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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine,
die Impulse von Vibrationskomponenten bildet, die auf einen Ionenstrom überlagert
sind, und in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Impulsen eine Klopfsteuerung der Brennkraftmaschine
ausführt.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Klopfsteuervorrichtung,
die eine stabile Klopfsteuerung für den Fall ausführen kann,
dass die Anzahl von Impulsen, die erzeugt werden, sich gemäß externer
Faktoren (z. B. Kraftstoff, verschmutzte Zündkerzen, etc.) ändert.
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2. Beschreibung des verwandten Sachstandes
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Es
ist bekannt, dass bei Brennkraftmaschinen durch eine Kraftstoffverbrennung
Ionen erzeugt werden. Somit können
diese Ionen als ein Ionenstrom erfasst werden, indem Sonden, an
die eine hohe Spannung angelegt wird, innerhalb jedes Zylinders
der Maschine vorgesehen werden. Ferner ist es bekannt, dass eine
Vibrationskomponente mit der gleichen Vibrationsfrequenz wie der
Klopfvorgang diesem Ionenstrom überlagert
wird, und dass diese Vibrationskomponente extrahiert wird, um so
eine Klopfsteuerung auszuführen
(vgl. z. B.
DE 197
33 869 A1 und
US 5,694,900 .
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Mit
allgemeinen Klopfsteuervorrichtungen unter Verwendung eines Ionenstroms
wird eine Hochspannung zum Erzeugen eines Ionenstroms unter Verwendung
einer Sekundärspannung
erzeugt, die von einer Zündspule
erzeugt wird, und die Hochspannung wird an die Zündkerzen in Zylindern der Brennkraftmaschine
nach der Entladung für
eine Zündung
angelegt, wodurch der Ionenstrom gemessen wird. Die Vibrationskomponente
des Klopffrequenzbands wird aus dem Ionenstrom durch ein Bandpassfilter
(BPF) extrahiert, von einem Verstärker verstärkt und in der Wellenform durch
einen Vergleich mit einem Erfassungsschwellenwert geformt, um Klopfimpulse
dadurch zu erzeugen.
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10 zeigt
die Ionenstromwellenform für den
Fall, dass kein Klopfvorgang vorhanden ist, die verstärkte Vibrationskomponente
und Klopfimpulse. 11 zeigt die Wellenform für den Fall,
dass ein Klopfvorgang gerade auftritt. Es lässt sich aus diesen Figuren
verstehen, dass der Klopfzustand durch die Anzahl von Klopfimpulsen
erfasst werden kann.
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Die
Klopfimpulse werden an eine Maschinensteuereinheit gesendet (nachstehend
als eine ECU bezeichnet), so dass beurteilt wird, ob ein Klopfvorgang
gerade auftritt oder nicht, und eine Steuerung des Zündzeitpunkts,
d. h. eine Klopfsteuerung, wird auf Grundlage der Beurteilungsergebnisse
ausgeführt.
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Eine
herkömmliche
Klopfvorgangsbeurteilung ist auf Grundlage eines Durchschnittswerts (AVE)
der Klopfimpulsanzahl (npn), die von der ECU gezählt wird, und einem Totband
(OFS) durchgeführt worden.
Der Durchschnittswert (AVE) der Klopfimpulsanzahl ist ein gelernter
Wert, der aus dem gleitenden Durchschnitt der Klopfimpulsanzahl
(npn) für jeden Zylinder
berechnet wird, und wird mit der folgenden Gleichung ausgedrückt: Gleitender Durchschnittswert: AVE = AVE + (npn – AVE) × Kfltwobei
Kflt ein Korrekturkoeffizient ist und einen Wert zwischen 0 und
1 hat.
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Andererseits
ist das Totband (OFS) eine Variable zum Absorbieren von Unregelmäßigkeiten
in der Klopfimpulsanzahl (npn) und ist ein Kartenwert mit den Umdrehungen/Minute
und der Last der Brennkraftmaschine als Parameter. Demzufolge wird der
Hintergrundpegel (BGL) für
jeden Zylinder unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet,
so dass eine Klopfvorgangs-Beurteilung unter Verwendung dieses Hintergrundpegels
ausgeführt
wird. BGL = AVE + OFS
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9 zeigt
den Übergang
in npn, AVE und BGL in einem Zustand ohne eine Klopfvorgang, der von
einer tatsächlichen
Brennkraftmaschine erhalten wird. Wie in 9 gezeigt,
treten große
Impulse intermittierend auf, so dass der BGL einen Übergang bei
einem extrem niedrigen Pegel durchführt, wenn nur AVE vorhanden
ist. Demzufolge tritt eine unnötige
Verzögerung
oder Zurückverlegung
(Rauschzurückverlegung)
für den
Fall auf, dass npn > BGL
ist, obwohl kein Klopfvorgang auftritt, was somit zu einem Verlust
der Leistung der Maschine führt.
Ein OFS wird eingestellt, um zu verhindern, dass dies auftritt,
aber wie in 9 gezeigt, gibt es eine Tendenz
dahingehend, dass das OFS der dominante Faktor beim Bestimmen des
BGL wird.
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Die
Klopfintensität
(np) wird mit dem folgenden Ausdruck dargestellt und der Zurückverlegungs- bzw.
Verzögerungsbetrag
von diesem Zündzeitpunkt wird
in Übereinstimmung
mit der np bestimmt. np = npn – BGL (mit
Beschränkungen
von np ≥ 0).
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Für den Fall,
dass np ≥ 1
ist, d. h. wenn beurteilt wird, dass ein Klopfvorgang gerade auftritt, schaltet
das System Kflt, der zum Berechnen des AVE verwendet wird, wodurch
ein unnötiger
Anstieg des BGL verhindert wird. Ferner ist selbst für den Fall von
np ≤ 1, Kflt
in Abhängigkeit
davon umgeschaltet, ob npn ≥ AVE
oder npn < AVE
ist.
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Ferner
weist der Zurückverlegungsbetrag eine
Haltezeit mit den Umdrehungen/Minute und der Last der Brennkraftmaschine
als Parameter auf, und für
den Fall, dass die Zurückverlegung
nicht innerhalb dieser Haltezeit erneut erzeugt wird, wird der Zurückverlegungsbetrag
um eine vorgegebene Geschwindigkeit verkleinert. Für den Fall,
dass eine neue Zurückverlegung
innerhalb der Haltezeit erzeugt wird, startet die Haltezeit ab diesem
Punkt.
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Schnelle Änderungen
in den Ansteuerbedingungen der Maschine werden allgemein auf Grundlage
der Rate einer Änderung
in dem Öffnungsgrad
der Drossel und der Änderungsrate
in Umdrehungen/Minute beurteilt. Für den Fall, dass die ECU beurteilt, dass
eine schnellere Änderung
als diese Bedingungen aufgetreten ist (transienter Zustand), schaltet
die OFS Karte auf eine Karte für
einen Übergang
für eine vorgegebene
Periode um. Dies wird ausgeführt,
um zu verhindern, dass die Änderung
in Klopfimpulsen, die durch Änderungen
in den Betriebsbedingungen erzeugt wird, fehlerhaft als ein Klopfvorgang
beurteilt wird, und auch um die Erfassung eines auftretenden Klopfvorgangs
während
des Übergangs
zu verbessern.
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Mit
dem voranstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren ist der
maximale Wert von AVE npn, selbst für den Fall, dass das Nachfolgen des
AVE maximiert wird, und um eine Rauschverzögerung oder Zurückverlegung
aufgrund von Unregelmäßigkeiten
in npn zu vermeiden, muss das OFS größer als die Unregelmäßigkeiten
in npn sein.
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Für den Fall,
dass die Anzahl von Erzeugungen von npn sich aufgrund des Typs des
Kraftstoffs oder der Zündkerzen,
Effekten von verschmutzten Zündkerzen, Änderungen
in der Brennkraftmaschine über
der Zeit, und so weiter ändert, ändert sich
natürlich
das geeignete OFS, und demzufolge bestand das Problem, dass dieses
Verfahren Änderungen
in dem npn aufgrund von externen Faktoren nicht behandeln kann.
Für den
Fall, dass das geeignete OFS aufgrund dieser Faktoren größer als
der eingestellte Wert wird, d. h. für den Fall, dass OFS unzureichend ist,
approximiert der BGL den npn aufgrund des Lerneffekts des AVE, aber
die Klopfbeurteilungsbedingungen schalten Kflt bei np ≥ 1, so dass
die folgenden Probleme bestanden: Eine Beurteilung, dass ein Klopfvorgang
gerade auftritt, wird, obwohl innerhalb durchschnittlicher Unregelmäßigkeitsbereiche,
leicht durchgeführt;
und eine Zurückverlegung
im Zündzeitpunkt
wird erzeugt und erreicht den maximalen Wert, obwohl er sich nicht
in einem Klopfzustand befindet.
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Das
heißt,
selbst für
den Fall, dass Kflt geändert
wird, um das Nachfolgen von AVE zu verbessern, ist der maximale
Wert des AVE npn, und um eine Rauschzurückverlegung aufgrund von Unregelmäßigkeiten
in der Anzahl von Klopfimpulsen zu verhindern, besteht die Notwendigkeit,
dass das OFS größer als
der Betrag der Unregelmäßigkeiten
ist, aber die Unregelmäßigkeiten ändern sich
in Abhängigkeit
von den verschiedenen Bedingungen.
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Deshalb
besteht das Problem, dass für
den Fall, dass das OFS auf die maximalen Unregelmäßigkeiten
für sämtliche
Zylinder aufgrund der obigen Gründe
eingestellt wird, selbst wenn ein Zustand mit wenigen Klopfimpulsen
oder ein Zylinder mit wenigen Klopfimpulsen vorhanden ist, eine
Erfassung eines Klopfvorgangs, der in der Tat auftritt, unmöglich wird.
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DE 196 45 572 A1 beschreibt
ein Klopfsteuersystem für
eine Brennkraftmaschine, das mit einer Klopfsignalform, die einem
Ionenstrom überlagert
ist, eine Impulsbearbeitung durchführt, um so das Signal-Rauschverhältnis zu
verbessern. Neben den üblichen
Vorrichtungen eines Zündsystems
weist das Klopfsteuersystem eine Signalformverarbeitungsvorrichtung
zum Abziehen einer Klopfsignalform von dem Ionenstromerfassungssignal
in Form einer Klopfimpulskette sowie einen Zähler zum Zählen von Impulsen aus den Impulsflanken
der Klopfimpulskette auf. Auf Grundlage der Impulswerte wird das
Ausmaß einer
Verzögerung
des Zündzeitpunkts
bestimmt.
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US 5,144,929 beschreibt
eine weitere Klopfunterdrückungs-Vorrichtung mit einem
Klopfsensor in Form eines piezoelektrischen Elementes zum Wahrnehmen
von Vibrationen des Motors anstelle einer Messeinrichtung für den Ionenstrom.
Es wird ein Peak-Pegel P bei jedem Verbrennungsereignis, das heißt jeder
Zündung,
neu bestimmt, es erfolgt also ein einfaches Zählen der Klopfimpulse für ein Verbrennungsereignis.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen Ansatz zur Klopfkontrolle bei
Brennkraftmaschinen bereitzustellen, der flexibler und zuverlässiger als
bei vorbekannten Lösungen
das Auftreten eines Klopfens in jedem Zylinder erkennen kann.
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Demzufolge
beabsichtigt die vorliegende Erfindung die Lösung der obigen Probleme, zum
Beispiel durch Ausführen
einer Klopfbeurteilung auf Grundlage eines maximale Werts (MAX)
der Anzahl von Klopfimpulsen (npn).
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Die
obigen Ausführungen
berücksichtigend wird
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch
1 bereitgestellt.
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Vorzugsweise
wird der Klopfbeurteilungs-Schwellwert (BGL) mit der folgenden Gleichung
berechnet: BGL = α × MAX + βwobei α und β Konstanten sind.
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Vorzugsweise
schaltet die Maschinensteuereinheit bei wenigstens einem der Korrekturkoeffizienten
um, und zwar in Abhängigkeit
davon, ob ein S/N Verhältnis
(npn/BGL), welches durch ein Verhältnis der Anzahl von Klopfimpulsen
(npn) und dem Klopfbeurteilungs-Schwellenwert (BGL) dargestellt
wird, gleich oder größer als
einvorgegebener Wert (δ)
ist oder nicht.
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Vorzugsweise
erfasst die Maschinensteuereinheit einen Klopfvorgang für den Fall,
dass die Anzahl von Klopfimpulsen (npn) größer als der Klopfbeurteilungs-Schwellenwert
(BGL) ist (npn > BGL)
und erzeugt einen Zurückverlegungsbetrag,
mit dem ein Zünd-Zeitpunkt
der Brennkraftmaschine zurückverlegt
wird.
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Vorzugsweise
berechnet die Maschinensteuereinheit die Klopfintensität np mit
der folgenden Gleichung: np = npn/MAX;oder
durch die folgende Gleichung: np = npn/BGL; und
erzeugt den Zurückverlegungsbetrag
gemäß der so
berechneten Klopfintensität
np.
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Vorzugsweise
stellt die Maschinensteuereinheit eine obere Grenze für die Anzahl
von Klopfimpulsen ein (npn).
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Vorzugsweise
aktualisiert die Maschinensteuereinheit den MAX Wert nicht, sondern
hält den gegenwärtigen MAX
Wert für
den Fall, dass eine Einschränkung
auf den oberen Grenzwert der Anzahl von Klopfimpulsen (npn) angewendet
wird und die Maschinensteuereinheit verhindert eine Klopfsteuerung
für den
Fall, dass abnormale Zündzyklen
einer vorgegebenen Anzahl oder mehr innerhalb einer vorgegebenen
Anzahl von Zündzyklen
(d. h. (npn) ist gleich oder größer als
ein vorgegebener Beschränkungswert)
aufgetreten sind.
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Vorzugsweise ändert die
Maschinensteuereinheit auch die Werte der Korrekturkoeffizienten
(ε1) und
(ε2), die
durch das S/N Verhältnis
von Klopfimpulsen, durch den Betrag einer Zurückverlegung, die in dem Zündzeitpunkt
erzeugt wird, genauso umgeschaltet werden können.
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Für den Fall,
dass eine Beurteilung dahingehend durchgeführt wird, dass sich eine Maschinenbetriebsbedingung
schnell ändert,
verkleinert oder erhöht
die Maschinensteuereinheit vorzugsweise wenigstens einen der Korrekturkoeffizienten ε1 und ε2, die Verkleinerungsgeschwindigkeit
(γ) des
MAX Werts und den Koeffizienten (α) über einer
vorgegebenen Zeitperiode.
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Für den Fall,
dass eine Beurteilung dahingehend durchgeführt wird, dass sich eine Maschinenbetriebsbedingung
in einem transienten Zustand befindet, beurteilt die Maschinensteuereinheit,
ob sich die Maschinenbetriebsbedingung gerade in einer Richtung ändert, in
der die Anzahl von Klopfimpulsen zunimmt oder abnimmt, und schaltet
Parameter zum Bestimmen der Erhöhungs-
oder Erniedrigungsgeschwindigkeit von BGL über eine vorgegebene Periode
um.
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich Durchschnittsfachleuten näher aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Diagramm, welches schematisch den Aufbau einer Klopfsteuervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 ein
Zeitablaufdiagramms, das die Betriebswellenformen der Signale in 1 zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm zum Beurteilen eines Klopfvorgangs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ein
Diagramm, das einen Übergang
in einem MAX Wert gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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5 ein
Diagramm, das ein Beispiel zum Vermeiden von Rauschen gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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6 ein
Diagramm, das ein Betriebsbeispiel der Klopfsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt (für
den Fall, dass ε groß ist);
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7 ein
Diagramm, das ein anderes Betriebsbeispiel der Klopfsteuervorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt (für
den Fall, dass ε klein
ist);
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8 ein
Diagramm, das ein weiteres Betriebsbeispiel der Klopfsteuervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt (für
den Fall eines Umschaltvorgangs von ε);
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9 ein
Diagramm, das Änderungen
von npn, AVE und BGL im Zustand ohne einen Klopfvorgang mit einer
bekannten Klopfsteuervorrichtung über der Zeit darstellt;
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10 ein
Ionenstrom-Wellenformdiagramm, bei dem kein Klopfvorgang auftritt,
gemäß der bekannten
Klopfsteuervorrichtung; und
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11 ein
Ionenstrom-Wellenformdiagramm, bei dem ein Klopfvorgang auftritt,
gemäß der bekannten
Klopfsteuervorrichtung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
werden bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ausführlich
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
ein Diagramm, welches schematisch die Konstruktion einer Klopfsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, wobei ein Fall gezeigt ist, bei dem eine Hochspannung
an Zündkerzen
in Zylindern über
einen Verteiler verteilt wird. 2 ist ein
Zeitablaufdiagramm der Betriebswellenformen der Signale, die in 1 gezeigt
sind, wobei der Zustand gezeigt, ist, bei dem Klopfsignalwellenformen
auf einen Ionenstrom i überlagert
sind.
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In 1 ist
ein Kurbelwinkelsensor 1 auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine
(nicht gezeigt) vorgesehen, um ein Kurbelwinkelsignal SGT in der Form
einer Impulsfolge mit einer Anzahl von Impulsen gemäß der Anzahl
von Umdrehungen pro Minute der Brennkraftmaschine auszugeben.
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Die
Impulsflanken des Kurbelwinkelsignals SGT zeigen vorgegebene Kurbelwinkel-Referenzpositionen
von jedem Zylinder der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) an und
das Kurbelwinkelsignal SGT wird einer Maschinensteuereinheit (ECU) 2 in
der Form eines Mikrocomputers eingegeben, und werden für verschiedene
Steuerberechnungen verwendet.
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Die
Maschinensteuereinheit (ECU) 2 umfasst einen Zähler 21 zum
Zählen
der Anzahl N von Impulsen in einer Folge von Klopfimpulsen Kp, die von
einem später
beschriebenen Wellenformprozessor eingegeben werden, und eine Zentralverarbeitungseinheit
(CPU) 22, um auf Grundlage der Anzahl von Impulsen N zu
beurteilen, ob gerade ein Klopfvorgang auftritt oder nicht.
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Ferner
nimmt die ECU 2 auch zusammen mit dem Kurbelwinkelsignal
SGT von dem Kurbelwinkelsensor 1 Betriebsinformation von
verschiedenen Sensoren (nicht gezeigt) und führt verschiedene Berechnungen
in Übereinstimmung
mit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine aus, und gibt
Ansteuersignale an verschiedene Stellglieder einschließlich der
Zündspule 4 und
so weiter aus.
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Das
Ansteuersignal an der Zündspule 4,
d. h. ein Zündsignal
P, wird an die Basis des Leistungstransistors TR, der mit der Primärspule 4a der
Zündspule 4 verbunden
ist, angelegt, so dass der Leistungstransistor TR gesteuert wird,
um ein- und ausgeschaltet zu werden, wodurch der Primärstrom unterbrochen
wird.
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Eine
Unterbrechung des Primärstroms
i1 bewirkt einen Anstieg der Primärspannung V1 und die Sekundärspule 4b der
Zündspule 4 erzeugt
eine weiter erhöhte
(geboostete) Sekundärspannung
V2 als eine hohe Zündspannung
(ungefähr
10 kV).
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Der
Verteiler 7, der mit dem Ausgangsanschluss der Sekundärspule 4b verbunden
ist, führt eine
sequentielle Verteilung und Anlegung der Sekundärspannung V2 an die Zündkerzen 8a–8d innerhalb
der Zylinder synchron zu der Drehung der Brennkraftmaschine aus,
um dadurch Entladungsfunken innerhalb der Verbrennungskammern der
hinsichtlich einer Zündung
gesteuerten Zylinder aus, um dadurch eine Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisch
darin zu bewirken.
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Eine
Reihenschaltung, die aus einer Gleichrichtungsdiode D1, die mit
einem Ende der Primärspule 4a verbunden
ist, einem Strombegrenzungswiderstand R, einem Kondensator 9,
der parallel zu einer spannungsbegrenzenden Zehnerdiode DZ g geschaltet
ist und einer Gleichrichterdiode D2 gebildet ist, ist von einem
Ende der Primärspule 4a nach
Masse gespaltet, um eine Pfad zum Abfliessenlassen eines Ladestroms
an dem Kondensator 9, der als eine Vorspannenergiequelle
für eine
Ionenstromerfassung dient, zu bilden.
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Der
Kondensator 9, der parallel zu beiden Enden der Zenerdiode
DZ geschaltet ist, wird auf eine vorgegebene Vorspannung Vbi, (mehrere
hundert Volt) durch Laden eines Stroms aufgrund der Primärspannung
V1 geladen, so dass er als eine Vorspannenergiequelle zum Erfassen
des Ionenstroms i dient, wodurch bewirkt wird, dass der Ionenstrom
i durch eine Entladung einer gezündeten
der Zündkerzen 8a–8d erzeugt
wird, um dadurch zu fließen.
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Die
Anoden der Hochspannungsdioden 11a–11d sind mit einem
Ende des Kondensators 9 verbunden und ihre Kathoden sind
mit einem Ende der Zündkerzen 8a–8d verbunden,
um so die gleiche Polarität
wie die Zündpolarität aufzuweisen.
Der Widerstand 12 für
eine Ionenstromerfassung, der mit dem anderen Ende des Kondensators 9 verbunden ist,
führt eine
Spannungsumwandlung des Ionenstroms i aus und gibt diesen als Ionenstrom-Erfassungssignale
Ei aus.
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Der
Widerstand 12 ist mit dem anderen Ende der Zündkerzen 8a–8d über Masse
verbunden, um zusammen mit dem Kondensator 9 und den Hochspannungsdioden 11a–11d einen
Pfad für
den Fluss des Ionenstroms i zu bilden.
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Das
Ionenstrom-Erfassungssignal Ei, das von dem Widerstand 12 ausgegeben
wird, wird mit Hilfe der Wellenform-Formungsschaltung 13 in der Wellenform
in ein Signal Fi geformt, und danach wird ein Klopfsignal Ki alleine über das
Bandpassfilter 14 extrahiert, weiter in eine Folge von
Klopfimpulsen Kp durch die Vergleichsschaltung 15 umgewandelt
und dem Zähler 21 in
der ECU eingegeben.
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Die
Wellenform-Formungsschaltung 13, das Bandpassfilter 14 und
die Vergleichsschaltung 15 bilden einen Wellenform-Prozessor zum Extrahieren
einer Folge von Klopfimpulsen Kp aus dem Ionenstrom-Erfassungssignal
Ei. Aus der Klopfimpulsfolge Kp zählt die ECU 2 die
Impulsanzahl N, die zum Beurteilen verwendet wird, ob ein Klopfvorgang
vorhanden ist oder nicht, wie voranstehend beschrieben.
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Die
ECU 2 beurteilt den Klopfvorgang aus der Klopfimpulsfolge,
die von dem Klopfdetektor ausgegeben wird, und nachstehend wird
eine Beschreibung eines Beispiels einer Verarbeitung eines bestimmten
Zylinders durchgeführt.
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Zunächst wird
ein maximaler (MAX) Wert aus der Anzahl von Klopfimpulsen (npn)
in der Klopfimpulsfolge Kt, die von dem Klopfdetektor jedes Mal ausgegeben
wird, wenn der bestimmte Zylinder in der Brennkraftmaschine durch
einen Verbrennungszyklus geht, extrahiert. Das Verfahren zum Extrahieren
des MAX-Werts ist wie folgt. Der MAX-Wert von der vorangehenden
Zeit (MAX[p]) und der gegenwärtige
Erfassungswert der Klopfimpulsanzahl (npn[c]) werden verglichen,
und für
den Fall, dass MAX[c]) ≥ (npn[c])erfüllt ist,
wird der vorangehende MAX-Wert als der gegenwärtige MAX-Wert (MAX[c]) gehalten
und für den
Fall, dass die Halteperiode vorbei ist, wird dieser bei einer vorgegebenen
Geschwindigkeit γ verkleinert.
Das heißt, MAX[c] = MAX[c] = –γFür den Fall, dass andererseits MAX[P] < npn[c]erfüllt ist,
wird MAX[c] gemäß des folgenden
Ausdrucks aktualisiert. MAX[c] = MAX[p] × ε1 + (npn[c] – MAX[p]) × ε2wobei ε1 und ε2 Korrekturkoeffizienten
sind.
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4 zeigt
das Aktualisieren des MAX-Werts. In diesem Beispiel wird Null oder
keine Zündung
für die
halbe Periode für
den MAX-Wert durchgeführt,
um so eine Klopferfassung zu verbessern, aber für den Fall, dass ein ausreichendes S/N-Verhältnis für einen
Klopfvorgang erhalten wird, unterdrückt die Bereitstellung einer
Halteperiode die Erzeugung einer Rausch-Zurückverlegung (d. h. eine Zurückverlegung
des Zündzeitpunkts
aufgrund von Rauschen) und ist somit vorteilhaft.
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Ferner
wird die Verkleinerungsgeschwindigkeit γ des MAX-Werts, der der Halteperiode folgt, aufgrund
der gleichen Ursache wie der voranstehend beschriebenen Halteperiode
(d. h. ein Gleichgewicht zwischen einer Klopferfassung und einer
Rauschzurückverlegungs-Unterdrückung) bestimmt.
Diese Verkleinerungsgeschwindigkeit γ kann ein Kartenwert sein, der
gemäß der Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine bestimmt wird, oder kann eine Funktion des
BGL, des MAX-Werts und npn sein. Zum Beispiel kann die Verkleinerungsgeschwindigkeit
gemäß des folgenden
Ausdrucks bestimmt werden: Verkleinerungsgeschwindigkeit: γ = (npn – MAX) × Koeffizient
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Als
nächstes
wird der BGL aus der folgenden Gleichung berechnet: BGL
= α × MAX + βwobei α und β konstant
sind.
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Während 4 α = 1.2 und β = 1 zeigt,
können α und β Kartenwerte
sein, die gemäß der Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine bestimmt werden.
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Es
ist bekannt, dass mit Daten, die eine richtige Verteilung aufweisen,
MAX ungefähr
gleich zu dem Durchschnittswert + 3σ (wobei σ ein Abtast-Referenzwert ist)
ist, aber der Koeffizient α ist
eine Variable, die die "3" in dem "Durchschnittswert
+ 3σ" auf, 4, 5 usw. ändert, und β ist dafür vorgesehen,
um zu verhindern, dass der MAX-Wert durch ein Rauschen, welches
konstant den BGL übersteigt
(d. h. eine Aktualisierung des MAX-Werts verhindert, während er eine
Rausch-Zurückverlegung
durchläuft),
aktualisiert wird.
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In
dieser Weise verbessert eine Einstellung von β (das OFS in dem herkömmlichen
Beispiel) auf einen kleinen Pegel, das Nachfolgen des BGL und ein
Klopfvorgang kann in einer stabilen Weise sogar für den Fall
erfasst werden, dass sich der Zustand der Klopfimpulse ändert.
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In
der obigen MAX-Berechnungsgleichung bewirkt eine Einstellung von ε1 = ε2 = 1, dass
der BGL dem MAX-Wert (d. h. npn) folgt, so dass eine Erfassung des
ersten Klopfens den BGL anhebt (boostet), was bedeutet, dass die
Klopferfassung, während der
BGL gerade abnimmt, schlecht wird. Somit wird für den Fall, dass ein Klopfvorgang
erfasst wird, eine Korrektur auf das Aktualisieren des MAX-Werts
angewendet.
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Die
Beurteilungsbedingungen sind: npn/BGL ≥ δwobei δ eine Konstante
ist.
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Dieses δ ist das
Klopfimpuls-S/N-Verhältnis und
ist ein Kartenwert zwischen 1,5 bis 1,2, der durch die Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine bestimmt wird. Für den Fall, dass diese Beurteilung erfüllt wird,
wird ε2
= 0,3 eingestellt, um so den Anstieg des MAX-Werts (BGL) zu unterdrücken, wodurch
eine Klopferfassung verbessert wird (mit der vorliegenden Ausführungsform
wird ε1
= 1 unabhängig
von δ eingestellt,
und für
den Fall, dass diese Beurteilung nicht erfüllt ist, wird ε2 = 1 eingestellt).
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Wie
in 5 gezeigt, für
den Fall, dass ein Zurückverlegungsbetrag
erzeugt wird, tritt kein weiterer Klopfvorgang auf und die Klopfimpulsanzahl nimmt
ab, aber für
den Fall, dass die Klopfimpulszahl nicht abnimmt, d. h. für den Fall,
dass Rauschimpulse gerade erzeugt werden, nimmt der BGL allmählich zu und
stabilisiert sich bei ungefähr α mal von
MAX, so dass eine Erzeugung eines Zurückverlegungsbetrags aufgrund
von Rauschen ohne von β (OFS)
abzuhängen,
vermeiden wird. Überdies
sind die durchgezogenen Linien und gestrichelten Linien in dem Graph,
der in 5 gezeigt ist, die Ergebnisse einer Berechnung
der vorliegenden Erfindung und des herkömmlichen Beispiels.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das den obigen Steuerbetrieb darstellt. Als nächstes wird
der obige Steuerbetrieb genau unter Bezugnahme auf diese 3 beschrieben.
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Zunächst wird
in einem bestimmten Zylinder in der Brennkraftmaschine ein Vergleich
zwischen der Anzahl von Klopfimpulsen (npn[c]) in der Klopfimpulsfolge
Kp, die von dem Klopfdetektor für
jeden Verbrennungszyklus in der Brennkraftmaschine ausgegeben wird,
und einem vorgegebenen Wert η (dem theoretischen
maximalen Wert von npn) (Schritt S1) ausgeführt und für den Fall, dass npn[c] > η erfüllt ist, wird npn[c] = 0 eingestellt
(Schritt S2) und die Verarbeitung geht zum Schritt S3, und andererseits
geht die Verarbeitung für
den Fall, dass npn[c] ≤ η im Schritt
S1 erfüllt
ist, direkt zum Schritt S3.
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Im
Schritt S3 wird ein Vergleich zwischen npn[c] und dem maximalen
Wert Max[p] des vorangehenden npn durchgeführt und für den Fall, dass Max[p] ≥ npn[c] erfüllt ist,
geht die Verarbeitung zum Schritt S4 und der gegenwärtige MAX-Wert
wird gehalten, der bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit einer
vorgegebenen Halteperiode folgend abnimmt. Das heißt, Max[c]
wird von der folgenden Gleichung bestimmt: Max[c]
= Max[p] – γwobei γ ein vorgegebener
Wert (MAX-Wert-Verkleinerungsgeschwindigkeit)
ist.
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Ferner
geht die Verarbeitung für
den Fall, dass Max[p] < npn[c]
im Schritt S3 erfüllt
ist, zum Schritt S5 und ein Vergleich wird zwischen npn[c]/BGL[p]
und dem vorgegebenen Wert δ ausgeführt. Für den Fall,
dass npn[c]/BGL[p] < δ erfüllt ist, wird
Max[c] auf npn[c] im Schritt S6 eingestellt, und die Verarbeitung
geht zum Schritt S8.
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Für den Fall,
dass npn[c]/BGL[p] ≥ δ im Schritt
S5 erfüllt
ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S7 und aktualisiert MAX[c]
gemäss
der folgenden Gleichung. MAX[c] = MAX[p] × ε1 + (npn[c] – MAX[p]) × ε2
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Im
Schritt S8 wird BGL[c] mit dem folgenden Ausdruck aktualisiert. BGL[c] = α × MAX[c]
+ β
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Als
nächstes
werden im Schritt S9 BGL[c] und ein vorgegebener Wert χ verglichen,
und für
den Fall, dass BGL[c] ≥ χ erfüllt ist,
endet die Verarbeitung, und für
den Fall, dass BGL[c] < χ erfüllt ist,
geht die Verarbeitung zum Schritt S10, in dem BGL[c] = χ eingestellt
wird, und die Verarbeitung endet.
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In
der vorliegenden ersten Ausführungsform ist
das Verhältnis
von npn/BGL für
die Klopfbeurteilungsbedingung eingestellt worden, aber ähnliche
Ergebnisse können
erhalten werden, indem npn/MAX anstelle von npn/BGL verwendet wird.
Ferner wird eine untere Grenze für
den BGL (oder MAX) bereitgestellt, so dass der Nenner der Teilung
nicht Null wird. Diese untere Grenze kann ein Kartenwert der Umdrehungen/Minute
und der Last der Brennkraftmaschine sein.
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Wie
bei dem herkömmlichen
Beispiel wird die Klopfintensität
mit dem folgenden Ausdruck dargestellt: Klopfintensität (np) =
npn – BGL.
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Die
Klopfintensität
(np), die somit erhalten wird, wird in einen Zurückverlegungsbetrag umgewandelt,
wodurch eine Zündzeitpunktsteuerung
ausgeführt
wird. Eine vorgegebene Haltezeit wird für diesen Zurückverlegungsbetrag
bereitgestellt und nach dem Ablauf der Haltezeit nimmt der Zurückverlegungsbetrag
bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit ab.
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Zweite Ausführungsform
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Bei
der obigen ersten Ausführungsform
wird die Klopfintensität
(np) durch eine Subtraktion berechnet, so dass sogar mit dem gleichen
S/N-Verhältnis
ein größerer Zurückverlegungsbetrag
erzeugt wird, wenn die Anzahl von Impulsen groß ist. Im Gegensatz dazu, bei
Bedingungen, bei denen die Anzahl von Impulsen klein ist, wird ein
kleiner Zurückverlegungsbetrag
selbst für
den Fall erzeugt, dass das S/N-Verhältnis das gleiche ist.
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Um
dies zu lösen,
kann eine Anordnung bereitgestellt werden, bei der nur eine Klopfbeurteilung durch
die folgende Gleichung durchgeführt
wird: np = npn – BGLund für den Fall,
dass
np > 0 erfüllt ist,
wird
die Klopfintensität
durch das S/N-Verhältnis
aus den folgenden Gleichungen beurteilt, wodurch eine Klopfsteuerung
bereitgestellt wird. Klopfintensität (np) =
npn/MAX, oder Klopfintensität (np) =
npn/BGL
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Dritte Ausführungsform
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Mit
der voranstehend erwähnten
ersten Ausführungsform
steigt für
den Fall, dass eine Abnormalität
in den Klopfimpulsen aufgrund der Effekte von Rauschen oder dgl.
auftritt, d. h. für
den Fall, dass eine normal nicht wahrnehmbare npn Anzahl aufgrund
einer Impulsaufteilung oder dgl. gezählt wird, der BGL drastisch.
Demzufolge wird in einer dritten Ausführungsform der Erfindung eine
obere Grenze für
die npn bereitgestellt und der MAX-Wert wird unter Verwendung dieser
oberen Grenze aktualisiert. Infolgedessen kann verhindert werden,
dass der BGL aufgrund von Rauschen oder dgl. drastisch ansteigt und
die Zeit, die erforderlich ist, damit der BGL auf einen geeigneten
Wert zurückkehrt,
kann verkürzt
werden, wodurch eine Verschlechterung der Klopferfassung verhindert
werden kann.
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Vierte Ausführungsform
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In
einer vierten Ausführungsform
der Erfindung wird eine obere Grenze für die npn bereitgestellt und
für den
Fall, dass eine Beschränkung
auf den oberen Grenzwert angewendet wird, wird eine Annahme dahingehend
getroffen, dass eine Abnormalität
aufgetreten ist, und somit wird der MAX-Wert nicht aktualisiert,
während
der gegenwärtige
Wert aufrechterhalten wird.
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Für den Fall,
dass ferner die Frequenz (Anzahl von Malen) von Abnormalitäten (der
npn, der die obere Grenze überschreitet)
einen vorgegebenen Wert überschreitet,
wird eine Klopfsteuerung gesperrt bzw. unterbunden. Somit kann eine
Klopferfassung sogar unmittelbar einem sporadischen Rauschen folgend
durchgeführt
werden und ferner kann eine Klopfsteuerung gesperrt werden, wenn
eine Beurteilung dahingehend ausgeführt wird, dass die erfasste
Abnormalität
nicht eine momentane Abnormalität
ist, so dass die Maschine in einer sicheren Weise betrieben werden
kann.
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Fünfte
Ausführungsform
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Mit
der voranstehend erwähnten
ersten Ausführungsform
wird eine Korrektur mit dem S/N-Verhältnis (npn/BGL) ausgeführt, aber
wie in 6 gezeigt, während
eine Herabsetzung des Korrekturkoeffizienten ε2 eine Klopferfassung verbessert,
verringert dies die Vermeidung von Rauschen. In 6 bezeichnet
der Ausdruck "bord" den Umschaltpunktwert
und der Ausdruck "al-mag" bezeichnet ε2 einem Umschalten
folgend. Ferner kann im Gegensatz dazu, wie in 7 gezeigt,
eine Erhöhung
des Korrekturkoeffizienten Rauschen vermeiden, verursacht aber ein
Problem dahingehend, dass ein ausreichender Zurückverlegungsbetrag für den Fall,
dass ein Klopfvorgang auftritt, nicht erhalten werden kann.
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Demzufolge
wird für
den Fall, dass der Zurückverlegungsbetrag
gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist, ein geeigneter
Korrekturkoeffizient mit einer auf eine Klopferfassung platzierten
Priorität
und an dem Punkt, an dem ein ausreichender Zurückverlegungsbetrag erhalten
wird, wird der Korrekturkoeffizient umgeschaltet, um Rauschen zu
vermeiden.
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Die
Bereitstellung des Zurückverlegungsbetrags
zum Ausführen
dieser Umschaltung mit einer Hysterese ergibt stabile Operationen.
Somit kann eine Klopferfassung und die Vermeidung von Rauschen erzielt
werden.
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Wenn
in 8 der Zurückverlegungsbetrag kleiner
als 6° ist,
wird der Korrekturkoeffizient ε2
für den
Zurückverlegungsbetrag
genauso in der folgenden Weise umgeschaltet: ε2 = 0,1 bei
einem S/N-Verhältnis ≥ δ ε2
= 1 bei einem S/N-Verhältnis < δ und
ferner für
den Fall, dass der Zurückverlegungsbetrag
gleich oder größer als
6° ist, ε2
= 0,3 bei einem S/N-Verhältnis ≥ δ ε2
= 1 bei einem S/N-Verhältnis < δ
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Ferner
wird eine Hysterese so bereitgestellt, dass für den Fall, dass der Zurückverlegungsbetrag gleich
oder größer als
6° wird,
der Korrekturkoeffizient ε2
0,3 ist, und für
den Fall, dass der Zurückverlegungsbetrag
kleiner als 5° ist,
kehrt der Korrekturkoeffizient ε2
auf 0,1 zurück.
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Sechste Ausführungsform
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Soweit
wurde die Beschreibung bezüglich der
Fälle durchgeführt, bei
denen die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine sich allmählich ändert, aber
ein Zustand, bei dem die Maschinenbetriebsbedingung sich schnell ändert (d.
h. ein transienter Zustand) wird beschrieben werden. Ein transienter
Zustand ist normalerweise ein Zustand, bei dem die Änderungsrate
in dem Drosselventil gleich oder größer wie ein vorgegebener Wert
ist, oder die Änderungsrate
in der Anzahl von Umdrehungen pro Minute (UpM) der Maschine gleich
oder größer als
ein vorgegebener Wert ist.
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Die
Anzahl von Klopfimpulsen, die erzeugt werden, ändert sich in Abhängigkeit
von der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine. Zum Beispiel ist die
Anzahl von Impulsen bei einer niedrigen UpM klein und die Anzahl
von Impulsen nimmt zu, wenn die UpM zunimmt. Demzufolge ändert sich
in dem transienten Zustand die Anzahl von Klopfimpulsen stark in
Abhängigkeit
von dem Klopfvorgang.
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Demzufolge
beschleunigt die Erhöhung
des Korrekturkoeffizienten ε2
für eine
vorgegebene Periode (oder Anzahl von Zündzeiten) vom Standpunkt einer
Beurteilung des transienten Zustands in dem Zustand des S/N-Verhältnisses ≥ δ den Anstieg
des BGL, wodurch eine unnötige
Erzeugung des Zurückverlegungsbetrags
in dem transienten Zustand verhindert wird, was ansonsten einen
Leistungsverlust verursachen würde.
Zu dieser Zeit können ähnliche Effekte
durch Beschleunigen des Anstiegs des BGL durch Redzieren der MAX-Wert-Verkleinerungsgeschwindigkeit
(γ) oder
durch Erhöhung
von α oder δ erhalten
werden.
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Siebte Ausführungsform
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In
der voranstehend beschriebenen sechsten Ausführungsform wird der Korrektureffizient ε2 in dem
Zustand des S/N-Verhältnisses ≥ δ für eine vorgegebene
Periode von dem Punkt einer Beurteilung des transienten Zustands
erhöht,
aber der transiente Zustand ist ein Zustand, bei dem ein Klopfvorgang bereits
auftritt. Demzufolge wird mit einer siebten Ausführungsform der Erfindung der
Korrektureffizient ε2
für eine
vorgegebene Periode (oder die Anzahl von Zündzeiten) vom Standpunkt einer
Beurteilung des transienten Zustands für den Zustand des S/N-Verhältnisses ≥ δ verkleinert,
wodurch der Anstieg des BGL verzögert
wird, wodurch ein Klopfvorgang auf ein maximales Ausmaß verhindert
wird. Zu dieser Zeit können ähnliche
Effekte auch erhalten werden, indem der Anstieg des BGL verzögert wird, während die
MAX-Wert-Verkleinerungsgeschwindigkeit γ erhöht oder α oder δ verkleinert
wird.
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Achte Ausführungsform
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In
einer achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bestimmt die ECU 2 für den Fall, dass
eine Beurteilung eines transienten Zustands durchgeführt wird,
ob die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine sich gerade in die
Richtung einer Erhöhung
oder Verkleinerung der Anzahl von Klopfimpulsen ändert, und ob ein einfacher
Anstieg des BGL oder ein einfacher Abfall des BGL für eine vorgegebene
Zeitperiode umgeschaltet wird, zu ermöglichen ist. Für den Fall,
dass die Beurteilung durchgeführt
wird, dass die Anzahl von Impulsen eine Tendenz zum Ansteigen aufweist,
kann eine Rauschzurückverlegung
durch Ändern
der Parametereinstellungen und Beschleunigen des Anstiegs des BGL
wie bei der voranstehend erwähnten
sechsten Ausführungsform
verhindert werden, und ferner kann für den Fall, dass eine Beurteilung
durchgeführt
wird, dass die Anzahl von Impulsen eine Tendenz zum Abfallen aufweist,
eine Klopferfassung verbessert werden, indem die Parametereinstellungen
geändert
und der Abfall des BGL wie bei der voranstehend erwähnte siebten
Ausführungsform
beschleunigt wird.
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Wie
voranstehend beschrieben, stellt die Klopfsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung die folgenden Vorteile bereit:
Die Klopfsteuervorrichtung
der Erfindung umfasst: einen Klopfdetektor zum Extrahieren einer
Vibrationskomponente, die auf einen Ionenstrom überlagert ist, und für eine Wellenform-Formung davon an
einem vorgegebenen Klopfbeurteilungs-Schwellwert, um eine Folge von Klopfimpulsen
Kp zu erzeugen, von denen die Anzahl der Impulse eine Intensität eines Klopfvorgangs
anzeigt, der in der Brennkraftmaschine erzeugt wird; und eine Maschinensteuereinheit zum
Zählen
der Anzahl von Impulsen N in der Klopfimpulsfolge Kp, die von dem
Klopfdetektor ausgegeben wird, und zum Beurteilen, auf Grundlage
der Anzahl von Impulsen N, ob gerade ein Klopfvorgang auftritt oder
nicht; wobei die Maschinensteuereinheit einen Spitzenwert der Anzahl
von Klopfimpulsen ausführt,
um den Klopfbeurteilungs-Schwellenwert BGL
durch Multiplizieren der Anzahl von Impulsen mit α zu berechnen.
Mit dieser Anordnung kann ein Klopfvorgang in einer stabilen Weise
selbst für
den Fall erfasst werden, dass eine Änderung in einem Durchschnittswert
der Anzahl von Impulsen npn vorhanden ist oder für den Fall, dass sich ein Zustand von
Unregelmäßigkeiten
in der Anzahl von Impulsen ändert,
um die Anzahl von Klopfimpulsen npn zu erhöhen.
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Ferner
wird der Klopfbeurteilungs-Schwellenwert (BGL) vorzugsweise durch
die folgende Gleichung berechnet: BGL = α × MAX + βwobei α und β Konstanten
sind und MAX ein maximaler Wert für die Anzahl von Klopfimpulsen
npn in der Klopfimpulsfolge kp ist; und MAX für jeden Verbrennungszyklus
aktualisiert wird, und für
den Fall, dass die Anzahl von Klopfimpulsen npn, die gegenwärtig erzeugt
werden, gleich oder größer wie
der gegenwärtige
MAX-Wert ist, wird die Aktualisierung gemäss der folgenden Gleichung
ausgeführt: MAX = MAX × ε1 + (npn – MAX) × ε2wobei ε1 und ε2 Korrekturkoeffizienten
sind; und für den
Fall, dass Zündzyklen
fortdauern, wobei die Anzahl von Klopfimpulsen npn gleich oder kleiner
als der MAX-Wert ist, wird der MAX-Wert für eine vorgegebene Zeitperiode
gehalten, und der MAX-Wert wird bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit
(γ) nach
einem Ablauf der vorgegebenen Zeitperiode verkleinert.
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Mit
einer derartigen Anordnung kann die Klopfsteuervorrichtung eine
Klopfsteuerung in einer zufriedenstellenden Weise ausführen, selbst
wenn β (das
OFS in herkömmlichen
Anordnungen) auf "1" eingestellt ist,
so dass ein Klopfvorgang in einer stabilen Weise selbst für den Fall
erfasst werden kann, dass die Anzahl von Impulsen klein wird. Ferner
kann für
den Fall, dass das S/N-Verhältnis
der npn in einem Zustand ohne Klopfvorgang ausreichend groß ist, eine
Halteperiode für
den MAX-Wert bereitgestellt werden, wodurch eine Klopferfassung
verbessert wird. Ferner verbessert die Einstellung der Halteperiode
auf Null das Nachfolgen des MAX-Werts zu der npn, wodurch weitere
Verbesserungen der Klopferfassung erzielt werden.
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Ferner
schaltet die Maschinensteuereinheit vorzugsweise wenigstens einen
der Korrekturkoeffizienten ε1
und ε2 um,
und zwar in Abhängigkeit
davon, ob das S/N-Verhältnis
(npn/BGL), das durch eine Verhältnis
der Anzahl von Klopfimpulsen npn zu dem Klopfbeurteilungs-Schwellenwert
BGL dargestellt wird, gleich oder größer als ein vorgegebener Wert δ ist. Somit
ermöglicht
in Zündzyklen,
bei denen beurteilt wird, dass ein Klopfvorgang vorhanden ist, eine
Ausführung
einer Korrektur, wenn der MAX-Wert aktualisiert wird, dass das Rauschen
vermieden wird, während
eine gute Klopferfassung aufrechterhalten wird. Ferner wird eine
derartige Korrektur (Umschalten der Korrekturkoeffizienten) auf
Grundlage des S/N-Verhältnisses
ausgeführt,
so dass eine stabile Beurteilung durchgeführt werden kann, ohne von der Klopfimpulsanzahl
beeinflusst zu werden. Während bei
dem herkömmlichen
Beispiel die OFS-Karten umgeschaltet werden, werden bei der vorliegenden
Erfindung aber die Koeffizienten alleine umgeschaltet, so dass das
Programm zur Ausführung
einer derartigen Steuerung vereinfacht werden kann.
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Ferner
erfasst die Maschinensteuereinheit vorzugsweise einen Klopfvorgang
für den
Fall, dass die Anzahl von Klopfimpulsen npn größer als der Klopfbeurteilungs-Schwellenwert
BGL (npn > BGL) ist,
und erzeugt einen Zurückverlegungsbetrag,
um den der Zündzeitpunkt
der Brennkraftmaschine zurückverlegt
wird.
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Vorzugsweise
wird die Klopfintensität
np durch die folgende Gleichung berechnet: Np
= npn/MAX; Oder durch die folgende Gleichung: np
= npn/BGL; und die Maschinensteuereinheit erzeugt den Zurückverlegungsbetrag
gemäß der Klopfintensität np, die so
berechnet wird, wodurch ein Absinken des Zurückverlegungsbetrags unter einen
Maschinenbetriebsbedingung, bei der die Anzahl von Klopfimpulsen
kleiner ist, verhindert wird, und auch eine Erzeugung eines übermäßigen Zurückverlegungsbetrags unter
einer Maschinenbetriebsbedingung, bei der die Anzahl von Klopfimpulsen
groß ist,
vermieden wird.
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Mit
dem obigen Berechnungsverfahren steigt ferner der BGL für den Fall,
dass die npn drastisch aufgrund von Rauschen oder dgl. ansteigt,
an, so dass sich eine Klopferfassung verschlechtert, aber bei der
vorliegenden Erfindung ist ein oberer Grenzwert für die Anzahl
von Klopfimpulsen npn vorgesehen, wodurch ein abnormaler Anstieg
des BGL verhindert wird und der Zeitbetrag verringert wird, der
für den
BGL erforderlich ist, um sich auf einen geeigneten Wert einzustellen,
wodurch eine Verschlechterung der Klopferfassung verhindert wird.
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Ferner
aktualisiert die Maschinensteuereinheit den MAX-Wert nicht, sondern
hält den
gegenwärtigen
MAX-Wert für
den Fall aufrecht, dass eine Beschränkung auf den oberen Grenzwert
der Klopfimpulsanzahl npn angelegt wird, und ferner, für den Fall,
dass abnormale Zündzyklen
einer vorgegebenen Anzahl oder mehr innerhalb einer vorgegebenen Anzahl
von Zündzyklen
aufgetreten sind (d. h. npn ist gleich oder größer als ein vorgegebener Beschränkungswert),
wird eine Klopfsteuerung gesperrt, wodurch ein Fall, bei dem die
npn drastisch ansteigt, d. h. ein Fall, bei dem die npn gleich oder
größer als
die obere Grenze ist, als eine abnormale Bedingung beurteilt wird
und eine Aktualisierung des MAX-Wert gesperrt wird, um so einen
abnormalen Anstieg des BGL zu verhindern, wodurch ermöglicht wird,
dass ein Klopfvorgang sogar unmittelbar dem Auftreten von Abnormalitäten wie
Rauschen folgend erfasst werden kann. Ferner ermöglicht die Sperrung einer Klopfsteuerung
für den
Fall, dass die Frequenz von Abnormalitäten einen vorgegebenen Wert übersteigt, dass
die Brennkraftmaschine in einer sichereren Weise betrieben wird.
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Vorzugsweise ändert die
Maschinensteuereinheit auch die Werte Korrekturkoeffizienten ε1 und ε2, die durch
das S/N-Verhältnis von
Klopfimpulsen umgeschaltet werden können, um den Betrag einer Zurückverlegung,
die auch in dem Zündzeitpunkt
erzeugt wird, wodurch ermöglicht
wird, dass Rauschen vermeiden wird, während eine zuverlässige Klopferfassung
sichergestellt wird. Das heißt,
der Anstieg des BGL wird auf die Zeit zum Ansteigen des Zurückverlegungsbetrags
verlangsamt, und die Anstiegsgeschwindigkeit des BGL wird an einem
Punkt erhöht, an
dem ein bestimmter Zurückverlegungsbetrag
erzeugt worden ist, wodurch sowohl eine Klopferfassung als auch
eine Rauschvermeidung realisiert werden.
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Für den Fall,
dass eine Beurteilung durchgeführt
wird, dass die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine sich schnell ändert, verkleinert
die Maschinensteuereinheit vorzugsweise wenigstens einen der Korrekturkoeffizienten ε1 und ε2, die Verkleinerungsgeschwindigkeit
(γ) für den MAX-Wert
und den Koeffizienten α über eine
vorgegebenen Zeitperiode, wodurch der Anstieg des BGL verzögert wird und
eine Genauigkeit in der Klopferfassung erhöht wird, während eine fehlerhafte Erfassung
eines Klopfvorgangs unterdrückt
wird, oder die Maschinensteuereinheit erhöht vorzugsweise einen der Korrekturkoeffizienten ε1 und ε2, die Verkleinerungsgeschwindigkeit
(γ) des
MAX-Werts und den Koeffizienten α über eine
vorgegebenen Zeitperiode, wodurch der Anstieg des BGL beschleunigt
wird und die Erzeugung einer Rauschzurückverlegung (D. h. eine Zurückverlegung
des Zündzeitpunkts
aufgrund von Rauschen) unterdrückt
wird, wodurch ein Leistungsverlust der Maschine verhindert wird.
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Für den Fall,
dass eine Beurteilung durchgeführt
wird, dass die Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine in einem
transienten Zustand ist, beurteilt die Maschinensteuereinheit vorzugsweise,
ob die Maschinenbetgriebsbedingungen sich in einer Richtung ändert, in
der die Anzahl von Klopfimpulsen zunimmt oder abnimmt, und schaltet
Parameter zum Bestimmen der Erhöhungs-
und Verkleinerungsgeschwindigkeit des BGL über eine vorgegebene Zeitperiode
um, wodurch ermöglicht
wird, dass ein geeigneter Zurückverlegungsbetrag
konstant erhalten wird.