-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Bereich der Erfindung
-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kopfsteuervorrichtung/verfahren
für eine
Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1/11, die bestimmt, dass Klopfen aufgetreten ist, wenn
die Intensität
einer Verbrennungsmotoroszillation, die während einer vorbestimmten Klopfbestimmungsdauer erfasst
wird, gleich wie oder größer als
ein vorbestimmtes Klopfbestimmungsniveau ist, und die eine Verzögerungssteuerung
der Zündzeitabstimmung auf
der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung durchführt.
-
2. Beschreibung des zugehörigen Stands
der Technik
-
Bei
einer Vorrichtung dieser Art wird als Regelfall eine Klopfbestimmungsdauer
zum Erfassen einer sich aus einer Verbrennung eines Gemischs ergebenden
Verbrennungsmotoroszillation im Voraus bestimmt und wird ein Spitzenwert
der Verbrennungsmotoroszillation erfasst, während die Verbrennungsmotoroszillation
während
der Klopfbestimmungsdauer überwacht
wird. Wenn dieser Spitzenwert größer als
ein voreingestelltes Klopfbestimmungsniveau ist, wird bestimmt,
dass Klopfen aufgetreten ist. Wenn somit bestimmt wird, dass Klopfen aufgetreten
ist, wird zusätzlich
eine Zündzeitabstimmung
allgemein so gesteuert, dass sie verzögert wird.
-
Es
ist ebenso eine Vorrichtung bekannt, die eine Klopfbestimmungsdauer
gemäß einem
Verbrennungsmotorbetriebszustand korrigiert, um die Klopfbestimmungsdauer
in Übereinstimmung
mit einer Klopfauftrittsdauer zu bringen.
-
Für eine Brennkraftmaschine,
die mit einem variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus ausgestattet
ist, der Zeitabstimmungen zum Öffnen
und Schließen
von Verbrennungsmotorventilen gemäß einem Verbrennungsmotorbetriebszustand
variabel einstellt, ist ebenso eine Vorrichtung verfügbar, die eine
Klopfbestimmungsdauer gemäß Zeitabstimmungen
zum Öffnen
und Schließen
der Verbrennungsmotorventile korrigiert und die verhindert, dass eine
Verbrennungsmotoroszillation durch Aufsetzen der Ventile während der
Klopfbestimmungsdauer verursacht wird.
-
Bei
einem hin- und herlaufenden Verbrennungsmotor ändern aufgrund seines Aufbaus
in diesem angeordnete Kolben ihre Haltung, während sie Hin- und Herbewegungen
ausführen.
Als Folge kann eine Verbrennungsmotoroszillation verursacht werden.
-
Ein
Mechanismus, durch den diese Verbrennungsmotoroszillation verursacht
wird, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Zunächst presst
in einem Verdichtungstakt, wie in 9(a) gezeigt
ist, ein Verbindungsstab 101 einen Kolben 102 mit
Bezug auf einen Verbrennungsmotor von einem diagonal unteren Bereich
(von einem diagonal linken unteren Bereich in 9(a))
nach oben. In diesem Augenblick wird der Kolben 102, während er
nach oben mit Bezug auf den Verbrennungsmotor gepresst wird, auf
eine Innenwand eines Zylinders 103 durch eine Kraft gepresst,
die in eine radiale Richtung des Zylinders (nach rechts in 9(a), die durch einen Pfeil A in 9(a) angedeutet ist, als Folge einer Neigung
des Verbindungsstabs 101 wirkt.
-
Dann
wird, wenn der Kolben 102 einen oberen Verdichtungstotpunkt
erreicht (eine in 9(b) gezeigte Position),
ein hoher Verbrennungsdruck auf einen Kolbenring 104 aufgebracht.
Somit wird der Kolbenring 104 stark gegen den Kolben 102 gepresst.
Eine Reibungskraft, die auf eine Gleitwand zwischen dem Kolbenring 104 und
dem Kolben 102 aufgebracht wird, unterbindet, dass der
Kolben 102 in die radiale Richtung des Zylinders versetzt
wird.
-
Dann
wird beim Wechsel zu einem Expansionstakt der Kolben 102 nach
unten durch einen Verbrennungsdruck gepresst. In diesem Augenblick
ist, wie in 9(c) gezeigt ist, die
Richtung der Neigung des Verbindungsstabs 101 entgegengesetzt
zu der Richtung seiner Neigung in dem vorstehend erwähnten Verdichtungstakt.
Daher wird als Ergebnis dieser Neigung eine Kraft, die in die radiale
Richtung des Zylinders wirkt (nach links in 9(c),
die durch einen Pfeil B in 9(c) angedeutet
ist, auf den Kolben 102 aufgebracht. In diesem Augenblick
steht, da der Kolbenring 104 unterbindet, dass ein oberer
Abschnitt des Kolbens 102 in die radiale Richtung des Zylinders
versetzt wird, der Kolben 102 still. Nur ein unterer Abschnitt
des Kolbens 102, bei dem nicht unterbunden wird, dass dieser
versetzt wird, wird auf die Innenwand des Zylinders 103 gepresst.
-
Dann
verringert sich in einem mittleren Zeitraum des Expansionstakts,
wie in 9(b) gezeigt ist, der Verbrennungsdruck,
wenn sich der Kolben 102 nach unten mit Bezug auf den Verbrennungsmotor
bewegt. Das führt
zu einer graduellen Verringerung der Verbindungskraft, die durch
den Kolbenring 104 ausgeübt wird, um zu unterbinden,
dass der Kolben 102 in die radiale Richtung des Zylinders
versetzt wird. Andererseits vergrößert sich der Neigungswinkel
des Verbindungsstabs 101 graduell, was ebenso zu einer
graduellen Vergrößerung der
Kraft führt,
die auf den Kolben 102 in die radiale Richtung des Zylinders
aufgebracht wird, wie durch einen Pfeil C in 9(d) angedeutet
ist. Sobald diese Kraft die Verbindungskraft übersteigt, die durch den Kolbenring 104 ausgeübt wird,
dreht sich der obere Abschnitt des Kolbens 102 augenblicklich
von einem Zustand, der in 9(d) durch
abwechselnde lange und kurze gestrichelte Linien angedeutet ist,
zu einem Zustand, der in 9(d) durch
durchgezogene Linien angedeutet ist, um einen Punkt (Punkt D), der
in Kontakt mit der Innenwand des Zylinders 103 steht. Im
Folgenden wird das Kippen des Kolbens, das somit in einem mittleren
Zeitraum eines Expansionstakts verursacht wird, als „Schwingbewegungen" bezeichnet. Aufgrund
der Schwingbewegungen kollidiert der Kolben 102 mit der
Innenwand des Zylinders 103. In diesem Augenblick tritt
eine Verbrennungsmotoroszillation auf.
-
Wie
bisher genau beschrieben ist, werden die Schwingbewegungen verursacht,
während
der Verbrennungsdruck in einem Expansionstakt, nämlich in der Umgebung einer
Endzeitabstimmung der vorstehend erwähnten Klopfbestimmungsdauer
abfällt.
Daher kann, wenn die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus den Schwingbewegungen ergibt, sich vergrößert, fehlerhaft
bestimmt werden, dass Klopfen trotz der Abwesenheit des Klopfens
aufgetreten ist.
-
Die
Druckschrift
EP 0 454
486 A2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Erfassen von Klopfen bei einer Brennkraftmaschine. Bei diesem Aufbau
gemäß dem Stand
der Technik werden die Signale von dem Klopferfassungssensor zwischen
einer ersten und einer zweiten Zeitabstimmung erfasst. Zumindest
eine der ersten und zweiten Zeitabstimmungen wird in Abhängigkeit
von einem Schwingungsspektrum der Frequenzen verändert, die zu erfassen sind.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung wurde unter Berücksichtigung des
vorstehend erwähnten
Umstands gemacht. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine derartige
Klopfsteuervorrichtung für
eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die geeignet eine fehlerhafte
Bestimmung des Auftretens von Klopfen vermeiden kann und die das
Klopfen auch in dem Fall steuern kann, in dem sich die Größe einer
Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus Schwingbewegungen eines
Kolbens ergibt, wie vorstehend erwähnt ist, erhöht hat.
-
Die
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung/ein Verfahren mit der Kombination
der Merkmale von Anspruch 1/11 gelöst.
-
Eine
Klopfsteuervorrichtung für
eine Brennkraftmaschine ist vorgesehen, um die vorstehend angegebene
Aufgabe zu lösen.
Diese Steuervorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Klopfbestimmungseinrichtung,
eine Verzögerungsbetragssteuereinrichtung
und eine Einstelleinrichtung. Die Klopfbestimmungseinrichtung bestimmt,
dass Klopfen aufgetreten ist, wenn eine Intensität einer Verbrennungsmotoroszillation,
die während
einer vorbestimmten Klopfbestimmungsdauer erfasst wird, gleich wie
oder größer als
ein vorbestimmtes Klopfbestimmungsniveau ist. Die Verzögerungsbetragssteuereinrichtung steuert
einen Verzögerungsbetrag
einer Zündzeitabstimmung
auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung. Die Einstelleinrichtung
stellt eine Endzeitabstimmung der Klopfbestimmungsdauer auf eine
vorgestellte Zeitabstimmung auf der Grundlage des Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrags
ein, der durch die Steuereinrichtung gesteuert wird.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Klopfsteuerverfahren
für eine
Brennkraftmaschine vorgesehen. Dieses Steuerverfahren ist gekennzeichnet
durch die Schritte des Bestimmens, dass Klopfen aufgetreten ist,
wenn eine Intensität
einer Verbrennungsmotoroszillation, die während einer vorbestimmten Klopfbestimmungsdauer erfasst
wird, gleich wie oder größer als
ein vorbestimmtes Klopfbestimmungsniveau ist, des Steuerns eines
Verzögerungsbetrags
einer Zündzeitabstimmung
auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung und des Einstellens
einer Endzeitabstimmung einer Klopfbestimmungsdauer bei einer vorgestellten
Zeitabstimmung auf der Grundlage des Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrags,
der in dem vorstehend genannten Schritt gesteuert wird.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, treten Schwingbewegungen des Kolbens
in einem mittleren Zeitraum eines Expansionstakts auf und vergrößert sich
die Größe einer
Verbrennungsmotorsoszillation, die als Ergebnis von den Schwingbewegungen
verursacht wird, mit Vergrößerungen
des Verbrennungsdrucks in diesem Augenblick. Andererseits verringert sich
die Verbrennungsgeschwindigkeit, wenn der Verzögerungsbetrag der Zündzeitabstimmung
ansteigt, so dass die Verbrennung langsam voranschreitet. Daher
neigt der Verbrennungsdruck in einem mittleren Zeitraum eines Expansionstakts
dazu anzusteigen.
-
In
dieser Hinsicht wird gemäß der vorstehend
erwähnten
Klopfsteuervorrichtung und dem vorstehend erwähnten Klopfsteuerverfahren
die Endzeitabstimmung der Klopfbestimmungsdauer auf eine vorgestellte
Zeitabstimmung auf der Grundlage eines Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrags während einer
solchen Verzögerungssteuerung
eingestellt. Demgemäß kann eine
Bestimmung des Klopfens beendet werden, bevor die Größe der Verbrennungsmotoroszillation
ansteigt, die sich aus Schwingbewegungen ergibt. Als Folge kann
verhindert werden, dass eine fehlerhafte Bestimmung aufgrund der
Verbrennungsmotoroszillation vorgenommen wird.
-
Beim
derartigen Einstellen der Endzeitabstimmung der Klopfbestimmungsdauer
auf eine vorgestellte Zeitabstimmung auf der Grundlage eines Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrags
ist es möglich,
als zweite Steuervorrichtung eine Konstruktion anzunehmen, bei der
die Einstelleinrichtung die Endzeitabstimmung unter der Bedingung
einstellt, dass der Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrag gleich
wie oder größer als
ein vorbestimmter Betrag ist. Auf dem gleichen Weg kann als drittes
Steuerverfahren die Endzeitabstimmung ebenso auf der Grundlage einer
Verbrennungsmotordrehzahl eingestellt werden.
-
Der
Verbrennungsdruck steigt zeitweilig in einem Zeitraum im Bereich
von einem Verdichtungstakt zu einem Expansionstakt an, erreicht
einen Maximalwert und fällt
dann graduell ab. In diesem Fall überschneidet dann, wenn eine
Zeitdauer, in der der Verbrennungsdruck ansteigt, insbesondere eine
Zeitdauer in der Umgebung einer Zeitabstimmung, wenn ein maximaler
Verbrennungsdruck erreicht wird, sich mit einer Zeitdauer, in der
die Schwingbewegungen auftreten, wobei die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus den Schwingbewegungen ergibt, weitergehend ansteigt.
Als Folge wird eine fehlerhafte Bestimmung des Auftretens von Klopfen vorgenommen.
-
Gemäß der vorstehend
erwähnten
dritten Steuervorrichtung und dem vorstehend erwähnten dritten Steuerverfahren
kann die Endzeitabstimmung geeignet eingestellt werden, während genau
auf der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl bestätigt wird,
ob die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt, sich im Anstieg befindet
oder nicht, wobei die Zeitdauer, in der der Verbrennungsdruck ansteigt,
sich mit der Zeitdauer überschneidet,
in der die Schwingbewegungen auftreten.
-
Als
eine vierte Steuervorrichtung kann die Einstelleinrichtung ebenso
die Endzeitabstimmung auf der Grundlage einer Verbrennungsmotorlast
einstellen. Auf dem gleichen Weg kann als viertes Steuerverfahren
die Endzeitabstimmung ebenso auf der Grundlage einer Verbrennungsmotorlast
eingestellt werden.
-
Der
Verbrennungsdruck steigt mit Vergrößerungen der Verbrennungsmotorlast
an. Wenn eine große
Last auf dem Verbrennungsmotor aufgebracht wird, neigt somit die
Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus den vorstehend erwähnten Schwingbewegungen
ergibt, sich zu erhöhen.
Gemäß der vorstehend
erwähnten
vierten Steuervorrichtung und dem vorstehend erwähnten vierten Steuerverfahren
kann die Endzeitabstimmung geeignet eingestellt werden, während eine
Tendenz auf der Grundlage einer Verbrennungsmotorlast genau aufgenommen
wird. Als Verbrennungsmotorlast kann ein Parameter, wie zum Beispiel
eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Einlassluftmenge (oder ein damit korrelierter
Wert) oder ähnliches
angenommen werden.
-
Als
eine fünfte
Steuervorrichtung kann die Einstelleinrichtung ebenso die Endzeitabstimmung auf
der Grundlage eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines
Gemischs einstellen, das für
eine Verbrennung bei der Brennkraftmaschine dient. Auf dem gleichen Weg
kann als ein fünftes
Steuerverfahren die Endzeitabstimmung ebenso auf der Grundlage eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
des Gemischs eingestellt werden.
-
Als
eine sechste Steuervorrichtung kann die Einstelleinrichtung ebenso
die Endzeitabstimmung auf der Grundlage einer Verbrennungsmotortemperatur
einstellen. Auf dem gleichen Weg kann als ein sechstes Steuerverfahren
die Endzeitabstimmung ebenso auf der Grundlage einer Verbrennungsmotortemperatur
eingestellt werden.
-
Als
eine siebte Steuervorrichtung kann die Einstelleinrichtung ebenso
derart ausgelegt werden, dass sie die Endzeitabstimmung einstellt,
wenn die Brennkraftmaschine einen spezifischen Betriebszustand annimmt.
Auf dem gleichen Weg ist es als ein siebtes Steuerverfahren ebenso
geeignet, dass die Endzeitabstimmung eingestellt wird, wenn die
Brennkraftmaschine den spezifischen Betriebszustand annimmt.
-
Ferner
kann als eine achte Steuervorrichtung und -verfahren in diesem Fall
der spezifische Betriebszustand als ein Zustand definiert sein,
der zumindest eine der Bedingungen erfüllt, dass der Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrag
gleich wie oder größer als
ein vorbestimmter Betrag ist, dass die Verbrennungsmotordrehzahl
innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereichs liegt, dass die Verbrennungsmotorlast
gleich wie oder größer als
eine vorbestimmte Last ist, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs sich auf
der fetten Seite mit Bezug auf ein vorbestimmtes Verhältnis befindet
und dass die Verbrennungsmotortemperatur gleich wie oder niedriger
als eine vorbestimmte Temperatur ist.
-
Als
eine neunte Steuervorrichtung kann die vorstehend erwähnte erste
Steuervorrichtung ebenso eine Änderungseinrichtung
aufweisen, die das Klopfbestimmungsniveau gleichzeitig mit einer
Einstellung der Endzeitabstimmung ändert. Auf dem gleichen Weg
kann als ein neuntes Steuerverfahren das vorstehend erwähnte erste
Steuerverfahren ebenso den Schritt des Änderns des Klopfbestimmungsniveaus
gleichzeitig mit dem Einstellen der Endzeitabstimmung aufweisen.
-
Gemäß der vorstehend
erwähnten
neunten Steuervorrichtung und dem vorstehend erwähnten achten Steuerverfahren
kann durch Ändern
des Klopfbestimmungsniveaus geeigneter verhindert werden, dass eine
fehlerhafte Bestimmung aufgrund einer Verbrennungsmotoroszillation
durchgeführt wird,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorstehend erwähnte
Konstruktion und andere Konstruktionen, Aufgaben, Merkmale, Vorteile,
die technische sowie industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden
durch das Lesen der folgenden genauen Beschreibung der beispielhaften
Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Berücksichtigung der
beigefügten
Zeichnungen verstanden, in denen:
-
1 ein
Blockdiagramm ist, das eine Gesamtkonstruktion eines ersten Ausführungsbeispiels der
Erfindung zeigt;
-
2 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Verlauf von Prozessen der Berechnung
einer Basiszündzeitabstimmung
zeigt;
-
3 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Verlauf von Prozessen einer Berechnung
einer erforderlichen Zündzeitabstimmung
zeigt;
-
4 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Verlauf von Klopfbestimmungsprozessen
zeigt;
-
5 eine
Grafik ist, die eine beispielhafte normale Verteilung zeigt, die
bei den Klopfbestimmungsprozessen eingestellt wird;
-
6 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Verlauf von Prozessen zum Einstellen
einer Klopfbestimmungsdauer zeigt;
-
7 ein Zeitdiagramm ist, das einen beispielhaften
eingestellten Zustand einer Klopfbestimmungsdauer zeigt;
-
8 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Verlauf der Einstellung eines Klopfbestimmungsniveaus gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt; und
-
9 eine schematische Ansicht zum Erklären eines
Mechanismus ist, durch den eine Oszillation eines Verbrennungsmotors
als Folge von Schwingbewegungen eines Kolbens auftritt.
-
GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
In
der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen wird
die Erfindung genauer im Hinblick auf beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben.
Ausführungsformen
zum Ausführen
der Erfindung werden nachstehend auf der Grundlage ihrer Ausführungsbeispiele
beschrieben.
-
(Erstes Ausführungsbeispiel)
-
Eine
Klopfsteuervorrichtung für
eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
-
Zunächst werden
Gesamtkonstruktionen der Brennkraftmaschine, auf die die Klopfsteuervorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
angewendet wird, und deren Peripherieeinheiten unter Bezugnahme
auf 1 beschrieben.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, ist eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem Zylinderblock 1a, der einen Zylinder 2 hat,
und mit einem Zylinderkopf 1b versehen. Ein Kolben 3,
der vertikal bewegbar in dem Zylinder 2 vorgesehen ist,
ist mit einer Kurbelwelle 10 über einen Verbindungsstab 3a gekoppelt.
Die Kurbelwelle 10 ist eine Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 1. Eine
Brennkammer 4 ist durch einen Raum, der durch den Kolben 3 und
den Zylinderkopf 1b umgeben ist, innerhalb des Zylinders 2 definiert.
Der Kolben 3 hat Kolbenringe 3b. Vollständige Außenumfangswände der
Kolbenringe 3b werden auf eine Innenumfangswand des Zylinders 2 gepresst,
wodurch unterbunden wird, dass Verbrennungsgas aus der Brennkammer 3 austritt.
-
Eine
Zündkerze 11 ist
an dem Zylinderkopf 1b entsprechend der Brennkammer 4 vorgesehen. Der
Zylinderkopf 1b ist mit einem Einlassanschluss 5a,
der zu der Brennkammer 4 führt, und einem Auslassanschluss 6a versehen,
der zu der Brennkammer 4 führt. Ein Einlassdurchgang 5 ist
mit dem Einlassanschluss 5a verbunden und ein Auslassdurchgang 6 ist
mit dem Auslassanschluss 6a verbunden. Ein Einlassventil 7 ist
an einem sich öffnenden
Ende des Einlassanschlusses 5a vorgesehen und ein Auslassventil 8 ist
an einem sich öffnenden
Ende des Auslassanschlusses 6a vorgesehen. Das sich öffnende Ende
des Einlassanschlusses 5a und das sich öffnende Ende des Auslassanschlusses 6a führen zu der
Brennkammer 4. Das Einlassventil 7 wird in seine sich öffnenden
und schließenden
Richtungen durch eine Einlassnockenwelle 31 betrieben,
die sich durch eine Antriebsleistung der Kurbelwelle 10 dreht,
und das Auslassventil 8 wird in seine sich öffnenden
und schließenden
Richtungen durch eine Auslassnockenwelle 32 betrieben,
die sich durch eine Antriebsleistung der Kurbelwelle 10 dreht.
Die Antriebsleistung der Kurbelwelle 10 wird auf die Einlassnockenwelle 31 über einen
Zeitabstimmungsriemen 35 und eine Riemenscheibe 33 und
auf die Auslassnockenwelle 32 über den Zeitabstimmungsriemen 35 und eine
Riemenscheibe 34 übertragen.
-
Ein
Injektor 9 zum Einspritzen von Kraftstoff ist in der Umgebung
des Einlassanschlusses 5a vorgesehen. Kraftstoff wird dem
Injektor 9 über
ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffzufuhrsystem zugeführt.
-
Wenn
ein Betrieb der Brennkraftmaschine 1 gestartet wird, wird
Kraftstoff aus dem Injektor 9 eingespritzt, während Einlassluft
in den Einlassdurchgang 5 eingeführt wird. Die Einlassluft und
der Kraftstoff werden dadurch gemischt und werden zu einem Gemisch.
Der Einlassanschluss 5a wird durch das Einlassventil 7 während eines
Ansaugtakts der Brennkraftmaschine 1 geöffnet, wodurch das Gemisch
in die Brennkammer 4 durch den Einlassanschluss 5a eingeführt wird.
Darauf wird das Gemisch, das in die Brennkammer 4 eingeführt wurde,
durch die Zündkerze 11 gezündet, explodiert
und verbrennt, wodurch eine Antriebskraft zu der Brennkraftmaschine 1 gefördert wird.
Der Auslassanschluss 6a wird durch das Auslassventil 8 geöffnet, wodurch
Abgas, das nach der Verbrennung erzeugt wird, zu dem Auslassdurchgang 6 ausgestoßen wird.
Die Zündkerze 11 führt einen
Zündbetrieb
gemäß einer
Zeitabstimmung durch, wenn eine Hochspannung auf die Zündkerze 11 von
einer Zündeinrichtung 13 angelegt wird.
-
Ein
Ausgleichstank 16 ist in dem Einlassdurchgang 5 vorgesehen.
Ein Drosselventil 18, das in seine sich öffnenden
und schließenden
Richtungen gemäß einer
Betätigung
des Beschleunigerpedals 21 betrieben wird, ist stromaufwärts des
Ausgleichstanks 16 vorgesehen. Eine Menge Einlassluft,
die in den Einlassdurchgang 5 einzuführen ist, wird gemäß einer Öffnung des
Drosselventils 18 eingestellt.
-
Verschiedenartige
Sensoren sind bei der Klopfsteuervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels
vorgesehen, um einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 zu
erfassen. Ein Kurbelsensor 61 zum Erfassen einer Rotationsphase
(eines Kurbelwinkels) oder einer Drehzahl (einer Verbrennungsmotordrehzahl
NE) der Kurbelwelle 10 ist nämlich in deren Nähe vorgesehen.
Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einem Klopfsensor 62 versehen,
der ein Signal entsprechend einer Intensität einer Verbrennungsmotoroszillation
abgibt. Zusätzlich
ist die Brennkraftmaschine 1 ebenso mit einem Kühlmitteltemperatursensor 63 zum
Erfassen einer Temperatur THW des Verbrennungsmotorkühlmittels,
einem Luftdurchflussmessgerät 64 zum
Erfassen einer Einlassluftmenge GA und dergleichen versehen.
-
Ferner
ist diese Vorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit 60 versehen,
die so konstruiert ist, dass sie beispielsweise einen Mikrocomputer
aufweist. Ausgangssignale der Sensoren 61 bis 64 werden
zu der elektronischen Steuereinheit 60 gefördert. Die
elektronische Steuereinheit 60 führt verschiedenartige Berechnungen
auf der Grundlage dieser Signale durch und führt verschiedenartige Steuerbetriebe
bezüglich
der Brennkraftmaschine 1 auf der Grundlage der Ergebnisse
der Berechnungen durch.
-
Bei
der Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels
sind als Bauteile zum Durchführen
der Verbrennungsmotorsteuerbetriebe, wie vorstehend erwähnt ist,
eine Verzögerungsbetragssteuereinrichtung
(im Folgenden als „Steuereinrichtung" bezeichnet), die
eine Zündzeitabstimmung
(einen Verzögerungsbetrag)
durch eine Betriebssteuerung der Zündeinrichtung 13 steuert,
eine Klopfbestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob Klopfen aufgetreten
ist oder nicht, eine Einstelleinrichtung, die eine Endzeitabstimmung
einer Klopfbestimmungszeitdauer auf der Grundlage eines Zündzeitabstimmungsverzögerungsbetrags
einstellt, der durch die später
beschriebene Steuereinrichtung gesteuert wird, und dergleichen in
der elektronischen Steuereinheit 60 vorgesehen. Die jeweiligen
Steuerbetriebe werden im Folgenden beschrieben. Zunächst wird
die durch die Steuereinheit 60 durchgeführte Zündzeitabstimmungssteuerung
beschrieben.
-
Bei
der Klopfsteuervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels wird grundlegend,
nachdem eine Basiszündzeitabstimmung
Abse zuerst auf der Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors
berechnet wurde, die Basiszündzeitabstimmung
Abse über
die Steuereinheit 60 beispielsweise gemäß einem Umstand korrigiert,
bei dem Klopfen auftritt. Die Basiszündzeitabstimmung Abse wird
somit als erforderliche Zündzeitabstimmung
Acal als Steuersollwert eingestellt.
-
Detaillierte
Prozesse zur Berechnung einer Basiszündzeitabstimmung Abse, wie
vorstehend erwähnt
ist, und detaillierte Prozesse zur Berechnung einer erforderlichen
Zündzeitabstimmung
Acal werden unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben. 2 zeigt
einen Verlauf der Prozesse zum Berechnen einer Basiszündzeitabstimmung
Abse. 3 zeigt einen Verlauf der Prozesse zur Berechnung
einer erforderlichen Zündzeitabstimmung Acal.
Diese Prozesse werden alle durch die elektronische Steuereinheit 60 als
Unterbrechungsroutine durchgeführt,
die bei Intervallen von vorbestimmten Dauern ausgeführt wird.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, wird bei den vorstehend erwähnten Prozessen
einer Basiszündzeitabstimmung
Abse eine Verbrennungsmotorlast fl zuerst auf der Grundlage einer
Verbrennungsmotordrehzahl NE und einer Einlassluftmenge GA berechnet.
Auf der Grundlage der Verbrennungsmotorlast fl und der Verbrennungsmotordrehzahl
NE werden eine Klopfzündzeitabstimmung
Ak und eine MBT-Zündzeitabstimmung
(minimales Vorstellen des besten Drehmoments) Am durch ein Kennfeld
berechnet (Schritt S101). Als vorstehend erwähnte Klopfzündzeitabstimmung Ak wird eine
kritische Zündzeitabstimmung,
bei der das Auftreten von Klopfen unterdrückt werden kann und die gemäß einer
Verbrennungsmotordrehzahl NE und einer Verbrennungsmotorlast fl bestimmt
wird, eingestellt. Als vorstehend erwähnte MBT-Zündzeitabstimmung
Am wird eine Zündzeitabstimmung,
die einem optimalen Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment und einem
optimalen spezifischen Kraftstoffverbrauch entspricht und die gemäß einer Verbrennungsmotordrehzahl
NE und einer Verbrennungsmotorlast fl bestimmt wird, eingestellt.
-
Diejenige
von der Klopfzündzeitabstimmung Ak
und der MBT-Zündzeitabstimmung
Am, die weiter verzögert
ist, wird dann ausgewählt.
Die ausgewählte Zeitabstimmung
wird als Steuerbasiswert Absef eingestellt (Schritt S102).
-
Dann
werden verschiedenartige Korrekturausdrücke einschließlich eines
Korrekturausdrucks kTHW für
eine Kühlmitteltemperatur
und dergleichen berechnet (Schritt S103). Ferner wird der vorstehend erwähnte Steuerbasiswert
Absef durch den Korrekturausdruck kTHW oder ähnliches korrigiert, wie durch
eine nachstehend gezeigte Formel angedeutet ist (Schritt S104). Absef ← Absef + kTHW + ... (1)
-
Es
wird dann auf der Grundlage eines Betriebszustands eines (nicht
gezeigten) Fahrzeugs, wie zum Beispiel einer Verbrennungsmotordrehzahl NE,
eines Niederdrückhubs
eines Beschleunigerpedals 21 oder ähnlichem bestimmt, ob das Fahrzeug sich
in einem Leerlaufbetriebszustand befindet oder nicht (Schritt S105).
-
Wenn
bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug in einem Leerlaufbetriebszustand
befindet (JA in Schritt S105), wird die Basiszündzeitabstimmung Abse als Leerlaufbasiswert
Absei eingestellt, der in einem Prozess berechnet wurde, der unterschiedlich von
dem vorstehend erwähnten
ist (Schritt S106). Dann wird die vorliegende Routine zeitweilig
beendet. Der Leerlaufbasiswert Absei wird ebenso im Voraus gemäß einem
Verlauf eingestellt, der dem Verlauf der Einstellung des vorstehend
erwähnten
Steuerbasiswerts Absef ähnlich
ist, nachdem eine MBT-Zündzeitabstimmung
und eine Klopfzündzeitabstimmung,
die für
einen Leerlaufbetriebszustand geeignet sind, berechnet wurde.
-
Andererseits
wird, wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug nicht in einem
Leerlaufbetriebszustand befindet (NEIN in Schritt S105), der Steuerbasiswert
Absef, der wie vorstehend beschrieben berechnet wird, als Basiszündzeitabstimmung
ABSE eingestellt (Schritt S107). Dann wird die vorliegende Routine
zeitweilig beendet.
-
Nachdem
die Basiszündzeitabstimmung Abse
so berechnet wurde, werden die Prozesse zum Berechnen einer erforderlichen
Zündzeitabstimmung Acal
durchgeführt,
wie in 3 gezeigt ist. In diesen Prozessen, wie in 2 gezeigt
ist, wird durch Klopfbestimmungsprozesse, die durch die Klopfbestimmungseinrichtung 60 durchgeführt werden,
die später
genau beschrieben wird, bestimmt, ob das Auftreten von Klopfen bestätigt wurde
oder nicht (Schritt S201).
-
Wenn
bestimmt wird, dass Klopfen aufgetreten ist (JA in Schritt 5201),
wird ein Klopfsteuerbetrag AKCS um einen vorbestimmten Wert A1 (beispielsweise
0,4°KW)
erhöht
und durch die Steuereinrichtung 60 aktualisiert (Schritt
S202). Es ist anzumerken, dass „°KW" den „Kurbelwinkel" darstellt. Andererseits
wird, wenn bestimmt wird, dass Klopfen nicht aufgetreten ist (NEIN
in Schritt S201), der Klopfsteuerbetrag AKCS um einen vorbestimmten
Wert (beispielsweise 0,01°KW)
verringert und durch die Steuereinrichtung 60 aktualisiert
(Schritt S203).
-
Der
Klopfsteuerbetrag AKCS ändert
seine Größe gemäß einem
gegenwärtigen
Umstand, indem Klopfen bei der Brennkraftmaschine 1 auftritt. Genauer
gesagt wird, wenn das Klopfen bei der Brennkraftmaschine 1 aufgetreten
ist, der Klopfsteuerbetrag AKCS auf einen derartigen Wert eingestellt, der
die erforderliche Zündzeitabstimmung
Acal zu einer verzögerten
Zeitabstimmung macht. Dagegen wird, wenn das Klopfen bei der Brennkraftmaschine 1 nicht
aufgetreten ist, der Klopfsteuerbetrag AKCS auf einen solchen Wert
eingestellt, der die erforderliche Zündzeitabstimmung Acal zu einer
vorgestellten Zeitabstimmung macht. Somit wird der Klopfsteuerbetrag
AKCS als Größe zum Steuern
einer Zündzeitabstimmung
gemäß einem
Umstand, in dem das Klopfen auftritt, in jedem Augenblick verwendet.
-
Nachdem
der Klopfsteuerbetrag AKCS so aktualisiert wurde, wird bestimmt,
ob der Klopfsteuerbetrag AKCS größer als
ein vorbestimmter Wert A3 (beispielsweise 2,5°KW) ist oder nicht (Schritt
S204). Wenn bestimmt wird, dass der Klopfsteuerbetrag AKCS größer als
der vorbestimmte Wert A3 ist (JA in Schritt S204), wird ein Klopflernbetrag
AGKNK um einen vorbestimmten Wert A5 (beispielsweise 0,5°KW) verringert
und aktualisiert (Schritt S205).
-
Wenn
andererseits bestimmt wird, dass der Klopfsteuerbetrag AKCS gleich
wie oder kleiner als der vorbestimmte Wert A3 ist (NEIN in Schritt
S204), wird ferner bestimmt, ob der Klopfsteuerbetrag AKCS kleiner
als ein vorbestimmter Wert A4 (beispielsweise 0,5°KW) ist oder
nicht (Schritt S206). Wenn bestimmt wird, dass der Klopfsteuerbetrag
AKCS kleiner als der vorbestimmte Wert A4 ist (JA in Schritt S206), wird
der Klopflernbetrag AGKNK um einen vorbestimmten Wert A6 (beispielsweise
0,5°KW)
vergrößert und
aktualisiert (Schritt S207).
-
Wenn
andererseits bestimmt wird, dass der Klopfsteuerbetrag AKCS gleich
wie oder kleiner als der vorbestimmte Wert A3 ist und gleich wie
oder größer als
der vorbestimmte Wert A4 ist (NEIN in Schritt S204 und NEIN in Schritt
S206), wird eine Umschaltung zu dem nachfolgenden Prozess ohne aktualisieren
des Klopflernbetrags AGKNK vorgenommen.
-
Wenn
es die Tendenz gibt, dass das Klopfen häufig auftritt, wird der Klopflernbetrag
AGKNK auf einen relativ kleinen Wert eingestellt. Wenn dagegen das
Klopfen selten auftritt, wird der Klopflernbetrag AGKNK auf einen
relativ großen
Wert eingestellt. Genauer gesagt wird die erforderliche Zündzeitabstimmung
Acal auf eine Zeitabstimmung eingestellt, die mit Verringerungen
des Klopflernbetrags AGKNK verzögert
wird.
-
Nachdem
der Klopflernbetrag AGKNK so berechnet wurde, wird eine Berechnung
eines Klopfverzögerungswiedergabebetrags
AKNK auf der Grundlage eines Umstands vorgenommen, in dem das Klopfen
auftritt. Zuerst wird ein kritischer Verzögerungswert Akmf als Steuergrenze
des Klopfverzögerungswiedergabebetrags
AKNK auf der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl NE und einer
Verbrennungsmotorlast fl berechnet (Schritt S208).
-
Dann
wird ein kritischer Verzögerungsbetrag Akmax
als Differenz zwischen der Basiszündzeitabstimmung Abse und dem
kritischen Verzögerungswert
Akmf gemäß einer
nachstehend gezeigten Formel berechnet (Schritt S209). Akmax ← Akmf – Abse (2)
-
Dann
wird ein Klopfverzögerungswiedergabebetrag
AKNK als Wiedergabebetrag auf der Grundlage des so berechneten kritischen
Verzögerungsbetrags
Akmax, des Klopflernbetrags AGKNK und des Klopfsteuerbetrags AKCS
gemäß einer nachstehend
gezeigten Formel berechnet (Schritt S210). AKNK = Akmax – AGKNK
+ AKCS (3)
-
Dann
wird eine erforderliche Zündzeitabstimmung
Acal durch relatives Korrigieren der Zündzeitabstimmung Abse auf der
Grundlage des Klopfverzögerungswiedergabebetrags
AGNK gemäß einer nachstehend
gezeigten Formel eingestellt (Schritt S211). Acal = Abse + AKNK (4)
-
Nachdem
die erforderliche Zündzeitabstimmung
Acal so eingestellt wurde, wird die vorliegende Routine zeitweilig
beendet.
-
Bei
einem tatsächlichen
Durchführen
der Steuerung wird die erforderliche Zündzeitabstimmung Acal, die
so bestimmt wird, mit verschiedenartigen Zündzeitabstimmungen verglichen,
die während
verschiedenartiger Übergangssteuerbetriebe bestimmt
werden, und wird die am weitesten verzögerte von diesen Zündzeitabstimmungen
ausgewählt und
als eine wiedergegebene Zündzeitabstimmung Aop
definiert. Die Übergangssteuerbetriebe,
die hier erwähnt
werden, umfassen beispielsweise eine Zündzeitabstimmungssteuerung
zum Verringern eines Stoßes,
der sich aus einer Wiederaufnahme einer Kraftstoffeinspritzung unmittelbar
nach einer Aussetzung einer Kraftstoffzufuhr ergibt, eine Zündzeitabstimmungssteuerung
zum Verringern eines Beschleunigungsstoßes und dergleichen.
-
In
einem Prozess, der sich von einer Reihe der vorstehend erwähnten Prozesse
unterscheidet, steuert die elektronische Steuereinheit 60 den
Betrieb der Zündeinrichtung 13 derart,
dass eine Zündzeitabstimmung
der Zündkerze 22 mit
der wiedergegebenen Zündzeitabstimmung
Aop übereinstimmt.
-
Als
nächstes
wird eine Steuerung zur Bestimmung, ob Klopfen aufgetreten ist oder
nicht, beschrieben. Die Klopfbestimmungseinrichtung 60,
die innerhalb der elektronischen Steuereinheit 60 angeordnet
ist, bestimmt, ob Klopfen aufgetreten ist oder nicht. In dem ersten
Ausführungsbeispiel
wird unter der Annahme, dass Spitzenwerte (genauer gesagt ihre logarithmisch
transformierten Werte) von Ausgangssignalen des Klopfsensors 62 während einer Klopfbestimmungsdauer
(einer Dauer, die durch einen Kurbelwinkel bestimmt wird) eine normale
Verteilung ausbilden, ein Klopfbestimmungsniveau auf der Grundlage
eines Mittelwerts und einer Standardabweichung eingestellt, die
aus einer Wahrscheinlichkeitsverteilung davon berechnet werden.
Es wird auf der Grundlage dieses Klopfbestimmungsniveaus bestimmt,
ob Klopfen aufgetreten ist oder nicht.
-
Die
Inhalte der Prozesse zum Vornehmen einer Bestimmung des Klopfens
auf diese Art und Weise werden im Folgenden unter Bezugnahme auf
die 4 und 5 beschrieben. 4 zeigt
einen Verlauf der Klopfbestimmungsprozesse, die durch die Klopfbestimmungseinrichtung 60 durchgeführt werden.
Eine Reihe dieser Prozesse wird ebenso durch die elektronische Steuereinheit 60 als
Unterbrechungsroutine durchgeführt,
die bei Intervallen einer vorbestimmten Dauer (eines Kurbelwinkels)
auszuführen
sind. 5 zeigt eine beispielhafte Normalverteilung, die
durch die Prozesse eingestellt wird.
-
Zuerst
wird in diesen Prozessen, wie in 4 gezeigt
ist, ein Kurbelwinkel, bei dem eine Erfassung von Spitzenwerten,
wie vorstehend erwähnt ist,
gestartet wird (eine Bestimmungsstartzeitabstimmung), und ein Kurbelwinkel,
bei dem eine Erfassung von Spitzenwerten beendet wird (eine Bestimmungsendzeitabstimmung)
jeweils eingestellt (Schritt S301). Eine Klopfbestimmungsdauer,
die durch die Bestimmungsstartzeitabstimmung und die Bestimmungsendzeitabstimmung
bestimmt wird, wird grundsätzlich
als Dauer eingestellt, in der eine Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus dem Auftreten von Klopfen ergibt, zuverlässig erfasst
werden kann, genauer gesagt als Dauer im Bereich von einem späten Zeitraum
eines Verdichtungstakts zu einem mittleren Zeitraum eines Expansionstakts.
-
Wenn
ein Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine 1 einen Wert entsprechend
der Bestimmungsstartzeitabstimmung aufgrund des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 erreicht,
wird ein Spitzenwert eines Ausgangssignals des Klopfsensors 62 während einer
nachfolgenden Klopfbestimmungsdauer gehalten. Dieser Spitzenwert
wird als Klopfsignal KCS eingelesen (Schritt S302).
-
Dann
wird dieses Klopfsignal KCS einer logarithmischen Transformation
gemäß einer
nachstehend gezeigten Formel unterzogen (Schritt S303). In der Formel
sind die Koeffizienten „A" und „a" beide willkürliche Konstanten. Logarithmisch transformierter
Wert LVpk = A × Log(Klopfsignal
KCS/a) (5)
-
Dann
wird hinsichtlich einer normalen Verteilung, wie in 5 gezeigt
ist, in der eine Standardabweichung SGM und ein Mittelwert Vm als
Ausgangswerte definiert sind, die Standardabweichung SGM auf der
Grundlage des logarithmisch transformierten Werts LVpk aktualisiert,
wie vorstehend erwähnt
ist (Schritt S304). Genauer gesagt wird, wenn der logarithmisch
transformierte Wert LVpk innerhalb eines Bereichs „(Mittelwert
Vm – Standardabweichung SGM) < logarithmisch transformierter
Wert LVpk < Mittelwert
Vm" (ein Bereich
A in 5) liegt, die Standardabweichung SGM gemäß einer
nachstehend gezeigten Formel aktualisiert. Standardabweichung SGM = Standardabweichung SGM', die beim letzten
Mal eingestellt wurde, –2α (6)
-
Als
Koeffizient „α" wird ein Wert verwendet, der
auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem logarithmisch transformierten
Wert LVpk und einem Mittelwert Vm berechnet wird (beispielsweise ein
Wert, der durch Dividieren einer Differenz zwischen einem logarithmisch
transformierten Wert LVpk und einem Mittelwert Vm durch einen geeigneten
Wert erhalten wird).
-
Wenn
dagegen der logarithmisch transformierte Wert LVpk außerhalb
des vorstehend erwähnten
Bereichs A liegt (in einem Bereich B in 5), wird
die Standardabweichung SGM gemäß einer nachstehend
gezeigten Formel aktualisiert. Standardabweichung SGM = Standardabweichung SGM', die letztes Mal
eingestellt wurde, +α (7)
-
Dann
wird der Mittelwert Vm auf der Grundlage des logarithmisch transformierten
Werts LVpk aktualisiert, der vorstehend erwähnt ist (Schritt S305). Genauer
gesagt wird, wenn der logarithmisch transformierte Wert LVpk innerhalb
eines Bereichs „Mittelwert
Vm < logarithmisch
transformierter Wert LVpk" liegt,
der Mittelwert Vm gemäß einer
nachstehend gezeigten Formel aktualisiert. Mittelwert Vm = Mittelwert Vm', der das letzte Mal eingestellt wurde,
+ β (8)
-
Als
Koeffizient „β" wird ebenso wie
bei dem vorstehend erwähnten
Koeffizient „α" ein Wert verwendet,
der auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem logarithmisch
transformierten Wert LVpk und einem Mittelwert Vm berechnet wird
(beispielsweise ein Wert, der durch Dividieren einer Differenz zwischen
einem logarithmisch transformierten Wert LVpk und einem Mittelwert
Vm durch einen geeigneten Wert erhalten wird).
-
Wenn
dagegen der logarithmisch transformierte Wert LVpk innerhalb eines
Bereichs „Mittelwert
Vm ≥ logarithmisch
transformierter Wert LVpk" liegt,
wird der Mittelwert Vm gemäß einer
nachstehend gezeigten Formel aktualisiert. Mittelwert Vm = Mittelwert Vm', der das letzte Mal eingestellt wurde, –β (9)
-
Durch
derartiges Aktualisieren der Standardabweichung SGM und des Mittelwerts
Vm konvergiert eine Normalverteilung, die durch die Standardabweichung
SGM und den Mittelwert Vm bestimmt wird, mit einer Normalverteilung
entsprechend einer Verteilung des logarithmisch transformierten
Werts LVpk zu jedem Zeitpunkt.
-
Dann
wird ein Klopfbestimmungsniveau Vkd auf der Grundlage der Standardabweichung
SGM und des Mittelwerts Vm, die so konstant aktualisiert werden,
gemäß einer
nachstehend gezeigten Formel eingestellt (Schritt S306). Vkd = Mittelwert Vm + u-Wert × Standardabweichung SGM × Koeffizient
k (10)
-
Der
u-Wert ist in einen Bereich von „0 bis 3" auf der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl NE
und einer Einlassluftmenge GA eingestellt. Der u-Wert wird grundsätzlich als
ein Wert eingestellt, der sich mit Vergrößerungen des Verbrennungsdrucks des
Gemischs in der Brennkammer 12 vergrößert. Der Koeffizient „k" ist ein Wert, der
im Wesentlichen auf die gleiche Art und Weise wie der u-Wert berechnet
wird, und ist ein Koeffizient zum Feineinstellen des Klopfbestimmungsniveaus
Vkd.
-
Dann
wird durch einen Vergleich zwischen dem Kopfbestimmungsniveau Vkd
und dem logarithmisch transformierten Wert LVpk, wie vorstehend
erwähnt
ist, über
die Klopfbestimmungseinrichtung 60 bestimmt, ob Klopfen
bei der Brennkraftmaschine 1 aufgetreten ist oder nicht
(Schritt S307). Wenn nämlich
der logarithmisch transformierte Wert LVpk innerhalb eines Bereichs „Klopfbestimmungsniveau
Vkd < logarithmisch
transformierter Wert LVpk" liegt,
wird bestimmt, dass Klopfen bei der Brennkraftmaschine 1 aufgetreten
ist. Wenn dagegen der logarithmisch transformierte Wert LVpk, der
vorstehend erwähnt
ist, innerhalb eines Bereichs „Klopfbestimmungsniveau Vkd
logarithmisch transformierter Wert LVpk" liegt, wird bestimmt, dass Klopfen
bei der Brennkraftmaschine 1 nicht aufgetreten ist.
-
Durch
derartiges Vornehmen einer Bestimmung des Auftretens von Klopfen
wird es möglich, eine
Bestimmung des Klopfens gemäß einer
Verteilung einer Intensität
eines logarithmisch transformierten Werts LVpk eines Klopfsignals
KCS in jedem Augenblick vorzunehmen.
-
Als
Ergebnis von Messungen bei verschiedenartigen Experimenten haben
die Erfinder bestätigt,
dass die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus den vorstehend erwähnten
Schwingbewegungen des Kolbens ergibt, sich erhöht, wenn der Verbrennungsmotor
einen Betriebszustand annimmt, der die Bedingungen (i) bis (iii)
erfüllt,
die nachstehend angegeben werden.
-
Bedingung (i): Wenn sich
die Verbrennungsmotordrehzahl NE in mittlerem Drehzahlbereich befindet
-
Der
Verbrennungsdruck steigt zeitweilig in einer Zeitdauer im Bereich
eines Verdichtungstakts zu einem Expansionstakt an, erreicht einen
Maximalwert und fällt
dann graduell ab. Wenn eine Zeitdauer, in der der Verbrennungsdruck
ansteigt, insbesondere eine Dauer in der Umgebung einer Zeitabstimmung, wenn
ein maximaler Verbrennungsdruck erreicht wird, sich mit einer Zeitdauer überschneidet,
in der Schwingbewegungen auftreten, steigt in diesem Fall die Größe der Verbrennungsmotoroszillation
weitergehend an, die sich aus den Schwingbewegungen ergibt. Vom
Standpunkt des Kurbelwinkels als Bezug wird die Zeitdauer, in der
die Schwingbewegungen auftreten, kaum durch die Verbrennungsmotordrehzahl
NE geändert.
Andererseits wird die Zeitdauer, in der der Verbrennungsdruck ansteigt,
zu der Vorstellseite mit Verringerungen der Verbrennungsmotordrehzahl
NE verschoben und wird zu der Verzögerungsseite mit Vergrößerungen
der Verbrennungsmotordrehzahl NE verschoben. Demgemäß wird angenommen,
dass die Größe der Oszillation,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt, erhöht, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl
NE sich in einem mittleren Drehzahlbereich, nämlich in einem spezifischen Drehzahlbereich
befindet, in dem die Zeitdauer, in der der Verbrennungsdruck ansteigt,
sich mit der Zeitdauer überschneidet,
in der die Schwingbewegungen auftreten.
-
Bedingung (ii): Wenn die
Verbrennungsmotorlast fl sich in dem Hochlastbereich befindet
-
Wenn
die Verbrennungsmotorlast fl sich in einem Hochlastbereich befindet,
steigt der Verbrennungsdruck an. Demgemäß wird angenommen, dass die
Größe der Oszillation,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt, ebenso erhöht.
-
Bedingung (iii): Wenn
die Zündzeitabstimmung
um einen großen
Betrag verzögert
wird
-
Schwingbewegungen
des Kolbens 3 treten in einem mittleren Zeitraum eines
Expansionstakts auf. Die Größe der Verbrennungsmotorsozillation, die
als Ergebnis der Schwingbewegungen auftritt, erhöht sich, wenn der Verbrennungsdruck
in diesem Augenblick ansteigt. Wenn andererseits der Verzögerungsbetrag
der Zündzeitabstimmung
sich vergrößert, verringert
sich die Geschwindigkeit der Verbrennung, so dass die Verbrennung
langsam vor sich geht. Daher neigt der Verbrennungsdruck in dem mittleren
Zeitraum des Expansionstakts dazu, anzusteigen. Demgemäß wird angenommen,
dass die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt, ebenso mit Vergrößerungen
des Verzögerungsbetrags
der Zündzeitabstimmung
ansteigt.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird daher geschätzt,
dass die Verbrennungsmotoroszillation mit einem großen Ausmaß wahrscheinlich
durch Schwingbewegungen des Kolbens 3 unter der Bedingung
verursacht wird, dass die Brennkraftmaschine 1 einen spezifischen
Betriebszustand annimmt, der die vorbestimmten Bedingungen erfüllt, die
aus den Bedingungen „a" bis „c" zusammengesetzt
sind, wie nachstehend angegeben ist.
-
(Bedingung „a")
-
Die
Verbrennungsmotordrehzahl erfüllt
die Beziehung „vorbestimmte
untere Grenzdrehzahl NEL < Verbrennungsmotordrehzahl
NE < vorbestimmte obere
Grenzdrehzahl NEH".
-
(Bedingung „b")
-
Die
Verbrennungsmotorlast fl erfüllte
eine Beziehung „Verbrennungsmotorlast
fl ≥ vorbestimmter
Wert flk".
-
(Bedingung „c")
-
Die
wiedergegebene Zündzeitabstimmung Aop
ist auf eine Zeitabstimmung eingestellt, die eine Beziehung „wiedergegebene
Zündzeitabstimmung Aop ≤ Klopfbasiswert
Ak – Klopfverzögerungswiedergabe
AKNK + vorbestimmter Wert α" erfüllt. Diese Bedingung
ist auf der Erfüllung
von sowohl der Bedingung, dass die Zündzeitabstimmung auf die Verzögerungsseite
mit Bezug auf eine vorbestimmte Dauer eingestellt ist, und eine
Bedingung, dass der Betrag der Verzögerung größer als ein vorbestimmter Betrag
ist, gegründet.
-
Es
ist hier anzumerken, dass die vorbestimmte untere Grenzdrehzahl
NEL, die vorbestimmte obere Grenzdrehzahl NEH, der vorbestimmte
Wert flk und der vorbestimmte Wert α eingestellt werden, wie nachstehend
beschrieben wird. Ein Drehzahlbereich, ein Lastbereich und ein Zündzeitabstimmungsbereich
hinsichtlich einer Verbrennungsmotordrehzahl NE, in der die Intensität der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, über eine
Intensität
ansteigen kann, was zu einer Verringerung der Genauigkeit der Vornahme
von Bestimmungen bei den vorstehend erwähnten Klopfbestimmungsprozessen
führen
kann, werden durch ein Experiment oder Ähnliches berechnet. Dann werden
die vorbestimmte untere Grenzdrehzahl NEL, die vorbestimmte obere
Grenzdrehzahl NEH, der vorbestimmte Wert flk und der vorbestimmte
Wert α als
Werte eingestellt, die jeweils diese Bereiche definieren.
-
Wenn
die Brennkraftmaschine 1 einen spezifischen Betriebszustand
annimmt, wie hier erwähnt ist,
wird die Bestimmungsendzeitabstimmung der Klopfbestimmungsdauer
als vorbestimmter Kurbelwinkel CAk eingestellt, bei der geeignet
unterbunden wird, dass eine Dauer, in der die Verbrennungsmotoroszillation
als Folge von Schwingbewegungen auftritt, die Klopfbestimmungsdauer überschneidet.
Die Bestimmungsendzeitabstimmung wird durch eine Einstelleinrichtung 60 eingestellt,
die innerhalb der elektronischen Steuereinheit 60 angeordnet
ist. Somit wird unterbunden, dass eine derartige Verbrennungsmotoroszillation
fehlerhaft als Oszillation erfasst wird, die sich aus dem Klopfen
ergibt.
-
Ein
konkreter Verlauf der Prozesse zum Einstellen einer Klopfbestimmungsdauer
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
-
Diese
Prozesse werden als Prozess in dem Schritt S103 der vorstehend erwähnten Klopfbestimmungsprozesse
durchgeführt.
In den in 6 gezeigten Prozessen wird zuerst
eine Bestimmungsstartzeitabstimmung, wie vorstehend erwähnt ist, durch
eine Kennfeldberechnung auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl
NE und der Verbrennungsmotorlast fl eingestellt (Schritt S401).
Das bei dieser Kennfeldberechnung verwendete Kennfeld ist ausgelegt,
um eine Bestimmungsstartzeitabstimmung einzustellen, die ermöglicht,
die Verbrennungsmotoroszillation zuverlässig zu erfassen, die sich
aus dem Auftreten von Klopfen ergibt.
-
Es
wird dann bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 1 einen spezifischen
Betriebszustand annimmt, der alle vorstehend erwähnten Bedingungen „a" bis „c" erfüllt (Schritt
S402). Wenn die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen Betriebszustand
nicht annimmt (NEIN in Schritt S402), wird eine Bestimmungsendzeitabstimmung
durch eine Kennfeldberechnung auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl
NE und der Verbrennungsmotorlast fl eingestellt (Schritt S403).
Das bei dieser Kennfeldberechnung verwendete Kennfeld ist ausgelegt,
um eine Erfassungsenddauer einzustellen, die ermöglicht, zuverlässig die
Verbrennungsmotoroszillation zu erfassen, die sich aus dem Auftreten
von Klopfen ergibt, nämlich
unter der Annahme, dass der Einfluss der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus den Schwingbewegungen ergibt, im Wesentlichen vernachlässigbar
ist.
-
Wenn
andererseits die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen
Betriebszustand annimmt (JA in Schritt S402), wird der vorbestimmte
Kurbelwinkel CAk als Bestimmungsendzeitabstimmung eingestellt (Schritt
S404). Der vorbestimmte Kurbelwinkel CAk entspricht einer Dauer,
die ermöglicht,
geeignet zu unterbinden, dass eine Dauer, in der Verbrennungsmotoroszillation
eines großen
Ausmaßes
auftritt, eine Klopfbestimmungsdauer in dem Fall überschneidet,
in dem die Verbrennungsmotoroszillation als Ergebnis der Schwingbewegungen
des Kolbens 3 auftritt. Der vorbestimmte Kurbelwinkel CAk
wird in der elektronischen Steuereinheit 60 im Voraus gespeichert,
nachdem er durch ein Experiment oder ähnliches berechnet wurde. Der
vorbestimmte Kurbelwinkel CAk wird ständig auf eine Zeitabstimmung eingestellt,
die mit Bezug auf eine Bestimmungsendzeitabstimmung vorgestellt
ist, die auf der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl NE und
einer Verbrennungsmotorlast fl in dem Prozess in dem Schritt S403
eingestellt wird. In dem ersten Ausführungsbeispiel funktioniert
der Prozess in dem Schritt S404 als Endzeitabstimmungseinstelleinrichtung 60,
die eine Bestimmungsendzeitabstimmung auf eine solche Zeitabstimmung
einstellt, die eine Klopfbestimmungsdauer verringert.
-
Nachdem
die Bestimmungsendzeitabstimmung so eingestellt wurde, wird die
vorliegende Routine zeitweilig beendet. Ein Betrieb, der durch derartiges
Einstellen einer Klopfbestimmungsdauer erzielt wird, wird im Folgenden
unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
-
7 zeigt eine Klopfbestimmungsdauer, die
so eingestellt wird (7(a)), und Änderungen der
Größe der Verbrennungsmotoroszillation
mit der Zeit. Wie durch eine durchgezogene Linie in 7(a) angedeutet
ist, wird eine Startzeitabstimmung einer Klopfbestimmungsdauer auf
der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl NE und einer Verbrennungsmotorlast
fl als ein Kurbelwinkel CA1 eingestellt, der ermöglicht, zuverlässig die
Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus dem Auftreten des Klopfens
ergibt, ungeachtet der Tatsache zu erfassen, ob die Brennkraftmaschine 1 einen
spezifischen Betriebszustand annimmt oder nicht.
-
Wie
durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 7(a) angedeutet ist, wird eine Endzeitabstimmung
einer Klopfbestimmungsdauer ebenso auf der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl
NE und einer Verbrennungsmotorlast fl als Kurbelwinkel CA2 eingestellt,
der ermöglicht,
zuverlässig
die Verbrennungsmotoroszillation, die sich auf dem Auftreten des
Klopfens ergibt, zu erfassen, wenn die Brennkraftmaschine 1 den
spezifischen Betriebszustand nicht annimmt.
-
Andererseits
wird, wie durch die durchgezogene Linie in 7(a) angedeutet
ist, wenn die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen Betriebszustand
annimmt, die Bestimmungsendzeitabstimmung als vorbestimmter Kurbelwinkel
CAk eingestellt, bei dem geeignet unterbunden wird, dass eine Dauer,
in der die Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus Schwingbewegungen
des Kolbens 3 ergibt, auftritt (eine Dauer E in 7(b), eine Klopfbestimmungsdauer überschneidet,
nämlich
ungeachtet einer Verbrennungsmotordrehzahl NE oder einer Verbrennungsmotorlast
fl. Daher wird auch in dem Fall, in dem die Verbrennungsmotoroszillation
als Folge der Schwingbewegungen auftritt, verhindert, dass die Oszillation
fehlerhaft als Oszillation erfasst wird, die sich aus dem Klopfen
ergibt.
-
Wenn
die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen Betriebszustand
annimmt, wird die Bestimmungsendzeitabstimmung auf eine solche Zeitabstimmung
eingestellt, die eine Klopfbestimmungsdauer verringert, wie durch
einen Pfeil F in 7(a) angedeutet ist.
Auch in dem Fall, in dem eine Oszillation hoher Intensität durch
das Auftreten des Klopfens verursacht wurde, wie durch eine Linie
mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen in 7(b) angedeutet
ist, ist es möglich,
die Oszillation zu erfassen.
-
Wie
bisher beschrieben ist, erzielt das erste Ausführungsbeispiel die folgenden
Wirkungen, die nachstehend beschrieben werden.
- (1)
In dem ersten Ausführungsbeispiel
wird der vorbestimmte Kurbelwinkel CAk als Bestimmungsendzeitabstimmung
einer Klopfbestimmungsdauer unter der Bedingung eingestellt, dass
die Bedingung „c" erfüllt wird,
nämlich
unter der Bedingung, dass die Zündzeitabstimmung
als Zeitabstimmung eingestellt wird, die mit Bezug auf eine vorbestimmte
Zeitabstimmung verzögert ist,
und dass der Betrag der Verzögerung
größer als
ein vorbestimmter Betrag ist. Somit kann, wenn die Möglichkeit
besteht, dass die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt, vergrößert, eine Bestimmung des Klopfens
beendet werden, bevor die Größe der Verbrennungsmotoroszillation
ansteigt. Als Folge kann verhindert werden, dass eine fehlerhafte
Bestimmung des Klopfens aufgrund der Verbrennungsmotoroszillation
durchgeführt
wird.
- (2) In dem ersten Ausführungsbeispiel
wird die Bedingung „a", dass die Verbrennungsmotordrehzahl
NE eine Beziehung „vorbestimmte
untere Grenzdrehzahl NEL < Verbrennungsmotordrehzahl
NE < vorbestimmte
obere Grenzdrehzahl NEH" erfüllt, als
Bedingung zum Einstellen des vorbestimmten Kurbelwinkels CAk als
Bestimmungsendzeitabstimmung gesetzt. Somit kann der vorbestimmte
Kurbelwinkel CAk als Bestimmungsendzeitabstimmung eingestellt werden, während er
genau erfasst wird, nämlich
auf der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl NE, dass die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt, sich im Ansteigen befindet,
wobei eine Dauer, in der der Verbrennungsdruck ansteigt, eine Dauer überschneidet,
in der die Schwingbewegungen auftreten.
- (3) In dem ersten Ausführungsbeispiel
wird die Bedingung „b", dass die Verbrennungsmotorlast
fl eine Beziehung „Verbrennungsmotorlast
fl ≥ vorbestimmter
Wert flk" erfüllt, als
Einstellbedingung gesetzt. Somit kann der vorbestimmte Kurbelwinkel
CAk als Bestimmungsendzeitabstimmung eingestellt werden, während genau
erfasst wird, dass die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen ergibt, aufgrund einer Erhöhung des
Verbrennungsdrucks ansteigen kann.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
Das
zweite Ausführungsbeispiel
als konkretes Ausführungsbeispiel
einer Klopfsteuervorrichtung für
eine Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung wird
im Folgenden beschrieben. Die folgende Beschreibung richtet sich
darauf, was zu dem ersten Ausführungsbeispiel
unterschiedlich ist.
-
Das
zweite Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend,
dass das Klopfbestimmungsniveau Vkd erhöht wird, während die Einstelleinrichtung 60 eine Endzeitabstimmung
einer Klopfbestimmungsdauer auf eine vorgestellte Zeitabstimmung
einstellt, wenn die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen
Betriebszustand annimmt.
-
Ein
konkreter Verlauf der Prozesse zum Ändern des Klopfbestimmungsniveaus
Vkd wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
-
Diese
Prozesse werden als Prozess in dem Schritt S306 der Klopfbestimmungsprozesse
durchgeführt
(4), die in dem ersten Ausführungsbeispiel genau beschrieben
sind. In den in 8 gezeigten Prozessen wird zuerst
ein Klopfbestimmungsniveaubasiswert Vkdb auf der Grundlage der vorstehend
erwähnten
Werte, nämlich
des Mittelwerts Vm, der Standardabweichung SGM, des u-Werts und
des Koeffizienten „k" gemäß einer
Formel eingestellt, die nachstehend gezeigt ist (Schritt S501). Vkdb = Mittelwert Vm + u-Wert × Standardabweichung
SGM × Koeffizient „k" (11)
-
Der
Klopfbestimmungsniveaubasiswert Vkdb wird als Wert eingestellt,
der ermöglicht,
geeignet zu bestimmen, dass eine Verbrennungsmotoroszillation hoher
Intensität
als Ergebnis des Auftretens von Klopfen aufgetreten ist.
-
Es
wird dann bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 1 einen spezifischen
Betriebszustand annimmt oder nicht, der alle vorstehend erwähnten Bedingungen „a" bis „c" erfüllt (Schritt
S502). Wenn die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen Betriebszustand
annimmt, wird der vorbestimmte Wert α als Korrekturausdruck Vkdup
eingestellt (Schritt S503). Ein Klopfbestimmungsniveau Vkd wird
dann durch Korrigieren des Klopfbestimmungsniveaubasiswerts Vkdb
durch den Korrekturausdruck Vkdup eingestellt, wie durch eine Formel
(12) angedeutet ist (Schritt S504). Vkd ← Vkdb
+ Vkdup (12)
-
Der
vorbestimmte Wert α ist
ausgelegt, so dass er den Klopfbestimmungsniveaubasiswert Vkdb erhöht, um zu
verhindern, dass eine Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus
Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, fehlerhaft als
Oszillation bestimmt wird, die sich aus dem Auftreten des Klopfens ergeben,
auch wenn die Größe der Verbrennungsmotoroszillation
angestiegen ist. Der vorbestimmte Wert α wird in der elektronischen
Steuereinheit 60 im Voraus gespeichert, nachdem er durch
ein Experiment oder ähnliches
berechnet wurde. In diesem Fall wird daher, auch wenn eine Verbrennungsmotoroszillation
hoher Intensität
als Ergebnis der Schwingbewegungen des Kolbens 3 aufgetreten
ist, unterbunden, dass eine Bestimmung, dass Klopfen aufgetreten
ist, aufgrund der Verbrennungsmotoroszillation hoher Intensität vorgenommen
wird. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
funktionieren die Prozesse in dem Schritt S503 und S504 als Bestimmungsniveau-Änderungseinrichtung 60 (im
Folgenden als „Änderungseinrichtung" bezeichnet), die
innerhalb der elektronischen Steuereinheit 60 angeordnet
ist.
-
Wenn
andererseits die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen
Betriebszustand nicht annimmt (NEIN in Schritt S502), wird der Korrekturausdruck Vkdup
als „0" eingestellt (Schritt
S505). Darin wird ein Klopfbestimmungsniveau Vkd gemäß der Formel (12)
eingestellt (Schritt S504). Der Klopfbestimmungsniveaubasiswert
Vkdb wird nämlich
als das Klopfbestimmungsniveau Vkd in diesem Augenblick eingestellt
anstatt zu dem Klopfbestimmungsniveaubasiswert über die Änderungseinrichtung 60 aus
dem Grund geändert
zu werden, dass die Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus Schwingbewegungen des
Kolbens 3 ergibt, nicht auftreten kann, oder dass die Intensität der Oszillation
keinen Einfluss auf die Bestimmung des Auftretens des Klopfens hat.
-
Zusätzlich zu
den vorstehend erwähnten Wirkungen
(1) bis (3) kann das vorstehend beschriebene zweite Ausführungsbeispiel
ferner die folgende Wirkung erzielen.
- (4) In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird, wenn die Brennkraftmaschine einen spezifischen Betriebszustand
annimmt, indem die Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen des Kolbens ergibt, schätzungsweise
ansteigt, die Endzeitabstimmung einer Klopfbestimmungsdauer auf
eine vorgestellte Zeitabstimmung eingestellt, während das Niveau der Klopfbestimmung
erhöht
wird. Demgemäß kann eine
fehlerhafte Bestimmung, die der Verbrennungsmotoroszillation zuzuschreiben
ist, die sich aus Schwingbewegungen ergibt, geeigneter vermieden
werden.
-
(Andere Ausführungsbeispiele)
-
Die
vorstehend erwähnten
jeweiligen Ausführungsbeispiele
können
ausgeführt
werden, nachdem sie abgewandelt sind, wie nachstehend beschrieben
wird.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird, wenn die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen Betriebszustand
annimmt, die Bestimmungsendzeitabstimmung der Klopfbestimmungsdauer
auf den vorbestimmten Kurbelwinkel CAk eingestellt. Die Erfindung
ist nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise ist es wie in dem Schritt S403 von 6 geeignet,
dass die Bestimmungsendzeitabstimmung auf der Grundlage einer Verbrennungsmotordrehzahl
NE und einer Verbrennungsmotorlast fl berechnet wird und dass die
Bestimmungsendzeitabstimmung, die so berechnet wird, dann als eine
Zeitabstimmung eingestellt wird, die um einen derartigen Betrag
vorgestellt ist, dass eine Oszillation vermieden werden kann, die sich
aus Schwingbewegungen ergibt. Zum Verhindern, dass eine Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, fehlerhaft
als Oszillation erfasst wird, die sich aus Klopfen ergibt, ist die
Reduktion einer Klopfbestimmungsdauer wirksam. Jedoch ist es zum
zuverlässigen
Erfassen einer Größe einer
Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus dem Auftreten des Klopfens ergibt,
wünschenswert,
eine Länge
der Klopfbestimmungsdauer aufrecht zu erhalten, die auf der Grundlage
der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Verbrennungsmotorlast fl
berechnet wird. Andererseits wird gemäß dem vorstehend erwähnten Aufbau beispielsweise
die Klopfbestimmungsdauer mit größerer Möglichkeit
des Auftretens der Verbrennungsmotoroszillation hoher Intensität, die sich
aus Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, verkürzt, während die
Klopfbestimmungsdauer so lange wie möglich gehalten wird, wenn die
Möglichkeit
gering ist. Auf diese Art und Weise kann die Bestimmungsendzeitabstimmung
auf eine Zeitabstimmung eingestellt werden, die für jeden
Augenblick geeignet ist. Somit kann die zuverlässige Erfassung des Auftretens
von Klopfen und die Unterdrückung
von einer fehlerhaften Erfassung geeignet erzielt werden.
-
In
dem vorstehend erwähnten
ersten Ausführungsbeispiel
ist es bei einer Brennkraftmaschine, die mit einem bekannten variablen
Ventilzeitabstimmungsmechanismus 50 versehen ist (1),
der Zeitabstimmungen zum Öffnen
und Schließen
des Einlassventils 7 gemäß einem Verbrennungsmotorbetriebszustand
variabel einstellt, ebenso geeignet, dass die Bestimmungsstartzeitabstimmung
der Klopfbestimmungsdauer auf der Grundlage von Zeitabstimmungen
zum Öffnen
und Schließen
des Einlassventils 7 eingestellt wird. Gemäß dieser
Konstruktion kann geeignet unterbunden werden, dass die Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus dem Öffnen
und Schließen
des Einlassventils 7 ergibt, mit der Klopfbestimmungsdauer
in der Umgebung der Bestimmungsstartzeitabstimmung überschneidet. Somit
kann ebenso unterbunden werden, dass eine Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus dem Öffnen
und Schließen
des Einlassventils 7 ergibt, während der Klopfbestimmungsdauer
erfasst wird. Als Folge kann eine fehlerhafte Bestimmung des Auftretens
des Klopfens zuverlässiger
unterbunden werden. Bei einer Brennkraftmaschine, bei der ein variabler
Ventilzeitabstimmungsmechanismus auf das Auslassventil 8 angewendet
ist, ist es ebenso dann, wenn die Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus dem Öffnen
und Schließen
des Auslassventils 8 ergibt, die Bestimmung des Auftretens
des Klopfens beeinträchtigt,
möglich,
die vorstehend erwähnte
Bestimmungsstartzeitabstimmung auf der Grundlage von Zeitabstimmungen
zum Öffnen
und Schließen des
Auslassventils 8 einzustellen.
-
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird, wenn die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen Betriebszustand
annimmt, das Klopfbestimmungsniveau Vkd um einen Betrag entsprechend
dem vorbestimmten Wert α geändert. Jedoch
ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist ebenso geeignet,
dass das Klopfbestimmungsniveau variabel auf der Grundlage eines
Verbrennungsmotorbetriebszustands, wie zum Beispiel einer Verbrennungsmotordrehzahl
NE, einer Verbrennungsmotorlast fl, einer Zündzeitabstimmung und dergleichen
variabel eingestellt wird. In dem Fall, dass das Klopfbestimmungsniveau
Vkd auf ein hohes Niveau eingestellt wird, das ermöglicht,
beim Auftreten einer Verbrennungsmotoroszillation hoher Intensität zu bestimmen,
dass Klopfen aufgetreten ist, wird, je höher dieses Niveau wird, umso
zuverlässiger
eine fehlerhafte Bestimmung aufgrund der Verbrennungsmotoroszillation unterbunden,
die sich aus den Schwingbewegungen ergibt. Wenn jedoch dagegen eine
Verbrennungsmotoroszillation mit einer relativ geringen Intensität als Folge
des Auftretens von Klopfen auftritt, ist es unmöglich, eine Bestimmung des
Auftretens der Verbrennungsmotoroszillation vorzunehmen. Andererseits
wird gemäß der vorstehend
erwähnten
Konstruktion beispielsweise das Klopfbestimmungsniveau auf einen
Wert eingestellt, der sich mit Vergrößerungen der Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus den vorstehend erwähnten Schwingbewegungen
ergibt, vergrößert. Somit
kann das Klopfbestimmungsniveau Vkd auf einen geeigneteren Wert
durch freies Ändern
eingestellt werden. Somit können
eine fehlerhafte Bestimmung, die einer Erfassung einer Intensität einer
Verbrennungsmotoroszillation zuzuschreiben ist, die sich aus Schwingbewegungen
ergibt, und ein Abfall der Klopfbestimmungsgenauigkeit, der einer
solchen fehlerhaften Bestimmung zuzuschreiben ist, beide geeignet
unterdrückt
werden.
-
In
den vorstehend erwähnten
jeweiligen Ausführungsbeispielen
kann aus den Bedingungen „a" bis „c" zum Bestimmen, dass
die Brennkraftmaschine 1 den spezifischen Betriebszustand
annimmt, die Bedingung hinsichtlich der Wiedergabe Zündzeitabstimmung
Aop (die Bedingung „c") geeignet geändert werden.
Kurz gesagt ist es das was zählt,
dass zuverlässig
bestimmt werden können
muss, dass die Wiedergabe Zündzeitabstimmung
Aop auf eine Zeitabstimmung eingestellt wird, wenn die Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, dazu
neigt, eine hohe Intensität zu
zeigen. Das auf jedes der Ausführungsbeispiele angewandte
Verfahren zum Steuern der Zündzeitabstimmung
kann ebenso geeignet abgewandelt werden.
-
In
den vorstehend erwähnten
jeweiligen Ausführungsbeispielen
wird das Auftreten der Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus
Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, nur geschätzt, wenn eine
Bedingung „a" hinsichtlich der
Verbrennungsmotordrehzahl NE, die Bedingung „b" hinsichtlich der Verbrennungsmotorlast
fl und die Bedingung „c" hinsichtlich der
Zündzeitabstimmung
alle erfüllt
sind. Andererseits kann das Auftreten der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, bei
der Erfüllung
der Bedingung „c" allein, den Bedingungen „c" und „b" oder den Bedingungen „c" und „a" geschätzt werden.
-
Zusätzlich wird
die Bedingung „c" so definiert, dass
sie sowohl den Klopfbasiswert Ak als auch den Klopfverzögerungswiedergabebetrag
AKNK überwacht.
Jedoch kann beispielsweise die vorstehend erwähnte Schätzung durch einfaches Überwachen
der Größe des Klopfverzögerungswiedergabebetrags
AKNK, nämlich
der Größe eines
Verzögerungsbetrags
beim Durchführen
einer Zündzeitabstimmungsverzögerungssteuerung
zum Unterdrücken
des Klopfens vorgenommen werden.
-
Als
Schätzungsparameter,
der beim Vornehmen dieser Schätzung
zu verwenden ist, kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Gemischs, das für die Verbrennung
bei einer Brennkraftmaschine dient, ebenso zusätzlich verwendet werden. Diese
Konstruktion kann dadurch verwirklicht werden, dass bestimmt wird,
dass die Brennkraftmaschine den spezifischen Betriebszustand bei
der Erfüllung
von nicht nur allen vorstehend erwähnten Bedingungen „a" bis „c" sondern ebenso einer
Bedingung „d" annimmt, „dass das
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
des Gemischs zu der fetten Seite mit Bezug auf ein vorbestimmtes
Verhältnis
verschoben wird".
Im Allgemeinen vergrößert sich
in einem Luft-Kraftstoff-Verhältnisbereich,
der für einen
Betrieb einer Brennkraftmaschine geeignet ist, der Verbrennungsdruck
während
eines Expansionstakts, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des
Gemischs, das für
die Verbrennung dient, zu der fetten Seite verschoben wird. Gemäß der Konstruktion,
wie vorstehend beschrieben ist, bei der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zusätzlich zum Schätzen einer
Größe der Verbrennungsmotoroszillation,
die sich aus Schwingbewegungen des Kolbens 3 ergibt, verwendet
wird, kann der Verbrennungsdruck mit einer höheren Genauigkeit geschätzt werden.
-
Als
Schätzungsparameter,
der beim Vornehmen der vorstehend erwähnten Schätzung zu verwenden ist, kann
ebenso eine Verbrennungsmotortemperatur verwendet werden. Diese
Konstruktion kann durch Hinzufügen
einer Bedingung „e", „dass die
Verbrennungsmotortemperatur gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte
Temperatur ist",
zu den Bedingungen zum Bestimmen verwirklicht werden, dass die Brennkraftmaschine
den spezifischen Betriebszustand annimmt. Die Größe von Reibung in Betriebsbereichen
einer Brennkraftmaschine steigt mit dem Abfall einer Temperatur
des Verbrennungsmotors an. Die Schwingbewegungen des Kolbens 3 neigen
ebenso dazu, schroff zu werden. Als Folge neigt die Größe der Verbrennungsmotoroszillation ebenso
dazu, anzusteigen. Somit kann gemäß der Konstruktion, wie vorstehend
beschrieben ist, bei der die Verbrennungsmotortemperatur zusätzlich beim Schätzen einer
Intensität
der Verbrennungsmotoroszillation verwendet wird, die sich aus den
vorstehend erwähnten
Schwingbewegungen ergibt, die Größe der Verbrennungsmotoroszillation
mit einer höheren Genauigkeit
geschätzt
werden. Als Verbrennungsmotortemperatur kann eine Temperatur verwendet werden,
die geeignet eine Verbrennungsmotortemperatur wiedergibt, beispielsweise
eine Temperatur eines Verbrennungsmotorkühlmittels, eine Temperatur
eines Schmieröls
und dergleichen.
-
In
den vorstehend erwähnten
Ausführungsbeispielen
wird die Endzeitabstimmung der Klopfbestimmungsdauer auf eine vorgestellte
Zeitabstimmung eingestellt, so dass die Klopfbestimmungsdauer verkürzt wird.
Jedoch kann die Länge
der Klopfbestimmungsdauer beispielsweise durch Einstellen von nicht
nur der Endzeitabstimmung sondern ebenso der Startzeitabstimmung
auf die vorgestellte Zeitabstimmung unverändert gehalten werden.
-
In
den vorstehend erwähnten
jeweiligen Ausführungsbeispielen
kann das Verfahren zum Vornehmen einer Bestimmung des Auftretens
von Klopfen geeignet abgewandelt werden, solange das abgewandelte
Verfahren ausgelegt ist, um eine Intensität einer Verbrennungsmotoroszillation
während
einer voreingestellten Klopfbestimmungsdauer zu erfassen und auf
der Grundlage eines Vergleichs zwischen der erfassten Intensität der Oszillation
und einem voreingestellten Klopfbestimmungsniveau zu bestimmen,
ob Klopfen aufgetreten ist oder nicht.
-
Die
Erfindung stellt eine solche Klopfsteuervorrichtung oder ein Verfahren
bereit, die geeignet unterbinden können, dass eine fehlerhafte
Bestimmung des Auftretens von Klopfen aufgrund einer Verbrennungsmotoroszillation
hoher Intensität
vorgenommen wird, auch wenn eine derartige Oszillation als Folge
von Schwingbewegungen eines Kolbens aufgetreten ist. Diese Vorrichtung
erfasst eine Intensität
einer Verbrennungsmotoroszillation während einer voreingestellten
Klopfbestimmungsdauer und bestimmt auf der Grundlage eines Vergleichs
zwischen der Intensität
der Oszillation und einem Klopfbestimmungsniveau, ob Klopfen aufgetreten
ist oder nicht. Wenn die Brennkraftmaschine einen spezifischen Betriebszustand
annimmt, in dem die Verbrennungsmotoroszillation, die sich aus Schwingbewegungen des
Kolbens ergibt, eine hohe Intensität zeigt, wird eine Bestimmungsendzeitabstimmung
auf eine Zeitabstimmung eingestellt, die mit Bezug auf eine Bestimmungsendzeitabstimmung
vorgestellt ist, die eingestellt wird, wenn die Brennkraftmaschine
einen anderen Betriebszustand annimmt.