DE4395833C2 - Zündzeitpunktssteuersystem für einen Motor, der eine Vielzahl von Zylindern und einen variablen Ventilbetriebsmechanismus miteinschließt - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Zündzeitpunktssteuersystem für einen Motor, bei dem ein Ventilsystem einen variablen Ventil­ betriebsmechanismus zum selektiven Ändern von Statuszuständen von Einlaß- und Auslaßventilen unter der Steuerung einer Steuereinheit aufweist, so daß ein ausgewählter Soll-Betriebsmodus des Motors aufge­ stellt wird. Das Zündzeitpunktssteuersystem dient dazu zu verhindern, daß der Motoreinspritzzeitpunkt durch Ventilschließgeräusche beeinflußt wird.

Es gibt bekannte Motoren, die aufweisen: einen variablen Ventilbetriebs­ mechanismus zum selektiven Betreiben von langsamlaufenden bzw. Nie­ dergeschwindigkeits- oder schnellaufenden bzw. Hochgeschwindigkeits­ nocken zu geeigneten Zeitpunkten, so daß die Motorleistung in Abhän­ gigkeit von Motorbetriebszuständen erhöht wird; oder einen variablen Ventilbetriebsmechanismus zum selektiven Betreiben von langsamlaufen­ den oder schnellaufenden Nocken, Betätigen von Ventilen durch ausge­ wählte Nocken und Zulassen eines teilweisen Zylinderbetriebsmodus durch Unterbrechen der Zufuhr von Einlaßluft und Kraftstoff zu einem Teil der Zylinder, wodurch die Motorleistung erhöht wird und der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.

Eine Steuereinheit für derartige variable Ventilbetriebsmechanismen setzt verschiedene Betriebsmoden gemäß den Informationen über den Motorbe­ triebszustand. Zum Beispiel werden einige der Zylinder bei einem teilweisen Zylinderbetriebsmodus durch Deaktivieren von Einlaß- und Auslaßventilen derartiger Zylinder und durch Unterbrechen der Kraftstoff­ zufuhr zu ihnen abgeschaltet. Wenn der Motor aus dem teilweisen Zylinderbetriebsmodus herausgenommen wird, werden die abgeschalteten Zylinder aktiv; was bedeutet, daß ihre Einlaß- und Auslaßventile aktiviert werden und Kraftstoff ihnen zugeführt wird. Des weiteren werden bei einem vollen Zylinderbetriebsmodus (bei dem alle Zylinder aktiviert sind) bei einer niedrigen Motordrehzahl langsamlaufende Nocken verwendet, um die Einlaß- und Auslaßventile zu betreiben, so daß die Volumen­ effizienz bzw. der volumetrische Wirkungsgrad und die Leistung des Motors erhöht werden. Im Gegensatz dazu werden schnellaufende Nocken verwendet, um die Ventile in dem vollen Zylinderbetriebsmodus bei einer hohen Motordrehzahl zu betreiben, wodurch die Volumeneffizienz bzw. der volumetrische Wirkungsgrad und die Leistung des Motors erhöht werden.

Im allgemeinen empfängt ein Steuersystem einer Verbrennungskraftma­ schine periodisch verschiedene Teile von Motorbetriebsinformationen von Sensoren, berechnet Werte zum Steuern des Motorbetriebes gemäß den empfangenen Betriebsdaten, aktiviert Betätigungseinrichtungen auf der Basis von Ausgaben, die den berechneten Werten entsprechen, und steuert verschiedene Mechanismen dementsprechend.

Bei dem vorgenannten Verbrennungsmotor wird eine in eine Verbren­ nungskammer des Motor einzuführende Menge an Einlaßluft gemäß der Drosselventilöffnung reguliert. Kraftstoff wird in die Verbrennungskammer gemäß der Einlaßluftmenge entsprechend einer aktuellen Motordrehzahl und einer Drosselöffnung zugeführt. Dann wird die Zündung so gesteuert, daß sie zu dem Zeitpunkt ausgeführt wird, der in Abhängigkeit von der Einlaßluftmenge und Motordrehzahl bestimmt wurde.

Es gibt einen Motor des sogenannten Drehzahl-Dichte-Typs, bei dem eine Größe, um die der Zündzeitpunkt verzögert wird, auf der Basis eines Druckes in einer Einlaßluftleitung berechnet. Bei dem Motor des Drehzahl-Dichte-Typs ist es nicht notwendig, die Einlaßluftmenge durch Verwendung eines Luftströmungssensors oder ähnlichem zu erfassen, es ist jedoch einfach notwendig, eine Leitung zum Einleiten des Druckes in der Einlaßluftleitung zu einem Luftdrucksensor zu verbinden. Diese Kon­ figuration macht ein Lufteinlaßsystem relativ frei von einem Einlaßluftwi­ derstand und ist vorteilhaft bei der Reduzierung der Kosten des Sensors.

Bei dem Motor des Drehzahl-Dichte-Typs wird der Zündzeitpunkt auf der Basis des Bezugszündzeitpunktes θ_b berechnet, der in Kennfeldform aufbereitet ist. Der Bezugszündzeitpunkt θ_b entspricht einer Motordreh­ zahl Ne und einem Einlaßluftströmungsdruck Pb, der anstelle einer Einlaßluftmenge A/N verwendet wird. Der tatsächliche Bezugszündzeit­ punkt θ_b wird berechnet auf der Basis einer aktuellen Motordrehzahl Ne und des Einlaßluftdruckes Pb und wird gemäß einer Größe θ_k korrigiert, um den Zündzeitpunkt zu verzögern, so daß ein Soll-Zündzeitpunkt θ_adv abgeleitet wird.

Um den Verzögerungswinkel θ_k zu berechnen, erfaßt ein Klopfsensor Schwingungen, die erzeugt werden, wenn der Motor klingelt bzw. klopft. Speziell berechnet eine elektronische Steuereinheit den Winkel der Verzögerung θ_k auf der Basis eines Pegels eines Klopfen-Vorhanden- Signals von dem Klopfsensor. In diesem Fall sind die Schwingungen von anderen Schwingungen zusätzlich zu denen, die durch das Klingeln hervorgerufen werden, begleitet. Ein Ventilschließgeräusch-Diskriminiersy­ stem ist vorgeschlagen worden, um die zweiten erwähnten Schwingungen zu diskriminieren bzw. zu bestimmen.

Wenn zum Beispiel ein variabler Ventilbetriebsmechanismus von dem Modus langsamer Motordrehzahl auf den Modus hoher Motordrehzahl umgeschaltet wird, neigen schnellaufende Nocken, die einen längeren Hubweg als langsamlaufende Nocken haben, dazu, relativ laute Ventil­ schließgeräusche zu erzeugen. Im allgemeinen wird angenommen, daß Ventilschließgeräusche häufig bei dem Modus hoher Motordrehzahl auftreten.

Das Ventilschließgeräusch-Diskriminiersystem ist unter Beachtung der Tatsache ausgelegt, daß die Ventilschließgeräusche häufig bei demselben Zylinder auftreten. Insbesondere wenn ein erstes Erfassungs- Signal von dem Klopfsensor ausgegeben wird und als einen Pegel in dem vorbestimmten Bereich habend bestimmt wird, nimmt die Ventilschließge­ räusch-Diskriminiereinheit an, daß ein Ventilschließgeräusch vorhanden ist. Wenn ein spezieller Zylinder; der das Ventilschließgeräusch erzeugt, festgestellt wird, betätigt die Ventilschließgeräusch-Diskriminiereinheit sofort einen Zeitgeber zum Zählen einer Erfassungsperiode Ts eines Ventilschließgeräusches. Wenn das nächste Erfassungs-Signal erfaßt wird, das den Pegel in dem vorbestimmten Bereich hat, und in demselben Zylinder erzeugt wird, bevor der Zeitgeber ein Zählen der Erfassungsperiode Ts für das Ventilschließgeräusch beendet, bestimmt die Ventilschließgeräusch-Diskriminiereinheit, daß das Erfassungs- Signal ein tatsächliches Ventilschließgeräusch darstellt und löscht das Verzögern des Zündzeitpunktes in Reaktion auf das Klopfen.

Die vorgenannte Ventilschließgeräusch-Diskriminiereinheit kann aus dem Klopfen die Ventilschließgeräusche bestimmen, die häufig in demselben Zylinder wiederkehren. Somit ist es möglich, ein Problem zu verhindern, bei dem der Zündzeitpunkt verzögert wird und die Motorleistung redu­ ziert wird, wenn ein Ventilschließgeräusch zu der Zeit des Umschaltens von dem Modus niedriger Motordrehzahl zu dem Modus hoher Drehzahl als Klopfen angesehen wird.

Die Ventilschließgeräusch-Diskriminereinheit stellt einen Zylinder fest, für den ein erstes Klopfen-Vorhanden-Signal erzeugt wird und gibt ein zweites Erfassungssignal aus, das seinen Pegel in dem vorbestimmten Bereich für denselben Zylinder hat, bevor die Ventilsitzgeräuscherfassungsperiode Ts ausgezählt ist. Wenn das zweite Erfassungssignal als das Ventilsitzgeräusch darzustellen betrachtet wird, löscht eine Zündzeitpunktsteuereinheit die Verzögerung des Zündzeitpunkts.

Man nimmt an, daß das vorgenannte Ventilschließgeräusch-Diskriminiersy­ stem auf einen Motor angewendet wird, der einen variablen Ventilbe­ triebsmechanismus aufweist, und daß der Betriebsmodus niedriger Motor­ drehzahl auf den Betriebsmodus hoher Motordrehzahl umgeschaltet wird. Im letzteren Modus bewirkt ein Zylinder, der verschieden von dem Zylinder ist, der einem ersten Ventilschließgeräusch in dem vorherigen Modus zugeordnet wird, ein zweites Ventilschließgeräusch. Das zweite Ventilschließgeräusch wird in die Ventilschließgeräusch-Diskriminiereinheit eingegeben, bevor die Erfassungsperiode Ts für das Ventilschließgeräusch gezählt worden ist, und wird als Klopfen angesehen. Im Ergebnis neigt das Motorsteuersystem dazu, in fehlerhafter Weise den Zündzeitpunkt zu verzögern, wenn der Betriebsmodus hoher Motordrehzahl zu dem Be­ triebsmodus niedriger Motordrehzahl umgeschaltet wird oder umgekehrt, was zu einer reduzierten Motorleistung führen würde.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Zündzeitpunktssteuersystem bereitzustellen, das eine unerwünschte Verzögerung des Zündzeitpunkts verhindern kann, die durch Ventilsitzgeräusch verursacht ist, und den Motor befähigt, zuverlässig zu arbeiten, ohne das Problem einer verringerten Motorausgangsleistung.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Bei der vorgenannten Anordnung bestimmt das Zündzeitpunktsteuer­ system durch ein Ventilschließgeräusch hervorgerufene Schwingungen, wenn ein erstes Signal von der Schwingungserfassungseinheit vorbestimmten Anforderungen entspricht. In diesem Zustand wird die Zylindernummer, die dem ersten Erfassungs- Signal zugeordnet wird, durch die Zylindernummerspeicherung gespeichert. Wenn ein Erfassungs-Signal für einen ande­ ren Zylinder angegeben wird, prüft dann die Klopfzustand-Bestimmungs­ einheit, ob die Zylinder, die dem ersten und dem zweiten Erfassungs-Signal zugeordnet werden, dieselben sind. Wenn das erste und das zweite Erfassungs-Signal an zwei unterschiedliche Zylinder ausgegeben wird, bestimmt die Klopfzustand-Bestimmungseinheit, daß der Zylinder, der dem zweiten Erfassungs-Signal zugeordnet wird, einem Klopfen unterliegt. Danach verzögert die Berechnungseinheit für den Zündzeitpunkt den Soll-Zündzeitpunkt in Antwort auf das Erfassungs-Signal, das von Motorbetriebsinformationen abhängt, und liefert den verzögerten Soll-Zündzeitpunkt an die Zündungsantriebsschal­ tung. Wenn ein Ventilbetriebsmodus umgeschaltet wird, wird des weiteren die Zylindernummerspeicherung zurückgesetzt, so daß die darin gespei­ cherten Informationen auf Null gesetzt werden, wodurch eine Zylinder­ nummer als ein neuer Zylinder gespeichert wird, die einem nächsten Erfassungs-Signal zugeordnet wird. Deshalb ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung des Klopfens zu verhindern, selbst wenn ein unterschiedlicher Zylinder ein Ventilschließgeräusch nach der Ventilbe­ triebsmodusänderung bewirkt.

Die Zylindernummerspeicherung kann einen Zeitgeber einschließen, der ein Zählen startet, nachdem die Zylindernummerspeicherung die Zylinder­ nummer gespeichert hat, die der ersten Erfassungs-Signalausgabe durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung zugeordnet wird, sowie ein Versetzen der Zylindernummerspeicherung in den Standby-Zustand nach Verstreichen einer vorbestimmten Erfassungsperiode für das Ventilschließ­ geräusch.

Die Zylinderanzahl, die in der Zylindernummerspeicherung gespeichert wurde, wird nach dem Verstreichen der Erfassungsperiode für das Ventil­ schließgeräusch auf Null gesetzt, so daß die Zylindernummerspeicherung bereit zum Speichern einer neuen Zylindernummer ist, die einem näch­ sten Erfassungs-Signal zugeordnet wird. Somit kann ein Klopfen zuverlässig erfaßt werden, ohne daß es durch Ventilschließgeräusche verfälscht wird.

Die Klopfzustands-Bestimmungseinheit bestimmt, daß der Zylinder, der dem zweiten Erfassungs-Signal zugeordnet wird, einem Klopfen unterliegt, selbst wenn der Zylinder, der dem zweiten Erfassungs-Signal zugeordnet wird, derselbe ist wie der Zylinder, dessen Num­ mer durch die Zylindernummerspeichereinrichtung gespeichert worden ist, wenn das zweite Erfassungs-Signal nicht vorbestimmten Anforde­ rungen entspricht.

Bei dieser Anordnung kann ein Klopfen zuverlässig durch Ausschließen eines Ventilschließgeräusches bestimmt werden.

Die Klopfzustand-Bestimmungseinheit bestimmt, daß das zweite Erfassungs-Signal ein Ventilschließgeräusch anzeigt, wenn das zweite Erfassungs-Signal für den Zylinder ausgegeben wird, der dem ersten Erfassungs-Signal zugeordnet wird und dessen Nummer durch die Zylindernummerspeicherung gespeichert worden ist, und wenn das zweite Erfassungs-Signal vorbestimmten Anforderungen entspricht, so daß die Berechnungseinrichtung für den Zündzeitpunkt den Soll-Zündzeitpunkt in Reaktion auf das Erfassungs-Signal nicht korrigiert.

Wenn das Ventilschließgeräusch erfaßt wird, wird somit keine Korrektur des Einspritzzeitpunktes ausgeführt.

Das Zündzeitpunktsteuersystem schließt des weiteren ein Element für die Einstellung der Verzögerungsgröße zum Festlegen einer Größe zur Verzögerung des Zündzeitpunktes in Antwort auf das Erfassungs-Signal ein, das durch den Klopfsensor ausgegeben wird. Die Klopfzustand-Bestimmungseinheit kann bestimmen, daß erfaßte Schwingun­ gen einem Ventilschließgeräusch entsprechen, wenn die Verzögerungs­ größe, die durch das Element zum Festlegen der Verzögerungsgröße festgelegt wurde, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist.

In diesem Fall kann ein Bestimmen bzw. Unterscheiden bzw. Diskrimi­ nieren zwischen Klopfen und Ventilschließgeräuschen weiter genau ausge­ führt werden. Wenn ein Klopfen tatsächlich erfaßt wird, kann der Zünd­ zeitpunkt zuverlässig verzögert werden.

Die Ventilschließgeräusch-Bestimmungseinheit kann bestimmen, daß erfaßte Schwingungen einem Ventilschließgeräusch entsprechen, wenn die Ver­ zögerungsgröße, die durch das Element zum Festlegen der Verzögerungs­ größe festgelegt wurde, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist. In diesem Fall kann ein Klopfen zuverlässig bestimmt werden.

Die Berechnungseinheit für den Zündzeitpunkt kann genau den Soll- Zündzeitpunkt auf der Basis der Verzögerungsgröße korrigieren, die durch das Element zum Festlegen der Verzögerungsgröße festgelegt wurde. Somit kann der Soll-Zündzeitpunkt zuverlässig auf der Basis der Größe der Verzögerung korrigiert werden, die von dem Element zum Festlegen der Verzögerungsgröße erhalten wurde.

Die Ventilgeräusch-Bestimmungseinheit versetzt die Zylindernummerspei­ chereinrichtung in den Standby-Zustand nach Verstreichen einer vor­ bestimmten Zeitperiode, wenn die variable Ventilbetriebssteuereinheit ein Umschalten des Ventilbetriebsmodus bestätigt.

Die vorbestimmte Zeitperiode wird auf der Basis einer Periode für die variable Ventilbetriebssteuereinheit festgelegt, um den Ventilbetriebsmodus vollständig zu ändern.

Somit kann die Zylindernummerspeicherung zuverlässig in den Standby- Zustand nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitperiode versetzt wer­ den, die der Beendigung des Ventilbetriebsmodus folgt.

Das Zündzeitpunktssteuersystem weist des weiteren einen Motordrehzahlsensor auf. Die Klopfzustand-Bestimmungseinheit bestätigt das Vorhandensein oder Fehlen eines Klopfens, wenn eine Motordreh­ zahl, die durch den Motordrehzahlsensor erfaßt wurde, innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches ist.

Somit kann ein tatsächliches Klopfen auch auf der Basis der Motor­ drehzahl genauer erfaßt werden.

Des weiteren steuert die variable Ventilbetriebssteuereinheit die Ventile in einem Modus hoher Motordrehzahl, wenn die Motordrehzahl, die durch den Motordrehzahlsensor erfaßt wurde, über einem vorbestimmten Wert ist, und steuert die Ventile in einem Modus niedriger Motordreh­ zahl, wenn die erfaßte Motordrehzahl unter dem vorbestimmten Wert ist.

Somit kann eine Auswahl des Ventilbetriebsmodus auf der Basis der Motordrehzahl ausgeführt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun­ gen beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Motor mit einem varia­ blen Ventilbetriebsmechanismus zeigt, auf den ein Zündzeitpunktsteuersystem der Erfindung angewendet ist;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das funktionale Blöcke des Zündzeitpunktsteuersystems von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Zündvorrichtung-Antriebsschaltung, die mit dem Zündzeitpunktsteuersystem verwendet wird;

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Betriebsabfolgen der Zündvor­ richtung-Antriebsschaltung in einer Zündzeitpunktsteuereinheit zeigt;

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Zündzeitpunktsteuervorrichtung des in Fig. 1 gezeigten Motors;

Fig. 6 ist ein Kennfeld, das die Umschaltung zwischen einem Modus hoher Motordrehzahl und einem Modus niedriger Motordrehzahl zeigt;

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das die Betriebsabfolge des Zeitgebers zum Zeitpunkt der Umschaltung zwischen den Moden hoher und niedriger Motordrehzahl zeigt;

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm einer Hauptroutine des Zündzeitpunktsteuersystems von Fig. 1;

Fig. 9 ein Flußdiagramm einer Zündsteuerroutine des Zündzeitpunktsteuersystems von Fig. 1; und

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm einer Ventilschließgeräusch-Diskriminierrou­ tine des Zündzeitpunktsteuersystems.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Zündzeitpunktsteuersystem der Erfindung an einem Vier­ zylinder-Reihenmotor E einschließlich eines variablen Ventilbetriebsmecha­ nismusses (hier nachfolgend "der Motor E"genannt) angebracht.

Bei dem Motor E weist ein Einlaßluftstrang 1 einen Einlaßsammler 6, einen Saugbehälter 9, der mit dem Einlaßsammler 6 verbunden ist, eine Einlaßleitung 7, die als ein Körper mit dem Saugbehälter 9 ausgebildet ist, und einen Luftreiniger auf. Die Einlaßleitung 7 trägt drehbar ein Drosselventil 2 darin. Das Drosselventil 2 ist über eine Welle 201 davon mit einem Drosselhebel 3 außerhalb der Einlaßleitung 7 gekoppelt.

Der Drosselhebel 3 ist mit einem Gaspedal (nicht gezeigt) verbunden, das den Drosselhebel 3 in Gegenuhrzeigersinn in der in Fig. 1 gezeigten Ebene dreht. Das Drosselventil 2 ist so strukturiert, daß es durch eine nicht gezeigte Rückholfeder geschlossen wird, wenn ein Gasbowdenzug gelockert wird. Das Drosselventil 2 hat einen Drosselöffnungssensor 8, der ein Drosselventilöffnungssignal, das für einen Drosselventilöffnungs­ winkel kennzeichnend ist, an eine Motorsteuereinheit (ECU) 15 (die später beschrieben wird) bereitstellt.

Ein Einlaßlufttemperatursensor 14 ist in dem Einlaßluftstrang 1 so an­ geordnet, daß er eine Einlaßlufttemperaturinformation Ta ausgibt. Der Motor E hat einen Wassertemperatursensor 11 zum Erfassen einer Temperatur des Kühlwassers als eine Motoraufwärmtemperatur. In einem nicht gezeigten Motorkurbelwellensystem ist ein Kurbelwinkelsensor 34 angeordnet, um einen Einheitskurbelimpuls Δθ und einen Bezugsimpuls θ₀ des Motors E auszugeben. Ausgaben des Kurbelwinkelsensors 34 werden auch als eine Motordrehzahlinformation verwendet. Ein Batterie­ sensor 22 ist für eine nicht gezeigte Batterie vorgesehen, so daß eine Batteriespannung VB erfaßt werden kann. Ein Schwingungssensor 21 ist in einem Gehäuse des Motors E angeordnet und gibt ein Schwingungs- Signal aus, wenn Schwingungen entsprechend einem Klopfen in jeweiligen Zylindern während des Verbrennungstaktes erfaßt werden. Die Pegel der Schwingungs-Signale variieren mit den Schwingungspe­ geln. Der Saugbehälter 9 hat einen Unterdrucksensor 10 zum Ausgeben von Informationen über einen Einlaßleitungsdruck Pb.

Der Motor E weist an einen Zylinderkopf 13 ein Ventilsystem zum Betreiben von Einlaß- und Auslaßventilen der jeweiligen Zylinder auf. Bezugnehmend auf Fig. 1 schließt das Ventilsystem einen variablen Ventilbetriebsmechanismus ein, der die Einlaß- und Auslaßventile (nicht gezeigt) in einem Modus M-1 niedriger Motordrehzahl oder einem Modus M-2 hoher Motordrehzahl durch selektives Aktivieren von lang­ samlaufenden oder schnellaufenden Nocken öffnet und schließt. Der variable Ventilbetriebsmechanismus weist eine Auswahleinheit K1 des langsamlaufenden Nockens und eine Auswahleinheit K2 des schnellaufenden Nockens auf, von denen beide von einem hydraulischen Typ sind. Die Auswahleinheiten K1 und K2 für den langsamlaufenden und den schnellaufenden Nocken sind mit Kniehebeln (nicht gezeigt) verbunden und können den Betrieb der langsamlaufenden oder schnellaufenden Nocken, wenn immer es notwendig ist, stoppen. Die Einheiten K1 und K2 haben jeweils einen bekannten Aufbau, bei dem sie durch sich bewegende Stifte (nicht gezeigt) über hydraulische Zylinder Kniehebel mit Kipphebeln ergreifen oder diese von Kipphebeln außer Eingriff gelangen, so daß die langsamlaufenden oder schnellaufenden Nocken selektiv in Kontakt mit den Kniehebeln kommen oder außer Kontakt mit ihnen gebracht werden.

Ein Hydraulikkreis 22 liefert Drucköl an die Auswahleinheit K1 für den langsamlaufenden Nocken über ein erstes Magnetventil 26, während ein Hydraulikkreis 30 Drucköl an die Auswahleinheit K2 für den schnel­ laufenden Nocken über ein zweites Magnetventil 31 liefert. Das erste und das zweite Magnetventil 26 und 31 sind Dreiwegeventile, und sie werden durch die Motorsteuereinheit ECU 15 gesteuert. Wenn der Motor E bei einer niedrigen Drehzahl unter Verwendung der langsamlaufenden Nocken in dem Modus M-1 betrieben wird, sind sowohl das erste als auch das zweite Magnetventil 26 und 31 inaktiv. Im umgekehrten Fall während des Betriebes bei hoher Motordrehzahl unter Verwendung der schnellaufenden Nocken in dem Modus M-2 sind beide Ventile 26 und 31 aktiv. Bezugnehmend auf Fig. 1 sind die Einspritzdüsen 17 an dem Zylinderkopf 13 angeordnet und spritzen Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder. Ein Regler 18 regelt Kraftstoff von einem Kraftstofftank 19 und liefert ihn zu den Einspritzdüsen 17. Die Motorsteuereinheit ECU 15 steuert die Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeinspritzdüsen 17. Zündkerzen 23 sind an dem Zylinderkopf 13 angeordnet und sind für die jeweiligen Zylinder vorgesehen. Speziell sind die Zündkerzen 23 für die Zylinder #2 und #3 untereinander verbunden und mit einer Zündvor­ richtung 24 in einem Zündvorrichtungs-Antriebskreis verbunden. Die Zündkerzen 23 für die Zylinder #1 und #4 sind untereinander verbun­ den und mit einer Zündvorrichtung 25 verbunden. Die Zündvorrichtungen 24 und 25 sind mit der Motorsteuereinheit ECU 15 verbunden.

Der Zündvorrichtungs-Antriebskreis weist ein Paar Zeitsteuerschaltungen 36 (nur eine Zeitsteuerschaltung 36 ist in Fig. 3 gezeigt) und ein Paar Antriebsschaltungen 241 und 251 für die Zündvorrichtungen 24 und 25 auf. Ein Paar Leistungstransistoren 38 zum Steuern der Zeitpunkte zum Aktivieren und Deaktivieren der Zündvorrichtungen 24 und 25 und einer Periode des Leitens elektrischen Stromes sind mit den Antriebsschaltun­ gen 241 bzw. 251 verbunden. Ein Paar Zündspulen 37 ist mit den Leistungstransistoren 38 verbunden.

Die Zeitpunktsteuerschaltungen 36 dienen einer Gruppe der Zylinder #1 und #4 bzw. einer weiteren Gruppe der Zylinder #2 und #3. Die Zeitpunktsteuerschaltungen 36 arbeiten in Antwort auf das Bezugssignal θ₀ vom Kurbelwinkelsensor 34 und dem Einheitskurbelimpulssignal Δθ (1° oder 2° Einheitsimpuls). Fig. 3 zeigt die Zeitpunktsteuerschaltung 36 für die Zylinder #1 und #4, während die Zeitpunktsteuerschaltung 36 für die Zylinder #2 und #3 weggelassen ist.

Das Bezugssignal θ₀ wird an einen monostabilen Schaltkreis B ausgege­ ben. Wenn der Motor in einem stationären Betrieb ist, ist der monosta­ bile Schaltkreis B so aufgebaut, daß er durch das Bezugssignal θ₀ getrig­ gert wird, das vor dem Totpunkt (z. B. 75°) ausgegeben wird, und daß es ein Signal zum Starten des Leitens eines elektrischen Stromes nach einer Verzögerungszeit t1 ausgibt. Die Verzögerungszeit t1 entspricht der vorbestimmten Anzahl der Kurbelwinkelsignale (1° oder 2° Einheitskurbel­ impulsen, d. h. Bezugssignal θ₀-Soll-Zündzeitpunkt θ_adv), siehe Fig. 4. In diesem Fall wird der Soll-Zündzeitpunkt θ_adv in Schritt s7 der Zünd­ steuerroutine berechnet, die in Fig. 9 gezeigt ist, wie später beschrieben wird.

Der monostabile Schaltkreis A wird durch das Signal des Leitens elek­ trischen Stromes getriggert und ist so aufgebaut, daß er ein Zündsignal nach Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Kurbelimpulssignalen entsprechend einem Verweilwinkel ψ ausgibt. Ein Flip-Flop F.F wird in Antwort auf das Signal des Leitens elektrischen Stromes von dem mono­ stabilen Schaltkreis B gesetzt und wird durch das Zündsignal von dem monostabilen Schaltkreis A zurückgesetzt. Die Treiber- bzw. Antriebs­ schaltung 251 aktiviert die Leistungstransistoren 38 nur, während das Flip-Flop F.F. gesetzt wird, wodurch ein elektrischer Strom in die Zünd­ spulen 37 eingeführt wird. Wenn die Leistungstransistoren 38 deaktiviert werden, erzeugen die Zündspulen 37 einen Strom hoher Spannung an deren Sekundärseiten, der den Zündkerzen 23 für die Zylinder #1 und #4 zugeführt wird. Somit werden die Zylinder #1 und #4 gezündet.

Die Zeitpunktsteuerschaltung (nicht gezeigt) für die Zylinder #2 und #3 ist identisch zu der Zeitpunktsteuerschaltung für die Zylinder #1 und #4 aufgebaut. In Antwort auf den Betrieb der Treiberschaltung 241 und der Leistungstransistoren 38 wird ein Strom hoher Spannung bei dem Soll- Zündzeitpunkt θ_adv von den Sekundärseiten der Zündspulen 37 an die Zündkerzen 23 für die Zylinder #2 und #3 geliefert, die kontinuierlich aktiv sind. Die #1/#4-Zylindergruppe und die #2/#3-Zylindergruppe werden alternativ bei jedem Kurvelwinkel von 180° gezündet.

Die Motorsteuereinheit ECU 15 ist meistens ein Mikrocomputer und führt nicht nur bekannte Steuerfunktionen aus, wie zum Beispiel das Steuern einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge, sondern führt auch Unterprogrammoperationen durch Unterbrechen ihrer Hauptroutine bei vorbestimmten Kurbelwinkeln aus, so daß das Ventilschließgeräusch diskriminiert wird und der Einspritzzeitpunkt gesteuert wird. Die Motor­ steuereinheit ECU 15 funktioniert als separate Einheiten, wie in Fig. 2 gezeigt.

Bezugnehmend auf Fig. 2 arbeitet die Motorsteuereinheit ECU 15 als eine variable Ventilbetriebssteuereinheit A1, ein Klopfsensor A2, eine Ventilschließgeräusch-Diskriminiereinheit A3, eine Zylindernummerspeiche­ rung A4, eine Klopfzustand-Bestätigungseinheit A5, eine Zündzeitpunkt- Berechnungsvorrichtung A6 und eine Ventilbetriebsfrequenzerfassungs­ einheit A7.

Die variable Ventilbetriebssteuereinheit A1 steuert selektiv das Öffnen und Schließen von zumindest entweder den Einlaß- oder den Auslaßven­ tilen des Motors E mit einer Vielzahl von Zylindern gemäß einem ausgewählten Modus von vorbestimmten Ventilbetriebsmoden.

Der Schwingungssensor A2 erfaßt Schwingungen, die äquivalent einem während jedes Verbrennungstaktes der Zylinder erzeugten Klopfens sind, und gibt ein Klopfen-Vorhanden-Signal K aus.

Die Ventilschließgeräusch-Bestimmungseinheit A3 bestätigt, daß Schwingun­ gen, die durch die Schwingungserfassungseinheit A2 erfaßt wurden, Ventilschließgeräusche bezeichnen, die durch ein Schließen oder Öffnen von zumindest entweder den Einlaß- oder den Auslaßventilen bewirkt wurden, wenn eine erste Klopfen-Vorhanden-Signalausgabe K von dem Schwingungserfassungsschlitz A2 vorbe­ stimmte Anforderungen erfüllt. Die Zylindernummerspeicherung A4 speichert eine Zylindernummer, für die das Klopfen-Vorhanden-Signal K ausgegeben wird, wenn die Ventilschließgeräusch-Bestimmungseinheit A3 die Schwingungen als Ventilschließgeräusch identifiziert, während die Zylindernummerspeicherung A4 auf Standby ist. Der Klopfsensor A2 sendet ein zweites Klopfen-Vorhanden-Signal K, nachdem die Zylinder­ nummerspeicherung A4 die Zylindernummer gespeichert hat, die dem ersten Schwingungssignal K zugeordnet wird. Wenn das zweite Schwingungssignal K für einen Zylinder ausgegeben wird, der verschieden von dem Zylinder ist, dessen Nummer in der Zylindernummernspeicherung A4 gespeichert worden ist, bestätigt die Klopfzustands-Bestimmungseinrichtung A5, daß der Zylinder, der dem zweiten Erfassungssignal K zugeordnet wird, einem Klopfen unterliegt. Danach verzögert die Zündzeitpunkt-Berechnungsvorrichtung A6 den Zündzeitpunkt θ_adv, der auf der Basis der Betriebsinformationen des Motors E in Antwort auf das Mopfen-Vorhanden-Signal K von dem Erfassungssensor A2 bestimmt worden ist, und gibt den verzögerten Soll- Zündzeitpunkt an die Zündvorrichtung-Antriebsschaltungen des Motors E aus. Nach einem Bestätigen, daß der Ventilbetriebsmodus durch die variable Ventilbetriebssteuereinheit A1 geändert worden ist, stellt die Ventilbetriebsfrequenzerfassungseinheit A7 ein Ventilbetriebs­ frequenzsignal bereit und führt die Zylindernummerspeicherung A4 in den Standby-Zustand zurück.

Der Betrieb des Zündzeitpunktssteuersystems, das auf den Motor mit dem variablen Ventilbetriebsmechanismus angewendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 10 beschrieben. Die Betätigung eines nicht gezeigten Hauptschalters startet einen logischen Ablauf, gemäß dem die Motorsteuereinheit ECU 15 ihre Steueroperatio­ nen in der Hauptroutine ausführt. In Schritt q1 prüft die Motorsteuer­ einheit ECU 15 verschiedene Funktionen davon, führt eine Initialisierung aus und geht zu Schritt q2. In Schritt q2 liest die Motorsteuereinheit ECU 15 verschiedene Teile der Motorbetriebsinformationen und geht dann zu Schritt q3, in dem die Motorsteuereinheit ECU 15 entweder einen Modus hoher oder einen Modus niedriger Motordrehzahl auf der Basis der Motorbetriebsinformationen auswählt. Speziell wird, unter Bezugnahme auf Fig. 6, entweder der Modus niedriger oder der Modus hoher Motordrehzahl in Abhängigkeit davon ausgewählt, ob eine aktuelle Motordrehzahl über oder unter einer vorbestimmten Motordrehzahl Ne1 ist. In alternativer Weise kann entweder der Modus niedriger oder der Modus hoher Motordrehzahl als ein Soll-Motorbetriebsmodus auf der Basis der Motorbetriebsinformationen, wie z. B. einer Kühlwassertempera­ tur Twt, die kennzeichnend für einen Motoraufwärmzustand ist, und einer Lastinformation auf der Basis einer Motordrehzahl Ne und eines Ein­ laßluftdruckes Pb ausgewählt werden. Entweder ein Niedergeschwindig­ keits- oder ein Hochgeschwindigkeitsmagnetventil 26 oder 31 wird betätigt oder deaktiviert gemäß dem gewählten Soll-Betriebsmodus.

In Schritt q4 der Hauptroutine steuert die Motorsteuereinheit ECU 15 den Einspritzzeitpunkt. Speziell wird der Bezugseinspritzzeitpunkt θ_b entweder für den Modus niedriger oder den Modus hoher Motordrehzahl entsprechend der Motordrehzahl Ne (in den Motorbetriebsinformationen) und dem Einlaßluftdruck Pb (als der Lastinformation) bestimmt. Wie in Fig. 5 gezeigt, empfängt die Motorsteuereinheit ECU 15 Informationen über den Modus niedriger Motordrehzahl oder den hoher Motordrehzahl, wählt entweder ein Berechnungskennfeld m1 oder m2 für einen Bezugs­ zündzeitpunkt gemäß dem ausgewählten Betriebsmodus aus und berechnet den Bezugszündzeitpunkt θ_b gemäß der aktuellen Motordrehzahl Ne und dem Einlaßleitungsdruck Pb. Des weiteren leitet die Motorsteuereinheit ECU 15 eine Periode tv unter Verwendung eines Kennfeldes m4 ab, in der die Leitung elektrischen Stromes nicht effektiv ist, und leitet auch einen Verweilwinkel ψ unter Verwendung eines Berechnungskennfeldes m5 für den Verweilwinkel ab. Die Periode tv, in der die Leitung elek­ trischen Stromes nicht effektiv ist, hängt von einer Batteriespannung VB ab, und der Verweilwinkel ψ hängt von der Motordrehzahl Ne ab. In den Schritten q5 und q6 steuert die Motoreinheit ECU 15 Betriebsvor­ gänge der Einspritzdüsen und des Motors in einer bekannten Art und kehrt zu Schritt q2 zurück.

Bezugnehmend auf Fig. 9 wird eine Zündungssteuerroutine durch Unter­ brechen der Hauptroutine ausgeführt, und zwar jedesmal, wenn ein vorbestimmtes Kurbelwinkelsignal θ_a empfangen wird. Bezugnehmend auf Fig. 10 wird des weiteren eine Ventilschließgeräusch-Diskriminierroutine durch Unterbrechen der Hauptroutine ausgeführt, und zwar jedesmal wenn ein anderes vorbestimmtes Kurbelwinkelsignal θ_c empfangen wird. In der Ventilschließgeräusch-Diskriminierroutine werden die folgenden Prozesse ausgeführt, bevor der Modus niedriger Motordrehzahl auf den Modus hoher Motordrehzahl umgeschaltet wird.

In Schritt r1 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Modus hoher Motordrehzahl in Gang ist. Wenn der Modus hoher Motordrehzahl nicht in Gang ist, geht der logische Ablauf zu Schritt r2. In Schritt r2 wird ein Zeitgeber TIM1 zum Zählen einer Modusumschaltperiode T1 zurück­ gesetzt (siehe "t1" in Fig. 7). Die Modusumschaltperiode T1 wird bereit­ gestellt unter der Annahme einer Zeitperiode, die benötigt wird, um den Auswahlmechanismus K1 für den langsamlaufenden Nocken zu deaktivie­ ren und den Auswahlmechanismus K2 für den schnellaufenden Nocken zu aktivieren, so daß das Ventilsystem für den Modus hoher Motor­ drehzahl vorbereitet wird. Die Verarbeitung in Schritt r2 wird in dem Modus niedriger Motordrehzahl ausgeführt, bis der Modus hoher Motor­ drehzahl erstellt ist. Dann geht der logische Ablauf zu Schritt r3. Danach startet der Zeitgeber TIM1 das Zählen. In Schritt r3 wird angenommen, daß die Modusumschaltperiode T1, die in dem Zeitgeber TIM1 gesetzt wurde, als Null bestimmt wird. Dann geht der logische Ablauf zu Schritt r5, indem der Zeitgeber TIM1 und der Zeitgeber TIM2 (d. h. der Zeitge­ ber TIM2 ist zum Zählen der Ventilschließgeräusche-Erfassungsperiode T2, die in Antwort auf die Eingabe des Erfassungs-Signals K gesetzt worden ist (siehe Fig. 7)) um Eins erhöht werden. Dann kehrt der logische Ablauf zu der Hauptroutine zurück.

Wenn der Modus niedriger Motordrehzahl tatsächlich auf den Modus hoher Motordrehzahl umgeschaltet wurde, schreitet die Motorsteuereinheit ECU 15 wiederholt zu den Schritten r3 und r5 vom Schritt r1 (siehe "t2" in Fig. 7). Daher fährt der Zeitgeber TIM1 fort, die Modusumschalt­ periode T1 zu zählen. Wenn der Zeitgeber TIM1 die Periode T1 in Schritt r3 auszählt, geht der logische Ablauf zu den Schritten r4 und r5. Die Ventilschließgeräusch-Erfassungsperiode T2 wird in dem Zeitgeber TIM2 gesetzt, um den Zeitgeber TIM2 auf den Standby-Zustand zurück­ zuführen (siehe "t3" in Fig. 7), bis ein nächstes erstes Erfassungs- Signal K (für ein erstes Ventilschließgeräusch) eingegeben wird.

Wenn danach ein Erfassungs-Signal K für einen weiteren Zylin­ der erzeugt wird, setzt die Motorsteuereinheit ECU 15 den Zeitgeber TIM2 in Schritt s6 der Zündungssteuerroutine (in Fig. 9 gezeigt) zurück, wie es später beschrieben wird. Dann erhöht die Motorsteuereinheit ECU 15 in Schritt r5 die Zeitgeber TIM1 und TIM2 jeweils um Eins und kehrt zu der Hauptroutine zurück. Mit anderen Worten, zur Zeit der Umschaltung von dem Modus niedriger Motordrehzahl auf den Modus hoher Motordrehzahl wird der Zeitgeber TIM2 wiederum auf Standby gesetzt. Wenn ein Erfassungs-Signal K eingegeben wird, wird danach bestimmt, daß der Zylinder, der mit dem Erfassungs- Signal K verbunden ist, ein Ventilschließgeräusch bewirkt hat. Dann wird der Zeitgeber TIM2 zurückgesetzt und beginnt das Zählen.

Die Zündverarbeitungsroutine wird jedesmal ausgeführt, wenn das vor­ bestimmte Kurbelwinkelsignal θ_a ankommt.

Wenn zu Schritt S1 (Fig. 9) weitergegangen wird, prüft die Motorsteuer­ einheit ECU 15 Daten, ob ein Erfassungs-Signal K bis zu dem aktuellen Moment nach dem vorherigen Zyklus angekommen ist. Wenn das Erfassungs-Signal K eingegeben worden ist, berechnet die Motorsteuereinheit ECU 15 eine Größe der Verzögerung θ_k auf der Basis des Pegels des Erfassungs-Signals K unter Bezugnahme auf das Berechnungskennfeld m3 für den Verzögerungswinkel.

In Schritt s2 wird die Motordrehzahl, bei der die Ventilschließgeräusch- Diskriminierlogik betätigt wird, in einem Bereich zwischen vorbestimmten Grenzen einer niedrigen Motordrehzahl NeL und einer hohen Motor­ drehzahl NeH begrenzt. Wenn die Motordrehzahl Ne innerhalb des vorgenannten Bereiches ist, geht die Motorsteuereinheit ECU 15 zu Schritt s3. Im umgekehrten Fall, wenn die Motordrehzahl Ne außerhalb des vorgenannten Bereiches ist, schreitet der logische Ablauf zu Schritt s12. In Schritt s12 wird der Zeitgeber TIM2 auf Standby gesetzt, das heißt die Erfassungsperiode T2 für das Ventilschließgeräusch wird in dem Zeitgeber TIM2 gesetzt. Der logische Ablauf fährt fort zu Schritt s7. Wenn die Motordrehzahl von dem vorgenannten Bereich abweicht, wird deshalb keine Erfassung der Ventilschließgeräusche ausgeführt, der Zünd­ zeitpunkt wird jedoch in Antwort auf das Erfassungs-Signal verzögert.

Wenn ein erstes Erfassungs-Signal K ausgegeben wird, nachdem der Zeitgeber TIM2 in den Standby-Zustand zurückversetzt wurde, geht der logische Ablauf zu den Schritten s3 und s4 vom Schritt s2. In Schritt s4 wird geprüft, ob der Winkel der Verzögerung θ_k (der auf dem Erfassungs-Signal K basiert) dem Bereich der Ventilschließgeräusch- Pegel entspricht (zwischen niedrigen und hohen Grenzwerten θ_KL und θ_KH), das heißt θ_KL < θ_K < θ_KH. Wenn θ_K in dem vorgenannten Bereich ist, schreitet der logische Ablauf zu Schritt s5. In Schritt s5 wird ein Zylinder, der dem ersten Erfassungs-Signal K zugeordnet wird, erfaßt. Die Zahl der in Frage kommenden Zylinder wird in einem Speichergebiet CL der Zylindernummerspeicherung gespeichert. In Schritt s6 wird der Zeitgeber TIM2 zurückgesetzt, um das Zählen zu beginnen. Dann wird der Winkel der Verzögerung θ_K auf Null korrigiert. Mit anderen Worten, das aktuelle Klopfsignal K wird erkannt, um für ein erstes Ventilschließgeräusch ausgegeben zu werden, und der logische Ablauf schreitet zu Schritt s7.

Wenn der Pegel des Erfassungs-Signals K von dem Ventilschließ­ geräusch-Pegel abweicht, wird angenommen, daß das Erfassungs-Signal ein tatsächliches Klopfen darstellt, und der logische Ablauf geht direkt zu Schritt s7.

In Schritt s7 wird der Soll-Zündzeitpunkt θ_adv (= θ_b - θ_k - tv) auf der Basis des Winkels der Verzögerung θ_k der in den Schritten s1 und s6 erhalten wurde, des Bezugseinspritzzeitpunktes θ_b, der in der Hauptrouti­ ne erhalten wurde, und der Periode tv berechnet, in der die Leitung elektrischen Stromes nicht effektiv ist, gemäß der Batteriespannung VB. Dann werden in Schritt s8 der Soll-Zündzeitpunkt θ_adv und der Ver­ weilwinkel ψ in der Zeitsteuerschaltung 35 gesetzt. Dann kehrt der logische Ablauf zur Hauptroutine zurück. Danach arbeiten die Zeitsteuer­ schaltung 35, die Treiberschaltungen 251 und 241, die Zündvorrichtungen 24 und 25 usw. so, daß die zwei Gruppen von Zylindern #1 und #4 und #2 und #3 zum geeigneten Zeitpunkt zünden.

Andererseits schreitet der logische Ablauf zu Schritt s9, bevor der Zeitgeber TIM2 die Erfassungsperiode T2 für das Ventilschließgeräusch in Schritt s3 auszählt. In Schritt s9 prüft die Motorsteuereinheit ECU 15, ob das zweite Erfassungs-Signal K für die Zylinder erzeugt wird, deren Nummer in dem Gebiet CL zusammen mit dem ersten Erfassungs- Signal K gespeichert worden ist. Wenn das zweite Signal K für dieselben Zylinder erzeugt wird, geht der logi­ sche Ablauf zu Schritt s10. In Schritt s10 wird eine Bestimmung vor­ genommen, ob der aktuelle Winkel der Verzögerung θ_K dem Ventil­ schließgeräusch-Pegelbereich (zwischen niedrigen und hohen Grenzen θ_KL und θ_KH) entspricht, das heißt θ_KL < θ_K < θ_KH. Wenn θ_KL < θ_K < θ_KH ist, wird θ_K in Schritt s11 auf Null korrigiert. Dann geht der logische Ablauf zu Schritt s7. Im umgekehrten Fall, wenn das zweite Erfassungs-Signal K für den Zylinder erzeugt wird, der verschie­ den von dem Zylinder ist, für den das erste Erfassungs-Signal K erzeugt wurde, oder wenn der Winkel der Verzögerung θ_K nicht dem Bereich des Ventilschließgeräusch-Pegels entspricht, wird bestätigt, daß tatsächliches Klopfen vorhanden ist. Dann geht der logische Ablauf zu Schritt s7, in welchem der Soll-Einspritzzeitpunkt θ_adv berechnet wird, daß der Zündzeitpunkt verzögert wird.

Wie soweit beschrieben, wenn der Modus niedriger Motordrehzahl nicht auf den Modus hoher Drehzahl umgeschaltet ist und wenn die Erfassungs-Signale K, deren Pegel innerhalb des Bereiches des Ventil­ schließgeräusch-Pegels sind, zweimal für denselben Zylinder erzeugt werden, werden diese Erfassungs-Signale von einem Erfassungs-Signal diskriminiert, dessen Pegel von dem Ventilschließge­ räusch-Pegel abweicht. Mit anderen Worten, die Erfassungs- Signale K werden als das Ventilschließgeräusch darstellend betrachtet, so daß der Zündzeitpunkt-Verzögerungsprozeß für das Klopfen gelöscht wird. Wenn der Modus niedriger Motordrehzahl zu dem Modus hoher Dreh­ zahl umgeschaltet wird, wird des weiteren der Zeitgeber TIM2 in den Standby-Zustand zurückgeführt, nachdem der Zeitgeber TIM1 die Modus­ umschaltperiode auszählt, das heißt nachdem das Ventilsystem eine Umschaltung der schnellaufenden Nocken beendet. Wenn die ersten und die zweiten Erfassungs-Signale K für dieselben Zylinder inner­ halb der Erfassungsperiode t2 für das Ventilschließgeräusch erzeugt sind, wird bestimmt, daß ein Ventilschließgeräusch vorhanden ist, so daß der Zündzeitpunkt-Verzögerungsprozeß für das Klopfen gelöscht wird.

Selbst wenn der Zeitgeber TIM2 mit dem Zählen fortfährt, während die langsamlaufenden oder schnellaufenden Nocken in dem Ventilsystem umgeschaltet werden, wird der Zeitgeber TIM2 zurückgesetzt, um in den Standby-Zustand versetzt zu werden. Deshalb ist es möglich, das Ventil­ schließgeräusch von dem Klopfen während des Umschaltens der langsam­ laufenden und der schnellaufenden Nocken in dem Ventilsystem zu diskriminieren, wodurch ein Problem verhindert wird, bei dem der Zünd­ zeitpunkt infolge der Ventilschließgeräusche verzögert werden könnte.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Ventilschließgeräusch auf der Basis dessen erfaßt, ob die Größe der Verzögerung θ_K, die dem Pegel des Erfassungs-Signals K entspricht, dem Ventilschließgeräusch Pegelbereich entspricht. In alternativer Weise ist es möglich, das Ventil­ schließgeräusch in Abhängigkeit davon zu diskriminieren, ob der Pegel des Erfassungs-Signals K innerhalb des vorbestimmten Pegels ist.

Gemäß der Erfindung werden, wenn das Erfassungs-Signal K eingegeben wird, und wenn die vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind, Schwingungen, die in diesem Zustand auftreten, als Ventilschließgeräusche bestimmt. Die Zylindernummer, die mit dem Erfassungs-Signal verbunden ist, wird gespeichert. Wenn ein Zylinder, für welchen ein anderes Erfassungs-Signal erzeugt wird, identifiziert wird, wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Zylinder, der mit dem ersten Signal zusammenfällt, mit dem Zylinder zusammenfällt, der dem zweiten Signal zugeordnet wird. Wenn diese Zylinder unterschiedlich sind, wird der zweite Zylinder, der dem zweiten Erfassungs-Signal zugeord­ net wird, als einem tatsächlichen Klopfen unterliegend bestimmt. Dann wird der Soll-Zündzeitpunkt, der gemäß den Betriebsinformationen des Motors bestimmt wird, in Antwort auf das Erfassungs-Signal K verzögert, so daß ein korrigierter Soll-Zündzeitpunkt θ_adv an die Zünd­ vorrichtung-Antriebsschaltung des Motors ausgegeben. Da die Zylinder­ nummerspeicherung auf Standby gesetzt wird, wenn der Ventilbetriebs­ modus geändert wird, wird speziell die Zylindernummer, die gespeichert worden ist, auf Null gesetzt. Somit wird ein Zylinder, der einem näch­ sten Erfassungs-Signal entspricht, als ein neuer Zylinder gespei­ chert, so daß es möglich ist, eine fehlerhafte Bestimmung des Klopfens zu verhindern, wenn ein unterschiedlicher Zylinder ein Ventilschließge­ räusch bewirkt, nachdem der Modus niedriger Motordrehzahl auf den Modus hoher Motordrehzahl umgeschaltet wurde.

Das Ventilschließgeräusch-Diskriminiersystem gemäß der Erfindung ist anwendbar auf einen Motor, bei dem ein Ventilsystem selektiv Betriebs­ zustände von Einlaß- und Auslaßventilen geändert werden können, um entweder den teilweisen oder den vollen Zylinderbetriebsmodus zu etablieren. Des weiteren läßt es das Zündzeitpunktssteuersystem zu, daß Ventilschließgeräusche von Vibrationen, die durch Klopfen bewirkt werden, diskriminiert werden, läßt eine effektive Verzögerung des Soll-Zündzeitpunktes in Antwort auf das Klopfen zu und sichert einen langen und zuverlässigen Betrieb des Motors und einer Vielzahl von Betriebszuständen.

Claims (11)

1. Ein Zündzeitpunktssteuersystem für einen Motor, der eine Vielzahl von Zylindern und einen variablen Ventilbetriebsmechanismus mit einschließt, mit folgenden Merkmalen:
eine Ventilbetriebsfrequenzsteuereinrichtung (A1) zum Steuern einer Öffnungs- und Schließfrequenz von mindestens einem eines Einlaß- oder Auslaßventils jedes Zylinders in Übereinstimmung mit einer einer Vielzahl von vorbestimmten Ventilbetriebsmoden; und
eine Schwingungserfassungseinrichtung (A2) zum Erfassen von Schwingungen, die bei jedem Verbrennungshub jedes Zylinders erzeugt werden, und Ausgeben eines Erfassungssignals;
wobei die Zündzeitpunkteinstellung des Motors, wenn Vorhandensein von Klopfen auf der Grundlage der durch die Schwingungserfassungseinrichtung (A2) erfaßten Schwingungen identifiziert worden ist, auf der Grundlage des erfaßten Ergebnisses gesteuert wird;
gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:
eine Ventilsitzgeräuschbestimmungseinrichtung (A3) zum Identifizieren der durch die Schwingungserfassungs­ einrichtung (A2) erfaßten Schwingungen als Ventilsitz­ geräusch, das durch Öffnen oder Schließen von wenigstens einem der Einlaß- oder Auslaßventile verursacht worden ist, wenn ein erstes Erfassungssignal von der Schwingungserfassungseinrichtung (A2) vorbestimmten Bedingungen genügt;
eine Ventilbetriebsfrequenzerfassungseinrichtung (A7) zum Erfassen der Ventilbetriebsfrequenz, die durch die Ventilbetriebsfrequenzsteuervorrichtung (A1) gewählt ist und Ausgeben eines Ventilbetriebsfrequenzsignals;
eine Zylindernummerspeichereinrichtung (A4), die in einen Wartezustand versetzt wird, wenn die Ventilbetriebsfrequenzerfassungseinrichtung (A7) das Ventilbetriebsfrequenzsignal ausgibt, und die eine Identifikationsnummer eines Zylinders speichert, die mit dem ersten Erfassungssignal von der Schwingungser­ fassungseinrichtung (A2) verbunden ist, wenn die Ventil­ sitzgeräuscherfassungseinrichtung (A3) die Schwingungen als Ventilsitzgeräusche identifiziert;
eine Klopfbestimmungseinrichtung (A5) zum Bestimmen, daß ein anderer Zylinder, für den ein zweites Erfassungs­ signal von der Schwingungserfassungseinrichtung (A2) ausgegeben ist tatsächlich klopft, nachdem die Zylinder­ nummerspeichereinrichtung (A4) die Identifikationsnummer des Zylinders gespeichert hat, die mit dem ersten Erfassungssignal verbunden ist, und wenn der Zylinder, der mit dem zweiten Erfassungssignal verbunden ist, sich von dem Zylinder unterscheidet, der mit dem ersten Erfassungssignal verbunden ist; und
eine Zündzeitpunktberechnungseinrichtung (A6) zum Korrigieren und Verzögern von Sollzündzeitpunkten, die auf der Grundlage von Motorbetriebsinformation als Funktion des Erfassungssignals von der Schwingungser­ fassungseinrichtung (A2) festgesetzt sind, und Bereit­ stellen des korrigierten Zündzeitpunkts an eine Zündungstreiberschaltung (241, 251), wenn die Klopf­ bestimmungseinrichtung (A5) tatsächlich das Vorhandensein von Klopfen bestimmt.

2. Zündzeitpunktssteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Zylindernummer-Speichereinrichtung einen Zeitgeber einschließt, der das Zählen beginnt, nachdem die Zylindernummer-Speichereinrichtung die Zylindernummer gespeichert hat, die mit der ersten Erfassungs- Signalausgabe durch die Schwingungs-Erfassungseinrichtung verbunden ist, und Versetzen der Zylindernummer-Speichereinrichtung in den Standby- Zustand nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Erfassungsperiode für das Ventilschließgeräusch.

3. Zündzeitpunktssteuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Klopfzustands-Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß der Zylinder, der mit dem zweiten Schwingungs-Signal verbunden ist, einem Klopfen unterliegt, selbst wenn der Zylinder; der dem zweiten Erfassungs- Signal zugeordnet wird, der gleiche ist wie der Zylinder, dessen Nummer durch die Zylindernummer-Speichereinrichtung gespeichert worden ist, jedoch wenn das zweite Erfassungs-Signal vorbe­ stimmte Anforderungen nicht erfüllt.

4. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 3, bei dem die Klopfzustands-Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß das zweite Schwingungs-Signal beim Ventilsitzgeräusch anzeigt, wenn das zweite Erfassungs-Signal für den Zylinder ausgegeben wird, der dem ersten Erfassungs-Signal zugeordnet wird und dessen Nummer durch die Zylindernummer-Speichereinrichtung gespeichert hat, und die Zündzeitpunkt-Berechnungseinrichtung, wenn das zweite Erfassungs-Signal die vorbestimmten Anforderungen erfüllt, den Soll-Zünd­ zeitpunkt in Antwort auf das Erfassungs-Signal nicht korrigiert.

5. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 3, das des weiteren eine Einrichtung zum Festlegen einer Verzögerungsgröße auf­ weist, um die der Zündzeitpunkt in Antwort auf das Erfassungs- Signal verzögert wird, das durch die Erfassungseinrichtung ausgegeben wird, bei dem die Klopfzustand-Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß erfaßte Schwingungen einem Ventilschließgeräusch ent­ sprechen, wenn die verzögerte Größe, die durch die Einrichtung zum Festlegen der Verzögerungsgröße gesetzt wurde, innerhalb eines vor­ bestimmten Bereiches ist.

6. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 1, das des weiteren eine Einrichtung zum Festlegen einer Verzögerungsgröße ein­ schließt, um die der Zündzeitpunkt in Antwort auf das Erfassungs- Signal verzögert wird, das durch die Schwingungs-Erfassungseinrich­ tung ausgegeben wird, bei welchem die Ventilsitzgeräusch- Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß erfaßte Schwingungen einem Ventil­ sitzgeräusch entsprechen, wenn die Verzögerungsgröße, die durch die Einrichtung zum Festlegen der Verzögerungsgröße gesetzt wurde, inner­ halb eines vorbestimmten Bereiches ist.

7. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 6, wobei die Zündzeitpunkt-Berechnungseinheit den Soll-Zündzeitpunkt auf der Basis der Verzögerungsgröße korrigiert, die durch die Einrichtung zum Festle­ gen der Verzögerungsgröße gesetzt wurde.

8. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Ventilbetriebsfrequenzerfassungseinrichtung die Zylindernummer- Speichereinrichtung in den Standby-Zustand in eine vorbestimmte Zeitperiode versetzt, nachdem die Ventilbetriebsfrequenz­ erfassungseinrichtung eine Ventilbetriebsfrequenz gesteuert hat.

9. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 8, bei dem die vorbestimmte Zeitperiode auf der Basis einer Periode gesetzt wird, die für die Ventilbetriebsfrequenzsteuereinrichtung benötigt wird, um die Ventilbetriebsfrequenz zu steuern.

10. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 1, das des weiteren eine Motordrehzahlerfassungseinrichtung aufweist, und bei dem die Klopfzustand-Erfassungseinrichtung ein Vorhandensein oder Fehlen von tatsächlichem Klopfen bestätigt, wenn eine Motordrehzahl, die durch die Motordrehzahlerfassungseinrichtung erfaßt wurde, innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches ist.

11. Zündzeitpunktsteuersystem nach Anspruch 1, das des weiteren eine Motordrehzahlerfassungseinrichtung aufweist und bei dem die Ventilbetriebsfrequenzsteuereinrichtung die Ventile in einem Modus hoher Motordrehzahl steuert, wenn die Motordrehzahl, die durch die Motordrehzahlerfassungseinrichtung erfaßt wurde, über einem vorbestimm­ ten Wert ist, und die Ventile in einem Modus niedriger Motordrehzahl steuert, wenn die erfaßte Motordrehzahl unter dem vorbestimmten Wert ist.