DE4016127C2 - Verfahren zum dynamischen Einstellen des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Einstellen des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zum vorgenannten Zweck wurde bereits ein Lernsteuersystem vorgeschlagen. Dabei wird der Zündzeitpunkt zur Erzeugung eines maximalen Drehmoments vorverstellt, solange die Klopfstärke einen annehmbaren Pegel nicht übersteigt. Wenn Klopfen auftritt, wird die Vorrichtung aktiv und verzögert den Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Wert. Ein maximaler Grenzzündzeitpunkt zur Erzeugung des maximalen Drehmoments ohne Klopfen hängt vom Maschinentyp sowie von der Oktanzahl des eingesetzten Kraftstoffs ab. Bei Einsatz von hochoktanigem Benzin oder einem Gemisch davon mit Normalbenzin wird der Zündzeitpunkt gegenüber demjenigen für niederoktaniges Benzin vorverstellt, um das Drehmoment zu erhöhen. Wenn die Oktanzahl veränderlich ist oder eine wesentliche Änderung der Maschinenbetriebsbedingungen eintritt, ändert sich der Zündzeitpunkt dementsprechend, so daß er durch ein Lernsteuersystem korrigiert werden muß.

Der maximale Zündzeitpunkt wird mit steigender Oktanzahl des Kraftstoffs vorverstellt. Es wird jedoch nicht ratsam, den Zündzeitpunkt nach Maßgabe der Oktanzahl über einen Grenzzündzeitpunkt hinaus zu erhöhen, um in Abhängigkeit von den Maschinenbetriebsbedingungen aufgrund der Verringerung des Drehmoments ein maximales Drehmoment zu erzeugen.

Die JP-OS 61-157 771 (US-PS 46 94 801) beschreibt eine Einstellvorrichtung, deren Betrieb in eine Gesamtkorrektur und eine Einzelkorrektur unterteilt ist. Bei der Gesamtkorrektur werden sämtliche in einem Speicher gespeicherten Lernkorrekturgrößen grobkorrigiert, um die Größen auf Werte einzustellen, die Grenzwerten angenähert sind. Bei der Einzelkorrektur werden die Lernkorrekturgrößen einzeln feinkorrigiert, und zwar nach Maßgabe der Maschinendrehzahl und des Ansaugdrucks. Wenn daher der Wert der Feinkorrekturgröße groß wird und einen vorbestimmten Wert übersteigt, kehrt der Korrekturvorgang zur Grobkorrektur zurück. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert die Abweichung des Ist-Zündzeitpunkts von einem Soll-Zündzeitpunkt.

Es dauert jedoch lang, einen richtigen Zündzeitpunkt zu berechnen, weil der Fehler zwischen einem Soll- und einem Ist-Zündzeitpunkt groß ist. Daher ändert sich der Rechenvorgang von der Fein- zur Grobkorrektur, so daß eine Verzögerung eintreten kann. Die Verzögerung bei der Wiederaufnahme stellt dann ein Problem dar, wenn der Zündzeitpunkt vorverstellt wird, weil das Auftreten von Klopfen unwahrscheinlich ist.

Wenn dagegen das hochoktanige Benzin durch niederoktaniges Benzin ersetzt wird, liegt der Grenzzündzeitpunkt erheblich später, so daß die Verzögerung bei Wiederaufnahme der Grobkorrektur zu häufigem Klopfen führt. Es ist daher notwendig, den Feinkorrekturbetrieb schnell in den Grobkorrekturbetrieb zu ändern.

Außerdem führt Klopfen zu immer weiterem Klopfen, weil dadurch die Temperatur im Zylinder ansteigt.

Aus der DE 35 46 167 A1 ist ein Verfahren zum Einstellen des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine mit einem Zündzeitpunktsteuersystem zum Berechnen eines Zündzeitpunktes auf der Basis eines Grundzündzeitpunktes bekannt, einer eine große und eine kleine Korrekturgröße umfassenden Lernkorrekturgröße und einer Rückführungskorrekturgröße, wobei zusätzlich berücksichtigt werden das Auftreten von Klopfen, das Erzeugen eines Klopfsignals aufgrund des Auftretens von Klopfen sowie das Annähern der Rückführungskorrekturgröße an einen großen Verzögerungswert aufgrund des Klopfsignals - und Vergleichen des großen Verzögerungswertes mit einem vorbestimmten Bezugswert.

Dementsprechend beschreibt die DE 35 46 167 A1 die Regelung des Zündzeitpunktes mittels eines Grobkorrektur- und eines Feinkorrekturvorgangs, die im Falle der Beschleunigung des Motors durch eine Beschleunigungs-Zündzeitpunktkorrektursubroutine ersetzt wird. In der Grobkorrektur wird zur Ermittlung eines Grundzündzeitpunktes auf eine abgespeicherte Tabelle unter Berücksichtigung von Motordrehzahl und Ansaugluftdruck zurückgegriffen.

Eine Aktualisierung der Daten in der Tabelle für die Grobkorrektursubroutine ist nicht vorgesehen.

Der Feinkorrekturvorgang kann unterbrochen und der Zündzeitpunkt durch die Grobkorrektur erneut eingestellt werden.

Dies geschieht erst, wenn die Korrekturgröße in der Feinkorrektursubroutine einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Dabei erfolgt der Wechsel vom Feinkorrekturbetrieb in den Grobkorrekturbetrieb gegebenenfalls nicht schnell genug, um Klopfen vollständig zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, mit dem der Zündzeitpunkt nach Maßgabe des Auftretens von Klopfen sehr schnell korrigierbar ist, um weiteres Klopfen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird also der Weg beschritten, aus nur einem "normalen", bereits vorliegenden Rückführungssignal (resultierend aus dem Signal eines bekannten Klopfsensors), welches vor dem Zeitpunkt aufgetreten ist, an dem eine Differenz zwischen Soll- und Ist-Lernkorrekturgrößen erkannt wurde, einen mehrfach größeren Verzögerungswert, bezogen auf die Lernkorrekturgrößen, abzuleiten, um eine schnelle Korrektur zu ermöglichen. Es wird also möglich, durch Betrachtung des Rückführungssignals von einer Grobkorrektur in eine Feinkorrektur des Zündzeitpunktes und umgekehrt zeitoptimal zu wechseln.

Stark vereinfacht dargestellt, kann aus dem Betrachten eines vorgegebenen kurzen (Lern-) Zeitintervalls, innerhalb dessen durch Veränderung der Betriebsbedingungen plötzliches Klopfen auftritt und es durch Feinkorrektur nicht gelungen ist, dieses Klopfen zu beseitigen, "intern" auf die Grobkorrektur "umgeschaltet" werden, ohne die eigentliche Lernkorrekturgröße nachteilig zu ändern bzw. zu beeinflussen. Andererseits kann, solange kein Klopfen auftritt, eine effektive, schnelle Grobkorrektur bzw. ein "ungestörter" Lernprozeß durchgeführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, mit der die Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2a bis 2c ein Blockdiagramm der Einstellvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 3a bis 6 Flußdiagramme, die den Betrieb der Vorrichtung erläutern;

Fig. 7 ein Diagramm, das Charakteristiken des Zündzeitpunkts und der Vorverstellgröße nach Maßgabe der Maschinendrehzahl und -last zeigt;

Fig. 8 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Erfindung und

Fig. 9 ein weiteres Beispiel des Zeitdiagramms, wobei innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer mehrfaches Klopfen auftritt.

Nach Fig. 1 hat eine Brennkraftmaschine 1 eine Drosselklappe 10 in einem Drosselklappengehäuse 11, die über ein Ansaugrohr 9 mit einem Luftfilter 8 in Verbindung steht. Das Drosselklappengehäuse 11 ist mit einem Ansaugkrümmer 12 verbunden, der mit einer Brennkammer 2 jedes Zylinders der Maschine 1 über einen Einlaßkanal 3 und ein Einlaßventil 4 verbunden ist. Eine Bypassleitung 15 mit einem Leerlaufsteuerventil 14 ist um die Drosselklappe 10 herumgeführt. Eine Zündkerze 7 ist in jeder Brennkammer 2 angeordnet, und im Ansaugkrümmer 12 ist nahe jedem Einlaßkanal 3 ein Vielfach-Einspritzer 16 vorgesehen. Die Abgase der Maschine 1 werden durch einen Auslaßkanal 5, ein Auslaßventil 6 und einen Auspuffkrümmer 13 abgeleitet. Die Maschine 1 hat einen Kurbelwinkelsensor 20, einen Drucksensor 21, der den Druck im Ansaugrohr 9 abstrom von der Drosselklappe 10 aufnimmt, einen Kühlmitteltemperatursensor 22, einen Ansauglufttemperatursensor 23, einen O₂-Sensor 24, der die Sauerstoffkonzentration der Abgase im Auspuffkrümmer 13 mißt, einen Drosselklappenstellungssensor 25 und einen Klopfsensor 26. Die Ausgangssignale der Sensoren 20-26 werden einer Steuereinheit 30 zugeführt, die dem Einspritzer 16 ein Einspritzsignal, dem Leerlaufsteuerventil 14 ein Leerlaufsignal und der Zündkerze 7 über eine Zündvorrichtung 27, eine Zündspule 28 und einen Verteiler 29 ein Zündsignal zuführt. Die Maschinendrehzahl Ne wird auf der Basis eines Kurbelwinkelsignals vom Kurbelwinkelsensor 20 berechnet, und ein Ansaugdruck Pm wird auf der Basis des Signals vom Drucksensor 21 berechnet, und diese Größen werden zum Berechnen einer Grund-Einspritzimpulsdauer Tp genützt. Die Grund-Einspritzimpulsdauer Tp wird nach Maßgabe der Kühlmitteltemperatur Tw vom Kühlmitteltemperatursensor 22, der Ansauglufttemperatur Ta vom Ansauglufttemperatursensor 23 und eines Rückführungssignals vom O₂-Sensor 24 korrigiert. Der Einspritzer 16 spritzt eine kleine Kraftstoffmenge ein, die der korrigierten Einspritzimpulsdauer Ti entspricht.

Andererseits wird der Leerlaufzustand der Maschine 1 nach Maßgabe eines vom Drosselklappenstellungssensor 25 erfaßten Drosselklappenöffnungsgrads oder eines EIN-Signals eines Leerlaufschalters bestimmt. Der Öffnungsgrad des Leerlaufsteuerventils 14 wird zur Regelung der Leerlaufdrehzahl der Maschine eingestellt.

Nach den Fig. 2a und 2c hat die Steuereinheit 30 einen Maschinendrehzahlrechner 31, einen Ansaugdruckrechner 32 und einen Kühlmitteltemperaturrechner 33, die die Maschinendrehzahl Ne bzw. den Ansaugdruck Pm bzw. die Kühlmitteltemperatur Tw auf der Basis der Ausgangsignale des Kurbelwinkelsensors 20 bzw. des Drucksensors 21 bzw. des Kühlmitteltemperatursensors 22 berechnen. Ein Klopfdetektor 34 erzeugt ein Klopfsignal, wenn der Klopfsensor 26 Klopfen in der Maschine aufnimmt.

Die Maschinendrehzahl Ne und der Ansaugdruck Pm werden einer Grundzündzeitpunkt-Verweistabelle 36 und einer Maximalvorverstellgrößen-Verweistabelle 35 zugeführt. Die Grundzündzeitpunkt-Verweistabelle 36 enthält eine Vielzahl von Grundzündzeitpunkten IGB, die entsprechend der Maschinendrehzahl Ne und dem Ansaugdruck Pm angeordnet sind. Der Grundzündzeitpunkt IGB ist ein maximaler Zeitpunkt zur Erzeugung des maximalen Drehmoments ohne Klopfen bei Verwendung von niederoktanigem Benzin. Der Grundzündzeitpunkt IGB wird mit zunehmender Maschinendrehzahl Ne und zunehmender Maschinenlast, repräsentiert durch den Ansaugdruck Pm, vorverstellt, wie Fig. 7 zeigt. Die Maximalvorverstellgrößen-Verweistabelle 35 enthält eine Vielzahl von Maximalvorverstellgrößen MBT, die nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und des Ansaugdrucks Pm angeordnet sind. Die Maximalvorverstellgröße MBT ist eine Größe, die dem Grundzündzeitpunkt IGB hinzuzuaddieren ist, um mit hochoktanigem Benzin ohne Klopfen ein maximales Drehmoment zu erreichen. Ein maximaler Zündzeitpunkt IGT′ zur Erzielung des maximalen Drehmoments wird mit zunehmender Oktanzahl des Kraftstoffs parallel in Vorverstellrichtung verlagert.

Die Maximalvorverstellgröße MBT, eine durch einen noch zu erläuternden Lernvorgang gebildete Lernkorrekturgröße IGL und eine durch einen noch zu erläuternden Rückführungsvorgang gebildete Klopfrückführungskorrekturgröße werden einem Bereichsbestimmer 37 zugeführt. In diesem werden die Maximalvorverstellgröße MBT und die Lernkorrekturgröße IGL miteinander verglichen, wonach einer der Bereiche Da bzw. Db (Fig. 5) ausgewählt wird. Wenn die Maximalvorverstellgröße MBT kleiner als die Summe aus der Lernkorrekturgröße IGL und der Klopfrückführungskorrekturgröße AK ist (MBT≦IGL+AK), wird der Bereich Da ausgewählt, in dem die Maximalvorverstellgröße MBT zur Bildung eines Zündzeitpunkts IGT genützt wird. Wenn dagegen die Maximalvorverstellgröße MBT größer als die Summe der Lernkorrekturgröße IGL und der Klopfrückführungskorrekturgröße AK ist (MBT<IGL+AK), wird der Bereich Db ausgewählt, in dem die Lernkorrekturgröße IGL abgeleitet wird.

Das Ausgangssignal des Bereichsbestimmers 37, die Maximalvorverstellgröße MBT und der Grundzündzeitpunkt IGB, die Lernkorrekturgröße IGL und die Klopfrückführungskorrekturgröße AK werden einem Zündzeitpunktrechner 38 zugeführt. Bei Auswahl des Bereichs Db wird eine Lernkorrekturgröße IGL abgeleitet, um den Grundzündzeitpunkt IGB vorzuverstellen. Der Zündzeitpunkt IGT wird dabei wie folgt berechnet:

IGT = IGB + IGL + AK.

Im Bereich Da dagegen wird der Grundzündzeitpunkt IGB um die Maximalvorverstellgröße MBT vorverstellt, so daß der Zündzeitpunkt IGT wie folgt berechnet wird:

IGT = IGB + MBT.

Der Zündzeitpunkt IGT wird der Zündvorrichtung 27 über einen Treiber 39 zugeführt, so daß die Zündkerze zum berechneten Zündzeitpunkt IGT nach Maßgabe des Kurbelwinkelsignals gezündet wird.

Die Steuereinheit 30 hat ferner ein System zur Gewinnung der Lernkorrekturgröße IGL durch Lernen. Einem Lernbestimmer 40 werden das Ausgangssignal des Bereichsbestimmers 37, die Maschinendrehzahl Ne, der Ansaugdruck Pm und die Kühlmitteltemperatur Tw zugeführt, und der Lernbestimmer entscheidet, ob sich die Maschinenbetriebszustände zur Durchführung des Lernbetriebs eignen. Der Lernbetrieb wird ausgeführt, wenn das Fahrzeug im warmgelaufenen Zustand fährt, ferner in einem Hochlastbereich und einem Niedrigdrehzahlbereich der Maschine, in dem Klopfen exakt erfaßbar ist, und wenn der Bereich Db ausgewählt ist. Das Ausgangssignal des Lernbestimmers 40 wird einem Zündzeitpunktkorrekturgrößenrückschreiber 41 zugeführt, dem ferner die Maschinendrehzahl Ne, der Ansaugdruck Pm und das Klopfsignal zugeführt werden. Der Korrekturgrößenrückschreiber 41 führt selektiv eine Gesamtgrobkorrektur mit einer großen Korrekturgröße und eine individuelle Feinkorrektur mit einer kleinen Korrekturgröße nach Maßgabe der Maschinenbetriebszusstände aus. Sämtliche Groblernkorrekturgrößen AT, die in einem Speicher 42 für Grobkorrekturgrößen enthalten sind, werden in Abhängigkeit vom Klopfsignal des Klopfdetektors 34 so rückgeschrieben, daß der echte Zündzeitpunkt IGT an den gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT′ in Abhängigkeit von der Oktanzahl des Kraftstoffs angenähert wird. Wenn kein Klopfen auftritt, wird der Lernbetrieb einmal in jeder vorbestimmten Zeitdauer t 1 von z. B. 1 s ausgeführt, um die Groblernkorrekturgrößen AT um einen vorbestimmten Wert a zu erhöhen und dadurch die Groblernkorrekturgrößen in Vorverstellrichtung zu ändern. Andererseits werden die Korrekturgrößen AT jedesmal beim Auftreten von Klopfen um einen vorbestimmten Wert γ verringert. Einem Klopfzähler 43 wird das Klopfsignal zugeführt zur Zählung der Anzahl Male des Auftretens von Klopfen. Wenn der Klopfzähler eine vorbestimmte Anzahl α von Malen, z. B. fünf, gezählt hat, erzeugt er ein Ausgangssignal, das dem Korrekturgrößenrückschreiber 41 zugeführt wird. Einem Korrekturgrößendetektor 44 wird eine aus dem Speicher 42 abgeleitete Korrekturgröße AT zugeführt zum Vergleich mit einer vorbestimmten maximalen Vorverstellgröße AM. Wenn die Korrekturgröße AT die maximale Vorverstellgröße AM erreicht, wird dem Rückschreiber 41 ein Signal zugeführt. Dieser unterbricht die Grobkorrektur, wenn ihm das Signal vom Klopfzähler 43 oder das Signal vom Korrekturgrößendetektor 44 zugeführt wird, und schätzt, daß der Zündzeitpunkt an den gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT′ angenähert ist.

Danach wird eine Feinkorrektur durchgeführt. Eine Feinlernkorrekturgröße AP wird aus einem Speicher 45 ausgelesen, in dem eine Vielzahl von Feinlernkorrekturgrößen AP gespeichert ist, die nach Maßgabe von Maschinenbetriebszuständen angeordnet sind. Eine benannte Feinlernkorrekturgröße AP wird gleichzeitig durch Lernen im Rückschreiber 41 erhöht oder verringert, und zwar in Abhängigkeit des Auftretens von Klopfen. Somit wird der Zündzeitpunkt IGT weiter vorverstellt, um an den gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT′ angenähert zu werden.

Die Groblernkorrekturgröße AT und die Feinlernkorrekturgröße AP werden einem Lernkorrekturgrößenrechner 46 zugeführt, in dem die Lernkorrekturgröße IGL wie folgt berechnet wird:

IGL = AT + AP.

Die Lernkorrekturgröße IGL wird dem Zündzeitpunktrechner 38 wie vorher beschrieben zugeführt.

Die Steuereinheit 30 umfaßt ferner ein Klopfrückführungssteuersystem. Das Klopfsignal vom Klopfdetektor 34 und das Ausgangssignal des Klopfzählers 43 werden einem Rückführungskorrekturgrößengeber 47 zugeführt, der die Klopfrückführungskorrekturgröße AK liefert. Wenn Klopfen auftritt, wird die Korrekturgröße AK um einen vorbestimmten Verzögerungswert γ_F verringert, der mehrfach größer als der Wert γ der Lernkorrekturgrößen AT und AP ist, so daß der Zündzeitpunkt IGT verzögert wird. Der Wert des Verzögerungswerts γ_F wird mit zunehmender Anzahl von Klopfvorgängen erhöht. Wenn das Klopfen unterdrückt wird, wird ein vorbestimmter kleiner Vorverstellwert a_F, der im wesentlichen gleich dem Wert a für die Lernkorrektur ist, geliefert. Die Rückführungskorrekturgröße AK wird dem Zündzeitpunktrechner 38 zur Berechnung des Grundzündzeitpunkts IGB in der beschriebenen Weise zugeführt.

Um zu verhindern, daß die Lernkorrektur die Rückführungskorrektur beeinträchtigt, was zu Schwankungen der Lernkorrekturgröße IGL führen würde, wird die Rückführungskorrekturgröße AK einem Vorverstellinhibierer 48 zugeführt. Dieser liefert ein Inhibiersignal an den Rückschreiber 41 aufgrund des Rückführungskorrekturgrößensignals AK, um die Erhöhung eines Vorverstellwerts der Lernkorrekturgröße IGL zu unterbrechen, bis der verzögerte Wert nach Maßgabe der Rückführungskorrekturgröße AK zu Null wird.

Die Rückführungskorrekturgröße AK wird ferner einem Grobkorrekturwiederaufnehmer 49 zugeführt, dem die Feinlernkorrekturgröße AP zugeführt wird. Der Grobkorrekturwiederaufnehmer 49 bestimmt die Wiederaufnahme der Grobkorrektur, wenn die Feinkorrekturgröße AP außerhalb eines zulässigen Bereichs x 1 von z. B. -10° Kurbelwinkel bis 10° Kurbelwinkel liegt oder wenn eine berechnete Rückführungskorrekturgröße AK außerhalb eines zulässigen Bereichs x 2 von z. B. 0-5° Kurbelwinkel liegt. Das Ausgangssignal des Grobkorrekturwiederaufnehmers 49 wird dem Klopfzähler 43 und dem Korrekturgrößendetektor 44 zugeführt, um die Zuführung der jeweiligen Signale an den Rückschreiber 41 zu unterbrechen, so daß die Grobkorrektur wieder ausgeführt wird.

Die Fig. 3a und 3b zeigen zusammenfassend den Betrieb der Vorrichtung. Beim Start des Programms werden in Schritten S100-S102 die Maschinendrehzahl Ne, der Ansaugdruck Pm und die Kühlmitteltemperatur Tw ausgelesen. In Schritt S103 wird das Auftreten von Klopfen erfaßt. Danach werden in Schritten S104 und S105 die Maximalvorverstellgröße MBT und der Grundzündzeitpunkt IGB aus den entsprechenden Tabellen 35 und 36 nach Maßgabe der Maschinendrehzahl Ne und des Ansaugdrucks Pm ausgelesen. In den Schritten S106-S108 wird bestimmt, ob die Bedingungen zm Lernen erfüllt sind. Insbesondere werden in den Schritten S106-S108 ungeeignete Bedingungen zum Lernen wie kalte Maschine, hoher Drehzahlbereich, in dem das Klopfsignal möglicherweise Störgeräusche enthält, oder niedriger Lastbereich, in dem die Ausgangssignale der Sensoren schwach sind, ausgeschlossen. Es wird also bestimmt, ob die Maschinendrehzahl Ne unter 5000 U/min (Ne≦5000 U/min), der Ansaugdruck Pm über 900 mmHg (Pm≧900 mmHg) und die Kühlmitteltemperatur Tw über 70° (Tw<70°C) liegen. Wenn sämtliche Antworten in den Schritten S106-S108 positiv sind, geht das Programm zu Schritt S109 für den Lernbetrieb, der in den Fig. 4a und 4b beschrieben ist.

In Schritt S200 wird bestimmt, ob die Gesamtgroblernkorrektur abgeschlossen ist. Wenn die Groblernkorrektur nicht abgeschlossen ist, wird eine Adresse der Groblernkorrekturgröße AT im Speicher 42 in Schritt S201 in einem Indexregister X gespeichert. Das Programm geht zu Schritt S203, in dem bestimmt wird, ob während des Programms Klopfen aufgetreten ist. Wenn das Auftreten von Klopfen bestimmt wird, geht das Programm zu Schritt S204, andernfalls geht es zu Schritt S207. In Schritt S204 werden sämtliche Groblernkorrekturgrößen AT um eine Korrekturgröße verringert. Zeitgeber I und II werden in Schritt S205 gelöscht, und der Zähler 43 zählt in Schritt S206 das Auftreten von Klopfen.

In Schritt S207 wird andererseits die Maximalvorverstellgröße MBT mit der entsprechenden Lernkorrekturgröße IGL (AT+AP) verglichen. Wenn die Maximalvorverstellgröße MBT kleiner als die Lernkorrekturgröße IGL ist, wird der Lernbetrieb beendet, da die Lernkorrekturgröße IGL die Grenz- bzw. Maximalvorverstellgröße MBT übersteigt. In Schritt S208 wird der Zeitgeber I, der die Zeitdauer mißt, während welcher kein Klopfen auftritt, geprüft, um zu bestimmen, ob die Maschine 1 während der vorbestimmten Zeitdauer t 1 (z. B. 1 s) ohne Klopfen gelaufen ist. Wenn die Momentanzeit innerhalb der Zeitdauer t 1 liegt, wird der Lernvorgang nicht ausgeführt. Wenn während der Zeitdauer t 1 kein Klopfen aufgetreten ist, wird in Schritt S217 bestimmt, ob die Rückführungskorrekturgröße AK Null ist. Wenn die Rückführungskorrekturgröße AK Null ist, werden die Korrekturgrößen AT in Schritt S209 um den Wert a erhöht, und der Zeitgeber I wird in Schritt S210 gelöscht.

Die folgenden Schritte S211-S215 dienen der Bestimmung des Abschlusses der Groblernkorrektur. In Schritt S211 wird bestimmt, ob die Groblernkorrektur immer noch ausgeführt wird. Wenn die entsprechende Korrekturgröße AT kleiner als die vorbestimmte Maximalvorverstellgröße AM ist (Schritt S212), wird in Schritt S213 der Zeitgeber II gelöst. In Schritt S214 wird bestimmt, daß die Groblernkorrektur abgeschlossen ist, wenn Klopfen häufiger als die vorbestimmte Anzahl α von Malen (z. B. fünfmal) aufgetreten ist, so daß in Schritt S215 ein Grobkorrekturabschlußflag gesetzt wird.

Wenn die Groblernkorrekturgröße AT die vorbestimmte Maximalvorverstellgröße AM erreicht (Schritt S212), wird in Schritt S216 bestimmt, ob seit dem Start der Grobkorrektur eine vorbestimmte Zeitdauer t 2 von z. B. 3 s abgelaufen ist. Das Programm wird wiederholt und setzt die Grobkorrektur während der vorbestimmten Zeitdauer fort. Wenn die Zeitdauer abgelaufen ist, geht das Programm zu Schritt S215 weiter.

Wenn die Groblernkorrektur abgeschlossen ist, geht das Programm von Schritt S200 zu Schritt S202, in dem eine Adresse der Feinkorrekturgröße AP im Indexregister X gespeichert wird. Danach werden den Schritten S203-S210 entsprechende Schritte ausgeführt. Wenn also Klopfen auftritt, wird eine entsprechende Feinlernkorrekturgröße AP um eine vorbestimmte Korrekturgröße γ verringert. Wenn dagegen kein Klopfen auftritt, wird die Feinlernkorrekturgröße AP einmal in jeder Zeitdauer t 1 erhöht, um den Zündzeitpunkt vorzuverstellen. Wenn in Schritt S211 bestimmt wird, daß die Feinlernkorrektur ausgeführt wird, wird das Programm mit Ausnahme der Durchführung der Groblernkorrektur wiederholt.

Während der Feinlernkorrektur geht das Programm nach den Fig. 3a und 3b zu Schritt S113 zur Durchführung der Rückführungskorrektur und danach zu Schritt S114 für die Bestimmung der Grobkorrekturwiederaufnahme, die in den Fig. 5 bzw. 6 beschrieben sind.

Dann geht das Programm zu Schritt S110, in dem bestimmt wird, ob die Maximalvorverstellgröße MBT größer als die Summe der Lernkorrekturgröße IGL, die wiederum aus der Summe der Grobkorrekturgröße AT und der Feinkorrekturgröße AP gebildet ist, und der Rückführungskorrekturgröße AK ist. Wenn MBT kleiner als IGL+AK ist (MBT≦IGL+AK), geht das Programm zu Schritt S111 zur Berechnung des Zündzeitpunkts IGT durch Vorverstellen des Grundzündzeitpunkts IGB mit der Maximalvorverstellgröße MBT. Wenn dagegen MBT größer als IGL+AK ist (MBT<IGL+AK), wird der Zündzeitpunkt IGT durch Vorverstellen des Grundzündzeitpunkts IGB mit der Korrekturgröße IGL plus AK in Schritt S112 bestimmt. Somit kann der dem gewünschten maximalen Zündzeitpunkt IGT′ angenäherte Zündzeitpunkt IGT entsprechend der Vollinie in Fig. 7 erhalten werden.

Der Rückführungskorrekturbetrieb wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Wenn zu einem Zeitpunkt T 0 (Fig. 8) ein Klopfen auftritt (Schritt S300), geht das Programm zu Schritt S304, so daß die Rückführungskorrekturgröße AK um den großen Wert γ_F verringert wird, und in Schritt S305 wird ein Zeitgeber III zur Messung einer klopffreien Zeitdauer gelöscht. Gleichzeitig wird, da die Feinkorrektur ausgeführt wird, die Feinkorrekturgröße AP um den Wert γ in Schritt S204 von Fig. 4a verringert, wodurch die Lernkorrekturgröße IGL verringert wird. Der Zündzeitpunkt IGT wird daher um die Korrekturgrößen IGL und AK erheblich verzögert.

Wenn in Schritt S300 bestimmt wird, daß anschließend kein Klopfen aufgetreten ist, geht das Programm zu Schritt S301, in dem der Zeitgeber III geprüft wird, um zu bestimmen, ob während einer vorbestimmten Zeitdauer t 3 kein Klopfen auftritt. In Schritt S302 wird die Rückführungskorrekturgröße AK um den Wert a_F erhöht, und in Schritt S303 wird der Zeitgeber III gelöscht. Andererseits geht bei der Feinkorrektur gemäß Fig. 3a, da in Schritt S217 bestimmt wird, daß die Rückführungskorrekturgröße AK Null nicht erreicht, das Programm zu Schritt S211 weiter, ohne daß die Feinkorrekturgröße AP erhöht wird. Somit bleibt die Lernkorrekturgröße IGL konstant.

Wenn eine Änderung von hochoktanigem zu niederoktanigem Kraftstoff stattfindet, wird der Grenz- bzw. Maximalzündzeitpunkt MBT erheblich in Verzögerungsrichtung geändert. Infolgedessen tritt zum Zeitpunkt T 1 ein Klopfen auf (Fig. 8). Daher wird das Programm gemäß Fig. 5 wiederholt. Aufgrund von aufeinanderfolgendem Klopfen wird die Klopfrückführungskorrekturgröße AK weiter um den Wert γ_F vermindert, d. h. die Klopfrückführungskorrekturgröße AK wird in einen großen Verzögerungswert geändert. Der Zündzeitpunkt IGT wird dementsprechend erheblich verzögert.

Während die Rückführungskorrekturgröße AK kleiner als Null ist, wird eine Erhöhung der Grobkorrekturgröße AT und der Feinkorrekturgröße AP verhindert (Vorverstellinhibierer 48).

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nun die Bestimmung der Grobkorrekturwiederaufnahme in Schritt S114 von Fig. 3b beschrieben. Wenn die nach Maßgabe der Maschinenbetriebszustände abgeleitete Feinkorrekturgröße AP innerhalb des zulässigen Bereichs x 1 liegt (Schritt S400), geht das Programm zu Schritt S401, in dem bestimmt wird, ob auch die berechnete Rückführungskorrekturgröße AK im zulässigen Bereich x 2 liegt. Wenn die Rückführungskorrekturgröße AK den Bereich x 2 zum Zeitpunkt T 1 gemäß Fig. 8 übersteigt (|AK |≧x 2), werden in Schritten S404 bzw. S405 die Grobkorrekturgröße AT und die Feinkorrekturgröße AP gelöscht. Das in Schritt S215 von Fig. 4b gesetzte Grobkorrekturabschlußflag wird in Schritt S402 gelöscht, so daß die Grobkorrektur ausgeführt wird. Damit wird der wahre Zündzeitpunkt IGT sehr schnell an einen maximalen Zündzeitpunkt IGT″ (Fig. 7) für niederoktaniges Benzin angenähert.

Wenn dagegen die Oktanzahl des Benzins auf einen hohen Wert geändert wurde, wird ein gewünschter maximaler Zündzeitpunkt IGT′′′ vorverstellt, wie Fig. 7 zeigt. Die Feinkorrekturgröße AP wird infolgedessen vergrößert, so daß, wenn die Feinkorrekturgröße AP in Schritt S400 von Fig. 6 den Bereich x 1 übersteigt, das Programm über einen Schritt S403 zu Schritt S402 geht. Damit wird die Grobkorrektur verzögert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß dadurch, daß aus einer Klopfrückführungskorrekturgröße eine starke Abweichung des Zündzeitpunkts IGT erkannt wird, die Grobkorrektur sehr schnell wieder aufgenommen wird. Dies kann beispielsweise aufgrund einer Änderung der Oktanzahl des Kraftstoffs geschehen. Ein Wiederaufnahmesteuerbetrieb kann ohne weiteres durch Prüfen des Werts der Klopfrückführungskorrekturgröße ausgeführt werden.

Wenn während einer Zeitdauer zwischen T 0 und T 1 mehrmals Klopfen auftritt, wird die Rückführungskorrekturgröße AK um den großen Wert γ_F verzögert und dann um den kleinen Wert a_F korrigiert, wie Fig. 9 zeigt.

Claims (3)

1. Verfahren zum dynamischen Einstellen des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine mit einem Zündzeitpunktsteuersystem zum Berechnen eines Zündzeitpunkts unter Verwendung eines mit dem Klopfen der Brennkraftmaschine korrelierenden Rückführungssignals sowie von in einem Speicher abgelegten maximalen Vorverstellwerten MBT, Korrekturgrößen AP und Grundzündzeitpunkten IGB, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

• - Ermittlung einer Lernkorrekturgröße IGL innerhalb eines Lernvorganges und einer Klopfrückführungskorrekturgröße AK;
• - Vergleich der Maximalvorverstellgröße MBT mit der Lernkorrekturgröße IGL, wobei im Falle, daß MBT die Summe von IGL und AK ist, die maximale Vorverstellgröße MBT zur Bildung des aktuellen Zündzeitpunktes IGT nach der Beziehung IGT = IGB + MBTgenutzt wird, und wobei im Falle, daß MBT < die Summe von IGL und AK ist, die Lernkorrekturgröße IGL zur Bildung des aktuellen Zündzeitpunktes nach der BeziehungIGT = IGB + IGL + AKgenutzt wird;
• - Bestimmung der Lernkorrekturgröße IGL nach der Überprüfung des Vorliegens definierter Betriebszustände der Brennkraftmaschine nach der Beziehung IGL = AT + AP,wobei AT eine Groblernkorrekturgröße darstellt, welche im Lernbetrieb in vorgegebenen maximalen Schritten in Abhängigkeit von auftretendem Klopfen der Brennkraftmaschine entweder um einen vorbestimmten Wert γ verringert oder im klopffreien Betrieb um einen vorbestimmten Wert a erhöht wird, und wobei AP eine Fernlernkorrekturgröße darstellt, welche ebenfalls in Abhängigkeit des Auftretens von Klopfen durch Auslesen der entsprechenden Speicherinhalte erhöht oder verringert wird;
• - Erhöhung der Klopfrückführungskorrekturgröße AK im Falle des Auftretens von Klopfen der Brennkraftmaschine um einen vorbestimmten Betrag γ_F, welcher in Abhängigkeit von der Anzahl detektierter Klopfvorgänge mehrfach größer ist als der Wert γ der Lernkorrekturgrößen AT und AP, und Anheben dieses Wertes nach Beendigung des Klopfens auf die Größe a der Lernkorrektur;
• - Überprüfung der Klopfrückführungskorrekturgröße AK und der Feinlernkorrekturgröße AP hinsichtlich ihrer vorbestimmten Lage, bezogen auf den zugehörigen momentanen Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine, und gegebenenfalls Unterbrechung des Lernprozesses und Wiederausführung der Grobkorrektur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, bis die Rückführungskorrekturgröße AK den Wert Null erreicht, die Erhöhung des Vorverstellwertes der Lernkorrekturgröße IGL verzögert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobkorrekturgröeß AP außerhalb des Bereiches von -10° bis +10° Kurbelwinkel liegt oder die berechnete Rückführungskorrekturgröße AK außerhalb des Bereiches von 0° bis 5° Kurbelwinkel liegt.