jeweils ein Klopfsignal für die Zylinder III bzw. IV ausgegeben, das mit einer gewissen Unsicherheit wegen der weniger optimalen Lage des Klopfsensors 1 bezüglich der Zylinder III und IV behaftet ist (Block 15).

Mit diesen Signalen wird einerseits die zylinderselektive Kurz zeitregelung für die Zylinder III und IV mit den Regelhüben R_H(III) und R_H(IV) betrieben.

Zudem werden entsprechend Fig. 2 die Langzeitanpassungswerte für die einzelnen Zylinder L_Z(I), L_Z(II), L_Z(III) und L_Z(IV) gebildet (Block 16) und dem zylinderselektiven Langzeit-Regel algorithmus zugeführt.

Da die Erfassung der Klopfereignisse für die an sich dem de fekten Klopfsensor (2) zugeordneten Zylinder III und IV eine gewisse Unsicherheit aufweist, ist eine Überprüfungsschleife 17 vorgesehen, die insbesondere den Betrieb der Zylinder III und IV zu nahe oder über der Klopfgrenze ausschließen soll, für den Fall, daß zu wenige tatsächliche Klopfereignisse erkannt worden sind:

Dazu erfolgt eine Mittelwertbildung aus allen Langzeitanpas sungswerten L_Z(I), L_Z(II), L_Z(III) und L_Z(IV) zu einem Anpas sungsmittelwert L_Z (Block 18). Hier führt auch eine Mittel wertbildung nur über die (sicher erfaßten) Langzeitanpassungs werte L_Z(I) und L_Z(II) zu guten Ergebnissen.

In einer der Mittelwertbildungseinheit nachgeschalteten Ein heit wird dann sowohl für den Zylinder III als auch den Zylin der IV ein Differenzwert aus dem Anpassungsmittelwert und der aktuellen Zündzeitpunktvorgabe (Summe aus Langzeitanpassungs wert und aktuellem Regelhub) gebildet (Block 19).

Diese Differenzwerte DW(III) und DW(IV) werden mit Schwellwer ten SW(III) und SW(IV) jeweils in Vergleichseinheiten vergli chen (Block 20).

Wenn jeweils einer der Differenzwerte DW(III) bzw. DW(IV) grö ßer als der zugeordnete Schwellwert SW(III) bzw. SW(IV) ist, wird ein Signal zur Erhöhung des zugeordneten Langzeitanpas sungswert L_Z(III) bzw. L_Z(IV) erzeugt (Block 21) und an den Block 16 gegeben. Dies führt dazu, daß die Zündung dann wei ter weg von der Klopfgrenze in einem sichereren Bereich für die Zylinder III und IV betrieben wird.

Beim Ausfall beider Klopfsensoren werden Werte aus einem Lang zeit-Korrektur-Begrenzungs-Kennfeld für eine Sicherheits-Spät verstellung herangezogen. Zu diesen Werten kann ebenfalls ein zusätzlicher Offsetbetrag für eine weitere Sicherheitserhö hung addiert werden.

Beim Ausfall des Phasensensors laufen grundsätzlich die glei chen Funktionen ab, wie beim Ausfall eines Klopfsensors ent sprechend dem Flußdiagramm nach Fig. 2. Auch dann wird auf einen Klopfkanal umgeschaltet, jedoch das Referenzpegelmaxi mum für alle Zylinder ermittelt und (ggfs. ergänzt um einen Offsetbetrag) als neuer Referenzpegel für alle Zylinder ge stellt. Der beschriebene Vergleich (Schleife 17) wird jedoch dann nicht nur für die an sich einem defekten Klopfsensor zu geordneten Zylinder, sondern ständig für alle Zylinder durch geführt.

Claims

1. Zylinderselektive Klopfregelung einer fremdgezündeten, mehrzylindrigen Brennkraftmaschine,
mit wenigstens zwei Klopfkanälen, die jeweils einen Klopf sensor und eine Auswerteeinheit für die Sensorsignale zur Ermittlung eines Klopfereignisses enthalten,
in der Auswerteeinheit ein Referenzpegel für jeden Zylin der festgelegt wird und Sensorsignale, die den Referenz pegel überschreiten als Signale für erkannte Klopfereignis se weitergeleitet werden,
die Klopfsensoren der Klopfkanäle in der Nähe von zugeord neten Zylindern angebracht sind und einem Klopfsensor bzw. Klopfkanal wenigstens ein Zylinder zugeordnet ist,
mit einer Einrichtung, die den jeweils gerade gezündeten Zylinder ermittelt und diesem Zylinder ein gleichzeitig auftretendes Signal für ein Klopfereignis zuordnet, wobei diese Einrichtung einen Phasensensor enthält,
mit einer für jeden Zylinder oder für eine Zylindergruppe selektiv arbeitenden Kurzzeitregelung und einer zusätz lichen Langzeitanpassung, wobei
in der Kurzzeitregelung aus einem in Abhängigkeit von Be triebsparametern fest abgelegten Kennfeld eine Kennfeldvor gabe für den Zündzeitpunkt jeweils zu einem bestimmten Be triebspunkt der Brennkraftmaschine erfolgt,
beim Auftreten von Klopfereignissen (K) diese Kennfeldvor gabe jeweils um einen Schritt zu einem Regelhub (R_H) auf einen Wert für einen aktuellen Zündzeitpunkt in Richtung "spät" modifiziert und zurückgenommen wird,
beim weiteren Ausbleiben von Klopfereignissen (K) der Wert für den aktuellen Zündzeitpunkt jeweils um einen Schritt zu einem Regelhub (R_H) in Richtung "früh" wieder auf die Kennfeldvorgabe hingeführt wird,
in der Langzeitanpassung die Kennfeldvorgabe bei auftreten den Klopfereignissen (K) um einen Langzeitanpassungswert (L_Z) von der Klopfgrenze weg zurückgenommen bzw. modifi ziert wird, so daß die Kurzzeitregelung auf eine neue Zünd zeitpunktvorgabe (Kennfeldvorgabe plus Langzeitanpassungs wert) bzw. ein anderes Niveau bezogen ist,
innerhalb bestimmter, sich wiederholender Beobachtungszeit intervalle jeweils die Langzeitanpassungswerte (L_Z) in Ab hängigkeit der auftretenden Klopfereignisse (K) ermittelt werden und
beim Ausbleiben von Klopfereignissen (K) innerhalb wenig stens eines Beobachtungszeitintervalls der Langzeitanpas sungswert (L_Z) in Richtung auf die ursprüngliche Kennfeld vorgabe wieder zurückgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Art von Notlaufregelung dadurch realisiert ist,
daß beim Ausfall eines Klopfkanals, insbesondere beim Aus fall eines Klopfsensors (Klopfsensor (2)) dies über eine Erkennungseinrichtung festgestellt und die zugeordneten Zylinder (III und IV) auf einen noch intakten Klopfkanal (Klopfkanal (1)) als aktiven Klopfkanal umgeschaltet wird,
daß in der aktiven Auswerteeinheit des aktiven Klopfkanals (Klopfkanal (1)) jeweils ein Referenzpegelmaximum entspre chend einem Rauschpegel am Ort des aktiven Klopfsensors für die dem defekten Klopfkanal (Klopfkanal (2)) zugeordne ten Zylinder (III und IV) ermittelt wird,
daß ein Offsetbetrag zum jeweils ermittelten Referenzpegel maximum addiert wird und dieser Wert jeweils als neuer, angehobener Referenzpegel den dem defekten Klopfkanal (Klopfkanal (2)) zugeordneten Zylindern (III und IV) zu grundegelegt wird,
daß eine Mittelwertbildung aller den einzelnen Zylindern, insbesondere den dem intakten Klopfkanal zugeordneten Zy lindern, aktuellen Langzeitanpassungswerte (L_Z(I), L_Z(II), L_Z(III), L_Z(IV)) zu einem Anpassungsmittelwert (L_Z) er folgt,
daß ein Vergleich eines zylinderspezifischen, aktuellen Korrekturwerts für einen dem defekten Klopfkanal zugeordne ten Zylinder mit dem Anpassungsmittelwert erfolgt und ein Differenzwert (DW(III) bzw. DW(IV)) ermittelt wird,
daß ein Schwellwert (SW(III) bzw. SW(IV)) gestellt wird, mit dem der Differenzwert (DW(III) bzw. DW(IV)) verglichen wird,
daß für den Fall, daß der Differenzwert (DW(III) bzw. DWt(IV)) den Schwellwert (SW(III) bzw. SW(IV)) übersteigt, der entsprechende, zylinderspezifische, aktuelle Langzeit anpassungswert (L_Z(III) bzw. L_Z(IV)) so lange nacheinander erhöht wird, bis der Differenzwert (DW(III) bzw. DW(IV)) kleiner als der Schwellwert (SW(III) bzw. SW(IV)) ist.

2. Zylinderselektive Klopfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderspezifische, aktuelle Kor rekturwert für den Vergleich mit dem Anpassungsmittelwert L_Z der aktuelle Differenzwert zwischen der Kennfeldvorgabe (9) und der aktuellen Zündzeitpunktvorgabe (α_Z) ist.

3. Zylinderselektive Klopfregelung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der Offsetwert und/oder der Schwellwert jeweils eine veränderliche Parametergröße ist, die in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen aktuell ermit telt und/oder in einem Kennfeld abgelegt ist.

4. Zylinderselektive Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz gegen ein Weglaufen der Regelung ein Begrenzungskennfeld für die Langzeitanpassungswerte vorgesehen ist, wobei die Langzeit anpassungswerte maximal die im Begrenzungskennfeld abgeleg ten Begrenzungswerte annehmen können und
daß bei einem Ausfall aller Klopfkanäle (Klopfkanäle (1) und (2)) diese Begrenzungswerte für eine Sicherheitsspät verstellung gegenüber den Kennfeldvorgabewerten (9) verwen det werden.

5. Zylinderselektive Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausfall des Phasen sensors, dann ohne eindeutige Zuordnungsmöglichkeit eines Klopfereignisses zu einem bestimmten Zylinder, auf einen (intakten) Klopfkanal als aktivierten Klopfkanal umgeschal tet wird,
daß in diesem aktivierten Klopfkanal das Referenzpegelmaxi mum aller Zylinder ermittelt wird und dieses als Anfangs wert bzw. als neuer Referenzpegel für alle Zylinder ge stellt wird,daß der erfaßte Anpassungsmittelwert () mit dem aktuellen Korrekturwert jedes Zylinders (I, II, III, IV) verglichen und ein Differenzwert (DW(I), DW(II), DW(III), DW(IV)) ermittelt wird und
daß für den Fall, daß dieser Differenzwert (DW(I), DW(II), DW(III), DW(IV)) den Schwellwert (SW(I), SW(II), SW(III), SW(IV)) übersteigt, für jeden entsprechenden Zylinder (I, II, III, IV) der aktuelle Langzeitanpassungswert (L_Z(I), L_Z(II), L_Z(III), L_Z(IV)) erhöht wird, bis der Differenz wert (DW(I), DW(II), DW(III), DW(IV)) kleiner als der Schwellwert (SW(I), SW(II), SW(III), SW(IV)) ist.

6. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Anpassungswert (L_Z) durch Mittelung der jeweils zum Zeitpunkt eines Klopfereignisses vorliegen den Korrekturwerte in einem Beobachtungszeitintervall er halten wird.

7. Klopfregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Anpassungswert (L_Z) durch Mittelung aller in einem Beobachtungszeitintervall vorliegenden Kor rekturwerte erhalten wird.