DE4034523C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Klopfunterdrückung in einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Klopfunterdrückung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 7.

Eine typische bekannte Vorrichtung zum Unterdrücken von Klopfgeräuschen ist in Fig. 7 für eine Brennkraftmaschine gezeigt. Hier ist ein Klopfsensor 1 in Form eines Beschleu­ nigungsmeßfühlers und dergleichen an einem Motor ange­ bracht, um Klopfen in diesem Motor festzustellen, bei­ spielsweise durch das Erfassen von Motorbeschleunigungen und ein entsprechendes elektrisches Ausgabesignal zu erzeu­ gen. Ferner ist eine Klopfdetektorschaltung 2 vorgesehen, welche auf Klopfen beruhende Signale im Ausgabesignal des Klopfsensors erkennt und ein Ausgabesignal in analoger Form erzeugt, wenn Klopfen wahrgenommen wird. In einem A/D-Um­ setzer 3 wird das analoge Ausgabesignal der Klopfdetektor­ schaltung 2 in ein digitales Signal umgewandelt und in einen angeschlossenen Mikrorechner 4 eingegeben, der eine Zündzeitpunktsteuerung 5 enthält, in die das digitale Si­ gnal vom A/D-Umsetzer 3 eingeht, um den Zündzeitpunkt des Motors entsprechend so zu steuern, daß das Klopfen im Motor unterdrückt wird. Zu der Klopfdetektorschaltung 2 gehört ein Bandpaßfilter 22 zum Ausfiltern eines bestimmten Fre­ quenzbandes aus dem Ausgabesignal des Klopfsensors 1 sowie eine Gatterschaltung 23, die durch die Wirkung eines Mas­ kier- oder Ausblendsignals vom Mikrorechner 4 so betätigbar ist, daß sie bestimmte Teile des Ausgabesignals vom Band­ paßfilter 22 durchläßt. Das Ausgabesignal der Gatterschal­ tung 23 geht in eine BGL-Schaltung 24, die ein Ausgabesi­ gnal erzeugt, welches ein Hintergrundsniveau wiedergibt. Das Ausgabesignal der Gatterschaltung 23 wird von einem er­ sten Eingangsanschluß einer Vergleichsschaltung 25 empfan­ gen, deren zweiter Eingangsanschluß das Ausgabesignal von der BGL-Schaltung 24 empfängt, um zwischen diesen beiden eingehenden Signalen einen Vergleich durchzuführen. Mit dem Ausgabeanschluß der Vergleichsschaltung 25 ist ein Ein­ gangsanschluß einer Integrationsschaltung 26 verbunden, de­ ren Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß des A/D-Um­ setzers 3 verbunden ist, um das Ausgabesignal der Ver­ gleichsschaltung 25 zu integrieren und ein analoges Signal auszugeben. Die Integrationsschaltung 26 hat ferner einen Rückstellanschluß, der mit dem Mikrorechner 4 so gekoppelt ist, daß ihn ein Rückstellsignal vom Mikrorechner 4 zurück­ stellt.

Die so aufgebaute, bekannte Klopfunterdrückungsvorrichtung arbeitet wie folgt. Zunächst erzeugt der Klopfsensor 1 ein Ausgabesignal zur Eingabe in den Bandpaßfilter 22, in wel­ chem ein bestimmtes Frequenzband herausgefiltert und an die Gatterschaltung 23 weitergeleitet wird. Diese hat einen Gattersteueranschluß, dem der Mikrorechner 4 ein Ausblend­ signal zuleitet, welches in vorherbestimmten Intervallen auftretende Rechteckimpulse enthält. Die Gatterschaltung 23 maskiert das vom Bandpaßfilter 22 gefilterte Ausgabesignal des Klopfsensors 1 so, daß jene Teile des Maskiersignals entfernt werden, damit ein Ausgabesignal entsteht, welches keinen Impuls an Stellen aufweist, die den jeweiligen Rechteckimpulsen entsprechen. Das Ausgabesignal der Gatter­ schaltung 23 wird an den ersten Eingangsanschluß der Ver­ gleichsschaltung 25 angelegt und gleichzeitig dem Eingangs­ anschluß der BGL-Schaltung 24 aufgeprägt, so daß diese ein Ausgabesignal erzeugt, welches einen vorherbestimmten Hin­ tergrundspannungspegel hat. Dieses Signal der BGL-Schaltung 24 wird dem zweiten Eingabeanschluß der Vergleichsschaltung 25 aufgedrückt und mit dem Ausgabesignal der Gatterschal­ tung 23 verglichen, das am ersten Eingangsanschluß der Ver­ gleichsschaltung 25 anliegt, so daß die Vergleichsschaltung 25 ein Ausgabesignal erzeugt, wenn das Ausgabesignal von der Gatterschaltung 23 höher ist als der Hintergrundspan­ nungspegel. Das Ausgabesignal der Vergleichsschaltung 25 wird in die Integrationsschaltung 26 eingegeben, die nach Integration ein Signal ausgibt. Es sei in diesem Zusammen­ hang daran erinnert, daß bei einem Mehrzylinder-Verbren­ nungsmotor eine Vielzahl von Klopfsensoren 1 vorgesehen sind, obwohl das in Fig. 7 nicht gezeigt ist. Jeweils einer dieser Meßfühler ist jedem Motorzylinder zugeordnet und ihre Ausgabesignale gehen in paralleler Beziehung zueinan­ der nach dem Durchlauf durch Bandpaßfilter 22, Gatterschal­ tung 23 und Vergleichsschaltung 25 in die Integrations­ schaltung 26, wo sie integriert und als entsprechende Si­ gnale ausgegeben werden. Hierzu liefert der Mikrorechner 4 in geeignetem Zeitpunkt ein Rückstellsignal für jeden Klopfsensorausgang an den Rückstellanschluß der Integrati­ onsschaltung 26. Das integrierte Ausgabesignal in analoger Form, welches die Integrationsschaltung 26 zur Verfügung stellt, wird dann im A/D-Umsetzer 3 in ein digitales Signal V_R umgewandelt, welches dann in den Mikrorechner 4 eingele­ sen wird, in welchem die Zündzeitpunktsteuerung 5 auf der Basis dieses digitalen Signals V_R einen entsprechenden Ver­ zögerungswinkel Θ_R zum Unterdrücken des Klopfens nach fol­ gender Formel berechnet:

Θ_R = V_R X N

worin N = ein Modifikationskoeffizient.

Bei der vorstehend beschriebenen bekannten Vorrichtung zum Unterdrücken von Klopfgeräuschen müssen die Hardwarebauele­ mente, beispielsweise die Klopfdetektorschaltung 2 usw. die ganze Signalverarbeitung zum Feststellen, ob der Motor klopft oder nicht, durchführen. Für diese Verarbeitung ist eine ziemlich komplizierte Schaltungsanordnung nötig und die Bauelemente werden stark belastet, was zu hohen Her­ stellungskosten führt.

Aus der DE 37 04 839 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes einer Brennkraftmaschine vorbekannt, wobei dort die Größe der Winkelinkremente, mit denen die Zündung aufgrund von Klopfen verstellt wird, abhängig vom Betrag der Abweichung bezogen auf einen maximalen bzw. Solldruck im Zylinder variiert wird, um ohne Beeinträchtigung des Fahrverhaltens eines mit der Hilfe der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeuges eine Motorsteuerung durchführen zu können.

Auf die Problematik des Erkennens und der Beseitigung des Einflusses von Störungen oder Rauschen, die dem Klopfsignal überlagert und in diesem enthalten sind, wird nicht einge­ gangen. Lediglich wird auf eine Sensorstörung zur Erfassung des Verbrennungsdruckes der Brennkraftmaschine dann geschlossen, wenn über eine vorgegebene Zeit keinerlei Drucksignal anliegt.

Das Zündzeitpunkt-Regelsystem für Verbrennungskraftmaschinen nach DE 34 30 080 A1 besitzt Einrichtungen zur Änderung des vorausbestimmten Referenz-Zündzeitpunktes jedes Zylinders dann, wenn Klopfen festgestellt wird, so daß die Brennkraftmaschine mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeiten kann. Ein Integrator erfaßt das Klopfsignal, um eine Regelgröße zur Änderung des Referenz-Zündzeitpunktes abzuleiten. Der Integrator selbst wird von einem Mikroprozessor regelmäßig zurückgesetzt. Anregungen im Sinne einer weitergehenden Störbestimmung und Unterdrückung der Klopfsteuerung, wenn das Klopfunterdrückungssignal von Störungen und nicht von tatsächlichem Klopfen abgeleitet wurde, sind nicht gegeben.

Die DE 37 43 613 A1 zeigt zur Optimierung der Auswertung der von einem Klopfsensor gelieferten Signale einen Klopf-Diskri­ minator. Dieser Klopf-Diskriminator besteht im wesentlichen aus einem Integrator, welcher in Abhängigkeit von der Zündoperation regelmäßig zurückgesetzt wird. Eine Fehlererfassungsschaltung liefert ein Rücksetzsignal, welches auf den vorerwähnten Integrator gelangt. Die Fehlererfassungsschaltung dient dem Bestimmen abnormaler Spannungsverhältnisse sowie einer Lei­ tungsunterbrechung in der Steuervorrichtung. Um Zündungs­ rauschen zu eliminieren, wird gemäß DE 37 43 613 A1 vorge­ schlagen, ein Analoggatter gesteuert zu öffnen oder zu schließen, um nur für eine bestimmte Periode nach dem Zünd­ zeitpunkt ein Klopfsignal durchzulassen. Da sich die Pegel­ verhältnisse insbesondere hinsichtlich Rausch- und Klopfsignal im Laufe der Betriebsdauer einer Brennkraftmaschine ändern, besteht dort der Nachteil einer ineffizienten Steuerung des Zündzeitpunktes. Schwierigkeiten sind darüber hinaus deshalb gegeben, da das am Integrator gemäß der Lehre der DE 37 43 613 A1 zur Verfügung stehende Ausgangssignal abzuspeichern ist und dieses mit Werten vor und nach dem Auftreten von Klopfen ver­ glichen werden muß.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrich­ tung sowie ein verbessertes Verfahren zur Klopfunterdrückung in einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor anzugeben, mit denen ohne eine aufwendige analoge Elektronik Klopfen zylinderselektiv erkannt wird und gleichzeitig fehlerhafte Klopfsignale unter­ drückt werden können, so daß eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors möglich ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegen­ stand gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder 7, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.

Gemäß einer Ausführungsform gehört zu der Vor­ richtung eine Verzögerungswinkelsteuereinrichtung, mit der der Zündzeitpunkt des klopfenden Zylinders auf der Basis des Klopfsignals entsprechend verzögert wird.

Die Einrichtung zum Unterdrücken der Klopfsteuerung weist vorzugsweise eine Unterdrückungseinrichtung auf, mit der die Verzögerungswinkelsteuerung unterdrückt wird, so daß die Zündzeitpunktverzögerungssteuerung nicht wirksam wird. Bei einer Ausführungsform gehört zu der Unterdrückungsein­ richtung für die Verzögerungswinkelsteuerung eine erste Zählereinrichtung, in der die Störsignale für jeden Zy­ linder gezählt werden. Die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung ist so betätigbar, daß sie die Verzögerungswinkelsteuerung eines Zylinders dann unter­ drückt, wenn die Anzahl der von der ersten Zählereinrich­ tung gezählten Störsignale des Zylinders einen ersten vor­ herbestimmten Wert übersteigt. Bei einer abgewandelten Aus­ führungsform kann die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung die Verzögerungswinkelsteuerung an einem Zylinder dann unwirksam machen, wenn die Anzahl der von der ersten Zählereinrichtung der Reihe nach gezähl­ ten Störsignale des Zylinders einen vorherbestimmten Wert überschreitet.

Die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkel­ steuerung kann ferner eine zweite Zählereinrichtung aufwei­ sen, um die Zündungen jedes Zylinders zu zählen. In diesem Fall ist die Unterdrückungseinrichtung für die Verzöge­ rungswinkelsteuerung so betätigbar, daß sie die von der zweiten Zählereinrichtung gezählte Anzahl Zündungen eines Zylinders immer dann löscht, wenn die Störungsbestimmungs­ einrichtung ein Störsignal für den Zylinder erzeugt. Die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung löscht auch die Zahl der von der ersten Zählereinrich­ tung gezählten Steuersignale eines Zylinders beim Über­ schreiten eines zweiten vorherbestimmten Wertes der Anzahl Zündungen des Zylinders, die von der zweiten Zählereinrich­ tung gezählt wurden, bis die Anzahl der von der ersten Zäh­ lereinrichtung gezählten Störsignale für den Zylinder einen ersten vorherbestimmten Wert erreichte.

Schließlich kann die Unterdrückungseinrichtung für die Ver­ zögerungswinkelsteuerung eine dritte Zählereinrichtung auf­ weisen, mit der die Zündungen jedes Zylinders gezählt wer­ den. In diesem Fall ist die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung so betätigbar, daß sie die Verzögerungswinkelsteuerung an einem Zylinder dann unwirk­ sam macht, wenn die Anzahl Störsignale des Zylinders, die von der ersten Zählereinrichtung gezählt wurden, bis die Anzahl der von der dritten Zählereinrichtung gezählten Zün­ dungen des Zylinders einen vorherbestimmten Wert erreichte, den ersten vorherbestimmten Wert übersteigt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand schematisch dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Klopfunterdrückungsvor­ richtung für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein Signalverlaufsdiagramm, welches die Wellenfor­ men an verschiedenen Teilen der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zur Erläuterung der Arbeitsweise derselben zeigt;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für den Prozeßablauf der Klopf­ unterdrückungsvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Hauptteile einer Klopfun­ terdrückungsvorrichtung für einen Mehrzylinder-Ver­ brennungsmotor gemäß einem weiteren Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 5 ein Signalverlaufsdiagramm ähnlich Fig. 2 für die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm ähnlich Fig. 3 für die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zum Unterdrücken des Klopfens.

In Fig. 1 ist die allgemeine Anordnung einer Klopfunter­ drückungsvorrichtung für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmo­ tor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu sehen. Die gezeigte Vorrichtung weist eine Vielzahl von Klopfsensoren 101 auf, von denen nur einer in Fig. 1 dargestellt ist. Es handelt sich dabei entweder um Beschleunigungs- oder Schwingungsmeßfühler usw. Ferner gehört zu der Vorrichtung eine Schnittstelle in Form einer Klopfanschlußschaltung 102, ein erster und ein zweiter A/D-Umsetzer 131, 132 sowie eine elektronische Steuereinheit ECU 140 in Form eines Mi­ krorechners.

Die einzelnen Klopfsensoren 101 sind an einem entsprechen­ den Zylinder des Mehrzylinder-Verbrennungsmotors ange­ bracht, um Klopfen in diesem Zylinder zu erfassen und ein Ausgabesignal hoher Frequenzen zu erzeugen, wie aus Fig. 2 hervorgeht. So wird das Klopfen in den einzelnen Zylindern festgestellt.

Die Klopfanschlußschaltung 102 empfängt ein Ausgabesignal A vom Klopfsensor 101 und erzeugt bei jeder Zündung des zuge­ hörigen Zylinders ein Signal P von Spitzenspannungsniveau und ein Signal A* von Durchschnittsspannungsniveau. Die Klopfanschlußschaltung 102 weist einen Bandpaßfilter 121 auf, dessen Eingangsanschluß mit dem Klopfsensor 102 ver­ bunden ist, um ein bestimmtes Frequenzband (z. B. um 7 kHz) des Ausgabesignals A jedes Klopfsensors 101 durchzulassen, welches für das Klopfen typisch ist. Mit dem Ausgabean­ schluß des Bandpaßfilters 121 ist ein Eingangsanschluß ei­ ner Spitzenhalteschaltung 122 verbunden, die ein Signal P für Spitzenspannung erzeugt, dessen Amplitude jeder Spitze des Ausgabesignals jedes Klopfsensors 101 nach dem Filtern durch den Bandpaßfilter 121 entspricht. Das Ausgabesignal des Bandpaßfilters 121 wird in eine einen Mittelwert bil­ dende oder Integrationsschaltung 123 eingegeben, die ein Signal A* von Durchschnittsspannungsniveau erzeugt, dessen Spannungsniveau also dem durchschnittlichen Pegel des Aus­ gabesignals A jedes Klopfsensors 101 entspricht. Die Spit­ zenhalteschaltung 122 hat auch einen Rückstelleingangsan­ schluß, an den ein vom Mikrorechner der ECU 140 erzeugtes Rückstellsignal R abgelegt wird. Dieses Rückstellsignal R hat beispielsweise Rechteckwellenform, wie aus Fig. 2 her­ vorgeht, und besitzt eine steigende Kante, die bei einem Kurbelwinkel (d. h. einer Winkelstellung des Kolbens) von 75° vor dem oberen Totpunkt auftritt, sowie eine fallende Kante bei einem Kurbelwinkel von 5° vor dem oberen Tot­ punkt. Das Rückstellsignal R, welches am Eingangsanschluß der Spitzenhalteschaltung 122 anliegt, hat also nur während der Zeitspanne von 75° vor OT bis 5° vor OT hohes Niveau, was im wesentlichen dem Zeitraum entspricht, in dem es im Motor kein Klopfen gibt. Die Spitzenhalteschaltung 122 emp­ fängt das von Bandpaßfilter 121 gefilterte Ausgabesignal A jedes Klopfsensors 101 und liefert als Ausgang ein Signal P in Form eines Spitzenhaltesignals mit einem insgesamt abge­ stuften Signalverlauf. In Abhängigkeit von einer erhöhten Amplitude jedes Impulses des Ausgabesignals vom Klopfsensor erfolgt ein stufenartiger Anstieg und das Spitzenniveau wird so lange eingehalten, wie das Rückstellsignal R nied­ riges Niveau hat. Wenn das Rückstellsignal R von niedrigem auf hohen Pegel umschaltet, geschieht ein senkrechter Ab­ fall.

Der erste A/D-Umsetzer 131 empfängt in Form eines Analogsi­ gnals von der Spitzenhalteschaltung 122 ein Signal P und wandelt dieses in ein entsprechendes digitales Signal V_P um. Auch der zweite A/D-Umsetzer 132 empfängt ein Signal A* in Form eines Analogsignals von der Integrationsschaltung 123 und wandelt dies in ein entsprechendes digitales Signal V_A um.

Der Mikrorechner ECU 140 weist eine Einrichtung zur Schwel­ lenwerteinstellung 141 auf, in der auf der Basis des digi­ talen Durchschnittssignals V_A ein Schwellenwert V_TH zur Be­ stimmung eines Versagens jedes Klopfsensors festgelegt wird. Ferner gehört zu ECU 140 eine Subtraktionsschaltung 145, die eine Differenz oder Abweichung ΔV zwischen dem Spitzenniveausignal V_P und dem Spitzenschwellensignal V_TH errechnet, eine Einrichtung zur Störschwelleneinstellung 146, die ein Störschwellensignal V_N erzeugt, eine Einrich­ tung zur Klopfbestimmung 142, deren erster Eingangsanschluß mit der Ausgangsseite der Subtraktionsschaltung 145 und de­ ren zweiter Eingangsanschluß mit der Einrichtung zur Stör­ schwelleneinstellung 146 verbunden ist, um einen Vergleich zwischen der Abweichung ΔV und dem Signal V_N der Stör­ schwelle vorzunehmen und anhand des Vergleichsergebnisses zu bestimmen, ob es im Zylinder klopft oder nicht. Schließ­ lich gehört zu der ECU 140 auch eine Zündsteuereinrichtung 143 in Form einer Zündsteuerung, die als Eingangssignale das Ausgabesignal ΔV der Subtraktionsschaltung 145 und das Ausgabesignal Vk der Klopfbestimmungseinrichtung 142 emp­ fängt, um Vorgänge, wie die Zündzeitpunkte der Zylinder so zu steuern, daß das Klopfen in ihnen unterdrückt wird.

Die Schwelleneinstellungseinrichtung 141 ist in Form eines Verstärkungs/Offsetaddierers vorgesehen, an dessen Ein­ gangsanschluß das digitale Ausgabesignal V_A des zweiten A/D-Umsetzers 132 angelegt wird, welches durch Analog-Digi­ tal-Umwandlung vom analogen Ausgabesignal der Integrations­ schaltung 123 erhalten wurde. Dies Signal wird verstärkt und Offset addiert, um ein Ausgabesignal einer Schwellen­ spannung V_TH zu erhalten, welches als Schwellenniveau für die Bestimmung des Klopfens dient.

Die Klopfbestimmungseinrichtung 142 ist in Form einer Ver­ gleichsschaltung vorgesehen, die an einem ersten Eingangs­ anschluß das digitale Ausgabesignal V_P des ersten A/D-Um­ setzers 131 und an einem zweiten Eingabeanschluß das Ausga­ besignal V_TH zum Schwellenniveau des Verstärker/Offsetad­ dierers der Schwelleneinstellungseinrichtung 141 empfängt, um zwischen beiden einen Vergleich vorzunehmen. Die Ver­ gleichsschaltung 142 bestimmt, daß in einem Zylinder Klop­ fen auftritt, wenn die Differenz Vk zwischen dem Ausga­ besignal V_P und dem Schwellensignal V_TH größer ist als Null (Vk = V_P - V_TH < 0).

Zu der Zündsteuereinrichtung 143 gehört eine Zündzeitpunkt­ steuereinrichtung, die anhand des von der Vergleichsschal­ tung 132 gelieferten Ausgabesignals Vk ein entsprechend verzögertes Zündzeitpunktsignal Θ_R erzeugt, welches in eine hier nicht gezeigte Zündzeitpunktsteuereinrichtung eingege­ ben wird, die eine Zündspule, eine Zündkerze usw. aufweist. Auf diese Weise wird der Zündzeitpunkt eines Zylinders in solchem Ausmaß gesteuert oder verzögert, daß das Klopfen in ihm unterdrückt wird. Die Arbeitsweise der vorstehend be­ schriebenen Vorrichtung zur Klopfunterdrückung soll nunmehr insbesondere unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben werden, aus der der Arbeitsablauf eines Steuerprogramms hervorgeht, welches im Mikrorechner der ECU 140 gespeichert ist und von dieser Einheit durchgeführt wird, um die Vorrichtung zur Klopfunterdrückung gemäß diesem Ausführungsbeispiel zu steuern.

Zunächst wird in einem Schritt S1 zur Störungsbestimmung ein hier nicht gezeigter in die ECU 140 eingebauter Zähler, der die Zahl der Zündungen jedes Zylinders zählt, auf Null zurückgestellt. Außerdem werden Anfangseinstellungen vorge­ nommen für die Störungsschwelle V_N, eine erste und eine zweite vorherbestimmte Anzahl Zündungen N₁, N₂ (N₁ < N₂), die zu Vergleichszwecken als Bezugswerte für die Klopfbe­ stimmung dienen.

In einem anschließenden Schritt S2 berechnet dann der Sub­ trahierer 145 die Differenz oder Abweichung ΔV zwischen dem Spitzenhalteniveau V_P und der Klopfschwelle V_TH auf­ grund des Ausgabesignals des ersten A/D-Umsetzers 131 und des Ausgabesignals V_TH des Verstärker/Offsetaddierers 141. Danach wird im Schritt S3 bestimmt, ob der erhaltene Wert der Abweichung ΔV positiv ist oder nicht ( ΔV < 0). Ist die Antwort JA, läuft das Programm weiter zu Schritt S4, in welchem die bisher aufgelaufene Anzahl Zündungen des Zylin­ ders aus dem Zähler abgelesen und ferner bestimmt wird, ob diese abgelesene, gegenwärtige Anzahl der Zündungen kleiner ist als die erste Zahl der Zündungen N₁.

Ist die gegenwärtige Anzahl Zündungen geringer als die er­ ste Anzahl Zündungen N₁, geht das Programm zum Schritt S5 über, in welchem aufgrund der Abweichung ΔV ein entspre­ chend verzögerter Zündwinkel oder Zündzeitpunkt berechnet wird. Dies geschieht, weil es im Anfangsstadium der Zündun­ gen schwierig ist, zu bestimmen, ob ein Spitzenwert V_P durch Rauschen oder Störungen oder durch Klopfen verursacht ist.

Wenn andererseits im Schritt S4 festgestellt wird, daß die aktuelle Anzahl Zündungen der ersten im voraus festgelegten Anzahl Zündungen N₁ gleicht oder größer ist als diese Zahl, läuft das Programm zum Schritt S6 weiter, wo die Ver­ gleichsschaltung 142 bestimmt, ob die Abweichung ΔV der Störungsschwelle V_N gleicht oder größer ist als diese. Wenn ΔV V_N, geht das Programm über zum Schritt S5. Wenn an­ dererseits ΔV < V_N, geht das Programm mit Schritt S7 wei­ ter, in welchem festgelegt wird, daß das Spitzenniveau V_P durch Störungen verursacht wurde und die Verzögerungswin­ kelsteuerung zum Verzögern des Zündzeitpunktes unterdrückt oder nicht durchgeführt wird.

Nach Beendigung des Schrittes S5 zur Verzögerungswinkel­ steuerung und des Schrittes S7 zur Unterdrückung der Verzö­ gerungswinkelsteuerung wird im Schritt S8 der Zähler, der die Anzahl Zündungen zählt, um 1 heraufgeschaltet. An­ schließend wird im Schritt S9 festgestellt, ob die vom Zäh­ ler abgelesene Zahl der Zündungen CN die zweite vorherbe­ stimmte Anzahl Zündungen N₂ erreicht. Wenn CN < N₂, kehrt das Programm zum Schritt S2 zurück; aber wenn CN N₂, en­ det die Störbestimmungsroutine.

Die vorstehend genannte Routine zur Bestimmung von Störun­ gen oder Rauschen wird für jeden Zylinder unabhängig durch­ geführt, so daß selbst für den Fall, daß einer der Zylinder in einer frühen Zündphase der Verzögerungswinkelsteuerung unterliegt, alle anderen Zylinder von dieser Steuerung frei sind, wenn sie unnötig ist.

Auf diese Weise erfolgt im anfänglichen Zündungsstadium un­ weigerlich eine Verzögerungswinkelsteuerung bei hohem Spit­ zenniveau V_P, welches die vorgeschriebene Spitzenschwelle V_TH übersteigt. Nachdem aber die Zahl der Zündungen den vorherbestimmten ersten Wert N₁ erreicht (z. B. 2 oder 3) erfolgt diese Steuerung bei einem Spitzenniveau V_P, dessen ΔV der vorherbestimmten Störungsschwelle V_N gleicht oder über dieser liegt.

Es liegt auf der Hand, daß für den Fall, daß das Spitzenni­ veau V_P auf Klopfen zurückzuführen ist, die Verzögerungs­ winkelsteuerung das zweite und nachfolgendes weiteres Auf­ treten des Spitzenniveaus V_P wirksam unterdrückt. Es wird also festgestellt, daß Signale V_P der Spitzenspannung, die der Reihe nach innerhalb der ersten vorherbestimmten Anzahl Zündungen N₁ auftraten, auf Störungen zurückzuführen sind, so daß eine unnötige Verzögerungswinkelsteuerung wirksam vermieden werden kann.

Da davon ausgegangen wird, daß eine Störung eine vorherbe­ stimmte Zeitlang andauert, wird der Zähler zurückgestellt, nachdem die zweite vorherbestimmte Anzahl Zündungen N₂ ei­ nes Zylinders erfolgt ist. Er beginnt erst wieder die Zahl der Zündungen für die nächste Verzögerungswinkelsteuerung zu zählen.

Obgleich bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Vergleichsschaltung 142 ein Ausgangssignal Vk von konstan­ tem Pegel erzeugt, wenn die Abweichung ΔV größer ist als die Störschwelle V_N, kann diese Schaltung auch ein Ausgabe­ signal von veränderlichem Spannungsniveau erzeugen, welches von der Differenz im Spannungsniveau zwischen den angelang­ ten Eingabesignalen abhängt.

In den Fig. 4 bis 6 ist ein konkreteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist bei diesem Ausführungsbeispiel die elektronische Steuerein­ heit ECU 240 konkreter aufgebaut als die ECU 140 beim vor­ herigen Ausführungsbeispiel, während die übrigen Bauele­ mente, beispielsweise die Klopfanschlußschaltung 102 und der erste und zweite A/D-Umsetzer 131, 132 die gleichen sind wie zuvor.

Die ECU 240 dieses Ausführungsbeispiels weist eine Einrich­ tung 242 zur Klopfbestimmung auf, die anhand der von den Klopfsensoren gelieferten Ausgabesignale feststellt, ob es in einem der Zylinder klopft oder nicht und ein Klopfsignal für den Zylinder ausgibt, in dem Klopfen auftritt. Außerdem gehört zu der Einheit eine Steuereinrichtung 243, die den Betrieb der jeweiligen Zylinder ordnungsgemäß steuert und eine Klopfsteuerung an dem betroffenen Zylinder unabhängig von den anderen Zylindern durchführt, um in diesem Zylinder anhand des Ausgabesignals der Klopfbestimmeinrichtung 242 das Klopfen zu unterdrücken. In einer Einrichtung 205 zur Störbestimmung wird festgelegt, ob das Klopfsignal der Klopfbestimmeinrichtung 242 durch Rauschen oder Klopfen verursacht wurde und dann ein Störsignal erzeugt, wenn bestimmt wird, daß das Klopfsignal von Störungen herrührt. In einer Unterdrückungseinrichtung 206 für die Klopfsteue­ rung wird die Klopfsteuerung der Steuereinrichtung 243 ei­ nes Zylinders unterdrückt, für den die Klopfbestimmeinrich­ tung 242 ein Störsignal zur Verfügung stellt.

Zu der ECU 240 gehört ferner eine Recheneinrichtung 241 zum Berechnen der Spitzenspannungsschwelle, die das Ausgabesi­ gnal V_A des zweiten A/D-Umsetzers 132 empfängt und auf die­ ser Grundlage ein Signal V_TH für die Spitzenspannungs­ schwelle berechnet.

Die Klopfbestimmeinrichtung 242 weist einen Subtrahierer auf, an dessen positiven Eingangsanschluß das Ausgabesignal V_P des ersten A/D-Umsetzers 131 angelegt wird und an dessen negativen Eingangsanschluß das Signal V_TH der Spitzenspan­ nungsschwelle angelegt wird. Auf dieser Basis wird dann eine Differenz oder Abweichung ΔV zwischen den Signalen V_P und V_TH errechnet und ein entsprechendes Ausgabesignal er­ zeugt.

Die Störbestimmeinrichtung 205 bestimmt anhand eines Verzö­ gerungswinkels ΔΘ_R für jede Zündung, der von einer noch zu beschreibenden Recheneinrichtung 244 für den Verzögerungs­ winkel innerhalb der Steuereinrichtung 243 erzeugt wird, ob die Abweichung ΔV des Klopfsignals für jeden Zylinder auf Störungen beruht. Für denjenigen Zylinder, für den das Ab­ weichsignal ΔV als auf Störungen beruhend erkannt wird, wird ein Störsignal Vk erzeugt. Die Einrichtung 205 zur Störbestimmung enthält eine Einrichtung 251 zum Erzeugen einer Obergrenze V_N1 für die Störbestimmungsschwelle, eine Einrichtung 252 zum Erzeugen einer Untergrenze V_N2 für die Störbestimmungsschwelle, eine erste Vergleichseinrichtung 253, die einen Vergleich zwischen dem Verzögerungswinkel ΔΘ_R und der Obergrenze V_N1 vornimmt und ein Signal von ho­ hem Niveau ausgibt, wenn ΔΘ_R V_N1, sowie eine zweite Vergleichseinrichtung 254, die einen Vergleich zwischen dem Verzögerungswinkel ΔΘ_R und der Untergrenze V_N2 durchführt und ein Signal von hohem Niveau ausgibt, wenn ΔΘ_R V_N2, sowie ein UND-Gatter 255, welches ein Störsignal Vk abgibt, wenn sowohl die erste als auch die zweiten Vergleichsein­ richtung 253, 254 Ausgangssignale von hohem Niveau zur Ver­ fügung stellen (V_N1 ΔΘ_R V_N2).

Die Unterdrückungseinrichtung 206 für die Klopfsteuerung ist als Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswin­ kelsteuerung ausgebildet und erzeugt ein Verzögerungswin­ kelsteuer-Unterdrückungssignal V_C auf der Basis des Störsi­ gnals Vk, um die Verzögerungswinkelsteuerung an einem Zy­ linder zu unterbinden, für den die Störbestimmeinrichtung 205 ein Störsignal Vk zur Verfügung stellt. Zu der Einrich­ tung 206 zum Unterdrücken der Verzögerungswinkelsteuerung gehört eine Vielzahl von hier nicht gezeigten Zählern, die die Anzahl Zündungen jedes Zylinders ebenso wie die Zahl der Ausgangsimpulse des Störsignals Vk zählen. So weist z. B. die Unterdrückungseinrichtung 206 für die Verzöge­ rungswinkelsteuerung eine Vielzahl erster Zähler auf, die jeweils die Anzahl Impulse des Störsignals Vk für den zuge­ hörigen Zylinder zählen. Die Verzögerungswinkel-Steuerein­ richtung 243 wird so betätigt, daß die Verzögerungswinkel­ steuerung an einem Zylinder aufgrund des Abweichsignals ΔV unterdrückt wird, wenn die Anzahl der Impulse V_kn des Störsi­ gnals Vk für diesen Zylinder einen ersten vorherbestimmten Wert V_kn₁ erreicht, oder wenn eine vorherbestimmte Anzahl von Störsignalen für einen Zylinder nacheinander erzeugt wurde. Die Unterdrückungseinrichtung 206 für die Verzögerungswin­ kelsteuerung enthält ferner eine Vielzahl zweiter Zähler, die jeweils die Anzahl Zündungen eines ihnen zugeordneten Zylinders zählen. Bei jeder Erzeugung eines Störsignals für den entsprechenden Zylinder wird der zweite Zähler ge­ löscht. Der erste Zähler wird gelöscht, wenn die Anzahl Zündungen eines zugeordneten Zylinders einen zweiten vor­ herbestimmten Wert V_kn₂ in dem Moment übersteigt, in dem die Anzahl der Impulse des Störsignals V_kn für den Zylinder den ersten vorherbestimmten Wert V_kn₁ erreicht. Die Unterdrückungs­ einrichtung 206 für die Verzögerungswinkelsteuerung kann ferner eine Vielzahl dritter Zähler aufweisen, die je­ weils die Anzahl Zündungen eines zugehörigen Zylinders zäh­ len. Die Klopfsteuerung der Steuereinrichtung 243 eines Zy­ linders wird dann anhand des Abweichsignals ΔV unter­ drückt, wenn die Anzahl der Impulse des Störsignals V_kn für diesen Zylinder den vorherbestimmten Wert V_kn₁ innerhalb ei­ ner vorherbestimmten Anzahl von Zündungen des Zylinders übersteigt.

Die Steuereinrichtung 243 ist als Verzögerungswinkelsteuer­ einrichtung ausgebildet, die den Zündzeitpunkt des von Klopfen befallenen Zylinders anhand des Klopfsignals V vom Subtrahierer 242 und des Ausgabesignals Vc der Unterdrückungs­ einrichtung 206 für die Verzögerungswinkelsteuerung ordnungsgemäß verzögert. Die Verzögerungswinkelsteuerein­ richtung 243 weist eine Verzögerungswinkelrecheneinrichtung 244 auf, die der Reihe nach den entsprechenden Verzöge­ rungswinkel ΔΘ_R für jedes Zünden eines Zylinders anhand des Ausgabesignals ΔV (V_TH - V_P) des Subtrahierers 242 be­ rechnet. In einer gleichfalls dazugehörenden Zündzeitpunkt­ recheneinrichtung 245 wird der Reihe nach ein entsprechen­ der Zündzeitpunkt für jeden Zylinder anhand des errechneten Verzögerungswinkels ΔΘ_R und des letzten Zündzeitpunktes Θ_R* nach folgender Gleichung berechnet:

Θ_R=Θ_R*+ΔΘ_R (1)

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels soll anhand des Ablaufdiagramms gemäß Fig. 6 und des Signalverlaufsdia­ gramms der Fig. 5 näher erläutert werden.

Zunächst sei angenommen, daß die Obergrenze V_N1 und die Un­ tergrenze V_N2 für die Störbestimmung ebenso wie der erste und zweite vorherbestimmte Bezugswert V_kn₁ und V_kn₂ (n₁<n₂) anfangs in geeigneter Weise festgelegt werden und daß alle Zähler in der Unterdrückungseinrichtung 206 für die Verzö­ gerungswinkelsteuerung gelöscht sind.

Jeder Klopfsensor 101 nimmt Schwingungen des zugeordneten Zylinders wahr und erzeugt ein Ausgabesignal A für die Klopfbestimmung. Wie Fig. 5 zeigt, enthält das Ausgabesi­ gnal A eine Vielzahl (für den gezeigten Vierzylindermotor vier) Spitzenimpulse, die der Reihe nach periodisch ent­ sprechend der Verbrennungsreihenfolge der Zylinder Nr. 1, 3, 4 und 2 auftreten. Wie aus Fig. 5 zu entnehmen ist, wer­ den Störimpulse üblicherweise von einem oder zwei bestimm­ ten Zylindern erzeugt, und die Pegel der Störimpulse sind während einer willkürlich gewählten Zeitspanne im wesentli­ chen konstant und geringer als die durch Klopfen verursach­ ten Spitzenpegel.

Die Klopfanschlußschaltung 102 erzeugt ein Signal P, wel­ ches das Spitzenniveau wiedergibt, sowie ein Signal A*, welches ein Durchschnittsniveau wiedergibt. Beide Signale liegen als Impuls für jede Zündung des Zylinders vor, wie schon im Zusammenhang mit dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die ECU 240 empfängt diese Signale P und A* , die bereits im ersten und zweiten A/D-Um­ setzer 131, 132 aus analoger in digitale Form umgewandelt wurden. Das digitalisierte Signal V_P für den Spitzenwert wird für jeden Zylinder an jeder ersten Bezugskolbenstel­ lung abgefragt (bei 75° vor OT).

Zunächst stellt in einem Schritt S101 die ECU 240 fest, wel­ cher Zylinder das Signal V_P für den Spitzenwert und das Si­ gnal V_A für den Durchschnittswert erzeugt hat und führt an­ hand der Zylindererkennung eine spezifische Steuerroutine für den selektierten Zylinder durch. Die Verzögerungswin­ kelsteuerroutine wird dann, wie in Fig. 6 gezeigt, für je­ den von Klopfen befallenen Zylinder von der ECU 240 durch­ geführt.

In einem Schritt S102 wird im Subtrahierer 242 der ECU 240 der Schwellenwert für die Spitzenspannung V_TH vom Signal V_P für das Spitzenniveau abgezogen, um für den selektierten Zylinder einen Abweichpegel ΔV (ΔV = V_P - V_TH) zu erhal­ ten.

In einem Schritt S103 stellt die Verzögerungswinkel-Steuer­ einrichtung 243 der ECU 240 fest, ob das Abweichsignal ΔV größer ist als Null (ΔV < 0).

Wenn ΔV < 0, berechnet im Schritt S104 die Verzögerungs­ winkelrecheneinrichtung 244 zwecks Verzögerung des Zünd­ zeitpunktes des selektierten Zylinders einen entsprechenden Verzögerungswinkel ΔΘ_R für jede Zündung des selektierten Zylinders anhand des Abweichsignals V nach folgender Gleichung:

ΔΘ_R = L′ × V/V_TH

worin L′ = ein Reflexionsfaktor ist. Hierbei wird der Verzöge­ rungswinkel ΔΘ_R durch den Schwellenwert für die Spitzen­ spannung V_TH normalisiert, so daß unabhängig von Schwankun­ gen in der Größe des Signals V_P für Spitzenspannungswerte und des Signals ΘV für Abweichungen stets der optimale Verzögerungswinkel ΔΘ_R erhalten wird.

Im Schritt S105 vergleicht andererseits die erste Ver­ gleichsschaltung 253 der Störbestimmeinrichtung 205 den Verzögerungswinkel ΔΘ_R mit der Obergrenze V_N1 für die Störschwelle, um im Schritt S105 folgende Bestimmung vorzu­ nehmen: ΔΘ_R V_R1. Die zweite Vergleichsschaltung 254 ver­ gleicht den Verzögerungswinkel ΔΘ_R mit der Untergrenze V_N2 für die Störschwelle zwecks Bestimmung von ΔΘ_R V_N2.

Normalerweise liegt das Niveau der im Signal V_P für die Spitzenspannung enthaltenen Störimpulse unterhalb eines Störpegels, der der Obergrenze V_N1 für die Störschwelle entspricht und oberhalb eines vorherbeschriebenen Niveaus, welches der Untergrenze V_N2 für die Störschwelle ent­ spricht. Hier wird der durch den Schwellenwert für die Spitzenspannung V_TH normierte Verzögerungswinkel ΔΘ_R zu Vergleichszwecken benutzt, so daß eine äußerst zuverläs­ sige Störerkennung durchgeführt werden kann. Die erste Ver­ gleichsschaltung 253 erzeugt ein Ausgabesignal von hohem Niveau, wenn ΔΘ_R V_N1, während die zweite Vergleichs­ schaltung 254 ein Ausgabesignal von hohem Niveau erzeugt, wenn ΔΘ_R V_N2. Folglich erzeugt das UND-Gatter 255 ein Störsignal Vk von hohem Niveau, wenn V_N1 ΔΘ_R V_N2.

Im Schritt S107 liest die Unterdrückungseinrichtung 206 für die Verzögerungswinkelsteuerung den ersten Zähler ab, der die Anzahl von Ausgabeimpulsen V_kn des Störsignals Vk für den selektierten Zylinder zählt. Der Ablesewert CN₁ des ersten Zählers, der die gezählte Anzahl V_kn Ausgangsimpulse des Stör­ signals Vk wiedergibt, wird mit dem ersten vorherbestimmten Wert V_kn₁ (z. B. n₁=2 oder 3) verglichen, um festzustellen, ob CN₂ < Vn₁.

Wenn CN₁ < n₁, wird im Schritt S108 der erste Zähler um 1 hinaufgeschaltet oder erhöht. Zur gleichen Zeit wird die Anzahl Ausgangsimpulse V_kn des Störsignals Vk errechnet und der zweite Zähler, der die Zahl normaler Zündungen des selek­ tierten Zylinders zählt, gelöscht. Zu diesem Zeitpunkt er­ zeugt die Unterdrückungseinrichtung 206 für die Verzöge­ rungswinkelsteuerung ein Signal Vc zur Nichtunterdrückung der Verzögerungswinkelsteuerung, so daß die Recheneinrich­ tung 245 für den Zündzeitpunkt der Verzögerungswinkel- Steuereinrichtung 243 einen entsprechend verzögerten Zünd­ winkel oder Zündzeitpunkt für den selektierten Zylinder un­ ter Verwendung der oben angegebenen Gleichung (1) berech­ net, wobei der Verzögerungswinkel ΔΘ_R berücksichtigt wird, der anhand des Abweichsignals ΔV errechnet wurde. Das be­ deutet, daß selbst bei einer Feststellung, daß das Abweich­ niveau ΔV im wesentlichen dem Störniveau gleicht, die Ver­ zögerungswinkelsteuerung zur Verzögerung des Zündzeitpunk­ tes des selektierten Zylinders nicht unterdrückt wird, bis die Anzahl Ausgangsimpulse V_kn des Störsignals Vk den ersten vorherbestimmten Wert V_kn₁ erreicht. Das geschieht, weil es in der Anfangsphase des Zählens der Anzahl Zündungen schwer ist, zu bestimmen, ob das Niveau der Abweichung ΔV einer solchen Größenordnung auf Störungen oder tatsächlich auf Klopfen zurückzuführen ist. Aus Sicherheitsgründen wird die Abweichung ΔV als durch Klopfen verursacht betrachtet. Wenn das Signal V_P, welches Spitzenspannungen wiedergibt, durch Klopfen hervorgerufen ist, ist normalerweise die Ver­ zögerungswinkelsteuerung wirksam, um das Spitzenspannungen wiedergebende Signal V_P zu unterdrücken oder zu reduzieren. Deshalb ist sichergestellt, daß eine Serie von Impulsen des Störsignals Vk, die nacheinander erzeugt werden, bis ihre Anzahl den ersten vorherbestimmten Wert V_kn erreicht, so be­ trachtet wird, als ob sie ein Hinweis auf eine unrichtige Bestimmung aufgrund von Störungen seien.

Anschließend wird im Schritt S109 der zweite Zähler für den als klopfend festgestellten Zylinder um 1 erhöht. Im Schritt S110 berechnet dann die Zündzeitpunktrecheneinrich­ tung 245 anhand der oben angegebenen Gleichung (1) und auf der Basis des letzten Zündzeitpunktes Θ_R* und des wie oben beschriebenen erhaltenen Verzögerungswinkels ΔΘ_R einen entsprechend verzögerten Zündzeitpunkt für den Zylinder, für den auf Klopfen erkannt wurde.

Wenn andererseits im Schritt S103 festgestellt wird, daß ΔV 0, fährt das Programm mit Schritt S111 fort, in wel­ chem der Verzögerungswinkel ΔΘ_R auf Null gestellt wird. Der erste Zähler wird im Schritt S112 gelöscht und der zweite Zähler im Schritt 109 um 1 erhöht.

Wenn im Schritt S105 ΔΘ_R < V_N1, oder wenn im Schritt S106 V_N2 < ΔΘ_R < 0, wird der erste Zähler im Schritt S112 ge­ löscht und der zweite Zähler im Schritt S109 um 1 erhöht. Danach wird im Schritt S110 ein entsprechend verzögerter Zündzeitpunkt Θ_R berechnet, so daß er in der Verzögerungs­ winkelsteuerung des selektierten Zylinders anhand des Ab­ weichsignals ΔV wiedergegeben wird.

Hierbei erreicht der erste Zähler des selektierten Zylin­ ders nie den ersten vorherbestimmten Wert V_kn₁ solange die Impulsreihe V_kn des Störsignals Vk nicht mindestens so oft er­ zeugt wird, wie es der ersten vorherbestimmten Zahl n₁ ent­ spricht, denn der erste Zähler wurde ja bereits im Schritt S112 einmal gelöscht. Deshalb wird die Verzögerungswinkel­ steuerung des selektierten Zylinders auf dem Verzögerungs­ winkel ΔΘ_R beruhend fortgesetzt.

Wenn im Gegensatz dazu im Schritt S107 festgestellt wird, daß CN₁ n₁, weil das Störsignal Vk häufiger als die erste vorherbestimmte Anzahl n₁ mal nacheinander erzeugt wurde, gibt die Unterdrückungseinrichtung 206 für die Verzöge­ rungswinkelsteuerung ein Signal Vc zum Unterdrücken der Verzögerungswinkelsteuerung an die Zündzeitpunktrechenein­ richtung 254 ab und führt die nachfolgenden Schritte S121 bis S124 durch.

Im einzelnen liest im Schritt S121 die Unterdrückungsein­ richtung 206 für die Verzögerungswinkelsteuerung den zwei­ ten Zähler und vergleicht den Ablesewert CN₂ des zweiten Zählers mit dem zweiten vorherbestimmten Wert V_kn₂ um fest­ zustellen, ob CN₂ < n₂.

Wenn CN₂ < n₂, geht das Programm zu Schritt S122 weiter, indem der erste Zähler auf den ersten vorherbestimmten Wert V_kn₁ begrenzt und der zweite Zähler gelöscht wird. Im Schritt S123 wird dann der Verzögerungswinkel ΔΘ_R auf Null ge­ stellt, und danach läuft das Steuerprogramm zum Schritt S109.

Wenn andererseits CN₂ n₂, fährt das Programm mit Schritt S124 fort, in welchem der erste Zähler gelöscht wird. Im Schritt S123 wird dann der Verzögerungswinkel ΔΘ_R auf Null gesetzt.

Wegen der Begrenzung des ersten Zählers im Schritt S122 geht das Programm vom Schritt S107 zum Schritt S121, wenn unmittelbar nach dem Begrenzen des ersten Zählers ein Stör­ signal Vk erzeugt wird. Solange also die Unterdrückung der Verzögerungswinkelsteuerung im Schritt S123 nicht nachein­ ander mit der dem zweiten vorherbestimmten Wert V_kn entspre­ chenden Häufigkeit vorgenommen wird, wird die Verzögerungs­ winkelsteuerung weiterhin bei jeder Erzeugung eines Störsi­ gnals Vk unterdrückt. Da der erste Zähler im Schritt S124 gelöscht wird, wenn er den zweiten vorherbestimmten Wert V_kn₂ erreicht, geht das Programm vom Schritt S107 zum Schritt S108, in welchem der zweite Zähler gleichfalls zurückge­ stellt wird, ohne daß die die Schritte S121 bis S123 ein­ schließende Unterdrückungsroutine für die Verzögerungswin­ kelsteuerung durchgeführt wird.

Da Motorstörungen im allgemeinen nach Ablauf einer vorher­ bestimmten Zeitspanne aufhören oder verschwinden, gibt es keine Probleme, selbst wenn der erste und zweite Zähler in dem Moment zurückgestellt wird, indem entsprechend der zweiten vorherbe­ stimmte Anzahl n₂ Unterdrückungsvorgänge der Verzögerungs­ winkelsteuerung durchgeführt wurden.

Die Verzögerungswinkelsteuerroutine gemäß Fig. 6 wird für jede Zündung jedes Zylinders wiederholt durchgeführt, und zwar unabhängig von den übrigen Zylindern, so daß nur ein oder mehrere spezifische Zylinder, in denen ein Klopfen auftritt, der Verzögerungswinkelsteuerung unterworfen wird, während die übrigen Zylinder auf normale Weise ohne jegli­ che Verzögerungswinkelsteuerung gesteuert werden. Ferner wird im Anfangsstadium des Motorankurbelns oder des Beginns des Zündens oder zu Anfang der Erzeugung des Störsignals Vk unweigerlich eine Verzögerungswinkelsteuerung gegen das Si­ gnal V_P entsprechend Spitzenspannungswerten einer Größe durchgeführt, die über der Spitzenwertschwelle V_TH liegen. Aufgehört wird in dem Moment, in dem die Anzahl der aufein­ anderfolgend erzeugten Störsignalimpulse Vk den ersten vor­ herbestimmten Wert V_kn übersteigt.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel wurde beschrieben, daß die Verzögerungswinkelsteuerung für einen von Klopfen befalle­ nen Zylinder unterdrückt oder aufgehoben wird, wenn Störsi­ gnalimpulse Vk des entsprechenden Zylinders nacheinander mit der Häufigkeit entsprechend der ersten vorherbestimmten Zahl n₁ erzeugt wurden. Es kann aber auch der Schritt S112 weggelassen und die Verzögerungswinkelsteuerung des Zylin­ ders unterdrückt oder aufgehoben werden, wenn die Gesamtan­ zahl der erzeugten Störsignalimpulse Vkn den ersten vorher­ bestimmten Wert n₁ erreicht. In diesem Fall kann die Unter­ drückungseinrichtung 206 für die Verzögerungswinkelsteue­ rung mit einer Vielzahl dritter Zähler versehen sein, die jeweils die Anzahl Zündungen eines entsprechenden Zylinders zählen, wobei die Verzögerungswinkelsteuerung eines Zylin­ ders dann unterdrückt wird, wenn die erste vorherbestimmte Anzahl n₁ der Störsignalimpulse Vkn innerhalb einer vorher­ bestimmten Anzahl von Zündungen des Zylinders erzeugt wird.

Ferner ist bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel eine erste und zweite Vergleichsschaltung 253, 254 vorgesehen. Diese vergleichen das Abweichsignal ΔV mit der Obergrenze V_N1 bzw. der Untergrenze V_N2, um fest­ zustellen, ob die Abweichung ΔV auf Störungen oder Klopfen zurückzuführen ist. Die zweite Vergleichsschaltung 254 kann aber auch entfallen. In diesem Fall kann die Störbestimmein­ richtung 205 so aufgebaut sein, daß sie ein Störsignal Vk erzeugt, wenn die Abweichung ΔV unterhalb der Obergrenze V_N1 liegt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Klopfunterdrückung in einem Mehrzylinder- Verbrennungsmotor, umfassend:

• - mindestens einen Klopfsensor (101) mit jeweils nachgeord­ neten Bandpaßfiltern (121), die jeweils Schwingungen eines entsprechenden Zylinders erfassen;
• - eine Klopfbestimmeinrichtung (142, 242), die anhand von Ausgabesignalen des mindestens einen Klopfsensors (101) be­ stimmt, ob in den Zylindern Klopfen auftritt und ein Klopf­ signal für einen Zylinder erzeugt, der als von Klopfen befallen selektiert wurde;
• - eine Steuereinrichtung (143) mit einer Verzögerungswinkel- Steuereinrichtung (243), die den Zündzeitpunkt des von Klopfen befallenen Zylinders aufgrund des Klopfsignals verzögert, gekennzeichnet durch

eine Störbestimmeinrichtung (205), die anhand eines Vergleiches des in der Verzögerungswinkel-Steuereinrichtung (243) berech­ neten Verzögerungswinkels ΔΘ_R für jede Zündung mit mindestens einer vorgegebenen Störbestimmungsschwelle bestimmt, ob das Klopfsignal der Klopfbestimmeinrichtung (142, 242) durch mechanisches Hintergrundrauschen, sonstige mechanische Stör­ quellen oder durch Brennraumklopfen verursacht ist und ein Störsignal erzeugt, sowie
eine Klopfsteuerunterdrückungseinrichtung (206), die mit der Verzögerungswinkel-Steuereinrichtung (243) verbunden ist, um bei Vorliegen des Störsignales über einen vorgegebenen Zeitraum die Zündzeitpunktverzögerung zu unterdrücken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfbestimmeinrichtung (142, 242) der Steuereinrich­ tung (143), der Störbestimmeinrichtung (205) sowie der Klopf­ steuerunterdrückungseinrichtung (206) ausschließlich digitalisierte Signale zugeführt werden und die vorerwähnten Einrichtungen (142, 242, 143, 205, 206) in einem Mikrorechner (140) enthalten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückungseinrichtung (206) für die Verzögerungs­ winkelsteuerung eine erste Zählereinrichtung aufweist, die für jeden Zylinder die Störsignale zählt, wobei die Unter­ drückungseinrichtung (206) für die Verzögerungswinkelsteuerung so betätigbar ist, daß sie die Verzögerungswinkelsteuerung an einem Zylinder dann unterdrückt, wenn die Anzahl der Stör­ signale für den Zylinder, die die erste Zählereinrichtung gezählt hat, einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkel­ steuerung (243) der Klopfsteuerunterdrückungseinrichtung (206) eine erste Zählereinrichtung aufweist, die Störsignale für jeden Zylinder zählt, wobei die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung so betätigbar ist, daß sie die Verzögerungswinkelsteuerung eines Zylinders unterdrückt, wenn die Anzahl der von der ersten Zählereinrichtung nacheinander gezählten Störsignale für den Zylinder einen vorbestimmten Wert übersteigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungs­ winkelsteuerung eine zweite Zählereinrichtung aufweist, die Zündimpulse für jeden Zylinder zählt, wobei die Unter­ drückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung so betätigbar ist, daß sie die von der zweiten Zählereinrichtung gezählte Anzahl von Zündimpulsen immer dann löscht, wenn die Störbestimmeinrichtung (205) ein Störsignal für den Zylinder erzeugt und wobei die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung ferner so betätigbar ist, daß sie die Zahl von der ersten Zählereinrichtung für einen Zylinder gezählten Störsignale löscht, wenn die Anzahl der Zündimpulse des Zylinders, die von der zweiten Zählereinrichtung gezählt wurde, bis die Zahl von der ersten Zählereinrichtung gezählten Störsignale für diese Zylinder einen vorbestimmten Wert erreicht, einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdrückungseinrichtung für die Verzögerungs­ winkelsteuerung eine dritte Zählereinrichtung aufweist, die Zündimpulse für jeden Zylinder zählt, wobei die Unter­ drückungseinrichtung für die Verzögerungswinkelsteuerung so betätigbar ist, daß sie die Verzögerungswinkelsteuerung eines Zylinders dann unterdrückt, wenn die Zahl der Störsignale für den Zylinder, die von der ersten Zählereinrichtung gezählt wurden, bis die Anzahl von der dritten Zählereinrichtung gezählten Zündimpulse des Zylinders einen vorbestimmten Wert erreicht, den ersten vorbestimmten Wert übersteigt.

7. Verfahren zur Klopfunterdrückung in einem Mehrzylinder- Verbrennungsmotor mit mindestens einem Klopfsensor, die jeweils Schwingungen eines entsprechenden Zylinders erfassen, wobei für den klopfenden Zylinder ein Klopfsignal erzeugt und auf Basis dessen ein Klopfunterdrückungssignal unabhängig von den übrigen Zylindern berechnet und eine Verzögerungswinkelsteuerung durchgeführt wird, mit Bestimmung, ob das Klopfunterdrückungs­ signal aus Störungen oder Rauschen resultiert, um im Falle von erkannten Störungen oder Rauschen die Klopfunterdrückung des jeweiligen Zylinders zu unterbrechen,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Vorgabe einer Störungsschwelle V_N und einer vorbestimmten Anzahl von Zündungen N₁ und N₂ mit N₁ < N₂;
• - Berechnen eines Abweichniveaus Δ_V entsprechend einem Klopfsignal durch Subtrahieren eines Spitzenniveaus V_P von einer Spitzenspannungsschwelle V_TH des digitalisierten Abgabesignals jedes Klopfsensors, welches beim Zünden des zugehörigen Zylinders auftritt;
• - Bestimmen, ob das Abweichniveau Δ_V einen positiven Wert 5 hat und Erzeugen des Klopfunterdrückungssignals durch Verzöge­ rungswinkelbestimmung (Θ_R) für einen von Klopfen befallenen Zylinder;
• - Bestimmen, ob die Anzahl der zwischenzeitlich ermittelten Zündungen für einen Zylinder geringer ist als die vorbestimmte Anzahl von Zündungen N₁ und in diesem Falle Verzögern des Zündzeitpunktes eines Zylinders aufgrund des Abweichniveaus Δ_V für den Zylinder;
• - Bestimmen, ob die Anzahl der ermittelten Zündungen im Bereich gleich oder größer dem Vorgabewert N₁ und gleich oder kleiner dem Vorgabewert N₂ liegt und ob die Anzahl von durch Vergleich des Verzögerungswinkels (Θ_R) mit der Störungsschwelle (V_N) ermittelten Störimpulsen V_Kn einen vorgegebenen Wert n₁ erreicht oder übersteigt;
• - Vergleich des Abweichniveaus Δ_V mit der Störungsschwelle V_N, wobei im Falle Δ_V V_N oder wenn die Anzahl von Störim­ pulsen V_Kn den vorgebenen Wert V_kn1 erreicht oder übersteigt, auf mechanisches Hintergrundrauschen oder sonstige mechanische Störquellen erkannt wird und die Klopfunterdrückung bzw. Verzögerungswinkelsteuerung des jeweiligen Zylinders unter­ brochen wird.