DE2930540C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Bekanntlich ist man daran interessiert, den Zündwinkel einer Brenn­ kraftmaschine, insbesondere einer solchen, die in Kraftfahrzeugen Ein­ satz findet, während des Betriebs der Maschine in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Last (Saugrohrunterdruck) derselben automatisch nach einer Steuerkurve zu ändern, die im Hinblick auf Gesichtspunkte wie maximale Leistung, optimale Kraftstoffausnutzung oder Reduzierung schädlicher Abgasbestandteile ausgelegt ist. Wie ebenfalls bekannt, führt insbesondere eine Verstellung des Zündzeitpunkts in Richtung Frühzündung jedoch zu unerwünschten Klopferscheinungen des Motors.

Es ist bekannt, dem Klopfen durch Verstellen des Zündzeitpunkts in Richtung später auf zwei Wegen entgegenzuwirken: Wie in den Beschrei­ bungseinleitungen der US-PS 40 02 155, F02P 11/02, und 41 20 272, F02P 5/14, dargelegt, kann man die Verstellung des Zündzeitpunkts in Rich­ tung Frühzündung generell von vornherein auf Werte begrenzen, bei denen mit Sicherheit ein Klopfen überhaupt nicht auftritt. Da das Klopfen auch von anderen Faktoren, beispielsweise der Zusammensetzung des Kraft­ stoffs, abhängt, muß man hier mit einem relativ großen Sicherheitszu­ schlag arbeiten, so daß diese Maßnahme zu einer generellen Beeinträch­ tigung der Arbeitsweise der Maschine führt. Die andere, beispielsweise ebenfalls aus den genannten beiden Druckschriften bekannte Maßnahme be­ steht darin, die Steuerkurve für den Zündwinkel nach den oben dargeleg­ ten Zielsetzungen und damit der Optimierung der eigentlichen Betriebs­ weise der Maschine auszulegen und eine gezielte Verstellung des Zünd­ zeitpunkts in Richtung Spätzündung nur dann vorzunehmen, wenn ein Klopf­ sensor das Auftreten unterwünschten Klopfens anzeigt. Verschwindet das Klopfen aufgrund dieser Maßnahme oder aus anderen Ursachen, so wird au­ tomatisch diese Änderung des Zündwinkels aufgehoben, d. h. der Zündwin­ kel wird dann wieder durch die vorgegebene Steuerkurve bestimmt. Diese bekannte Maßnahme hat den Nachteil, daß der jeweilige Zündwinkel dau­ ernd im Bereich der Klopfgrenze verändert wird ("Sägen" des Zündwin­ kels).

Der VW-Forschungsbericht Nr. FAT 7809V/5 beschreibt ein Prinzip für die Zündzeit­ punkteinstellung, bei dem im normalen Betriebszustand der Brennkraftmaschine der Zündwinkel durch ein Kennfeld vorgegeben wird. Dieses ist in einer Tabelle abgespeichert, die Gaspedalstellung, Drehzahl und eine charakteristische Motor­ temperatur als Eingänge verwendet. Wenn der Klopfsensor klopfende Verbrennung erkennt, wird der Sollwert des Zündwinkels korrigiert.

Aus der DE-OS 25 07 286, F02P 11/00, schließlich ist ein Verfahren zum Feststellen von Verbrennungsfehlern in einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem gegebenenfalls Signale zur Steuerung von Alarm- oder Schutzanordnungen oder zurückwirkender Stromkreise erzeugt werden, um den Zündstromkreis oder die Zusammensetzung des Gasgemischs zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß einerseits die Steuerkurve im Hinblick auf die Optimierung des Betriebs der Brennkraftmaschine un­ ter Außerachtlassen der Klopfgrenze ausgelegt weden kann, andererseits die Gefahr des Sägens des Zündwinkels an der Klopfgrenze vermieden ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein wesentlicher Vorteil der Erfin­ dung ist also darin zu sehen, daß selbsttätig eine Adaption der Steu­ erkurve für den Zündwinkel im Hinblick auf die jeweils vorliegenden Verhältnisse erfolgt, indem jeweils gleichsam die Klopfgrenze bestimmt und gespeichert wird. Damit wird die Steuerkurve also individuell an die jeweilige Brennkraftmaschine angepaßt, so daß nach einer sehr kur­ zen Betriebszeit eine adaptierte Steuerkurve vorliegt, die, ausgehend von der für den Betrieb der Maschine optimierten Steuerkurve, so kor­ rigiert ist, daß Klopfen nicht auftreten kann.

Dabei ist es von Vorteil, die Speicherung der Korrektursignale in be­ stimmten Abständen wieder aufzuheben, beispielsweise beim Abschalten der Brennkraftmaschine, so daß beim neuen Anfahren derselben den dann vorliegenden Verhältnissen entsprechende neue Korrektursignale erzeugt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ei­ ner zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Anordnung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 einen schematischen Überblick über die gesamte Zündeinrichtung einer Kraftfahrzeug-Brennkraft­ maschine, die mit der Erfindung ausgerüstet ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 3 ein Diagramm, das die Steuerkurve und die adap­ tierte Steuerkurve wiedergibt.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist zwischen Zündspule 1 und Tran­ sistorzündung 2 einerseits sowie Zündverteiler 3 und Zündkerzen 4 an­ dererseits das Gerät 5 angeordnet, das zur Erzeugung von Korrektursi­ gnalen für die Zündwinkel-Grundverstellkurve dient, die im Zündvertei­ ler 3 erzeugt wird. Auf den Aufbau des Geräts 5 wird im folgenden an­ hand Fig. 2 noch eingegangen; an dieser Stelle sei lediglich bemerkt, daß dieses separate Gerät mit Anschlüssen 6 und 7 für einen Klopfsen­ sor 8 und einen Drucksensor 9 für den Saugrohr-Unterdruck der Maschine sowie mit lösbaren elektrischen Anschlüssen 10 und 11 für den Zündver­ teiler 3 bzw. die Transistorzündung 2 versehen ist. Dadurch wird es mög­ lich, bei Ausfall des Geräts 5 durch direkte Verbindung der Anschlüsse 10 und 11 einen Notbetrieb sicherzustellen.

Betrachtet man nun Fig. 2, so gibt die Brennkraftmaschine 20 Drehzahl­ signale n sowie Saugrohrunterdruck-Signale p _s und in diesem Falle auch Motortemperatur-Signale T an die Einrichtung 21 ab, die über das erste Verknüpfungsglied 22 und das zweite Verknüpfungsglied 23, dem auch die Grundverstellwerte α _{z 0} zugeführt werden, eine in Fig. 3, die den Ver­ lauf des Zündwinkels α _z über der Drehzahl n wiedergibt, mit a bezeich­ nete Steuerkurve an die Zündvorrichtung liefert. Das erste Verknüpfungs­ glied 22 dient zur Summierung von Zündwinkelanteilen, die auf die ver­ schiedenen, der Einrichtung 21 zugeführten Motorparameter zurückgehen.

Betrachtet man Fig. 3, so verläuft die Steuerkurve a in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel geradlinig zwischen Zündwinkelwerten α _z , die individuel­ len Drehzahlen n ₁ . . . n ₄ . . . zugeordnet sind. Jeweils benachbarte dieser Drehzahlwerte definieren also Drehzahlbereiche mit Mittendrehzahlen n ₀′ . . . n ₃′ . . .

Diese Steuerkurve a ist also ausgelegt für optimale Betriebsweise der Brennkraftmaschine ohne Berücksichtigung der Tatsache, daß bei relativ weiter Verstellung des Zündzeitpunkts in Richtung Frühzündung Klopfen auftreten kann.

Sofern Klopfen auftritt, wird dies durch den Klopfsensor 24 bekannten Aufbaus (siehe Fig. 2) über die erste Auswahllogik 25, die drehzahlab­ hängig angesteuert ist, der Speicheranordnung 26 mitgeteilt. Diese ent­ hält Zählzellen entsprechend der Anzahl der Drehzahlbereiche in Fig. 3; von diesen Zählzellen sind in Fig. 2 nur die mit 27, 28 und 29 bezeich­ neten dargestellt. In jeder dieser Zählzellen wird also die Zahl der zum Beseitigen des Klopfens in dem jeweiligen Drehzahlbereich erforderlichen Korrekturen der Steuerkurve a in diesem Bereich digital gespeichert, und über die ebenfalls drehzahlabhängig angesteuerte zweite Auswahllogik 30 wird ein entsprechendes Korrektursignal Δα _zk an das zweite Verknüpfungs­ glied 23 geliefert. Dieses zweite Verknüpfungsglied 23 erfaßt also das Aus­ gangssignal des ersten Verknüpfungsglieds 22, das Signal a _{z 0} für den jeweiligen Grundwert des Zündwinkels und damit das aus der Steuerkurve gewonnene Steuersignal sowie das Korrektursignal Δα _zk zu einem an die Maschine 20 gelieferten korrigierten Steuersignal zusammen, so daß der Maschine insgesamt betrachtet eine korrigierte oder adaptierte Steuer­ kurve b (siehe Fig. 3) zur Einstellung eines drehzahlabhängigen Zünd­ winkels zugeführt wird, der den optimalen Kompromiß zwischen Betriebs­ weise der Maschine und Vermeidung des Klopfens darstellt.

Durch nicht dargestellte, da jedem Fachmann geläufige Maßnahmen erfolgt die Rückstellung der Zählzellen 27, 28 und 29 beim Ausschalten der Ma­ schine, so daß beim erneuten Anfahren der Maschine im Hinblick auf die dann jeweils vorliegenden Verhältnisse neue Korrektursignale ermittelt und in der Speicheranordnung 26 wieder gespeichert werden.

Weiterhin können Maßnahmen getroffen sein, die beim Erreichen einer vor­ gegebenen unteren korrigierten Steuerkurve in Fig. 3 ein Störungssignal erzeugen, wobei diese "Grenzkurve" so gewählt ist, daß sie nur bei Stö­ rungen, wie einer mechanischen Fehleinstellung des Zündverteilers oder bei Ausfall des Klopfsensors, auftreten kann.

Die Drehzahlbereiche in Fig. 3 wird man so wählen, daß in jedem dieser Drehzahlbereiche ein in dieser Figur durch Dreiecke angedeutetes auswert­ bares Signal des verwendeten Klopfsensors liegt.

Claims (6)

1. Verfahren zum Betrieb einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit einer last- und drehzahlabhängigen Steuerkurve für den Zündwinkel, der beim Auftreten uner­ wünschten Klopfens durch in einem Klopfsensor gewonnene Korrektursignale für die aus der Steuerkurve gewonnenen Steuersignale in Richtung späterer Zündzeitpunkt auf Werte verstellt wird, bei denen das unerwünschte Klopfen verschwunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einmal gewonnenen Korrektursignale (Δα ) _zk ) gespeichert werden zur Gewinnung einer durch sie korrigierten, an die jeweils vorliegenden Verhältnisse selbstadaptierten Steuerkurve (b) für eine vorgegebene längere Betriebszeit der Brennkraftmaschine.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spei­ cherung der Korrektursignale (Δα _zk ) beendet wird durch das Ab­ schalten der Brennkraftmaschine (20).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten vorgegebener maximaler Korrektursignale ein Störungssi­ gnal erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Korrekturwerte (Δα _zk ) jeweils für Drehzahlbereiche gewonnen werden, in denen der Klopfsensor (24) auswertbare Signale liefert.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Klopfsen­ sor (24) und einem Verknüpfungsglied (23), dem auch die Steuersi­ gnale zur Gewinnung eines Verstellsignals zugeführt sind, eine Speicheranordnung (26) mit Zählzellen (27, 28, 29) sowie je eine der Speicheranordnung (26) vor- und nachgeschaltete, drehzahlab­ hängig angesteuerte Auswahllogik (25, 30) für die Zählzellen (27, 28, 29) liegen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spei­ cheranordnung (26) nebst Auswahllogiken (25, 30) und das Verknüp­ fungsglied (23) mit Anschlüssen (6, 7) für Sensoren (8, 9) zu einem Gerät (5) zusammengefaßt sind, das lösbar mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Grundverstellkurve (α _{z 0}) der Zündverstellung (Zündverteiler 3) und einer Zündvorrichtung (2) verbindbar ist.