DE4006992C2

DE4006992C2 - Klopfunterdrückungseinrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4006992C2
Application number: DE4006992A
Authority: DE
Inventors: Atsuko Matsuoka; Toshio Iwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2010-03-07
Also published as: US5054448A; DE4006992A1; KR900014744A

Description

Die Erfindung betrifft eine Klopfunterdrückungseinrichtung für Brennkraftmaschinen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Fig. 8 zeigt eine typische konventionelle Klopfunter drückungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine, und zwar mit einem Klopfsensor 1 in Form eines Beschleunigungssen sors oder dgl., der an der Maschine angebracht ist und Klopfen in dieser erfaßt, wobei z. B. Maschinenbeschleuni gungen aufgrund von Klopfen erfaßt werden und ein entspre chendes elektrisches Ausgangssignal gebildet wird, ferner mit einem Klopferkennungskreis 2 zur Erkennung von auf Klopfen zurückgehende Signale im Ausgangssignal des Klopf sensors 1 und zum Erzeugen eines analogen Ausgangssignals beim Erfassen von Klopfen, mit einem Analog-Digital- bzw.

ΔΘ_R = V_R × N

in der N ein Modifikationskoeffizient ist.

Bei der vorstehenden Klopfunterdrückungseinrichtung führt die Hardware wie etwa der Klopferkennungskreis 2 die ge samte Signalverarbeitung zur Bestimmung von Klopfen in der Maschine aus. Eine solche Verarbeitung verlangt einen recht komplexen Schaltungsaufbau und stellt eine starke Belastung der Hardware dar, so daß hohe Herstellungskosten die Folge sind.

Aus der DE 37 04 839 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunkts einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei ein Klopfsensor ein Ausgangssignal auf eine Klopfsignalermittlungsschaltung führt. Die dort gezeigte Schaltung weist einen Tiefpaßfilter auf, dessen Ausgang auf eine Peak-Anordnung geführt ist. Am Ausgang der Peak- Anordnung ist ein Komparator angeordnet, welcher auf einen Mikrocomputer führt, mit dessen Hilfe Klopfen erkannt wird und ein Signal zur Zündverstellung ableitbar ist. Die Signalverarbeitung der dortigen Vorrichtung erfolgt überwiegend analog. Das Erkennen eines Ausfalls oder einer Fehlfunktion des Klopfsensors ist ebenso wenig möglich wie ein darauf gestütztes Umschalten in ein Notlaufprogramm zum Betreiben der Brennkraftmaschine.

Aus der US-PS 4 633 835 ist eine Zündzeitpunkt- Regelungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, welche ebenfalls auf der Basis der Detektion des Klopfens in der Brennkraftmaschine den Zündzeitpunkt derart verstellt, daß die Brennkraftmaschine möglichst im klopffreien Betrieb arbeitet. Bei der dort gezeigten Lösung wird zwar relativ frühzeitig eine Analog-Digitalwandlung der vom Klopfsensor gelieferten Signale vorgenommen, die von einem Mikrorechner weiterverarbeitet werden, jedoch wird zur Korrektur des Zündzeitpunktes auf in einem Speicher abgelegte Werte zurückgegriffen. Dies wiederum schränkt die Dynamik der Zündzeitpunktregelung ein, da keine aktuellen, jeweils vom momentanen Betriebszustand abhängigen Verstellparameter berechnet werden können.

Aus der DE 37 21 424 A1 ist eine Vorrichtung zum Regeln des Zündzeitpunktes bei einer Brennkraftmaschine bekannt, welche eine Verstellgröße des Zündzeitpunktes liefert, um ein Klopfen zu verhindern. Diese Verstellgröße wird beim Feststellen des Klopfens ermittelt und ändert sich in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Dort wird vorgeschlagen, die Verstellgröße im niedrigen Drehzahlbereich groß zu machen und für Übergangs Betriebszustände der Brennkraftmaschine eine Übergangszustandsverstellung zu ermitteln. Die Übergangszustandsverstellungsgröße wird zur eigentlichen Verstellgröße des Klopfens addiert, so daß sich in der Summe eine entsprechende Spätzündung ergibt. Bei der dortigen Vorrichtung führt der Klopfsensor über ein Bandpaßfilter und eine Peak-Schaltung auf einen Vergleicher, an dessen Ausgang ein Mikrorechner über einen Port angeschlossen ist. Demnach erfolgt auch dort die Signalverarbeitung bis hin zum Mikrorechner analog, und es ist nicht möglich, einen Klopfsensorausfall zu erkennen und dann auf ein Notlaufprogramm für den Betrieb der Brennkraftmaschine umzuschalten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Klopfunterdrückungseinrichtung für Brennkraftmaschinen vorzuschlagen, die derart ausgebildet ist, daß möglichst frühzeitig digitale Werte der Betriebsparameter bereitgestellt werden, um diese dann einem Mikrorechner zur weiteren Bearbeitung zuzuführen, wobei sichergestellt sein soll, daß ein Ausfall des verwendeten Klopfsensors erkannt wird und in diesem Falle ein Signal zum Umschalten in ein vorbestimmtes Havarie- oder Notlaufregime ableitbar ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches umfassen.

Die Schwellwert-Vorgabeeinheit bestimmt den Schwel lenwert V_TH wie folgt:

V_TH = V_A × K + Vofs

mit K=eine Konstante und Vofs=ein Offsetwert.

Klopfen im Motor liegt dann vor, wenn das Peaksignal V_P größer als das Schwell wertsignal V_TH ist.

Weiterhin ist vorgesehen, daß das Verzöge rungswinkel-Modifizierglied eine geeignete Verzögerungs winkel-Modifikationsgröße ΔΘ_R auf der Basis einer Dif ferenz V_K zwischen dem Peakhaltesignal V_P und dem Schwell wert V_TH wie folgt berechnet:

ΔΘ_R = V_K × L = (V_P - V_TH) × L

wobei L ein Modifikationskoeffizient ist.

Bei größer werdender Differenz V_K zwischen dem Peakhaltesignal V_P und dem Schwellwertsignal V_TH mit steigender Drehzahl der Maschine wird eine geeignete Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße ΔΘ_R durch Normierung der Differenz V_K mit dem Schwellen wertsignal V_TH wie folgt berechnet:

ΔΘ_R = V_K × (L′/V_TH) = (V_P - V_TH) × (L′/V_TH)

wobei L′ ein Modifikationskoeffizient ist.

Eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Er findung weist ein Ausfallbestimmungsglied auf, das be stimmt, ob im Klopfsensor ein Ausfall vorliegt.

Dabei ist vorgesehen, daß das Ausfallbestimmungsglied das Mittelungssignal V_A des Mittelungsglieds erhält und be stimmt, daß im Klopfsensor ein Ausfall vorliegt, wenn das Mittelungssignal V_A kleiner als ein vorbestimmter Bezugs pegel V_AF ist.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verzögerungswinkel-Modifizierglied die Verzöge rungswinkel-Modifikation erst abbricht, nachdem das Aus fallbestimmungsglied eine vorbestimmte Anzahl von Malen bestimmt hat, daß im Klopfsensor ein Ausfall vorliegt.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann ferner einen Drehzahl geber aufweisen, der die Drehzahl der Maschine aufnimmt, wobei das Ausfallbestimmungsglied die Ausfallbestimmung nur durchführt, wenn die vom Drehzahlgeber aufgenommene Maschinen drehzahl in einen bestimmten Bereich fällt.

Anhand der Zeichnungen und von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungs beispiels der Klopfunterdrückungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine;

Fig. 2a den Signalverlauf eines Rücksetzsignals, das einem Peakhaltekreis von Fig. 1 zugeführt wird;

Fig. 2b den Signalverlauf des Ausgangssignals eines Klopfsensors von Fig. 1;

Fig. 2c den Signalverlauf des Ausgangssignals des Peakhaltekreises von Fig. 1;

Fig. 2d den Signalverlauf des Ausgangssignals eines Mittelwertbildners von Fig. 1;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das ein von einem Mikrocom puter von Fig. 1 ausgeführtes Steuerprogramm zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, das Schwellenwertsignal- und Peaksignal-Verläufe über der Drehzahl der Maschine zeigt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das ein vom Mikrocomputer von Fig. 1 ausgeführtes weiteres Steuerpro gramm zeigt;

Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das ein von einem Mikrocom puter von Fig. 6 ausgeführtes Steuerprogramm zeigt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer konventionellen Klopf unterdrückungseinrichtung für eine Brennkraft maschine;

Fig. 9a den Signalverlauf des Ausgangssignals eines Klopfsensors von Fig. 8;

Fig. 9b den Signalverlauf eines Maskensignals, das einem Steuereingang eines Torglieds von Fig. 8 zugeführt wird;

Fig. 9c den Signalverlauf des Ausgangssignals des Tor glieds von Fig. 8;

Fig. 9d den Signalverlauf des Ausgangssignals eines BGL-Glieds von Fig. 8; und

Fig. 9e den Signalverlauf des Ausgangssignals eines Integrierglieds von Fig. 8.

Fig. 1 zeigt allgemein die Auslegung des ersten Ausfüh rungsbeispiels der Klopfunterdrückungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Einrichtung hat einen Klopfsensor 100, eine Klopf-Schnittstelle 110, zwei A-D-Wandler 121, 122 und einen Mikrocomputer 130.

Der Klopfsensor 100, der ein Beschleunigungssensor oder dgl. ist, ist an einer Brennkraftmaschine montiert, erfaßt darin auftretendes Klopfen und erzeugt ein hochfrequentes Aus gangssignal [Fig. 2(b)] zur Bestimmung von Klopfen in der Maschine.

Die Klopf-Schnittstelle 110 umfaßt ein Bandpaßfilter 111, dessen Eingang mit dem Klopfsensor 100 verbunden ist und ein bestimmtes Frequenzband des Ausgangssignals des Klopf sensors 100 filtriert, einen Peakhaltekreis 112, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Bandpaßfilters 111 gekoppelt ist zur Erzeugung eines Peaksignals, dessen Amplitude jedem Peak des vom Bandpaßfilter 111 gefilterten Ausgangssignals des Klopfsensors entspricht, und einen Mittelwertbildner 113, der so geschaltet ist, daß ihm das Ausgangssignal des Band paßfilters 111 zugeführt wird zur Bildung eines Mittelungs signals, das beispielsweise in Fig. 2(d) dargestellt ist. Der Peakhaltekreis 112 hat ferner einen Rücksetzeingang, dem vom Mikrocomputer 130 ein Rücksetzsignal zugeführt wird. Das vom Mikrocomputer 130 erzeugte Rücksetzsignal hat beispielsweise Rechteckform [Fig. 2(a)], und seine ansteigende Flanke erscheint bei einem Kurbelwinkel (d. h. einer Kolbenwinkellage) von 75° vor OT, während seine abfallende Flanke bei einem Kurbelwinkel von 20° nach OT auftritt. Somit hat das dem Rücksetzeingang des Peakhaltekreises 112 zugeführte Rücksetzsignal nur während einer Periode von 75° vor OT bis 20° nach OT den Hochpegel, was im wesentlichen der Zeitdauer entspricht, während der kein Klopfen in der Maschine auftritt. Der Peakhaltekreis 112 empfängt das Aus gangssignal des Klopfsensors 100, das vom Bandpaßfilter 111 frequenzbereichsgefiltert ist, und erzeugt ein Ausgangs signal in Form eines Peakhaltesignals mit allgemein stufen förmigem Verlauf [Fig. 2(c)], wobei jedes Peakhaltesignal entsprechend einer erhöhten Amplitude jedes Impulses des Klopfsensor-Ausgangssignals stufenweise ansteigt und so lange auf dem Peak gehalten wird, wie das Rücksetzsignal den Niedrigpegel hat, und vertikal abfällt, wenn das Rück setzsignal vom Niedrigpegel zum Hochpegel geht.

Der erste A-D-Wandler 121 empfängt das Ausgangssignal in Form eines Analogsignals vom Peakhaltekreis 112 und wandelt es in ein entsprechendes Digitalsignal V_P um. Der zweite A-D-Wandler 122 empfängt das Ausgangssignal in Form eines Analogsignals vom Mittelungsglied 113 und wandelt es in ein entsprechendes Digitalsignal V_A um.

Der Mikrocomputer 130 hat eine Schwellwert-Vorgabeeinrichtung 131, die aufgrund des digitalen Mittelungssignals V_A einen Schwellwert V_TH zur Bestimmung eines Ausfalls des Klopf sensors vorgibt, ein Klopfbestimmungsglied 132, das einen Vergleich zwischen dem digitalen Peakhaltesignal V_P und dem Schwellenwert V_TH durchführt und aufgrund des Vergleichs ergebnisses bestimmt, ob Klopfen in der Maschine vorliegt, und einen Zündzeitpunkteinsteller 133, der den Zündzeit punkt der Maschine in solcher Weise einstellt, daß dieser mit zunehmender Maschinendrehzahl verzögert wird.

Die Schwellwert-Vorgabeeinrichtung 131 ist als Verstärkungs- und Offsetaddierglied ausgeführt, dessen Eingang das digi tale Ausgangssignal V_A des zweiten A-D-Wandlers 122 empfängt, das aus dem analogen Ausgangssignal des Mittelwertbildners 113 durch A-D-Umwandlung gebildet ist, und es einer Verstärkung und Offsetaddition unterzieht unter Bildung eines Schwellenspannungs-Ausgangssignals V_TH, das als Schwellwert genützt wird, um zu bestimmen, ob Klopfen in der Maschine vorliegt.

Das Klopfbestimmungsglied 132 ist als Vergleicher ausge führt, dessen einem Eingang das digitale Ausgangssignal V_P des ersten A-D-Wandlers 121 und dessen zweitem Eingang das den Schwellwert bezeichnende Ausgangssignal V_TH des Verstärkungs- und Offsetaddierglieds 131 zugeführt wird, um zwischen beiden einen Vergleich durchzuführen. Der Vergleicher 132 bestimmt, daß Klopfen in der Maschine vorliegt, wenn die Differenz V_K zwischen dem Ausgangssignal V_P und dem Schwellenwert V_TH größer als Null ist

(V_K = V_P - V_TH < 0).

Der Zündzeitpunkteinsteller 133 hat ein Verzögerungswinkel- Modifizierglied, dem das Ausgangssignal V_K des Vergleichers 132 zugeführt wird zur Bildung eines Ausgangssignals Θ_R, das einem Zündzeitpunktregelkreis (nicht gezeigt), der eine Zündspule und eine Zündkerze aufweist, zugeführt wird, um den Zündzeitpunkt in geeigneter Weise zu regeln bzw. zu verzögern.

Nachstehend wird der Betrieb der Klopfunterdrückungsein richtung unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, die den Ablauf eines Steuerprogramms zeigt, das im Mikrocomputer 130 gespeichert ist und von diesem zur Steue rung der Klopfunterdrückungseinrichtung ausgeführt wird.

In Schritt S1 wird das vom Peakhaltekreis 112 gelieferte analoge Peakhaltesignal im ersten A-D-Wandler 121 in ein Digitalsignal V_P umgewandelt. In Schritt S2 wird dem Rück setzeingang des Peakhaltekreises 112 vom Mikrocomputer 130 ein Rücksetzsignal zugeführt. In Schritt S3 wird das analoge Mittelungssignal des Mittelwertbildners 113 vom zweiten A-D-Wandler 122 in ein Digitalsignal V_A umgewandelt, das dem Verstärkungs- und Offsetaddierglied 131 zugeführt wird, wo es eine vorgegebene Anzahl von Malen (z. B. K-mal) ver stärkt und ein Offsetwert Vofs hinzuaddiert wird zur Bildung eines Klopfbestimmungs-Schwellwerts V_TH, d. h. V_TH=V_A×K+Vofs. Dann vergleicht in Schritt S5 der Ver gleicher 132 das Ausgangssignal V_P des ersten A-D-Wandlers 121, das in Schritt S1 gebildet und dem ersten Eingang zu geführt wurde, mit dem in Schritt S4 erhaltenen und dem zweiten Eingang zugeführten Klopfbestimmungs-Schwellwert V_TH des Verstärkungs- und Offsetaddierglieds 131, um zu be stimmen, ob Klopfen in der Maschine vorliegt. Wenn in Schritt S6 das Vergleichsergebnis (V_K=V_P-V_TH) positiv ist (also bei V_K<0), wird bestimmt, daß Klopfen in der Maschine vorliegt, und das Programm geht zu Schritt S8, in dem durch das Verzögerungswinkel-Modifizierglied 133 eine Verzögerungswinkel-Modifizierung durchgeführt wird, d. h. eine geeignete Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße ΔΘ_R zur Änderung des Verzögerungswinkels Θ_R für die Klopf unterdrückung wird wie folgt berechnet:

ΔΘ_R = V_K × L = (V_P - V_TH) × L

wobei L ein Modifikationskoeffizient ist.

Wenn dagegen das Vergleichsergebnis nicht positiv ist (also bei V_K=V_P-V_TH≦0), wird bestimmt, daß kein Klopfen vorliegt, und das Programm geht zu Schritt S7, in dem die Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße ΔΘ_R mit Null vor gegeben wird (ΔΘ_R=0). Dann geht das Programm von Schritt S7 oder S8 zu Schritt S9, in dem ein geeigneter Verzögerungswinkel Θ_R′ für die Klopfunterdrückung wie folgt berechnet wird:

Θ_R′ = Θ_R + ΔΘ_R

wobei Θ_R ein normaler Verzögerungswinkel ohne Berücksich tigung der Klopfunterdrückung ist.

Dann springt das Programm zu Schritt S1 zurück, und der gleiche Vorgang wird wiederholt.

Fig. 4 zeigt die Verläufe des Peakhaltesignals V_P und des Klopfbestimmungs-Schwellwertsignals V_TH, bezogen auf die Drehzahl der Maschine, bei gleicher oder konstanter Klopf stärke. Wie aus diesen Verläufen hervorgeht, wird die Dif ferenz V_K zwischen dem Peakhaltesignal V_P und dem Klopfbe stimmungs-Schwellensignal V_TH mit zunehmender Maschinen drehzahl größer. Wenn daher die Verzögerungswinkel-Modifi kationsgröße ΔΘ_R unter Anwendung der obigen Gleichung

(ΔΘ_R = V_K × L = (V_P - V_TH) × L)

berechnet wird, wird die Verzögerungswinkel-Modifikationsgröße ΔΘ_R bei gleicher oder konstanter Klopfstärke mit zunehmender Maschinendrehzahl größer, was in einer falschen Zündzeitpunkteinstellung resultiert. Um daher eine bessere Einstellbarkeit des Zünd zeitpunkts zu erreichen, wird empfohlen, daß der Klopfbe stimmungs-Schwellwert (ΔΘ_R=V_K×L) in Schritt S8 von Fig. 3 durch einen anderen Schwellenwert (ΔΘ_R′) von Schritt S8A von Fig. 5 ersetzt wird, der auf der Basis der Differenz zwischen dem Peakhaltesignal V_P und dem Klopfbe stimmungs-Schwellwertsignal V_TH sowie eines Schwellwert- Modifikationskoeffizienten (L′/V_TH), der durch Normierung einer Konstanten L′ mit dem Klopfbestimmungs-Schwellwert V_TH gebildet ist, wie folgt berechnet wird:

ΔΘ_R = V_R × (L′/V_TH) = (V_P - V_TH) × L′/V_TH).

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das hin sichtlich Aufbau und Betrieb im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht; dabei hat jedoch der Mikro computer 130′ zusätzlich zu dem Verstärkungs- und Offset addierglied 131, dem Vergleicher 132 und dem Zündzeitpunkt einsteller 133 in Form einer Verzögerungswinkel-Modifika tionseinheit, die sämtlich dem vorhergehenden Ausführungs beispiel entsprechen, ein Ausfallbestimmungsglied 134, das bestimmt, ob ein Ausfall eines Klopfsensors 100 vorliegt. Dabei ist das Ausfallbestimmungsglied 134 so geschaltet, das es das Mittelungssignal V_A des zweiten A-D-Wandlers 122 und das Ausgangssignal eines Drehzahlgebers 140, der die Anzahl Umdrehungen der Maschine pro Minute aufnimmt, empfängt und das Mittelungssignal V_A mit einem vorbestimmten Bezugspegel vergleicht, um zu bestimmen, ob der Klopfsensor 100 ausge fallen ist, und der ein Ausfallsignal an die Verzögerungs winkel-Modifiziereinheit 133 liefert, wenn bestimmt wird, daß ein Ausfall im Klopfsensor 100 vorliegt. Im übrigen ist der Klopfunterdrückungsbetrieb dieses Ausführungsbeispiels praktisch gleich demjenigen des vorhergehenden Ausführungs beispiels.

Die Ausfallbestimmung dieses Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert, die die Schrittfolge eines vom Mikrocomputer 130′ von Fig. 6 aus geführten Steuerprogramms zeigt.

In Schritt S 101 bestimmt aufgrund des Ausgangssignals des Drehgebers 140 das Ausfallbestimmungsglied 134, ob die vom Drehgeber 140 aufgenommene Maschinendrehzahl in einen bestimmten Drehzahlbereich fällt. Bei NEIN geht das Programm zu Schritt S 109. Bei JA dagegen geht das Programm zu Schritt S 102, in dem das Ausfallbestimmungsglied 134 das Mittelungssignal V_A des zweiten A-D-Wandlers 122 mit dem vorgegebenen Bezugspegel V_AF vergleicht. Wenn das Mitte lungssignal V_A kleiner als der vorgegebene Bezugspegel V_AF ist, wird bestimmt, daß ein Ausfall im Klopfsensor 100 vor liegen kann, und dann geht das Programm zu Schritt S 103, in dem die von einem Ausfallzähler (nicht gezeigt), der in das Ausfallbestimmungsglied 134 eingebaut sein kann und zählt, wie viele Ausfälle (V_AF<V_A) im Klopfsensor 100 in Schritt S 102 bestimmt werden, gezählte Anzahl C_F um 1 erhöht wird, so daß C_F+1 (d. h. C_F+1=C_F+1) erhalten wird. Anschließend wird in Schritt S 105 bestimmt, ob der Zählwert C_F+1 gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl N ist. Bei NEIN geht das Programm zu Schritt S 109. Bei JA in Schritt S 105 wird dagegen in Schritt S 107 ein Ausfallflag auf "1" gesetzt, und gleichzeitig wird der Zählwert C_F+1 auf N gesetzt. Danach geht das Programm zu Schritt S 109, in dem bestimmt wird, ob das Ausfallflag "1" ist. Bei JA geht das Programm zu Schritt S 110, in dem anstelle einer Ausführung der Klopfunterdrückungsregelung auf der Basis des Ausgangs signals des Klopfsensors 100 das Verzögerungswinkel-Modi fizierglied 133 eine Ausfallzeit-Verzögerungswinkelregelung (d. h. eine normale Zündzeitpunktverstellung) ohne Berück sichtigung des Klopfsensorausgangssignals durchführt. Bei NEIN in Schritt S 109 (also wenn das Ausfallflag ≠0) geht das Programm zu Schritt S 111, in dem die normale Verzöge rungswinkel-Modifikationsregelung entsprechend den Fig. 3 oder 5 zur Klopfunterdrückung durchgeführt wird. Somit wird die Klopfunterdrückungsregelung des Zündzeitpunkts erst beendet, nachdem das Ausfallbestimmungsglied 134 eine vor bestimmte Anzahl von Malen oder häufiger einen Klopfsensor ausfall bestimmt hat (z. B. N-mal bei einem Ausführungs beispiel), und statt dessen wird dann die normale Zündzeit punktregelung ohne Klopfunterdrückung durchgeführt.

Wenn andererseits in Schritt S 102 das Mittelungssignal V_A gleich oder größer als der vorbestimmte Bezugspegel V_AF ist, wird bestimmt, daß der Betrieb des Klopfsensors 100 normal ist, und das Programm geht zu Schritt S 104, in dem der Ausfallzähler gezählte Zählwerte C_F um 1 verringert wird, so daß C_F-1=C_F-1. Anschließend wird in Schritt S 106 bestimmt, ob der aktualisierte Zählwert C_F-1 gleich Null ist (C_F-1=0). Bei JA geht das Programm zu Schritt S 108, in dem das Ausfallflag gelöscht wird, und gleichzeitig wird auch der Ausfallzähler gelöscht. Danach geht das Programm zu Schritt S 109, in dem bestimmt wird, daß das Ausfallflag ungleich 1 ist, und somit geht das Programm zu Schritt S 111, in dem die normale Verzögerungswinkel-Modi fikationsregelung zur Klopfunterdrückung durchgeführt wird.

Wenn in Schritt S 106 bestimmt wird, daß C_F ungleich 0 ist, überspringt das Programm Schritt S 108 und geht direkt zu Schritt S 109, in dem bestimmt wird, ob das Ausfallflag gleich 1 ist. Bei JA wird in Schritt S 110 die normale Zünd zeitpunktregelung ohne Klopfunterdrückung durchgeführt, aber bei NEIN wird in Schritt S 111 die normale Verzöge rungswinkel-Modifikationsregelung durchgeführt. Nach Schritt S 110 oder Schritt S 111 springt das Programm zu Schritt S 101 zurück. Auf diese Weise wird eine Umschaltung zwischen der normalen Zündzeitpunktregelung und der Verzögerungswinkel- Modifikationsregelung nur dann durchgeführt, wenn die Be stimmung eines Ausfalls oder Nichtausfalls des Klopfsensors 100 eine vorbestimmte Anzahl von Malen (d. h. N-mal) durch geführt wurde. Dies hat den Zweck, momentane oder ungewollte Fehler aus der Ausfallbestimmung auszuschließen und damit die Zuverlässigkeit der Bestimmung für die Praxis zu erhöhen.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird zwar in Schritt S 102 zur Bestimmung eines Ausfalls des Klopfsensors 100 das Mittelungssignal V_A des zweiten A-D-Wandlers 122 genützt; aber anstelle des Mittelungssignals V_A kann auch der Klopfbestimmungs-Schwellwert V_TH, der vom Verstär kungs- und Offsetaddierglied 131 gebildet wird, zur Verfügung stehen. In diesem Fall erfolgt in Schritt S 102 ein Vergleich zwischen dem Klopfbestimmungs-Schwellwert V_TH und einem vorgegebenen Bezugspegel V_TH, um zu bestimmen, ob der erstere größer als der letztere ist.

Claims

1. Klopfunterdrückungseinrichtung für Brennkraftmaschinen unter Verwendung mindestens eines an der Maschine angeordneten Klopfsensors (100) sowie eines Bandpaßfilters (111), eines Mikrocomputers (130) und eines durch diesen gebildeten Zündzeitpunkteinstellers (133), wobei der Ausgang des Bandpaßfilters (111) sowohl mit dem ersten Eingang eines Peakhaltekreises (112), welcher diskrete Spitzenwerte V_P des über das Bandpaßfilter (111) einlaufenden Klopfsensorausgangssignals im betrachteten Meßintervall zur Verfügung stellt, als auch mit dem Eingang eines Mittelwertbildners (113), welcher kontinuierliche Mittelwerte V_A des Klopfsensorausgangssignals bereitstellt, verbunden ist sowie mindestens einem Analog/Digital-Wandler (121, 122), dadurch gekennzeichnet, daß

- der Ausgang des Peakhaltekreises (112) zum Eingang des ersten Analog/Digital-Wandlers (121) führt sowie der Aus gang des Mittelwertbildners (113) mit dem Eingang des zweiten Analog/Digital-Wandlers (122) in Verbindung steht, der Ausgang des ersten Analog/Digital-Wandlers (121) mit dem ersten Vergleichsdateneingang eines durch den Mikrocomputer (130) gebildeten Vergleichers (132) und der Ausgang des zweiten Analog/Digital-Wandlers (122) über eine mittels des Mikrorechners (130) realisierte Schwellwertvorgabeeinrichtung (131) mit dem zweiten Vergleichsdateneingang des durch den Mikrocomputer (130) gebildeten Vergleichers (132) in Verbindung steht und der das Vergleichsergebnis V_K führende Ausgang des Vergleichers (132) auf den Entscheidungseingang des Zündzeitpunkteinstellers (133) gelegt ist;
- die Schwellwertvorgabeeinrichtung (131) des Mikrorechners (130) einen Schwellwert V_TH nach der Beziehung V_TH = V_A × K + V_ofsbereitstellt, wobei K eine vorgegebene Konstante und V_ofs einen ebenfalls vorgegebenen Offsetwert darstellt;
- dann, wenn das Spitzenwert- oder Peaksignal V_P den Schwellwert V_TH überschreitet, mittels des durch den Mikrocomputer (130) gebildeten Vergleichers (132), dem Zündzeitpunkteinsteller (133) auftretendes Klopfen durch das Ausgangssignal V_K signalisiert wird, wobei auf der Basis der Beziehung ΔΘ_R = V_K × L = (V_P - V_TH) × Lmittels des Mikrocomputers (130) eine Zündverzögerungswinkelmodifikationsgröße ΔΘ_R bestimmt wird und L ein vorgegebener Modifikationskoeffizient ist und aus der Addition der ursprünglichen Zündwinkelgröße Θ_R und der Zündwinkelmodifikationsgröße ΔΘ_R der aktuelle Zündwinkel Θ_R bestimmt wird und daß
- bei steigender Differenz V_K zwischen dem Spitzenwert- oder Peaksignal V_P und dem Schwellwert V_TH die Zündwinkelmodifikationsgröße ΔΘ_R durch Normierung der Differenz V_K mit dem Schwellwert V_TH wie folgt bestimmt wird ΔΘ_R = V_K × (L′/V_TH) = (V_P - V_TH) × (L′/V_TH),wobei L′ ein weiterer Modifikationskoeffizient ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Analog/Digital-Wandlers (122) zusätzlich mit dem ersten Eingang eines durch den Mikrorechner (130) gebildeten Ausfallbestimmungsgliedes (134) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit einem Drehzahlmesser (140) in Verbindung steht und das Ausfallbestimmungsglied (134) rechnerintern mit dem Zündzeitpunkteinsteller (133) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfallbestimmungsglied (134) einen Ausfall des Klopfsen sors (100) dann signalisiert, wenn das Mittelwertsignal V_A kleiner als ein dem Ausfallbestimmungsglied (134) vorgegebenes Bezugssignal V_AF ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfallbestimmung erst beim Überschreiten einer vorgegebenen und mittels des Drehzahlmessers (140) bestimmten Drehzahl erfolgt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündwinkelmodifikation im Falle des Erkennens einer vorgegebenen Anzahl von Ausfällen des Klopfsensors (100) abgebrochen und ein Notlaufprogramm aktiviert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Klopfsensors (100) direkt mit dem ersten Ein gang des Peakhaltekreises (112) und dem Eingang des Mittelwertbildners (113) in Verbindung steht.