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Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein
Verfahren zur Steuerung des Zündzeitpunktes in einem
Brennraum eines Verbrennungsmotors.
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Eine optimale Drehmomentausgabe wird erreicht, wenn
der Zündzeitpunkt eines Motors auf MBT eingestellt ist. Der
Zündzeitpunkt eines speziellen Kraftfahrzeugmodells wird
typischerweise auf eine vorgegebene Funkenvorsprung vor dem
oberen Totpunkt (OT) eingestellt oder kalibriert, so daß der
Durchschnitt aller dieser Fahrzeuge, wenn sie neu sind, nahe
an MBT liegt. Es hat sich herausgestellt, daß diese
allgemeine Annäherung aus zwei wesentlichen Gründen nicht optimal
ist. Erstens werden die Fahrzeugeicher gezwungen, den
Zündzeitpunkt auf einen Wert einzustellen, der erkennbar unter
MBT liegt, um bei bestimmten Betriebsfällen ein Klopfen zu
vermeiden. Zweitens führen Schwankungen unter den Motoren,
nachfolgende Wartung, Umweltbedingungen und Alterung oft zu
einem tatsächlichen MBT, der von der ursprünglichen
Kalibrierung des Funkenvorverlegung oder dem Bezugs-MBT abweicht.
Klopfregelungssysteme, in welchen der Zündzeitpunkt um ein
vorgegebenes Inkrement nach jeder Erkennung eines Klopfens
spätverstellt wird, sind bekannt. Tritt kein Klopfen auf,
wird der Zündzeitpunkt typischerweise um ein kleineres
Inkrement frühverstellt, angeblich um einen optimalen
Zündzeitpunkt zu erzielen. Ein Nachteil solcher Systeme ist, daß
jedes Auftreten eines Klopfens zu einer Spätverstellung der
Zündung führt. Dies wurde als eine nicht optimale Lösung
erkannt, da eine optimale Drehmomentausgabe typischerweise
mit gelegentlichem Klopfen erreicht wird, was Spurklopfen
genannt wird. Diese Systeme neigen also dazu, den
Zündzeitpunkt übermäßig spät zu verstellen, was zu einem weniger
wirkungsvollen Motorbetrieb führt. Ein anderer Nachteil
solcher Systeme ist, daß beim Fehlen des Klopfens, der
Zündzeitpunkt nur auf den ursprünglichen Bezugswert vorverlegt wird.
Anders ausgedrückt, bestimmen und erreichen diese System
keinen tatsächlichen MBT-Wert.
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In Erkenntnis der obigen Nachteile bei der
Spätverstellung nach jeder Erkennung eines Klopfens, verwenden eine
Reihe von Annäherungen eine Frequenz bei der Klopferkennung.
Präziser ausgedrückt wird ein vorgegebenes Zeitintervall
durch Zählen einer vorgegebenen Anzahl von Motortakten, z. B.
1000 Takte erzeugt. Dann wird die Anzahl der Klopferkennungen
gezählt und mit einem Bezugswert verglichen. Beispiele
solcher Ansätze sind im U.S. Patent Nr. 4 120 272, das an Douaud
und andere erteilt wurde, im U.S. Patent Nr. 4 002 155, das
an Harned und andere erteilt wurde und in den U.S. Patenten
Nr. 4 261 313 und 4 274 379, die an Iwata und andere erteilt
wurden, zu finden. Der Erfinder hat hierin einen Nachteil
erkannt, der in der langsamen Ansprechzeit liegt, der den
obigen Ansätzen eigen ist. Präziser ausgedrückt kann eine
Zeitkorrektur erst erfolgen, nachdem eine vorgegebene Anzahl von
Motortakten gezählt worden ist. Bei schweren Klopffällen kann
vor einer Korrektur des Motorklopfens also zuviel Zeit
verstreichen, was gravierende Motorschäden zur Folge hat. Ein
weiterer Nachteil der obigen Ansätze ist, daß der
Zündzeitpunkt
nur zum besten Schätz- oder MBT Bezugswert vorverlegt
wird. Eine tatsächliche MBT-Regelung wird nicht beschrieben.
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Das an Hattori und andere erteilte U.S. Patent Nr.
4 466 405 offenbart ein System zur Einstellung des
Zündzeitpunktes, das sowohl mit Klopf- als auch mit MBT-Regelung
ausgestattet ist. Wie die oben beschriebenen Ansätzen offenbart
das '405er Patent eine Klopferkennungsfrequenz, die sich
durch Zählen der Klopfvorfälle während einer vorgegebenen
Anzahl von Motortakten ergibt. Klopfabgleichwerte werden als
eine Funktion von Drehzahl und Last in einen
Direktzugriffsspeicher (RAN) eingelesen. Unabhängig erzeugte MBT-Werte
werden ebenfalls in denselben RAN eingelesen. Wie bei den oben
beschriebenen Annäherungen, können Klopfkorrekturen erst
erfolgen, nachdem eine vorgegebene Anzahl von Motortaken
gezählt worden ist. Die sich daraus ergebende langsame
Ansprechzeit kann bei bestimmten Betriebsfällen Motorschäden
verursachen. Ein weiterer Nachteil ist, daß MBT und
Klopfregelung nicht parallel ausgeführt werden können. Demgemäß
können Ansätze dieser Art dazu neigen, nach einem Ausgleich
für den Zeitbezug zu suchen oder um diesen zu schwanken.
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In japanischen Patentzusammenfassungen, Band 7 Nr.
271 (M-260) (1416), 3-12-1983; JP-A-58.150.073 wurde
vorgeschlagen einen elektronischen Steuerkreis zu schaffen, in
welchem die Zündung verzögert wird, wenn der Ausgabepegel
eines Klopfsensors ein vorgegebenes Niveau übersteigt. In
diesem Fall erhält man die Anzahl der Zeitpunkte, bei denen
eine Zündung zwischen der Erzeugung eines Klopfens und der
Erzeugung des nächsten Klopfens stattfindet. Übersteigt die
Frequenz einen ersten vorgeschriebenen Wert, wird der
Zündzeitpunkt vorverlegt und fällt die Frequenz unter einen
zweiten Wert, der kleiner als der erste ist, dann wird der
Zündzeitpunkt verzögert. Dieser Bezug lehrt jedoch nicht die
parallele MBT- und Klopfregelung.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren
zur Regelung des Zündzeitpunktes in einem Brennraum eines
Verbrennungsmotor geschaffen, wobei das Verfahren die
Schritte der Klopf erkennung im Brennraum, des Zählen der
Brennprozesse zwischen nachfolgenden Klopferkennungen an
jedem einer Vielzahl von Drehzahl- und Lastbetriebspunkten
beinhaltet, um ein Spätverstellungssignal zu schaffen, wenn
die genannte Zählung kleiner als eine erste vorgegebene
Zählung ist und ein Frühverstellungssignal, wenn die genannte
Zählung größer als eine zweite vorgegebene Zählung ist, wobei
das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet
ist, Speichern einer Vielzahl von Bezugssignalen für den
Zündzeitpunkt, die einer gleichen Vielzahl von Drehzahl- und
Lastbetriebspunkten des Motors entsprechen, in einem ersten
Speichermittel, Optimierung der Drehmomentabgabe aus dem
Brennraum durch Schaffung eines Abgleichsignales von
Minimalfunken für das beste Drehmoment (MBT) als Antwort auf eine
Messung des Brenndrucks an jedem der genannten Drehzahl- und
Lastbetriebspunkten, Speichern von jedem der genannten MBT-
Ab-gleichsignale in Speicherplätzen, die den genannten
Drehzahl- und Lastbetriebspunkten entsprechen, Hinzufügung
eines Zwischenspeichers für jeden der genannten Drehzahl und
Lastbetriebspunkte durch das genannte Spätverstellungssignal
und Verringerung des Zwischenspeichers durch das genannte
Frühverstellungssignal, wodurch akkumulierte
Klopfabgleichsignale geschaffen werden und Belieferung des Brennraumes mit
dem Zündzeitpunkt an jedem der genannten Drehzahl und
Lastbetriebspunkte durch Kombination eines der genannten
Basiszeiteinstellungssignale aus dem genannten ersten
Speichermittel und eines entsprechenden der genannten
MBT-Abgleichsignale aus dem genannten zweiten Speichermittel und eines
entsprechenden der genannten akkumulierten
Klopfabgleichsignale von einem entsprechenden der genannten
Zwischenspeicher.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird ferner eine
Vorrichtung zur Regelung des Zündzeitpunktes in einem Brennraum
eines Verbrennungsmotors geschaffen, die Erkennungsmittel zur
Klopferkennung im Brennraum, Regelmittel zum Zählen der
Verbrennungsprozesse zwischen zwei aufeinander folgenden
Klopferkennungen an jedem der genannten Drehzahl und
Lastbetriebspunkte enthält, wobei das genannte Regelmittel ein
Spätverstellungssignal liefert, wenn die genannte Zählung
kleiner als eine erste vorgegebene Zählung ist, und ein
Fürhverstellungssignal liefert, wenn die genannte Zählung
größer als eine vorgegebene zweite Zählung ist, dadurch
gekennzeichnet, daß ferner erste Speichermittel zur
Speicherung einer Vielzahl von Basissignalen für den Zündzeitpunkt,
die einer gleichen Vielzahl von Drehzahl und
Lastbetriebspunkten entsprechen, Abgleichmittel zur Optimierung der
Drehmomentabgabe des Brennraumes durch Schaffung von
Abgleichsignalen für Minimalfunken für das beste Drehmoment (MBT) als
Antwort auf eine Messung des Brenndruckes an jedem der
genannten Drehzahl- und Lastbetriebspunkte, zweite
Speichermittel zur Speicherung jedes der genannten MBT-Abgleichsignale
in Speicherplätzen, die den genannten Drehzahl- und
Lastbetriebspunkten entsprechen und, ein Zwischenspeicher für jeden
der genannten Drehzahl und Lastbetriebspunkte, wobei jeder
der genannten Zwischenspeicher um das genannte
Spätverstellungssignal vergößert und um das genannte
Frühverstellungssignal verkleinert wird, um ein akkumuliertes
Klopfabgleichsignal zu erzeugen; und Zündmittel zur Lieferung des
Zündzeitpunktes an den Brennraum in jedem der genannten
Drehzahlund Lastbetriebspunkte geschaffen werden, indem eines der
genannten Basiszeiteinstellungssignale von dem genannten
ersten Speichermittel und ein entsprechendes der genannten
MBT-Abgleichsignale aus dem zweiten Speichermittel und ein
entsprechendes der akkumulierten Klopfabgleichsignale von
einem entsprechenden der Zwischenspeicher kombiniert werden.
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Durch das Zählen der Motorzyklen zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Klopfprozessen, eher als einfach eine
vorgegebene Anzahl von Motorzyklen zu zählen wie in früheren
Annäherungen, wird ein Vorteil bei der Schaffung einer
schnelleren Ansprechzeit als seither möglich war, erzielt.
Ein weiterer Vorteil ist, daß parallele MBT- und
Klopfregelung durch zwei getrennte Speicher geschaffen wird, wodurch
der Vorteil erreicht wird, daß ein Nachhinken oder Suchen des
Zündzeitpunktes, die anderen Annäherungen eigen waren,
beseitigt ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß
Klopfkorrekturen sofort nach Eingabe eines begrenzten Klopfbereiches
angebracht werden. Präziser ausgedrückt ermöglicht die
Speicherung von Klopfabgleichwerten als eine Funktion von
Drehzahlund
Lastbetriebspunkten eine sofortige Korrektur nach Eingabe
von Betriebsfällen des Motors, die früher Klopfbedingungen
nach sich zogen.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand von Beispielen
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher
beschrieben; dabei:
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ist Figur 1 ein Blockschaltbild eines Systems, in
welchem die Erfindung vorteilhaft eingesetzt wird,
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ist Figur 2 eine Wiedergabe eines in Figur 1
abgebildeten Mikrocomputers, verschiedene Speicher und
Nachschlagetabellen veranschaulichend,
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ist Figur 3 eine graphische Darstellung der
Nachschlagetabellen, die der Veranschaulichung in Figur 2
zugeordnet sind,
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ist Figur 4 ein Auflaufschema, welches die
wichtigsten Verarbeitungsschritte sowohl für die Klopf- als auch für
die MBT-Regelung veranschaulicht, die von dem in den Figuren
1 und 2 abgebildeten Mikroprozessor durchgeführt werden,
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ist Figur 5 ein Ablaufschema, welches verschiedene
Verarbeitungsschritte für die Klopfregelung veranschaulicht,
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die von dem in den Figuren 1 und 2 abgebildeten
Mikroprozessor durchgeführt werden,
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ist Figur 6 eine graphische Darstellung verschiedener
Verarbeitungsschritte für die NBT-Regelung, die von dem in
den Figuren 1 und 2 abgebildeten Mikroprozessor durchgeführt
werden,
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veranschaulicht Figur 7 graphisch verschiedene
Entscheidungen, die während der Klopfregelungsverarbeitung
getroffen werden,
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ist Figur 8 ein Ablaufschema, das verschiedene
während der MBT-Regelung von dem in den Figuren 1 und 2
abgebildeten Mikroprozessor durchgeführte
Verarbeitungsschritte veranschaulicht, und
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ist Figur 9 eine graphische Darstellung von IMEP
gegenüber der Funkenfrühverstellung, die dargestellt wurde,
um bei der Veranschaulichtung des Betriebes der MBT-Regelung
behilflich zu sein.
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Ein Beispiel einer Anwendungsform, in welcher die
hierin beanspruchte Erfindung zum Vorteil eingesetzt wird,
wird nun bezugnehmend auf die beigefügten Figuren
beschrieben. Zunächst auf Figur 1 bezugnehmend, in welcher der Mikro-
Computer 10 gezeigt wird, der das Zündmodul 12 als Antwort
auf verschiedene Messungen vom Motor 14 regelt. In diesem
besonderen Beispiel, wird der Motor 14 als ein herkömmlicher
4-Zylinder-Benzinmotor mit den Zündkerzen 21, 22, 23 und 24
gezeigt, von denen jede elektrische Energie über die
entsprechenden vom Zündmodul 12 stammenden Signale S¹, S², S³, S&sup4;
erhält. Jede der Zündkerzen 21, 22, 23 und 24 ist auf
herkömmliche Weise mit den jeweiligen (nicht abgebildeten)
Verbrennungszylindern verbunden. Die Druckauf nehmer 31, 32, 33
und 34 versorgen den Mikrorechner mit den Drucksignalen P¹,
P², P³ und P&sup4;, von denen jedes sich auf den tatsächlichen
Druck in den entsprechenden Verbrennungszylindern l, 2, 3 und
4 bezieht. Der Lufteinlaß 40 ist als mit dem Ansaugstutzen 42
verbunden abgebildet, durch welchen Luft hinter die
Drosselplatte 44 in die Verbrennungszylinder angesogen wird.
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Verschiedene Sensoren sind als mit dem Motor 14
verbunden abgebildet, um den Mikrorechner 10 mit Messungen von
Betriebsfällen des Motors zu versorgen. Präziser ausgedrückt,
ist der Drosselwinkelsensor 46 als mit der Drosselplatte 44
verbunden abgebildet, um das Drosselwinkelsignal TA zu
liefern. Der Sensor für den Druck im Ansaugstutzen 48 ist als
mit dem Ansaugstutzen 42 verbunden abgebildet, um das Signal
für den Absolutdruck im Ansaugstutzen (MAP) zu liefern,
welches sich auf den Ansaugdruck, der im Ansaugstutzen 42
vorherrscht, bezieht. Der Temperatursensor 50 ist als mit dem
Motor 14 verbunden abgebildet, um das Temperatursignal Z zu
liefern. Der Kurbelwinkelsensor 52 ist als mit dem Motor 14
gekoppelt abgeildet, um das sich auf die Kurbelwellenposition
beziehende Kurbelwinkelsignal CA zu liefern. Der
Massenluftstromsensor 56 ist als mit dem Lufteinlaß 40 verbunden
abgebildet, um das Massenluftstromsignal MAF zu schaffen, das
sich auf den in den Motor 14 angesogenen Massenluftstrom
bezieht. Fachleute erkennen, daß entweder der MAP-Sensor 48
oder der MAF-Sensor 56 eingesetzt werden kann, um eine
Anzeige der Notorlast mit bekannten Techniken zu schaffen.
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Die Drucksignale P¹, P², P³, P&sup4; werden über den
Mehrfachkoppler 51 als Antwort auf das Signal CA zeitlich
mehrfach gekoppelt. Anders ausgedrückt ist die Ausgabe des
Mehrfachkopplers 51 eine serielle Darstellung der Signale P1-
P4, von denen jedes während eines unterschiedlichen
Zeitabschnittes des Kurbelwinkels dargestellt wird. Die
Signalaufbereitung erfolgt danach vom Aufbereitungsglied 53, der im
diesem Beispiel ein herkömmlicher, stromgeladener
Operationsverstärker ist. Die zeitvervielfachten Drucksignale werden
dann im Filter 55, der ein Hochfrequenz-Bandpaßfilter ist,
gefiltert, um in diesem speziellen Beispiel Geräusche aus den
Drucksignalen herauszufiltern. Druckschwankungen, die für das
Klopfen kennzeichnend sind, werden im Vergleicher 57 mit
einem Schwellenwert verglichen, um Klopfkennzeichen an den
Mikrorechner 10 zu liefern. Diese Klopfkennzeichen werden
dann mit dem zugeordneten Verbrennungszylinder durch ein
herkömmliches Demultiplexverfahren als Antowrt auf das Signal CA
im Mikrorechner 10 korreliert.
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Es sei angemerkt, daß zum Motorbetrieb erforderliche,
herkömmliche Bestandteile wie ein Kraftstoffzuführsystem
(entweder als Vergaser oder als Einspritzer) nicht abgebildet
sind. Fachleute erkennen, daß die Erfindung auch mit anderen
Motortypen vorteilhaft eingesetzt werden kann, wie
beispielsweise in Motoren, deren Zylinderanzahl nicht vier beträgt. Es
ist ferner festzustellen, daß Druckanzeigen für jeden der
Verbrennungszylinder von anderen Aufnehmern als von den
Druckauf nehmern 31-34 geliefert werden können. Es können zum
Beispiel herkömmliche piezoelektrischer Kraftringsensoren
unter den Zündkerzen 21-24 angebracht werden. Druckanzeigen
können auch von Sensoren geliefert werden, die mit der
Zylinderkopf schraube gekoppelt sind.
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Nun auf Figur 2 bezugnehmend, in welcher ein
Blockschaltbild des Mikrorechners 10 abgebildet ist,
einschließlich herkömmlicher Eingabe-/Ausgabeschnittstellen 60, einer
Zentraleinheit (CPU) 62, eines Nur-Lese-Speichers (ROM) 64
und eines Direktzugriffsspeichers (RAN) 66. Basis- oder
Bezugszündsignale SAR werden in ROM 64 als eine Funktion von
Drehzahl und Last fest abgespeichert, um die Einstellung des
Basiszündzeitpunktes an einer gewünschten
Kurbelwinkelposition vor dem oberen Totpunkt (OT) zu schaffen. Wie später
hierin noch genauer beschrieben wird, ist der RAN 66 in den
RAN 66a und den RAN 66b unterteilt. In diesem speziellen
Beispiel liefert der RAN 66a MBT-Abgleichsignale (SAt) für
die Basiszündzeitpunktsignale SAR an den entsprechenden
Drehzahl und Lastpunkten für jeden Zylinder. Der RAN 66b
liefert Klopfabgleichsignale (SAk) für die
Basiszündzeitpunktsignale SAR an den entsprechenden Drehzahl- und
Lastpunkten für jeden Zylinder. Die Motordrehzahlinformation wird
aus dem Signal CA errechnet und die Information über die Last
wird vom Mikrorechner 10 auf herkömmliche Weise aus dem
Signal MAP errechnet. Wie später hierin noch näher erläutert
werden wird, werden die Abgleichsignale SAt von der
MBT-Regelung abgeleitet und die Klopfabgleichsignale SAk werden von
der Klopfregelungsberechnung geschaffen.
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Auf Figur 3 bezugnehmend, worin ein
3-Koordinatenschaubild von SA gegenüber Drehzahl gegenüber Last gezeigt
wird, das entweder auf den ROM 64 oder den RAN 66 anwendbar
ist. Aus Gründen der Veranschaulichung wird ein
hypothetischer Drehzahl gg. Lastpunkt (70) in einem Rechteck (72)
gezeigt, das von vier gespeicherten SA-Signalen (73, 74, 75
und 76) abgegrenzt wird. Als Antwort auf einen speziellen
Satz von Drehzahl- und Lastwerten (so wie sie von Punkt 70
dargestellt werden) berechnet der Mikrorechner 10 ein SA-
Signal durch Interpolation unter den vier Werten, die von dem
Umgebungsrechteck (wie eines, das von den Punkten 72, 73, 74
und 75 dargestellt wird) abgegrenzt werden.
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Die vom Mikrorechner 10 bei der Regelung des
Zündzeitpunktes ausgeführten Verarbeitungsschritte werden nun mit
Bezug zu den in den Figuren 4-8 abgebildeten Ablaufplänen
beschrieben.
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Zunächst bezugnehmend auf Figur 4, in welcher ein
Test- oder Lernintervall i für einen Zylinder j zu Beginn
eines jeden Lernganges eingeleitet wird (siehe Schritte 78
und 80). Motordrehzahl und -last werden dann auf
herkömmliche
Weise von dem Kurbelwinkelsignal CA und dem Signal MAP
(siehe Schritt 82) berechnet. Während des Schrittes 86 wird
das Basis- oder Bezugszeitpunktsignal SAR durch Ansprechen
des ROM 64 mit den in Schritt 82 bestimmten U/min- und
Lastwerten wiederaufgefunden. Gleichermaßen werden, während
des Schrittes 88, die MBT-Abgleichsignale SAt durch
Ansprechen des RAN 66a mit denselben Drehzahl und Lastwerten
wiederaufgefunden. Das Klopfabgleichsignal SAk wird ebenfalls
aus dem RAN 66b wiedergewonnen, indem dieser mit denselben
Drehzahl und Lastwerten (siehe Schritt 90) angesprochen
wird.
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Bei Schritt 92 findet sich eine Verzweigung im
Ablaufplan. Präziser ausgedrückt: ist das Klopfabgleichsignal
SAk größer Null, was auf Betrieb in einem Klopfbereich
deutet, dann wird die MBT-Regelung umgangen und eine
Klopfregelung findet statt, wie sie in Bezug auf die Blöcke 94, 96, 98
und 100 beschrieben ist. Wenn das Klopfabgleichsignal SAk
gleich Null ist, finden parallel (siehe Schritt 102) sowohl
MBT-Regelung als auch Klopfregelung statt. Aus Gründen der
Veranschaulichung eilt die Beschreibung an diesem Punkt
voraus, in der Annahme, daß das Klopfabgleichsignal SAk größer
Null ist. Bezugnehmend auf Schritt 94, in welchem der
Zündzeitpunkt aktualisiert wird, indem dem Bezugswert SAR der
MBT-Abgleichwert SAT hinzugezählt und der Klopfabgleichwert
SAk subtrahiert wird. Der Zündzeitpunkt wird dann mit dem
Zündmodul 12 gekoppelt, wie in Schritt 96 gezeigt wird. Nach
einer Zeitverzögerung, die zur Klopfberechnung der
Brennraumverbrennung und zur IMEP-Berechnung ausreicht, folgt die
Klopfregelstrategie wie in Schritt 98 aufgezeigt, gefolgt von
der MBT-Regelung in Schritt 100.
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Nun auf Figur 5 bezugnehmend, auf die in Figur 6
aufgezeigten, zugehörigen Wellenformen wird eine Beschreibung
der Klopfregelungsstrategie gegeben. Im Laufe des Schrittes
112 tastet der Mikrorechner 10 den Klopfvergleicher 57 auf
Klopfangaben ab. Aus Gründen der Veranschaulichung annehmend,
daß bei Schritt 112 kein Klopfen angezeigt wird, wird der
Wert des Taktzählers 122 dann mit der Zählung N&sub2; in Schritt
114 verglichen. In diesem speziellen Beispiel zählt der
Taktzähler
122 für jeden Zylinder Verbrennungsprozesse zwischen
aufeinanderfolgenden Klopfangaben. Treten N&sub2;-Takte vor der
zweiten Klopfangabe auf wird wie nachstehend beschrieben ein
Frühverstellungssignal erzeugt. st die Zählung nicht größer
als N&sub2;, wird der Taktzähler dann erhöht und das Klopfprogramm
wie in den Schritten 114, 122 und 124 gezeigt, beendet. Ist
die Zählung größer als N&sub2; und der Klopfabgleichwert SAk
grösser als Null, wird der RAN 66b in Schritt 82 /siehe Schritte
114, 118 und 120) bei den Drehzahl und Lastpunkten um einen
vorgegebenen Vorverlegungswert aktualisiert. Ist das
Klopfabgleichsignal gleich Null wird der Aktualisierungsschritt
übersprungen. Der Klopf abgleichwert kann also nur auf Null
zurückgelegt werden. Anders ausgedrückt, setzt sich die
Frühverstellung des Klopfabgleichsignals SAK nur bis zum
kumulierten Wert der früheren Spätverstellung fort. Der
Taktmerker wird dann in Schritt 121 gesetzt, um anzuzeigen, daß
der Taktzähler die Zählung N&sub2; überschritten hat. Der
Taktzähler wird dann in Schritt 126 zurückgestellt und die
Klopfregelstrategie wird in Schritt 124 angeregt.
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Nun zu Schritt 112 der Figur 5 zurückkehrend, worin
die Spätverstellungsverzweigung des Ablaufschemas beschrieben
wird. Wird in Schritt 112 ein Klopfen angezeigt, wird der
Taktmerker in Schritt 128 auf eine Rückstellbedingungen
überprüft. Wurde der Taktmerker nicht zurückgestellt, weiß man,
daß seit die Zählung N&sub2; zuletzt erreicht wurde, kein Klopfen
aufgetreten ist. Es wäre also nicht möglich, die Anzahl der
Motortakte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Klopfanzeichen
zu zählen. Demgemäß wird der Taktmerker dann in Schritt 126
zurückgestellt, der Taktzähler wird in Schritt 126
zurückgestellt und das Klopfablaufschema wird angeregt. War der Takt
merker schon zurückgestellt worden, wird die Taktzählung
überprüft, um herauszufinden, ob sie im Schritt 134 kleiner
als N&sub1; war. Ist die Taktzählung kleiner als N&sub1; ist klar, daß
die Zählung der Takte zwischen den Klopfanzeigen unter N&sub1;
liegt. Demgemäß wird der RAN 66b auf den Spätverstellungswert
geändert, wie aus Schritt 136 hervorgeht. Danach wird der
Taktzähler zurückgestellt und das Programm, wie in den
Schritten 126 und 124 gezeigt, angeregt.
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Zum besseren Verständnis des Betriebs der
Klopfregelstrategie, wird in den Figuren 6A-6E eine graphische
Darstellung eines Betriebsbeispiels vorgestellt. In Figur 6A sind
Motortakte abgebildet und in Figur 68 ein hypothetisches
Klopf auftreten. Bezugnehmend auf Figur 66C, worin der
Taktzähler gezeigt wird, der einen Wert erhöht, bis dieser zum
Zeitpunkt t&sub0; die Zählung N&sub2; erreicht. Zu diesem Zeitpunkt
wird ein Vorverstellungssignal (siehe Figur 6E) erzeugt und
der Taktmerker wird gesetzt. Der Taktzähler wird ebenfalls
zurückgesetzt und beginnt mit der Zählung bis zum Zeitpunkt
t&sub0; ein Klopfen erkannt wird. In diesem speziellen Beispiel
befand sich der Taktmerker in einer Setzbedingung, als zum
Zeitpunkt t&sub1; ein Klopfen auftrat, und zeigte damit an, daß
keine zwei aufeinanderfolgenden Klopfanzeichen auftraten.
Demzufolge wurde zum Zeitpunkt t&sub1; auch kein
Spätverstellungssignal geschaffen, obwohl die Zähler kleiner N&sub1; war. Der
Taktmerker und der Taktzähler wurden zum Zeitpunkt t&sub1; einfach
zurückgesetzt. Der Taktzähler zählt dann die Motortakte
weiter bis in t&sub2; ein Klopfen auftritt. Im hier gezeigten
Beispiel hat der Taktzähler über die Zählung N&sub1; hinaus gezählt,
so daß ein Spätverstellungssignal nicht erzeugt wird. Der
Taktzähler wird erneut zurückgesetzt und zählt die Motortakte
weiter bis zum Zeitpunkt t&sub3; eine weitere Klopfanzeige
auftritt. In dem hier gezeigten Beispiel erreicht der Taktzähler
zum Zeitpunkt t&sub3; die Zählung N&sub1; nicht. Demgemäß wird zum
Zeitpunkt t&sub3; ein Spätverstellungssignal erzeugt.
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Nochmals auf Figur 4 und auch auf die Figuren 7 und 8
bezugnehmend wird nun eine Beschreibung der
MBT-Zündpunktregelung gegeben. Zunächst auf Figur 4 bezugnehmend, worin die
Verzweigungen im Ablaufschema in Schritt 92 in
Spätverstellregelung oder kombinerte MBT- und Spätverstellregelung wie
vorstehend hierin beschrieben, erfolgen. Die
Spätverstellungsregelung wird unter besonderer Bezugnahme die die
Figuren 5 und 6 beschrieben. Während des Schrittes 92, wenn das
Klopfsignal SAk gleich Null ist, wird die Zeitdifferenz da
für die MBT-Regelung wie in Schritt 102 angegeben berechnet.
Präziser ausgedrückt wird der in Figur 7 aufgezeigte MBT-
Regelungsprozeß begonnen. Die Motorkennwerte, einschließlich
des Drosselwinkelsignals TA, werden überwacht, um
festzustellen, ob irgendwelche schnellen Übergangszustände vorliegen
(siehe Schritt 142). In Schritt 144 werden Motordrehzahl und
-last überwacht, um festzustellen, ob diese sich immer noch
im Rechteck des ROM 64 bef inden, das von den 4
SA-Speicherstellen begrenzt wird, die die ursprünglichen, in Schritt 82
der Figur 4 bestimmten Drehzahl- und Lastpunkte umgeben. Im
Falle schneller übergangszustände oder eines neuen Rechtecks
wird der vorliegende Lerntakt umgangen und der Zündzeitpunkt
wird auf dieselbe Weise abgeglichen, auf die er während der
Motorregelung ohne ein Lernintervall (siehe Schritte 146 und
148) abgeglichen wird. In Schritt 152 wird eine vorgegebene
Zündzeitpunkteinstelldifferenz dAi für das i. Lernintervall
des j. Zylinders geschaffen. Die
Zündzeitpunkteinstelldifferenz dAi wird nur für ungerade Lernintervalle geschaffen, im
anderen FAll wird sie auf Null gesetzt. Wird eine
Zündzeitpunkteinstelldifferenz verwendet, wird die
Zündzeitpunkteinstellung dem Basiszündsignal SAR plus dem Abgleichsignal SAt
plus dem Differenzsignal dAi gleichgesetzt.
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Wiederum auf Figur 4 bezugnehmend, worin die
Zündzeitpunkteinstellung mit dem Zündmodul 12 gekoppelt ist und
eine Wartezeit folgt bis die Verbrennung im j. Zylinder
abgeschlossen ist. In Schritt 98 läuft die Klopfregelstrategie ab
wie hierin zuvor mit besonderer Bezugnahme auf Figur 5
beschrieben wurde. Fortfahrend mit Figur 4, worin nach
Beendigung der Klopfregelung, das MBT-Lernen wie nachfolgend hierin
mit besonderer Bezugnahme auf Figur 8 beschrieben wird.
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Nun auf Figur 8 bezugnehmend, in welcher bin Klopf
abgleichsignal SAk auf einen Wert größer Null überprüft wird
und der Übergangsmerker auf seine Einstellbedingung (siehe
Schritte 162 und 164) hin überprüft wird. Das Auftreten einer
dieser Bedingungen führt zu einem Umgehen der
MBT-Lernregelung. Präziser ausgedrückt, liegt ein Klopf abgleich vor, wird
eine MBT-Regelung unwirksam gemacht. Und wenn der
Übergangsmerker entweder auf eine Anzeige eines schnellen Übergangszu-
standes gesetzt wird oder wenn ein Betrieb jenseits der
ursprünglichen Drehzahl und Lastpunkte angezeigt wird.
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Wie in Schritt 204 gezeigt wird, wird der angezeigte
durchschnittliche Effektivdruck (IMEPi) während des i.
Lernintervalls für den j. Zylinder als Antwort auf die
tatsächliche Druckmessung (Pi) für den j. Zylinder berechnet. Die
Differenz bei dem IMEP-Berechnungen zwischen dem
vorhergehendem und den gegenwärtigen Lernintervallen für den j. Zylinder
(dIMEPi) wird dann für das i. Lernintervall berechnet (siehe
Schritt 206). In Schritt 210 wird der Durchschnitt dieser
Differenzen (dIMEPi) unter Anwendung der folgenden
Durchschnittsberechnung bestimmt:
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dIMEPi = (-l)i+¹/i* dIMEPi+(i-1)/i*dIMEPi&submin;&sub1;
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In Schritt 212 wird eine statistische Analyse
eingesetzt, um ein gewünschtes Vertrauensniveau in obiger Rechnung
herzustellen. In diesem speziellen Beispiel wird eine
verteilungsgebundene Statistikanalyse verwendet. Das bedeutet, daß
eine Anzahl positiver und negativer Vorzeichen von dIMEP
während des Lernzyklus gezählt werden. Ist eine beträchtiche,
voreingestellte Anzahl Nlim sowohl positiver als auch
negativer Vorzeichen erreicht, wird eine Entscheidung getroffen,
daß das gewünschte Vertrauensniveau erreicht ist und die
obigen Berechnungen sich einander genähert haben.
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Eine Bestimmung der dIMEP-Näherung wird dann in
Schritt 214 vorgenommen. In einen besonderen Beispiel wird
die Anzahl der Vorzeichen in einer Nlim-Richtung auf 8
eingestellt, wonach eine Korrektur der RAN 66a-Tabelle
eingeleitet wird. Die Werte des RAN 66a werden erhöht, um die
Zündzeiteinstellung für positive Vorzeichen frühzuverstellen, und
werden verkleinert, um die Zündzeiteinstellung für negative
Vorzeichen spätzuverstellen. Die wir umgebenden Speicherwerte
der ursprünglichen Drehzahl- und Lastpunkte des Motors werden
dann mit bekannten Extrapolationsverfahren aktualisiert. Die
Größe der Korrektur hängt von dem gewählten Vertrauensniveau
ab. Das bedeutet, daß bei einem niedrigeren Vertrauensniveau
eine kleinere Korrektur am RAN 66a durchgeführt wird als bei
einem hoch eingestellten Vertrauensniveau. In diesem Beispiel
wird eine Korrektur von +1 Kurbelwinkelgrad an der
Vorverstellungstabelle
des RAN 66a und eine von -2
Kurbelwinkelgraden an der Spätverstellungstabelle des RAN 66a durchgeführt.
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In Schritt 216 wird eine Entscheidung getroffen,
durch die das Lernsystem davon abgehalten wird, unter
Bedingungen, bei denen keine Entscheidung getroffen werden kann,
nach verlängerten Zeiträumen zu suchen. Ein verlängertes
Suchen kann beispielsweise erfolgen, wenn die MBT-Kurve
außerordentlich flach ist, oder wenn es wegen der Betriebsfäile
des Motors eine große Streuung des IMEP gibt. In diesem
Beispiel wird die Anzahl der Lernintervalle mit einer
vorgegebenen Anzahl Nmax verglichen wie beispielsweise mit 50
Lernintervallen für ein Vertrauensniveau, das Nlim = 8
entspricht. Wenn eine Anzahl eines übermäßigen Suchens erfolgt,
wird der RAN 66a während des Schrittes 220 wie vorstehend
hierin beschrieben wurde, spätverstellt. Nach der
Aktualisierung des RAN 66a, werden alle von den oben beschriebenen
Schritte erzeugten Berechnungen zurückgesetzt und ein neuer
Lernzylus wird begonnen (siehe Schritt 194).
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Gibt es kein Anzeichen dafür, daß weder dIMEPi sich
genähert hat, noch daß die maximale Anzahl der Lernintervalle
Nmax erreicht wurde, wird das Lernintervall i für den j.
Zylinder erhöht. Anders ausgedrückt, wenn das nächste mal ein
Lernintervall für den j. Zylinder aufgerufen wird, wird
dieses Lernintervall um eins erhöht und die oben beschriebenen
Verarbeitungsschritte für den j. Zylinder wiederholt. Der
Zylinder j wird ferner so erhöht, daß die oben beschriebenen
Prozeßschritte für den nächsten Zylinder durchgeführt werden
(siehe Schritte 218 und 222).
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In Übereinstimmung mit der obigen Beschreibung der
MBT-Regelung, wird das Zündabgleichsignal SAt im RAN 66a bei
unterschiedlichen Drehzahl- und Lastpunkten für jeden der
Zylinder akutalisiert. Daher erfolgt die Einstellung des
Zündzeitpunktes für jeden Zylinder nahe MBT, unabhängig von
dem Alter des Fahrzeuges, durchgeführter Wartung und
Schwankungen der Erstherstellungstoleranzen.
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In Übereinstimmung mit der obigen Beschreibung der
Klopfregelung und der MBT-Regelung wird eine schnellere
Klopfregelung als seither möglich geschaffen, wobei
Spätverstellungsentscheidungen
als Antwort auf eine Zählung der
Motortakte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Klopfvorfällen
getroffen wird. Außerdem wird durch die Schaffung der
Klopfkorrekturen, die nur bei Überschreitung einer Mindestzählung
erfolgen, ein Betrieb mit Spurklopfen ermöglicht und damit
eine Optimierung der Leistungsausgabe des Motors. Zusätzlich
wird eine parallele MBT- und Klopfregelung durch zwei
getrennte Speicher geschaffen, was zu dem Vorteil führt, das
das Ausgleichsuche nach der Einstellung des Zündzeitpunktes
wegfällt, während die Leistungsausgabe des Motor optimiert
wird.
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Damit wird die Beschreibung der bevorzugten
Anwendungsform abgeschlossen. Fachleuten werden beim Durchlesen
viele Änderungen und Veränderungen in den Sinn kommen, ohne
vom Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen Die
Erfindung kann durch Regelung beliebiger Motorkennwerte von denen
Verbrennungsprozesse abhängen, wie beispielsweise die
Einstellung des Zündzeitpunktes oder die Zeiteinstellung der
Kraftstoffeinspritzung zum Vorteil eingesetzt werden.