DE3311968C2

DE3311968C2 -

Info

Publication number: DE3311968C2
Application number: DE3311968A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Komurasaki; Atsushi Ueda; Yoshinobu Morimoto; Youichi Himeji Hyogo Jp Kadota
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1991-12-19
Also published as: US4508079A; FR2524557A1; DE3311968A1; FR2524557B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen des Zündzeitpunktes einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen wurden zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und zur Verbesserung der Leistung in den letzten Jahren häufig Turboaufladesysteme verwendet, wodurch jedoch die Maschine in aufgeladenem Bereich aufgrund der Anpassung des Systems stärker zum Klopfen neigt. Um dieses Klopfen zu vermeiden ist es ausreichend, den Zündzeitpunkt entsprechend einzustellen.

Aus US 42 69 155 ist ein Steuerungssystem für den Zündzeitpunkt einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, das neben Fühlern für die Belastung, die Drehzahl und einen Übergangszustand der Verbrennungskraftmaschine, auch einen Fühler für die Erfassung des Klopfens aufweist. Ferner umfaßt das Steuerungssystem eine Einrichtung zur Erzeugung eines den Zündzeitpunkt steuernden Signals in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Fühler. Um Steuerungsvorgaben auch unmittelbar nach dem Starten des Verbrennungsmotors bereitstellen zu können, ist bei dem Steuerungssystem ferner eine Speichereinrichtung vorgesehen, in der Bezugsregelwerte für bestimmte Belastungs- und Drehzahlbereiche der Verbrennungskraftmaschine nicht-flüchtig gespeichert werden. Zur Anpassung der Bezugsregelwerte an veränderte Bedingungen ist die Einrichtung zur Erzeugung des Zündzeitpunktsignals ausgestattet mit einer Einheit zur Berichtigung des aus dem Speicher ausgelesenen Bezugsregelwertes auf der Grundlage des erfaßten Klopfens und ferner zum Speichern des berichtigten Bezugsregelwertes anstelle des ausgelesenen Bezugsregelwertes.

Auch aus DE-OS 29 30 540 ist ein Steuerungssystem zur Unterdrückung von Klopferscheinungen einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, das in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Last und unter Erfassung des Auftretens eines Klopfsignals den Zündwinkel ändert. Das beschriebene System führt selbständig eine Adaption der Steuerkurve für den Zündwinkel im Hinblick auf die jeweils vorliegenden Verältnisse durch, indem jeweils die Klopfgrenze bestimmt und gespeichert wird. Auch bei diesem System wird, wie bei dem eingangs beschriebenen Steuersystem die Steuerkurve individuell an die jeweilige Brennkraftmaschine angepaßt, so daß nach einer sehr kurzen Betriebszeit eine adaptierte Steuerkurve vorliegt. Jedoch wird bei dieser Zündzeitpunktregelung vorgeschlagen, die Speicherung der Korrektursignale in bestimmten Abständen wieder vollständig aufzuheben.

Um eine Zündzeitpunktregelung auch in den Drehzahlbereichen durchzuführen, die die Signale des Klopffühlers schwer erfassen lassen, wird in DE 30 27 532 A1 vorgeschlagen, Korrektursignale nur in einem festen oder wandernden Drehzahlbereich zu erfassen und die Korrektursignale für andere Drehzahlbereiche nach einem gespeicherten Zusammenhang zu bestimmen. Bei dieser vorgeschriebenen Zündzeitpunktsteuerung handelt es sich um eine weitere Ausgestaltung der aus DE 29 30 540 A1 bekannten Anordnung.

Auch aus DE 30 11 332 A1 ist eine weitere Ausgestaltung bekannt, wonach durch bestimmte Temperatursignale die Speicherung neuer Korrekturwerte eingeleitet wird, wenn sich die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine gegenüber ihrem Wert zur Zeit der Gewinnung der gespeicherten Korrekturwerte um einen vorgegebenen Betrag geändert hat. Dadurch wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die Klopfgrenze, d. h. derjenige Wert des Zündwinkels, bei dem Klopfen auftritt, abhängt von der Temperatur der Brennkraftmaschine. Auf diese Weise werden Übergänge zwischen unterschiedlichen Fahrzuständen über lange Zeiträume hinweg erfaßt und die Gewinnung neuer Korrekturwerte veranlaßt.

Bei den bekannten Vorrichtungen wird, wenn die gespeicherten Korrekturwerte durch neu ermittelte Korrekturwerte ersetzt werden, die neuen Korrekturwerte aus dem momentanen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine abgeleitet und auf geeignete Weise abgespeichert. Die ersetzten Werte werden, etwa bei erneutem Starten der Maschine ohne weiteres als Bezugsregelwerte herangezogen, ohne daß gewährleistet ist, daß die zuletzt gespeicherten Werte geeignete und realistische Bezugsgrößen sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Einstellen des Zündzeitpunktes einer Verbrennungskraftmaschine mit dem Oberbegriff des geltenden Anspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß bei der Berücksichtigung der Bezugsregelwerte nicht geeignete Fahrzustände der Brennkraftmaschine ausgeschlossen werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die ferner die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, daß nur Werte, die während geeigneter Fahrzustände der Brennkraftmaschine ermittelt werden, zur Ersetzung der gespeicherten Bezugsregelwerte herangezogen werden und daß während der Übergangszustände der Brennkraftmaschine geeignete Zündzeitpunktsignale bereitgestellt werden, die auf der Basis der ausgelesenen Bezugsregelwerte im Hinblick auf den Übergangszustand berichtigt sind.

Dadurch wird auch während der Übergangszustände eine rasche und genaue Unterdrückung des Klopfens erzielt.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Einstellen des Zündzeitpunktes für eine Verbrennungskraftmaschine;

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung eines im Speicher von Fig. 1 gespeicherten Bezugssteuersignals;

Fig. 3a bis 3d, Fig. 4a bis 4d und Fig. 5a bis 5d Diagramme zur Darstellung der Wellenform eines am Ausgang einer Schaltkreiskomponente erscheinenden Signals;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer weiteren Vorrichtung zur Zündzeitpunkteinstellung;

Fig. 7a bis 7f Diagramme zur Darstellung der Wellenform eines am Punkt in der Ausführungsform von Fig. 6 erscheinenden Signals;

Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung einer Kennlinie eines in Fig. 6 gezeigten Speichers;

Fig. 9 ein Diagramm zur Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 10 und 12 Diagramme zur Darstellung eines Schaltkreises zur Erfassung des Klopfens im einzelnen;

Fig. 11a bis 11c und Fig. 13a bis 13d Zeitdiagramme für die Beschreibung der Fig. 10 und 12;

Fig. 14 und 15 Kennlinien zur Darstellung der Ausgangsphasen kennlinien einer Signalerzeugungseinrichtung;

Fig. 16 ein Diagramm zur Darstellung einer Verzögerungswinkelkennlinie eines Zündabschnitts;

Fig. 17 und 18 schematische Diagramme zur Darstellung eines Verzögerungswertspeichers;

Fig. 19 ein Blockdiagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im gewöhnlichen Zustand;

Fig. 20a bis 20e Zeitkarten zur Beschreibung der Fig. 19;

Fig. 21 ein Blockdiagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Übergangszustand;

Fig. 22a bis 22g Zeitkarten zur Beschreibung der Fig. 21;

Fig. 23 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im gewöhnlichen Zustand; und

Fig. 24 ein Blockdiagramm zur Darstellung der weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Übergangszustand.

Das Klopfen kann aus verschiedenen eingangs beschriebenen Gründen bewirkt werden. Im folgenden soll jedoch der Fall einer Zündzeitpunktssteuerung beschrieben werden, der in der Praxis am häufigsten auftritt.

In Fig. 1 ist ein Zündsignalgenerator 1 zur Erzeugung eines Bezugszündsignals entsprechend der Drehzahl der Maschine darsgestellt. Weiter ist ein Wellenformformer 2 vorgesehen, der das Bezugszündsignal des Zündsignalgenerators 1 aufnimmt, um die Wellenform zu formen und den geschlossenen Winkel zu regeln, um dadurch einen Zündimpuls gewünschter Breite zu erzeugen. Weiter ist ein Phasenverschieber 3 zur Phasenverschiebung des Zündimpulses von dem Wellenformformer 2 vorgesehen, um die Verzögerungsseite entsprechend einem Steuersignal von einem später zu beschreibenden Rechner 11 zu formen und den phasenverschobenen Zündimpuls zu erzeugen. Ein Schaltkreis 4 dient zur Regelung der Energieversorgung einer Zündspule in Abhängigkeit des von dem Phasenverschieber 3 kommenden Zündimpulses. An der Verbrennungskraftmaschine ist zur Erfassung der Vibrationsbeschleunigung der Maschine ein Beschleunigungsfühler 6 angebracht. Ein Klopffühler 7 dient zur Selektion der Klopfkomponente, die entsprechend dem Klopfen der Maschine erzeugt wird, von dem erfaßten Ausgang des Beschleunigungsfühlers 6, um dadurch ein Klopfsignal mit einem Pegel zu erzeugen, der der Intensität des Klopfens entspricht. Ein Druckfühler 8 dient zur Erfassung des Drucks im Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine zur Erzeugung eines dem Druck entsprechenden Drucksignals. Zur Umwandlung der entsprechenden Ausgänge des oben erwähnten Klopffühlers 7 und des Druckfühlers 8 in digitale Werte entsprechend ihrer Pegel ist ein AD-Wandler 9 vorgesehen. Ein Wellenformformer 10 dient zur Aufnahme der Wellenformspannung am Antriebsanschluß der Zündspule 5, um einen vorbestimmten Zeitimpuls dem Klopffühler 7 und dem Rechner 11 zuzuführen. Dieser Rechner 11 bestimmt sowohl den Laufzustand der Maschine aus dem Ausgang des Druckfühlers 8, der über den AD-Wandler 9 zugeführt wird, und aus dem Ausgang des Wellenformformers 10 und der Klopfintensität vom Ausgang des Wellenformformers 10 und der Klopfintensität vom Ausgang des Klopffühlers 7, der durch den AD-Wandler 10 zugeführt wird, und bestimmt weiter ein Bezugsregelsignal aus einem später zu beschreibenden Speicher 12, wodurch ein Regelsignal erzeugt wird. Dieser Speicher 12 wird mittels des Rechners 11 gesteuert, um in ihm das Bezugsregelsignal zu speichern.

Fig. 2 stellt das im Speicher 12 gespeicherte Bezugs regelsignal dar. Die Fig. 3, 4 und 5 sind Diagramme zur Darstellung der Betriebswellenformen der entsprechen den Teile in Fig. 1.

Zuerst soll die Arbeitsweise einer Zündeinheit, bestehend aus den Komponenten vom Zündsignalerzeuger 1 bis zur Zündspule 5 beschrieben werden. Der Zündsignalerzeuger 1 erzeugt ein Zündsignal entsprechend der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, der Wellenformformer 2 formt die Wellenform und steuert den Schließwinkel des oben erwähnten Zündsignals zur Erzeugung eines Zündimpulses gewünschter Breite. Dieser Zündimpuls wird durch den Phasenverschieber 3 zum Schaltkreis 4 regelt, so daß dieser Schaltkreis 4 die Energieversorgung zur Zündspule 5 in Abhängigkeit dieses Zündimpulses sicherstellt. Wenn die Energieversorgung zur Zündspule 5 unterbrochen wird, wird eine Zündspannung erzeugt, mittels der die Ver brennungskraftmaschine gezündet wird und läuft.

Der Druckfühler 8 erfaßt den Druck im Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine, um ein Drucksignal entsprechend dem erfaßten Druck zu erzeugen. Das Drucksignal wird mittels des AD-Wandlers 9 in einen digitalen Wert umge wandelt, der als ein dem Lastzustand der Verbrennungs kraftmaschine entsprechendes Signal dem Rechner 11 zuge führt wird. Da der Druck im Ansaugrohr der Verbrennungs kraftmaschine sich stark mit dem Lastzustand der Maschine ändert, kann der Lastzustand der Maschine vom Pegel des Drucksignals, das von dem Druckfühler 8 durch Erfassen des Drucks im Ansaugrohr erzeugt wird, bestimmt werden.

Der Wellenformformer 10 arbeitet entsprechend der Spannung am Antriebsanschluß der Zündspule 5, um einen Impuls konstanter Dauer bei dem Zündzeitpunkt zu erzeugen.

Zur Erfassung der Vibrationen der Maschine zu allen Zeiten ist der Beschleunigungsfühler 6 an der Ver brennungskraftmaschine angeordnet. Der mittels des Be schleunigungsfühlers 6 erfaßte Ausgang besteht in einer überlagerten Form aus einem Geräuschsignal (z. B. dem, das entsprechend der Arbeit der Ventile erfaßt wird) infolge des mechanischen Geräuschs, das aufgrund des Be triebs der Maschine erzeugt wird, und einer Klopfkompo nente infolge der Vibrationen aufgrund des Klopfens.

Der Klopffühler 7 selektiert ein Klopfsignal von dem er faßten Ausgang, der von dem oben erwähnten Beschleunigungs fühler 6 kommt, um ein Klopfsignal mit einem Pegel ent sprechend der Klopfstärke zu erzeugen. Dieses Klopfsignal wird mittels des A/D-Wandlers 9 in ein digitales Signal umgewandelt und dem Rechner 11 zugeführt. Andererseits wird der Ausgang des oben erwähnten Klopffühlers 7 mittels des Impulses konstanter Dauer von dem Wellenformformer 10 zurückgestellt. Der Rechner 11 bestimmt sowohl den Last zustand der Maschine aus dem Drucksignal, das vom Druck fühler 8 über den A/D-Wandler 9 zugeführt wird, und der Drehzahl der Maschine aus der Dauer des Impulses konstanter Dauer von dem Wellenformformer 10, um dadurch den Laufzu stand der Maschine aus diesen Daten zu bestimmen. Der Rechner 11 erfaßt weiter das Auftreten des Klopfens aus dem Klopfsignal, das von dem Klopffühler 7 über den A/D- Wandler 9 zugeführt wird.

Wenn nun in der Verbrennungskraftmaschine ein Klopfen auf tritt, bestimmt der Rechner 11 den Laufzustand der Ver brennungskraftmaschine sowohl aus dem Drucksignal von dem Druckfühler 8 und dem Impuls konstanter Dauer von dem Wellenformformer 10 und bewirkt, daß das Klopfsignal, das von dem Klopffühler 7 kommt und dem Pegel des oben erwähn ten Klopfens entspricht anfänglich in den Speicher 12 als Bezugssi gnal bei dem oben erwähnten Laufzustand gespeichert wird. Bei den entsprechenden Laufzuständen, bei denen in der Verbrennungskraftmaschine das Klopfen auftritt, werden die den oben erwähnten Laufzuständen entsprechenden Klopfsignale in dem Speicher 12 gespeichert, wodurch eine Tabelle von Bezugssteuersignalen entsprechend den entsprechenden Laufzuständen ausgebildet wird.

Fig. 2 stellt ein Beispiel der zweidimensionalen Tabelle der gespeicherten Zustände (d. h. den Inhalt des Speichers 12) der Bezugssteuersignale dar, die den entsprechenden oben erwähnten Laufzuständen entsprechen. Hier wird der Laufzustand durch die Belastungen und die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine bestimmt, wobei die Drehzahl beispielsweise in N₀ bis N₄ und die Belastung von L₀ bis L₄ unterteilt sind. Für den Drehzahlbereich N₂ bis N₃ werden beispielsweise die Bezugssteuersignale als V_R1 bei dem Laufzustand der Belastung L₀ bis L₁, als V_R2 bei dem Laufzustand der Belastung L₁ bis L₂, und als V_R3 bei dem Laufzustand der Belastung L₂ bis L₃ angezeigt. Die Bezugssteuersignale werden weiter in der Folge von V_R1, V_R2 und V_R3 entsprechend der Steigerung der Belastung gesteigert.

Die oben erwähnten Belastungsbereiche für die Speicherung der Bezugssteuersignale sind auf die Zone begrenzt, in der das Klopfen in der Verbrennungskraftmaschine auftritt, so daß die Speicherkapazität des Speichers 12 vermindert werden kann, wodurch die Leistung des Speichers 12 gesteigert wird.

Im folgenden sollen die Wellenformen gemäß Fig. 3, 4 und 5 beschrieben werden.

In den Wellenformdiagrammen zeigt (A) den Ausgang des Wellenformformers 2, der Buchstabe (B) den Ausgang des Klopffühlers 7, der Buchstabe (C) den Ausgang des Rechners 11, und der Buchstabe (D) den Ausgang des Phasenverschie bers 3.

Fig. 3 stellt den Fall dar, in dem kein Klopfen in der Verbrennungskraftmaschine auftritt.

Da in diesem Fall kein Klopfen auftritt, nimmt weder der Ausgang des Klopffühlers 7 ((B) in Fig. 3) noch der Ausgang des Rechners 11 ((C) in Fig. 3) irgendeinen Wert an. Hierdurch wird am Phasenverschieber 3 keine Phasenverschiebungsregelung durchgeführt, so daß ein Zündimpuls ((D) in Fig. 3) in Phase mit dem Zündimpuls ((A) in Fig. 3) des Ausgangs des Wellenformformers 2 dem Schaltkreis 4 zugeführt wird. Dieser Schaltkreis 4 führt in Abhängigkeit dieses Zünd impulses weiter Energie der Zündspule 5 zu.

Hierdurch wird die Energiezuführung zur Zündspule 5 bei den Bezugszeiten t₁ und t₂ unterbrochen, so daß die Zünd spannung erzeugt wird.

Fig. 4 ist ein Diagramm der Wellenformen bei dem Betriebs zustand, bei dem die Klopfregelung erforderlich ist. In diesem Fall gelangt nach der Zündung beim Zeitpunkt t₃ der Betriebszustand in einen Betriebszustand, der eine Klopfregelung erfordert, und der Rechner 11 bestimmt diesen Betriebszustand aus dem Pegel des Drucksignals, das von dem Druckfühler 8 über den AD-Wandler 9 zugeführt wird und aus der Dauer des Impulses konstanter Dauer, der von dem Wellenformformer 10 zugeführt wird, so daß er ein Bezugssteuersignal V_R4 (wie mit (C) in Fig. 4 gezeigt) entsprechend diesem Betriebszustand aus dem Speicher 12 ausliest. In Abhängigkeit dieses Bezugssteuersignals V_R4, erzeugt der Phasenverschieber 3 einen solchen Zündimpuls (wie mit (D) in Fig. 4 gezeigt), der mittels Phasenver schiebung des Zündimpulses (wie mit (A) in Fig. 4 gezeigt) von dem Wellenformformer 2 um einen Winkel R₁ zu einer Verzögerungsseite hin vorbereitet wird. In Abhängigkeit dieses Zündimpulses (D) regelt der Schaltkreis 4 die Ener gieversorgung der Zündspule 5, so daß die Zündung erzeugt wird, um die Verbrennungskraftmaschine bei den Zündzeitpunkten t₅ und t₇ zu betreiben, die um den ent sprechenden Winkel R₁ von den Bezugszündzeitpunkten t₄ und t₆ verzögert sind. Hierdurch läuft die Verbrennungs kraftmaschine ohne Klopfen.

Fig. 5 ist ein Diagramm zur Darstellung des Falles, bei dem die Verbrennungszustände mehr oder weniger zwischen den Zylindern unterschiedlich sind, so daß die Regelung mittels des Bezugsregelsignals in Fig. 4 mehr oder weniger kurz wird.

Unmittelbar nach einem Zündzeitpunkt t₈ erfaßt der Rechner 11 die Belastung bzw. die Drehzahl der Maschine, vom Pegel des Drucksignals von dem Druckfühler 8 und von der Dauer des Impulses konstanter Dauer von dem Wellen formfomer 10 und liest das Bezugsregelsignal entsprechend diesem Betriebszustand aus dem Speicher 12 aus, so daß er ein Regelsignal V_R5 (wie bei (C) in Fig. 5 dargestellt) erzeugt. In Abhängigkeit von diesem Regelsignal V_R5 er zeugt der Phasenverschieber 3 einen Zündimpuls, (dargestellt in (D) in Fig. 5), wie er durch Phasenverschie bung des Zündimpulses (wie in (A) in Fig. 5 dargestellt) der vom Wellenformformer 2 um einen Winkel R₂ zur ver zögerten Seite kommt, wird.

In Abhängigkeit dieses Zündimpulses (D) liefert der Schaltkreis 4 Energie zur Zündspule 5, so daß die Zünd spannung erzeugt wird, um die Maschine bei einem Zünd zeitpunkt t₁₀ zu betreiben, der um R₂ von einem Bezugs zündzeitpunkt t₉ verzögert ist.

Im Fall, daß der Verbrennungszustand leicht schwankt, wird jedoch von dem Klopffühler 7 ein Klopfsignal K erzeugt, unabhängig davon, daß die Zündung bei dem Zündzeitpunkt t₁₀ um den oben erwähnten Winkel R₂ ver zögert ist, so daß Klopfen bei einem geringen Pegel weiter bewirkt wird. In Abhängigkeit dieses Klopfsignals K erzeugt der Rechner 11 ein Steuersignal V_R6, das durch Hinzufügen einer Korrektur entsprechend dem Pegel des oben erwähnten Regelsignals V_R5 vorbereitet wird. Hierdurch wird eine darauffolgende Zündung mit einer Korrektur bei einem Zündzeitpunkt t₁₂ bewirkt, der um einen Winkel R₃ von einem Bezugszündzeitpunkt t₁₁ verzögert ist, so daß das Klopfen ausreichend unterdrückt werden kann. Der Winkel R₃ ist somit größer als der Winkel R₂ und der Unterschied dazwischen, d. h. der Korrekturwinkel wird durch (R₃-R₂) ausgedrückt, wobei dieser Ausdruck dem Pegel des Klopfsignals K entspricht. Der Wert V_R6 kann zum erneuern des Speichers verwendet werden. Der oben erwähnte Speicher 12 wird gewöhnlich zur Speiche rung mehrerer Daten in einem Speicher verwendet. Der Speicher 12 muß deshalb so ausgelegt sein, daß seine Speicher kapazität so klein wie möglich ist, so daß er mit einer geringen Kapazität arbeiten kann. Aus der obigen Beschrei bung der Betriebsweisen ist ersichtlich, daß der Speicher 12 nur zur Speicherung der Betriebszustände dient, in denen ein Klopfen in der Maschine auftritt.

Da das Klopfen gewöhnlich in Verbindung mit der Belastung der Maschine auftritt, ist der oben erwähnte Speicher 12 so begrenzt, daß er in dem Lastbereich arbeitet, bei dem die Belastung der Maschine höher als bei einem vorbestimmten Pegel ist, so daß seine Kapazität vermindert und sein Wirkungsgrad gesteigert wird.

Wenn bei der bisher beschriebenen Vorrichtung die tat sächlich zu regelnde Große sich mehr als um den vorbestimmten Wert von dem aus dem Speicher 12 ausgelesenen Be zugszeichensignal ändert, kann das Bezugs steuersignal für einen großen Bereich im Klopfzustand der Verbrennungskraftmaschine durch Berichtigen des Be zugssteuersignalwertes des Speichers 12 berichtigt werden, um eine Berichtigung für jahreszeitlich bedingte Verände rungen der oben erwähnten Klopffaktoren zu bewirken, so daß ein Bezugssteuersignal mit einem geeigneten Wert ge speichert werden kann. Für den anfänglichen Wert des Bezugssteuersignals des Speichers 12 ist es andererseits ausreichend, entweder vorher die Werte zu speichern, die von den ausgelegten Werten der Verbrennungskraftmaschine stammen, oder gleichförmig die Mittelwerte jener Werte zu speichern. In jedem Fall kann die anfängliche Regelung verbessert werden als in dem Fall, in dem die Anfangswerte bei Null eingestellt werden.

Weiter wird der Ausgang des Klopffühlers 7 bei jedem Zündzeitpunkt zurückgestellt. Diese Rückstellung sollte nicht auf diese Weise begrenzt werden, sondern bei einem Zündzeitpunkt, bei dem das Klopfen aufgetreten ist, bewirkt werden. Die Korrektur regelung kann weiter dadurch ausgeführt werden, in dem die erfaßten Signale und die erfaßte Änderung, wenn das Klopfen auftritt, addiert werden. In diesem Fall wird das Rückstellen durchgeführt, wenn der Ausgang einen vor bestimmten Wert erreicht.

Unabhängig von der Tatsache, daß mehrere das Klopfen be wirkende Faktoren vorhanden sind, kann die Zündzeitpunkt regelung in der obigen Vorrichtung oder eine Luft/Brennstoff- Verhältnis-Steuerung mit einer Brennstoffregelung bevorzugt sein. Dies aufgrund der Tatsache, daß eine Anzahl Systeme auf der Zündzeit punktregelung oder der Luft/Brennstoff-Verhältnis-Regelung in der Praxis beruhen, so daß sie nicht nur leicht, sondern auch mit geringen Kosten bewirkt werden kann.

Eine weitere Vorrichtung zur Zündzeitpunkteinstellung soll unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben werden. Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Einstellvorrichtung, die man durch Änderung des Klopffühlers 7 der zuvor beschriebenen Vorrichtung erhält. Insbesondere ist statt des Klopffühlers 7 ein Serienschaltkreis eines Diskriminators 7a zur Auswahl einer Geräuschkomponente von dem erfaßten Ausgang des Beschleunigungsfühlers 6 und ein Integrator 7b zur Integration des Ausgangs des Diskriminators 7a vorgesehen, um eine analoge Spannung zu erhalten, deren Amplitude die Intensität des Klopfens darstellt.

In Fig. 7 sind die Betriebswellenformen der bisher beschriebenen Hauptabschnitte der Vorrichtung dargestellt, wobei die Kennlinie (A) die Ausgangswellenform des Impulsgenerators 10, d. h. einen Impuls mit einer bestimmten Zeitdauer, die mit dem Zündzeitpunkt synchronisiert ist, darstellt. Kennlinie (B) zeigt die Ausgangswellenform des Beschleunigungsfühlers 6 zur Erfassung der Vibrationen der Maschine. Kennlinie (C) stellt die Ausgangswellenform des Diskriminators 7a dar, d.h. das Klopfsignal, das von dem Ausgangssignal des Beschleunigungsfühlers 6 ermittelt wurde. Kennlinie (D) zeigt die Ausgangswellenform des Integrators 7b, d. h. der integrierten Wellenform, die durch Integration des in der Kennlinie (C) dargestellten Klopfsignals für eine Zünddauer vorbereitet ist. Kennlinie (E) zeigt die Ausgangswellenform des Rechners 11, d. h. die Verzögerung des Zündzeitpunkts der Maschine. Kennlinie (F) stellt die Ausgangswelleform des Schaltkreises 4 dar, d. h. des Zündzeitpunktes der Maschine.

Andererseits zeigt Fig. 8 die Zündzeitpunktverzögerungswerte im Speicher 12, wobei ein Betriebszustand der Maschine sowohl durch die Drehzahlen n₁ bis n₅ der Maschine als auch die Drücke P₁ bis P₅ in dem Ansaugrohr in viele Zonen eingeteilt ist, die mit den Zündzeitpunktverzögerungen (α , β usw.) gespeichert sind.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der so aufgebauten Vorrich tung beschrieben werden. Zuerst soll die Arbeitsweise der Zündeinheit, bestehend aus den Bauteilen des Zünd signalerzeugers 1 bis zur Zündspule 5 beschrieben werden. Der Zündsignalerzeuger erzeugt das Zündsignal entsprechend der Drehzahl der Maschine, und der Wellenformformer 2 formt die Wellenform und regelt den Schließwinkel des Zündsignals, um einen Zündimpuls gewünschter Breite zu erzeugen. Der Phasenverschieber 3 empfängt das Zündzeitpunktregelsignal vom Rechner 11 und verschiebt den Zündimpuls von dem Wellen formformer 2 zur Verzögerungsseite, um den phasenverschobe nen Impuls dem Schaltkreis 4 zuzuführen. Dieser Schaltkreis 4 unterbricht die Energieversorgung zur Zündspule 5 in Abhängigkeit des phasenverschobenen Zündimpulses, so daß eine Zündspannung an der Zündspule 5 erzeugt wird, wenn die Energieversorgung unterbrochen wird, um die Zündung durchzuführen.

Der Beschleunigungsfühler 6 ist am Gehäuse der Verbrennungs kraftmaschine so angebracht, daß er dauernd die Schwingungen der Maschine aufnimmt. Der so erfaßte Ausgang enthält Signale, die eine Vielzahl von Frequenzkomponenten um fassen, wie dies in Fig. 7(B) dargestellt ist. Insbe sondere bestehen der Ausgang aus einer Klopfkomponente, die durch die Vibrationen entsprechend dem Klopfen be wirkt wird, und einem Geräuschsignal (z. B. dem Geräusch signal, das entsprechend der Betätigung eines Ventils erfaßt wird), das durch mechanische Vibrationen aufgrund des Betriebs der Maschine erzeugt wird. Der Diskriminator 7a wählt das Klopfsignal durch Vergleichen des Ausgangs des Beschleunigungsfühlers 6 mit den Erfassungsbezugswerten γ aus, um den Pegel zu erfassen, wie dies in Fig. 7(B) dargestellt ist, wodurch ein Impulssignal, wie in Fig. 7(C) dargestellt ist, gleichzeitig mit dem Auftreten des Klopfens erzeugt wird. Hierdurch wird, wenn die Maschine häufig klopft, das Impulssignal von dem Diskriminator 7a so gesteigert, daß eine analoge Spannung entsprechend der Frequenz des Klopfens durch Integrieren des Impuls signals unter Verwendung des Integrators 7b erzeugt werden kann. D. h., das Ausgangssignal des Integrators 7b, dargestellt in Fig. 7(D), zeigt die Intensität des Klopfens der Maschine und wird in einen digitalen Wert an den AD- Wandler 9 bei jeder Zündperiode der Maschine synchron mit dem Ausgang des Impulsgenerators 10 umgewandelt, dargestellt in Fig. 7(A), bis der digitale Ausgang dem Rechner 11 zugeführt wird. Ein Klopfmaß k₁, das in Fig. 7 (D) erscheint, zeigt das Ausmaß des Klopfens, das in der Maschine bewirkt wurde mittels der Zündung bei einem Zündzeitpunkt t₁, und wird als Datenwert in den Rechner 11 zur Bestimmung eingeführt, ob der Zündzeitpunkt t₁ richtig ist. Darauf wird der Integrator 7b mittels des Regelsignals des Rechners 11 synchron mit dem Ausgang des Impulsgenerators 10 zurückgestellt, so daß er für das Auftreten eines Klopfens bei einer darauffolgenden Zündung vorbereitet ist.

Der Druckfühler 8 erfaßt andererseits den Druck in dem Ansaugrohr in der Maschine zur Erzeugung des Drucksignals entsprechend dem erfaßten Druck. Dieses Drucksignal wird in einen digitalen Wert durch die Wirkung des AD-Wandlers 9 umgewandelt und als ein Signal für die Belastung der Maschine dem Rechner 11 zugeführt. Da der Einlaßdruck sich stark in Abhängigkeit der Belastung der Maschine ändert, ist es möglich, den Belastungszustand vom Pegel des Drucksignals des Druckfühlers 8 zu bestimmen, das durch Erfassen des Ansaugrohrdrucks erzeugt wird. Der Rechner 11 bestimmt sowohl die Belastung der Maschine aus dem Drucksignal des Druckfühlers 8, das über den AD-Wandler 9 zugeführt wird und die Drehzahl der Maschine aus der Dauer der Impulse konstanter Dauer des Impuls generators 10, so daß er den Betriebszustand der Maschine aus diesen zwei Datenarten bestimmt. Weiter liest der Rechner die Verzögerung des Zündzeitpunkts entsprechend dem Betriebszustand aus dem Speicher 12 aus und berichtigt diesen Wert entsprechend dem Ausmaß des Klopfens der Maschine, das von dem Ausgang des Integrators 7b bestimmt wird, so daß der berichtigte Wert dem Phasenverschieber 3 zugeführt und als neue Verzögerung in der identischen Zone des Speichers 12 gespeichert wird. Wenn beispiels weise die Drehzahl der Maschine bei einem Zündzeitpunkt t₂ in Fig. 7 im Bereich N₁ und N₂ liegt, wobei der Druck im Ansaugrohr der Maschine im Bereich zwischen P₃ und P₄ liegt, wird der gegenwärtige Betriebszustand der Maschine unter Berücksichtigung von Fig. 8 so bestimmt, daß er in die gestrichelte Zone fällt, so daß die in dieser Zone gespeicherte Zündverzögerung α dem Rechner 11 zugeführt wird. Andererseits sind die Klopfdaten der Maschine bei dem Zündzeitpunkt t₂ bei dem Klopfmaß k₁ in Fig. 7(D) dar gestellt, um anzuzeigen, daß das Klopfen mit einem Ausmaß k₁ aufgrund der Zündung bei dem Zündzeitpunkt t₁ bewirkt wurde. Wenn die Zündung bei der gleichen Zeit wie der vorangegangenen Zeit bewirkt wird, tritt wiederum das Klopfen mit einem Ausmaß k₁ auf. Auf diese Weise berich tigt der Rechner 11 den Verzögerungsregelwert, d. h. die Verzögerung α des Zündzeitpunkts, der aus dem Speicher 12 ausgelesen wurde, entsprechend mit dem Klopfwert k₁ und bestimmt rechnerisch eine Verzögerung des Zündzeitpunkts von α′, die zur Zündung bei einem Zündpunkt erforderlich ist, der ein Klopfen ausschließt, wodurch der Wert α′ dem Phasenverschieber 3 zugeführt, wie in Fig. 7(E) dargestellt, und der im Speicher gespeicherte Wert α in den Wert α′ umgewandelt wird.

Der Phasenverschieber 3 verschiebt den Zündimpuls des Wellenformformers 2 so, daß die Zündung bei einem solchen Zündzeitpunkt t₄ bewirkt wird, der von einem Bezugszünd zeitpunkt t₃ um die Dauer t_α′, entsprechend dem berech neten Wert α′ verzögert ist. Wenn ein Klopfen bei dem Zündzeitpunkt t₄ auftritt, werden die Klopfdaten ähnlich bei der darauffolgenden Zündung überprüft.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wird der Ausgang des Integrators 7b offensichtlich bei jeder Zünddauer rechnerisch verarbeitet. Da der Ausgang jedoch, so lange kein Klopfen auftritt, bei Null verbleibt, wird vorher bestimmt ob der Ausgang Null ist oder nicht. Nur im Fall, in dem der Ausgang nicht Null ist, d. h. in dem Fall, in dem ein Klopfen auftritt, wird der Ausgang des Integrators 7b der AD-Umwandlung unterworfen und dem Rechner 11 zu geführt, und der Integrator 7b vom Rechner 11 zurück gestellt. Somit führt, im Fall daß der Rechner 11 eine andere Funktion hat, der Rechner nicht seine Klopffunktion durch, so lange das Klopfen nicht auftritt, so daß die Zeitdauer für andere Berechnungsarten verlängert werden kann.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 22 beschrieben werden.

In Fig. 9 ist eine zu regelnde Verbrennungskraftmaschine 21, ein Regler 22, eine Zündspule 23 zur Zuführung einer Zündspannung zu einer Zündkerze 24, und ein Signalerzeuger 25 zur Erzeugung eines Bezugszündungsstellungssignals dargestellt, der an einem nicht dargestellten Verteiler angebracht ist.

Weiter ist eine Drosselklappe 26 in dem Ansaugrohr der oben erwähnten Verbrennungskraftmaschine 21 dargestellt. Ein Stellungsfühler 27 wirkt mit der Drosselklappe 26 zusammen. Zur Erfassung des Drucks im Ansaugrohr dient ein Druckfühler 28. Zur Erfassung des Klopfzustandes der Maschine 21 dient ein Vibrationsbeschleuniger 29, im folgenden als "Klopffühler" bezeichnet. Weiter ist ein Wassertemperaturfühler 30 zur Erfassung der Temperatur des Kühlwassers für die Verbrennungskraft maschine vorgesehen.

Ein Differentiator 31 dient zum Differenzieren der Aus gangsspannung eines oben erwähnten Stellungsfühlers 27, zur Erfassung des Übergangszustandes der Maschine 21. Ein Schnittstellenschaltkreis 32 dient zur Erfassung des Ausgangs des oben erwähnten Druckfühlers 28. Ein Klopf fühler 33 dient zur Abzweigung eines Klopfsignals von dem Eingang, der von dem oben erwähnten Klopffühler 29 kommt, um ein analoges Signal entsprechend dem Klopfaus maß zu erzeugen. Eine Schnittstelle 34 dient zur Auf nahme des Ausgangs des oben erwähnten Wassertemperatur fühlers 30. Zur Umwandlung der analogen von den ent sprechenden Schaltkreisen 31-34 kommenden Signalen in digitale Signale dient ein A/D-Wandler 35. Ein Rechner 36 mit einem Mikrocomputer dient für die weiter unten beschrie benen Regelungen, um ein phasenverzögertes Signal zu erzeugen, damit die Zündung der Maschine bei der geeig neten Zündstellung bewirkt wird. Ein Speicher 37 dient sowohl zum Speichern des Programms des Mikrocomputers 36 als auch der richtigen, mittels des Mikrocomputers 36 festgestellten Zündstellung. Der Speicher 37 ist immer mit einer Energiequelle verbunden, um den gespeicherten Inhalt beizubehalten. Ein D/A-Wandler 38 dient zur Um wandlung des digitalen Signalausgangs des Mikrocomputers 36 in ein analoges Signal. Weiter ist eine Zündeinrichtung 39 zur Steuerung der Energiezuführung zu der oben erwähn ten Zündspule 23 entsprechend dem Ausgang des oben erwähn ten Signalerzeugers 35 und zur Verzögerung des Zündzeit punktes um einen Winkel entsprechend dem Ausgangspegel des D/A-Wandlers 38 vorgesehen.

In den Fig. 10 und 12 sind Diagramme zur Darstellung der Einzelheiten des oben erwähnten Klopffühlers 33 und in den Fig. 11 und 13 sind Zeitkurven zur Darstellung der entsprechenden Betriebsweisen der Einrichtungen von Fig. 10 und 12 dargestellt.

In Fig. 10 und 11 ist ein Verstärker 40 zur Verstärkung des Ausgangs des oben erwähnten Klopffühlers 29 vorgesehen. Weiter ist ein Bandpaßfilter 41 vorgesehen, der ein Signal herausfiltert, das nur eine Frequenz in der Nähe der Klopfkomponente des Ausgangs des Klopffühlers 29 hat. Zur Erfassung des Hintergrundpegels des Ausgangs des Bandpaßfilters 41 ist ein Integrator 42 vorgesehen, der bei einem von dem Klopfsignal unterschiedlichen Geräuschsignalpegel eingestellt ist. Ein Komparator 43 dient zum Vergleichen der Signale der entsprechenden Ausgänge des Bandpaßfilters 41 und des Integrators 42 zur Erzeugung des Klopfsignals der Maschine 21. In Fig. 11 bezeichnet der Buchstabe (a) ein Zündsignal, der Buchstabe (b) eine Ausgangswellenform des Klopffühlers 29, und der Buchstabe (c) die Ausgangswellenform des Komparators 43, die wiederum das Klopfsignal darstellt.

In Fig. 12 und 13 ist ein Transistor 44 dargestellt, dessen Basis mit dem Ausgang des oben erwähnten Komparators 43 versorgt wird. Weiter ist ein Widerstand 45 vorgesehen. Die Bezugsziffern 46, 47 und 48 bezeichnen einen Wider stand, einen Kondensator und einen Betriebsverstärker, die zusammen den oben erwähnten Integrator 42 ausbilden. Ein Schalter 56 wird mittels des oben erwähnten Mikro computers 36 ein- und ausgeschaltet, um den Kondensator 47 zu entladen und den Integrator 42 zurückzustellen. In Fig. 13 bezeichnet der Buchstabe (a) das Zündsignal, der Buchstabe (b) die Ausgangswellenform des Komparators 43, der wiederum das Klopfsignal anzeigt. Der Buchstabe (c) bezeichnet die Ausgangswellenform des Betriebsverstärkers 48, und der Buchstabe (d) bezeichnet die Wellenform des Regelsignals des Schalters (56).

Die Fig. 14 und 15 stellen die Ausgangsphasenkennlinien des oben erwähnten Signalgenerators 25 dar, wobei insbe sondere Fig. 14 Drehzahlkennlinien darstellt, in denen ein Vorstellwinkel gegen die Drehzahl der Maschine auf getragen ist, und Fig. 15 Druckkennlinien darstellt, bei denen ein Vorstellwinkel gegen den Druck im Ansaugrohr aufgetragen ist. In diesen Figuren entsprechen die Kurven N₀ und N₁ dem Fall, in dem die Maschinendrehzahl geändert wird.

Fig. 16 ist ein Diagramm zur Darstellung der Verzögerungs kennwerte der oben erwähnten Zündeinrichtung 39, wobei die Verzögerung entsprechend eines analogen Mengeneingangs verändert wird. Fig. 17 stellt den Zustand dar, in dem der oben erwähnte Mikrocomputer 36 die Laufzone der Maschine in die Ausgangskennwerte der Maschine unter teilt, und in dem der Druck im Ansaugrohr unterteilt ist, und wobei die Maschinendrehzahl auf der Abszisse und der Ausgang auf der Ordinate aufgetragen ist. Fig. 18 ist ein Verzögerungsdiagramm, das in dem oben erwähnten Speicher 37 so gespeichert ist, daß es denen in Fig. 17 dargestellten Laufbereichen der Maschine entspricht.

In Fig. 19 und 21 sind Regelkreisstrukturen der erfindungs gemäßen Vorrichtung im gleichbleibenden Zustand und im Be schleunigungszustand der ersten Ausführungsform und in Fig. 20 und 22 sind entsprechende Zeitlinien zur Darstellung der Be triebsweisen der Einrichtungen der Fig. 19 und 21 dargestellt.

In Fig. 19 und 20 ist ein Regler 49 zur Änderung des Verzögerungswinkels, d. h. der Verzögerung entsprechend dem Klopfausmaß dargestellt. Weiter ist ein Regler 50 zum Berechnen der Betriebszone aus der Drehzahl und dem Druck im Ansaugrohr dargestellt. Ein Regler 51 dient für den Speicher 37 mit den darin gespeicherten Verzöge rungen und seines Umfangsteils. Ein weiterer Regler 52 dient zur Veränderung der gespeicherten Verzögerung zu einer winkligen Voreilung, d. h. zur Voreilseite, wenn kein Klopfsignal vorhanden ist. In Fig. 20 bezeichnet der Buchstabe (a) das Ausgangssignal des Signalerzeugers 25, der Buchstabe (b) das Zündsignal, der Buchstabe (c) die Ausgangswellenform des Betriebsverstärkers 48, die wiederum das Klopfausmaß anzeigt, und die Buchstaben (d) und (e) zeigen die entsprechenden Rechnerbedingungen des Mikrocomputers 36 und die Änderungsbedingungen der Verzögerung, die in dem Speicher 37 gespeichert sind.

In Fig. 21 und 22 ist weiter ein Regler 53 zur Änderung der Verzögerung entsprechend dem Klopfausmaß dargestellt, wenn die Maschine sich in ihrem Übergangszustand befindet. Ein umkehrbarer Zähler 54 wird unabhängig von der Betriebs zone nur im Übergangszustand verwendet, um die Verzögerun gen entsprechend dem Klopfausmaß zu integrieren und die selben zur Voreilseite hin abzuziehen, wenn kein Klopf signal vorhanden ist. Ein Regler 55 dient zur Durchführung der Voreilregelung des reversiblen Zählers 54. In Fig. 22 bezeichnet der Buchstabe (a) die Öffnung der Drosselklappe, der Buchstabe (b) die Wellenform des Ausgangs des Differentiators 31, der Buchstabe (c) den Zündzeitpunkt, der Buchstabe (d) die Ausgangswellenform des Betriebs verstärkers 48, die Buchstaben (e) und (f) den Inhalt des Reglers 51 und des reversiblen Zählers 54, und der Buchstabe (g) die Ausgangswellenform des D/A-Wandlers 38.

In der bisher beschriebenen Ausführungsform soll im fol genden die Einstellung des Zündzeitpunktes in dem Fall beschrieben werden, in dem sich die Maschine im gleichförmigen Zustand befindet.

Wenn das Zündschloß zur Zuführung elektrischer Energie zum Regler 22 zum ersten Mal geschlossen wird, hat der Mikrocomputer 36 noch nicht die geeignete Verzögerung berechnet, so daß er nicht seine Regelung beginnt, bevor alle diese Daten aller Betriebszustände eingestellt sind, um eine gleiche Verzögerung zu bewirken.

Wenn sich nun die Maschine mit der Drehzahl N₀ dreht und der Druck im Ansaugrohr P₀ (mm Hg) beträgt, bestimmt der Regler zur Bestimmung der Betriebszone, daß die zu betrachtende Betriebszone die Zone A in Fig. 17 ist. Für die Betriebszone A liest der Mikrocomputer 36 dann aus dem Speicher 37 aus, daß die Verzögerung in dem Regler 51 einen Wert V_R0 (in Fig. 18 dargestellt) einnimmt und führt dieses dem D/A-Wandler 38 zu. Die so zugeführte Ver zögerung wird dann mittels des D/A-Wandlers 38 in eine analoge Spannung umgewandelt, die der Zündeinrichtung 39 zugeführt wird. In dieser Zündeinrichtung 39 wird der Zündzeitpunkt um eine vorbestimmte Verzögerung R₀ ent sprechend der in Fig. 16 dargestellten Kennwerte verzögert. Die Winkelstellung des von dem Signalerzeuger 25 zu der Zündeinrichtung 39 zugeführten Signals nimmt hier einen Wert R₂ (dargestellt in Fig. 15) entsprechend den Kenn linien der gleichen Figur für die Maschine bei der Dreh zahl N₀ und den Druck P₀ (mm Hg) in dem Einlaßrohr ein, so daß die Zündeinrichtung 39 mit einem um den Wert R₀ verminderten Wert R_S betrieben wird.

Wenn in der Maschine in diesem Zustand ein Klopfen auftritt, wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt, wird das Signal des Klopffühlers 29 über den Verstärker 40 und den Band paßfilter 41 dem Komparator 43 zugeführt, in dem es mit dem Eingangssignal von dem Integrator 42 verglichen wird, der die Pegel jener vorangegangenen und darauffolgenden Geräuschsignale vergleicht, um die Wellenform des Klopf signals in Fig. 11c und 13b zu schaffen. Hierdurch wird der Transistor 44 (s. Fig. 12) nach einem Zeitpunkt t₁ leitend, so daß der Ausgang des Betriebsverstärkers 48 ansteigt, wie dies in den Fig. 13c und 20c dargestellt ist. Wenn das Klopfen der Maschine stark ist, werden die Ausgangsimpulse des Komparators 43 so gesteigert, daß der mittels des Betriebsverstärkers 48 zu integrierende Wert auf einen dem Klopfausmaß entsprechenden Wert ver größert wird. Weiter wird der analoge Wert einmal in der Kapazität 47 gehalten und durch den D/A-Wandler 35 in den Mikrocomputer 36 bei einem darauffolgenden Zeitpunkt t₂ ausgelesen, d. h. bei dem Zündzeitpunkt. Gleichzeitig sendet der Mikrocomputer 36 die rückgestellten, in Fig. 13d dargestellten Impulse nach dem Auslesen aus und schließt den Schalter 56, wodurch der Kondensator 47 für die darauffolgende Integration entladen wird.

Im Fall, daß ein Klopfen auftritt, wie oben beschrieben, bestimmt der Mikrocomputer 36, daß die Verzögerung ent sprechend dem Auftreten des Klopfens zu kurz wird, obwohl der Verzögerungsinformationsspannungswert V_R0 erzeugt wird, und führt eine derartige Steuerung zur Vergrößerung der Verzögerung durch. Im Regler 49 wird die Verzögerung für ein Klopfmaß gleichzeitig arithmetisch berechnet, wie in Fig. 19 dargestellt, und dieser Wert wird der Verzöge rung V_R0 der Zone A zugeführt, die die Betriebszone der Maschine bei der Zeit ist, so daß die Addition als Ver zögerung V_R verwendet wird, um den Speicher zu erneuern, und von dem Regler 51 dem D/A-Wandler 38 zugeführt wird, wodurch die Zündeinrichtung 39 weiter die Verzögerung vergrößert, um die Zündung entsprechend diesem Wert durchzuführen. Diese Operationen werden wiederholt, bis kein Klopfsignal mehr vorhanden ist. Wenn das Klopfen bei einem Zündzeitpunkt t₃ (s. Fig. 20) aufgehoben ist, bestimmt der Regler 52 von Fig. 19 diesen Zustand, um die Verzögerung mittels der entgegengesetzten Regelung zu vermindern, wodurch der Zündzeitpunkt im Laufe der Zeit vorbestellt wird.

Wenn das Klopfen auftritt werden die Werte im Speicher zur Verzögerungsseite hin vergrößert. Wenn das Klopfen aufgehoben ist, werden diese Werte allmählich so vermin dert, daß sie zur vorgestellten Seite hin verschoben werden. Auf diese Weise wird die geeignetste Verzögerung für die Betriebszone in dem Speicher gespeichert. Durch Einstellen des geeignetsten Stellwertes, zu dem die Ver zögerung zur verzögernden oder vorgestellten Seite hin verschoben wird, wird der Zündzeitpunkt nicht übermäßig verzögert, so daß die geeignete Zündzeitregelung, bei der das Klopfen zu einem Maß unterdrückt wird, daß es nur einen kleinen Einfluß auf die Maschine hat, sicher gestellt ist. Da diese Regelung weiter nur für den Wert der Zone durchgeführt wird, der mittels des Reglers 50 zur Bestimmung der Betriebszone festgestellt wird, werden nur die Verzögerungen entsprechend der entsprechenden Betriebszonen gespeichert. Hierdurch sind die Werte in den von dem Zustand der Maschine unterschiedlichen Be triebszuständen unverändert, so daß die vorher gespeicher ten Verzögerungen so bleiben, wie sie sind.

Im folgenden wird die Maschine in ihrem Übergangszustand, insbesondere bei der Beschleunigung beschrieben, beispiels weise in dem Fall, daß die Betriebszone von dem Punkt A zum Punkt B in Fig. 17 verschoben wird, wobei die Rege lung wie folgt durchgeführt wird.

Die Regelung in dem oben erwähnten gleichförmigen Zustand führt zu unerwünschten Fehlern im Speicher, wenn sich die Maschine im Übergangszustand befindet. Dies beruht teilweise darauf, daß die Betriebszone der Maschine im Übergangszustand sich jeden Moment ändert, so daß sie beim Vorhandensein des Klopfens die Verzögerungen einer seits wiederholt und beim Nichtvorhandensein des Klopfens andererseits und teilweise aufgrund des Betriebszustandes nicht in einer identischen Betriebszone verbleibt, auch nicht während der Konvergierungsdauer, die zum Konver gieren des Zündzeitpunkts zum geeignetsten Wert erforder lich ist. Wenn die Regelung ähnlich wie in dem oben er wähnten gleichbleibenden Zustand unabhängig von den oben erwähnten Gründen durchgeführt wird, führen die Verzöge rungswerte in dem Speicher zu großen Fehlern bei der Erreichung des Ziels.

Andererseits wurde festgestellt, daß das Auftreten des Klopfens beim Beschleunigen stärker als beim gleichblei benden Betrieb ist. Eine zufriedenstellende Klopfregelung kann nicht erreicht werden, wenn keine andere Regelkreis struktur hinzugefügt wird. Die während der Übergangszone realisierte Regelkreisstruktur ist daher in den Fig. 21 und 22 dargestellt.

Wenn die Drosselklappe 26 zur Beschleunigung geöffnet ist, und insbesondere, wenn der Wert des Stellungsfühlers 27 verändert wird, wie in Fig. 22a dargestellt, nimmt der Ausgang des Differentiators 31 entsprechend einem vorbe stimmten Pegel V_TH an, wie in Fig. 22b dargestellt. Der Mikrocomputer 36 bestimmt so, daß sich die Maschine im Beschleunigungszustand befindet. Wenn das Klopfsignal während der Beschleunigung festgestellt wird, werden die Werte weiter in einer solchen Weise verzögert, daß sie dem Ausmaß des Klopfens entsprechen, wobei sie arith metisch mittels des Reglers 53 zu den vorhandenen Werten des reversiblen Zählers 54 hinzugefügt werden. Mittels des Reglers 50 zur Bestimmung der Betriebszone wird an dererseits die Verzögerung entsprechend der gegenwärtigen Betriebszone aus dem Regler 51 ausgelesen und die Summe dieser Werte und der Wert des oben erwähnten reversiblen Zählers 54 wird als Verzögerungsausgangswert von dem D/A-Wandler 38 erzeugt.

Diese Arbeitsweisen sind in den Fig. 22(e) , (f) und (g) dargestellt. Von diesen zeigt Fig. 22(e), daß die Ver zögerungen aufeinanderfolgend in einer Weise ausgelesen werden, die den entsprechenden Betriebszonen beim Be schleunigen der Maschine entsprechen, so daß die Betriebs zonen verschoben werden. Fig. 22(f) zeigt, daß der Zähler wert kontinuierlich entsprechend dem Auftreten des Klopfens im Zustand des reversiblen Zählers 54 gesteigert und für jede vorbestimmte Zeitdauer durch die Wirkung des Reglers 55 schrittweise vermindert wird, wenn das Klopfsignal nicht auftritt. Fig. 22(g) zeigt die Summation dieser Werte von Fig. 22(e) und (f), wobei die Summation mittels des D/A-Wandlers 38 in einen analogen Wert umgewandelt wird, der als Verzöge rungsinstruktionswert der Zündeinrichtung 39 zugeführt wird. In diesem Fall wird die gespeicherte geeignetste Verzögerung in der letzten Zone nicht geändert.

Auf diese Weise wird die Verzögerungsinstruktion während der Beschleunigung verwendet, um von vornherein die Verzögerung zu schaffen, die im gleichförmigen Zustand gespeichert ist, und diese Verzögerung in einer Weise hinzuzufügen, in dem Maß des Klopfens bei diesem Zeitpunkt entspricht, so daß die Klopfregelung sofort durchgeführt werden kann. Hierdurch ist die Verzögerung mittels des reversiblen Zählers ausreichend, um die Verkürzung der Verzögerung während des Beschleunigens zu kompensieren, so daß er einen relativ kleinen Wert nehmen kann.

Im gleichförmigen Zustand und im Übergangszustand anderer seits sind die Regelbedingungen so unterschiedlich, daß eine sehr genaue Regelung für einen wirkungsvollen Lauf im gleichförmigen Zustand erforderlich ist, wohingegen eine schnelle Ansprechbarkeit während des Übergangszu standes wichtiger als die hohe Genauigkeit ist, so daß extremes Klopfen vermieden wird, wobei jedoch eine hohe Leistung erreicht wird. Von dem Regler 49 in Fig. 19 und dem Regler 53 in Fig. 21 wird letzterer daher so eingestellt, daß er einen höheren Stellfaktor für die Verzögerungsregelung aufweist. Ähnlich wird der Regler 55 von Fig. 21 so eingestellt, daß er einen höheren Stellfaktor als der Regler von Fig. 19 aufweist.

Obwohl in der obigen Beschreibung nicht darauf hingewiesen wurde, sind natürlich die Kennlinien der Verzögerung für das Klopfmaß durch die Temperatur des Kühlwassers veränder lich. Da in diesem Fall eine Korrektur vor der Verzögerung entsprechend dem Ausgang des Wassertemperaturfühlers 30 durchgeführt wird, wird die Genauigkeit der Verzögerungs regelung verbessert, so daß die geeignetste Verzögerung sofort erreicht werden kann. In der vorangegangenen Be schreibung wurde der Druck im Ansaugrohr für die Belastungs zustandserfassungseinrichtung verwendet. Diese Belastungs zustandserfassungseinrichtung kann jedoch ebenfalls die angesaugte Luftmenge verwenden. In diesem Fall wird die Bestimmung der Betriebszustandszonen des Speichers zur Speicherung der Verzögerung entsprechend der angesaugten Luftmenge und der Drehzahl bestimmt. Weiter kann die Erfassung des Übergangszustandes mittels der Differenzierung der Ausgangsspannung des Stellungsfühlers 27, der direkt mit der Drosselklappe 26 verbunden ist und mittels Ver gleichen der differenzierten Spannung mit einem vorbe stimmten Wert durchgeführt werden. Weiter ist es möglich, den Übergangszustand durch Druckwerte im Ansaugrohr oder durch die angesaugte Luftmenge zu bestimmen. Der im Speicher 37 gespeicherte Inhalt wird beibehalten, auch wenn das Zündschloß geöffnet ist. D. h., so lange die Batterie selbst vom Fahrzeug nicht entfernt ist, wird die Regelung für die geeignete Zündung durchgeführt, wobei die Erfassung zu allen Zeiten entsprechend mit dem Alter der Maschine durchgeführt wird.

Andererseits wird das Einstellen der Verzögerung im Speicher 37 der Datenspeicherung mittels der Erfassung des Mikrocomputers 36 unterworfen. Wenn die erfindungsge mäße Vorrichtung gerade in ein Fahrzeug eingebaut ist, findet jedoch kein Einstellen geeigneter Daten für die Maschine des Fahrzeugs statt. Dies ermöglicht, daß ein intensives Klopfen vor dem Erfassen der Daten stattfindet. Um diese Möglichkeit auszuschalten, ist es lediglich aus reichend, daß alle Daten auf einen vorbestimmten Verzöge rungswert eingestellt werden, wenn die Vorrichtung in das Fahrzeug eingebaut wird. Auch wenn der Mikrocomputer seine Erfassung darauffolgend durchführt, kann ein der artiges Nebeneinanderbestehen der Zustände entsprechend dem Betriebszustand der Maschine bewirken, daß Zonen mit dem richtigen für die Regelung notwendigen Verzöge rungswert und anderer Zonen nebeneinander existieren. In diesem Fall werden jedoch die Werte der anderen Zonen mittels Interpolation der Daten der bereits er faßten Zonen bestimmt.

Fig. 23 und 24 sind Blockdiagramme zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, in der der Zeit punkt, bei dem der geeignetste Zündzeitpunkt erfaßt wurde bestimmt wird, wenn sich die Maschine in identischem Betriebszustand befindet, und wenn die Zündungen vor bestimmt oft oder mehr wiederholt werden. Hierdurch können die genauen Werte im gleichförmigen Zustand der Maschine erfaßt werden, so daß die Genauigkeit der Werte weiter verbessert wird.

In den Fig. 23 und 24 bezeichnet die Bezugsziffer 57 einen Zonenzähler zum Einschalten eines Schalters 58 auf der Grundlage des Ausgangs des Reglers 50 zur Bestimmung der Betriebszonen nur im Fall, daß die Drehzahlsignalim pulse eine bestimmte Anzahl haben, z. B. mehr als fünf in einer gleichen Betriebszone und zum Abschalten des Schalters 58 in dem Moment, wenn die Betriebszone geändert wird. Die Bezugsziffern 59 und 60 betreffen Schalter, die mittels des oben erwähnten Betriebszonen zählers 57 gesteuert werden, um in einer entgegenge setzten Weise als der Schalter 58 zu arbeiten. In dem Fall, in dem die Drehzahlsignalimpulse eine vorbestimmte Anzahl aufweisen, z. B. fünf oder mehr in dem oben erwähn ten Fall, in dem die Maschine in einer gleichen Betriebs zone läuft, erfaßt der Zonenzähler 57 die Drehzahlsignal impulse und bestimmt, daß sich die Maschine in dem gleich förmigen Betriebszustand befindet, um den Schalter 58 an-und die Schalter 59 und 60 abzuschalten, wodurch die im Speicher 37 gespeicherte Verzögerung entsprechend dem Klopfausmaß, das bei dieser Zeit aufgetreten ist, erneuert wird.

Wenn weiter die Drosselklappe 26 zur Beschleunigung ge öffnet wird, insbesondere, wenn der Wert des Stellungs fühlers 27 verändert wird, wie in Fig. 22(A) dargestellt, nimmt der Ausgang des Differentiators 31 entsprechend einen vorbestimmten Pegel V_TH ein, wie dies in Fig. 22(B) dargestellt ist. Dies wird mittels des Mikrocomputers 36 so bestimmt, daß sich die Maschine im Beschleunigungs zustand befindet. Durch die Änderung des Betriebszustandes wird der Schalter 58 abgeschaltet, wohingegen die Schalter 59 und 60 eingeschaltet werden. Wenn während der Beschleu nigung das Klopfsignal festgestellt wird, werden die dem Klopfmaß entsprechenden Werte arithmetisch mittels des Reglers 53 berechnet und dem gegenwärtigen Wert des reversiblen Zählers 54 hinzugefügt. Mittels des Reglers 50 zur Bestimmung der Betriebszonen wird andererseits die der gegenwärtigen Betriebszone entsprechende Verzöge rung aus dem Regler 51 ausgelesen, und die Summe dieses Werts und des Werts des oben erwähnten reversiblen Zählers 54 werden von dem D/A-Wandler 38 als Verzögerungsausgangs wert erzeugt.

Claims

1. Vorrichtung zum Einstellen des Zündzeitpunktes einer Verbrennungskraftmaschine mit
einem Fühler (28) zur Erfassung der Belastung,
einem Fühler (25) zur Erfassung der Drehzahl,
einem Fühler (27, 31) zur Erfassung des Beschleunigungszustandes,
einem Fühler (29) zur Erzeugung und Lieferung eines Klopfsignales, dessen Pegel der Intensität des Klopfens entspricht, und
einer Speichereinrichtung (37) zur nichtflüchtigen Speicherung von Bezugsregelwerten für Klopfunterdrückung für bestimmte Belastungs- und Drehzahlbereiche der Verbrennungskraftmaschine und
einer Einrichtung (36) zur Erzeugung eines den Zündzeitpunkt bestimmenden Signals in Abhängigkeit der Ausgangssignale der obengenannten Fühler, die

- eine Einrichtung zur Berichtigung eines aus der Speichereinrichtung (37) ausgelesenen Bezugsregelwertes auf der Basis des Pegels des Klopfsignals und
- eine Einrichtung zum Speichern des berichtigten Bezugsregelwertes an Stelle des ausgelesenen Bezugsregelwertes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36) zur Erzeugung eines den Zündzeitpunkt bestimmenden Signals ferner eine Einrichtung (54) zur Berichtigung eines aus der Speichereinrichtung (37) ausgelesenen Bezugsregelwertes während eines mit dem Fühler (27, 31) erfaßten Übergangszustands und eine Schalteinrichtung aufweist, die das Speichern des berichtigten Bezugsregelwertes an Stelle des ausgelesenen Bezugsregelwertes während eines Übertragungszustandes verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36) zur Erzeugung des Zündzeitpunktsignals einen Recher umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (28) zur Erfassung der Belastung eine Einrichtung zur Erfassung entweder des Ansaugluftdrucks und/oder der Ansaugluftmenge der Verbrennungskraftmaschine aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (37) einen Speicher zur Speicherung der Bezugsregelwerte in Form einer Tabelle aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichertabelle mehrere Zonen aufweist, von denen jede einem Drehzahlbereich der Maschine und einen Wert für Ansaugluftdruck und -menge zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Speichertabellenzonen anfänglich den gleichen vorbestimmten Zündverzögerungswert enthält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Zündzeitpunktes eine Phasenverschiebungsregelung zur Verzögerung eines Zündimpulses um einen dem Zündzeitpunktsignal entsprechenden Betrag vorgesehen ist und daß eine mittels des Ausgangs der Phasenverschiebungsregelung geregelte Schalteinrichtuang (39) vorgesehen ist, die mit einer Zündspule (23) der Maschine verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Klopffühler (29) ein Diskriminator (40) zur Unterscheidung zwischen den Geräuschkomponenten und einer Klopfkomponente vorgesehen ist und daß ein Integrator (42) zum Integrieren der Klopfkomponente zum Erhalt eines Klopfsignals vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Klopffühler (29) ein Bandpaßfilter (41) zum Herausfiltern einer Klopfkomponente und ein Komparator (43) zum Vergleichen der Pegel des Filters (41) und des Integrators (42) vorgesehen ist.