DE3907850C2

DE3907850C2 - Steuereinrichtung zur Zündzeitpunkt-Einstellung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3907850C2
Application number: DE3907850A
Authority: DE
Inventors: Kozo Katogi; Asahiko Otani
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2009-03-11
Also published as: JP2505243B2; JPH01232166A; USRE34316E; DE3907850A1; KR890014864A; US4913116A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Zündzeit punkt-Einrichtung einer Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Zur Nutzung des vollen Leistungspotentials werden moderne Brennkraftmaschinen in der Regel mit einem fast bis zur Klopfgrenze voreilenden Zündzeitpunkt betrieben. Bei diesen Zündzeitpunkt-Einstellungen kann jedoch bereits bei gering fügigen Änderungen der Motoreigenschaften oder der Kraftstoff qualität ein Klopfen auftreten, was die Leistung und auch die Lebensdauer der Brennkraftmaschine beeinträchtigt. Insbeson dere bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen werden bereits Steuereinrichtungen zur Klopfregelung eingesetzt, welche bei Auftreten eines Klopfsignales den Zündzeitpunkt durch Rück kopplung in Richtung "spät" verstellen, um einen kontinuier lichen Betrieb nahe der Klopfgrenze zu ermöglichen.

Aus der JP-A-58-217773 ist eine Steuervorrichtung zur Klopf regelung mit einem am Zylinderblock befestigten Klopfsensor bekannt, deren Funktionsweise in Fig. 1 der Zeichnung gra phisch dargestellt ist. Da die Schwingung des Zylinderblocks harmonische Oberschwingungen enthält, die sich über einen relativ großen Frequenzbereich erstrecken, werden aus dem Ausgangssignal des Sensors mittels eines Bandpaßfilters nur die für das Klopfen typischen Schwingungen mit Frequenzen zwischen 6 und 8 kHz verwertet. Das Ausgangssignal SIG des Bandpaßfilters wird nach einer Verstärkung gleichgerichtet und bildet nach einer Glättung den in Fig. 1b dargestellten Signalpegel BGL, welcher die Betriebsschwingungen der Brenn kraftmaschine angibt. Wenn das SIG-Signal das BGL-Signal übersteigt, werden die Klopfsignale zu einer Impulsfolge (Fig. 1c), wobei die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit die Inten sität des Klopfens angibt. Die Zeiteinheit wird durch ein Bezugssignal REF definiert, das einen vorbestimmten Kurbel wellenwinkel kennzeichnet (Fig. 1a). Ein in der elektronischen Steuereinrichtung vorgesehener Zähler zählt die Impulse der Klopfsignale und wird durch das Bezugssignal REF gelöscht. Der unmittelbar vor einem Löschvorgang erfaßte Zählerinhalt kennzeichnet die Klopfintensität (Fig. 1d). Aus einer die Zündzeitpunktswerte enthaltenden Tabelle wird der Wert Θ_R eines Zündverzögerungswinkels ausgelesen, der proportional zur Klopfintensität n ist. Der durch eine Basis-Zündzeitpunkt- Einstellung Θ(N,L) vorgegebene momentane Zündzeitpunkt wird um die Proportionalitätskomponente Θ_R in Richtung "spät" ver stellt, um den tatsächlichen Zündzeitpunkt Θ_IGN zu erhalten. Danach wird dieser tatsächliche Zündzeitpunkt Θ_IGN mit einer vorbestimmten zeitlichen Zunahme Θ_I auf die Basiszündzeit punkt-Einstellung Θ(N,L) zurückgestellt (Fig. 1e). Der Gesamt korrekturwert Θ_KN wird daher durch Θ_R+Θ_I dargestellt. Ein Zündsignal wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, der gegenüber dem Θ(N,L) entsprechenden Zeitpunkt um einen Wert Θ_R ent sprechenden Winkel verzögert ist (Fig. 1f).

Bei diesem bekannten Steuersystem wird somit der Zündzeit punkt bei Erkennung von Klopferscheinungen entsprechend der Intensität dieses Klopfens sofort verzögert, wodurch Klopf erscheinungen wirksam unterdrückt und die vollen Leistungs potentiale der Brennkraftmaschine genutzt werden können.

Diese bekannte Klopfregelung ist auf einen Kraftstoff einer vorbestimmten gleichbleibenden Qualität ausgelegt, wobei die für das Steuerregime erforderlichen Daten auf der Grundlage dieser Kraftstoffqualität bereitgestellt worden sind. Wenn zeitweise Kraftstoffe mit höherer oder niedrigerer Oktanzahl verwendet werden, ergeben sich Differenzen zu den abgespei cherten Steuerdaten, die sich nachteilig auf die Klopfregelung und damit auf die Leistung bzw. die Lebensdauer der Brenn kraftmaschine auswirken. Darüber hinaus bleiben auch die sich während der Betriebszeit der Brennkraftmaschine ggf. durch Verschleiß oder Alterung ändernden Betriebsparameter unberücksichtigt.

Zur Lösung dieser Problematik ist aus der JP-A-62-58057 eine Steuereinrichtung zur Zündzeitpunkt-Verstellung bekannt, bei der zwei unterschiedliche Zündzeitpunkt-Tabellen verwendet werden, welche für die jeweils eingesetzte Kraftstoffqualität und auch für Änderungen der Betriebsparameter unterschiedli che Daten enthalten. Entsprechend dem Klopfgrad wird eine geeignete Zündzeitpunkt-Tabelle ausgewählt, deren Werte dann die Steuerungs-Grundlage bilden.

Aufgrund der unterschiedlichen Ursachen der Klopferscheinun gen und auch aufgrund von z. B. Fertigungstoleranzen unter scheidet sich die Klopfintensität von einem Motor zum anderen, so daß die Schwellenwerte, bei deren Überschreitung von einer Tabelle auf die andere umgeschaltet wird, relativ hoch ange setzt werden mußten, um fehlerhafte Klopfanzeigen zu vermei den. Ferner wurde auch die Steuerung des Zündzeitpunktes während des Umschaltvorganges von einer Tabelle zur anderen keine Beachtung geschenkt, so daß während eines solchen Um schaltvorganges Klopferscheinungen auftreten konnten. Da der Schwellenwert ziemlich hoch angesetzt worden war, bestand darüberhinaus die Gefahr, daß die Klopferscheinungen, wenn sie auftraten und registriert wurden, stets sehr intensiv wa ren, wodurch der Motor ernsthaft beschädigt werden konnte.

Wenn der Motor bzw. die Brennkraftmaschine mit einem quali tativ hochwertigerem Kraftstoff mit hoher Oktanzahl betrieben wird, treten auch dann keine Klopferscheinungen auf, wenn die für einen minderwertigeren Kraftstoff ausgelegte Zündzeit punkt-Tabelle gewählt worden ist. In diesem Fall wurde beim Stand der Technik die Zündzeitpunkt-Tabelle nicht umgeschal tet, weil die - relativ hohe - Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffes nicht ermittelt werden konnte. Demzufolge konnte auch die dem momentan verwendeten hochwertigeren Kraftstoff entsprechende volle Leistung der Brennkraftmaschine nicht er zielt werden.

Aus der DE-A-35 46 168 ist eine gattungsgemäße Steuereinrich tung für die Zündzeitpunkt-Einstellung einer Brennkraftmaschi ne bekannt, die einen am Maschinenblock befestigten Klopfsen sor sowie eine elektronische Steuereinheit mit einem inte grierten Prozessor aufweist. In Speichern dieses Prozessors sind eine erste Tabelle mit Zündzeitpunkt-Werten für Kraftstoff hoher Oktanzahl sowie eine zweite Tabelle mit Zündzeitpunkt- Werten für einen Kraftstoff geringerer Oktanzahl abgelegt. Aus diesen beiden Tabellen wird gleichzeitig je ein Zündzeitpunkt- Wert auf der Grundlage eines Betriebsparameters der Brenn kraftmaschine ausgelesen. Die Differenz zwischen diesen bei den ausgelesenen Werten durchläuft eine Korrekturverarbeitung und bildet die Grundlage zur Bestimmung des tatsächlichen Zünd zeitpunktes, indem die erhaltenen Differenzwerte mit einem vorbestimmten Proportionalitätsfaktor K in Beziehung gesetzt werden. Eine Umschaltung der Steuerung von einer Tabelle auf die andere erfolgt bei diesem bekannten System nicht.

Schließlich ist aus der US-A-4 586 475 eine Steuerung für die Zündzeitpunkt-Einstellung einer Brennkraftmaschine bekannt, die nach einem gleichen technischen Konzept wie die vorste hend erörterte Steuereinrichtung arbeitet und bei welcher aus zwei abgespeicherten Tabellen jeweils entsprechend einem Be triebsparameter Werte ausgelesen und daraus ein Mittelwert gebildet wird. Nach einer Verknüpfung mit einem Korrekturfak tor k wird dieser Mittelwert des Zündzeitpunktes während der gesamten Betriebszeit der Brennkraftmaschine verwendet, wobei auch bei diesem bekannten System eine Umschaltung von einer Tabelle auf die andere bei sich ändernden Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und/oder einer anderen Kraftstoff-Qua lität nicht erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung zur Zündzeitpunkt-Einstellung für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei welcher der Zündzeitpunkt entsprechend der Oktanzahl des verwendeten Kraftstoffes einer ersten oder einer zweiten Ta belle entnommen wird und bei der auch während des Umschalt vorganges von einer Tabelle zur anderen eine glatte Änderung der Zündzeitpunkt-Einstellung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge löst.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung weist mehrere Tabellen mit Basiszündzeitpunkt-Einstellungen auf, aus denen bei Auf treten eines vom Klopfsensor ermittelten Klopfsignales eine Tabelle ausgewählt und aus deren Werten die Zündzeitpunkt- Einstellung bestimmt wird. Wenn z. B. von der Zündzeitpunkt- Tabelle für Kraftstoff mit hoher Oktanzahl auf die Zündzeit punkt-Tabelle für Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl umge schaltet wird, erfolgt eine Differenzbildung der aus der einen und der anderen Tabelle ausgelesenen Werte, wobei diese Differenz während einer Übergangszeit mit einer vorbestimmten konstanten Rate verringert und die aus der einen Tabelle aus gelesenen Basiszündzeitpunkt-Werte anhand dieser abnehmenden Differenz korrigiert werden, bis der Wert der anderen Tabelle erreicht ist. Durch einen Vergleich dieser abnehmenden Diffe renz mit einem vorbestimmten Schwellenwert wird festgelegt, ob die eine Tabelle beibehalten werden kann oder ob zur anderen Tabelle umgeschaltet werden muß.

Mit den erfindungsgemäßen Steuereinrichtungen können auch leichtere Klopferscheinungen unterdrückt werden, bevor diese zu einem starken Klopfen anwachsen. Darüber hinaus erfolgt eine glatte Einstellung der Zündzeitpunkte auch während eines Umschaltvorganges von einer Tabelle zur anderen.

Zweckmäßig wird beim Starten der Brennkraftmaschine stets die zweite Tabelle für Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl verwen det, um Klopferscheinungen bereits während des Startvorganges zu vermeiden. Da die Umschaltung von der zweiten Tabelle für Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl zur ersten Tabelle für Kraftstoff mit hoher Oktanzahl in jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfolgt, wird eine Zündzeitpunkt-Steuerung auf der Grundlage der zweiten Tabelle bei tatsächlicher Ver wendung eines höherwertigen Kraftstoffes mit hoher Oktanzahl sicher verhindert.

Wenn während eines Umschaltvorganges von einer Tabelle für Kraftstoffe niedrigerer Oktanwerte zur ersten Tabelle für Kraftstoffe höherer Oktanwerte ein Klopfen auftritt, kann entsprechend der tatsächlichen Zündzeitpunkt-Einstellung zu der zuerst verwendeten Tabelle für Kraftstoffe niedrigerer Oktanzahlen zurückgekehrt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a-1f Kurven zur Erläuterung des Betriebes einer bekannten Klopfsteuerung;

Fig. 2 schematisch eine Steuereinrichtung zur Zündzeitpunkt-Einstellung einer nur teilweise dargestellten Brennkraftmaschine;

Fig. 3 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Klopfgrad und der Zündzeitpunkt-Einstel lung;

Fig. 4a-4c Diagramme zur Erläuterung der Umschal tung von einer der Zündzeitpunkt-Tabellen auf eine andere;

Fig. 5 ein Flußdiagramm einer Routine zur Aus wahl einer Zündzeitpunkt-Einstellungs tabelle;

Fig. 6 Kurven zur Erläuterung des Erkennungs vorganges der Oktanzahl des Kraftstoffes;

Fig. 7 Kurven zur Erläuterung des Betriebes bei Verwendung eines zusätzlichen Digitalfilters und

Fig. 8 Kurven zur Erläuterung einer weiteren Be stimmung des Umschalt-Zeitpunktes.

Die in Fig. 2 gezeigte Brennkraftmaschine 10 enthält Zylinder 11 mit Kolben 13 zum Antrieb einer Kurbelwelle 15. Der Brenn raum im Zylinder steht mit einem Ansaugrohr 17 und einem Auspuffrohr 19 über ein Einlaßventil 21 bzw. über ein Auslaß ventil 23 in Verbindung.

Eine Zündkerze 25 wird von einer Zündspule 27 über einen Verteiler 29 mit Hochspannung versorgt. Der Verteiler 29 wird von der Kurbelwelle 15 synchron angetrieben und liefert Dreh zahlsignale bei einer Bezugsposition der Kurbelwelle 15 sowie Drehwinkelsignale der Kurbelwelle.

Im Ansaugrohr 17 ist in der Nähe des Einlaßventiles 21 eine Kraftstoffeinspritzdüse 31 vorgesehen, die eine vorbestimmte Kraftstoffmenge in das Ansaugrohr 17 einspritzt.

Im Ansaugrohr 17 ist ein Luftdurchflußsensor 33 angeordnet und an einer Wand des Zylinders 11 sind ein Temperatursensor 35 sowie ein Klopfsensor 37 befestigt. Die Ausgangssignale dieser Sensoren werden einer elektronischen Steuereinheit 39 zugeführt, die auch die vom Verteiler 29 erzeugten Drehzahl- und Drehwinkelsignale erhält. Die Steuereinheit 39 enthält einen Prozessor, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM) mit gespeicherten Verarbeitungs programmen für die CPU und anderen Parametern sowie einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) zur vorübergehenden Speicherung der ermittelten Größen und Verarbeitungsergebnisse enthält, wobei diese Bestandteile durch eine interne Busleitung ver bunden sind.

Der Prozessor verarbeitet die oben genannten Eingangssignale und erzeugt Steuersignale für die Zündspule 27 und die Ein spritzdüse 31. Im folgenden wird nur die Zündzeitpunkt-Ein stellung erläutert. Eine Anzeigeeinrichtung 38 ist mit der Steuereinheit 39 gekoppelt und wird eingeschaltet, wenn Kraftstoff mit geringer Oktanzahl verwendet wird.

Bekanntlich kann das Klopfen je nach Oktanzahl des verwen deten Kraftstoffes bei verschiedenen Zündzeitpunkt-Einstellun gen auftreten.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird bei einem Kraftstoff mit hoher Oktanzahl der Voreilungsbetrag des Zündwinkels bis zur Klopf grenze groß. Dieser Betrag des voreilenden Winkels ändert sich mit der Temperatur der Ansaugluft, der Lebensdauer und den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, weshalb ge mäß Fig. 3 ein Überlappungsbereich für Kraftstoff niedriger Oktanzahl und Kraftstoff hoher Oktanzahl auftritt.

Damit ein Klopfen bei einem Kraftstoff mit hoher Oktanzahl oder einem Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl ermittelt werden kann, muß im Grad des Klopfens, das bei verschiedenen Arten des verwendeten Kraftstoffes auftritt, ein signifikanter und deutlicher Unterschied erscheinen. Bisher konnte jedoch wegen des erwähnten Überlappungsbereiches ein schwaches Klopfen kaum ermittelt werden.

Weiterhin werden abrupte Änderungen der Zündzeitpunkt-Ein stellung während eines Umschaltens einer Zündzeitpunkt- Tabelle auf eine andere geglättet, wodurch auch schwache Klopferscheinungen ermittelt werden können.

In dem Prozessor sind zwei Zündzeitpunkt-Tabellen gespei chert. Eine erste Tabelle für die Kennlinie des Voreilungswin kels für einen Kraftstoff mit hoher Oktanzahl und eine zweite Tabelle für die Kennlinie des Nachlaufwinkels für einen Kraft stoff mit niedriger Oktanzahl. Die Auswahl und die Umschal tung zwischen den beiden Tabellen wird durch den Prozessor in der Steuereinheit 39 ausgeführt.

Im folgenden wird das Prinzip der Auswahl und der Umschal tung einer Zündzeitpunkt-Tabelle mit Bezug auf die Fig. 4a bis 4c erläutert.

Beim Anlassen der Brennkraftmaschine wird zunächst die zweite Tabelle mit der Nachlaufwinkelkennlinie ausgewählt, die wäh rend der Warmlaufphase beibehalten wird. Die Zündzeitpunkt- Einstellung während dieser Warmlaufphase wird durch eine durch die zweite Tabelle gegebene Basis-Zündzeitpunkt-Ein stellung festgelegt.

Nach Fig. 4a ist die Warmlaufphase nach Erreichen einer Be triebstemperatur von ca. 70°C im Zeitpunkt t₁ abgeschlossen. In diesem Zeitpunkt t₁ wird eine Umschaltung von der bis da hin verwendeten zweiten Zeitpunkt-Tabelle auf die erste Ta belle eingeleitet, welche die Kennlinie für den Voreilungs winkel und die in Fig. 4a gestrichelt dargestellte Basis-Zünd zeitpunkt-Einstellungen enthält. Dabei wird die Differenz D₁ der Basis-Zündzeitpunkte zwischen der ersten und der zweiten Tabelle ermittelt.

Diese Differenz D₁ wird zur Bestimmung der Verzögerungswin kel-Korrektur verwendet, um das Klopfen während des Um schaltvorganges von der zweiten auf die erste Tabelle zu unterdrücken. Die Differenz D₁ wird zum Anfangswert einer Integrationsgröße, die im Fall von Fig. 4b Null ist, addiert, anschließend wird die so gebildete Größe zeitabhängig mit einer vorbestimmten Rate verkleinert, wie durch die durchge zogene Linie in Fig. 4b gezeigt ist.

Der tatsächlich benutzte Zündzeitpunkt wird bestimmt, indem der Korrekturwert des Verzögerungswinkels von der Basis- Zündzeitpunkt-Einstellung in der ersten Tabelle subtrahiert wird. Diese als durchgezogene Linie in Fig. 4a gezeigte Zündzeitpunkt-Einstellung ändert sich während der Umschal tung mit einer vorbestimmten Rate von der Basis-Zündzeit punkt-Einstellung der zweiten Tabelle zu der Basis-Zündzeit punkt-Einstellung der ersten Tabelle.

Bei der üblichen Klopfkontrolle wird die vorbestimmte Rate in vielen Fällen auf ungefähr 0,1° des Kurbelwellenwinkels pro Motorumdrehung festgesetzt. Bei diesem Wert ist jedoch die Voreilungsrate der Zündzeitpunkt-Einstellung zu klein. Daher wird, wie in Fig. 4c gezeigt, zum Zeitpunkt t₁ erfindungs gemäß eine Flagge gesetzt, wenn die vorbestimmte Betriebsbe dingung des Motors erfüllt ist. Während die Flagge gesetzt ist, wird die Änderungsrate auf 1,0° des Kurbelwellenwinkels pro Motorumdrehung festgesetzt. Wenn erneut ein Klopfen fest gestellt wird (t₂ in Fig. 4c) oder wenn der Integrationswert Null ist (t₃ in Fig. 4c), wird die Flagge gelöscht.

Wenn vom Zeitpunkt t₁ an eine vorbestimmte Zeit verstreicht und der Integrationswert zum Zeitpunkt t₃ Null wird, weil kein Klopfen aufgetreten ist, wird der verwendete Kraftstoff zu diesem Zeitpunkt als Kraftstoff mit hoher Oktanzahl angesehen, weshalb weiterhin die erste Tabelle Verwendung findet; wenn der Zeitpunkt t₃ erreicht wird, so wird die Zündzeitpunktein stellung der durch die erste Tabelle gegebenen Basis-Zündzeit punkt-Einstellung gleich.

Wenn zum Zeitpunkt t₂ ein Klopfen auftritt, bevor die Inte grationsgröße Null wird, so wird zunächst die Flagge ge löscht, wie durch die Strichpunktlinie in Fig. 4c gezeigt ist. Dann wird, wie in Fig. 6 gezeigt ist, die momentane tatsäch liche Zündzeitpunkt-Einstellung mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Wenn sie auf der Seite der voreilen den Zündzeitpunkt-Einstellung oberhalb des Schwellenwertes liegt, so wird der verwendete Kraftstoff als Kraftstoff mit hoher Oktanzahl angesehen, so daß die erste Tabelle als Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle beibehalten wird. Wenn im Gegensatz dazu die momentane Zündzeitpunkt-Einstellung unter halb des Schwellenwertes bleibt, so wird der Kraftstoff als Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl angesehen, so daß wieder zur zweiten Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle zurückgegangen wird.

Folglich ändert sich die Integrationsgröße in diesem Fall zum Zeitpunkt t₂ gemäß der in Fig. 4b gezeigten Strichpunktlinie, weshalb sich die Zündzeitpunkt-Einstellung gemäß der in Fig. 4a gezeigten Strichpunktlinie ändert. Wenn die in der in Fig. 4a gezeigten Form ausgegebene tatsächliche Zündzeitpunkt-Ein stellung einem Digitalfilter zugeführt wird, wird die Änderung der tatsächlichen Zündzeitpunkt-Einstellung geglättet, wodurch die Zündzeitpunkt-Einstellungsänderung während des Umschal tens einer Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle weiter verbessert werden kann.

Wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein berechneter Wert (unterbroche ne Linie) der tatsächlichen Zündzeitpunkt-Einstellung entspre chend der gezeigten durchgezogenen Linie geglättet.

Auf diese Weise kann erfindungsgemäß die Oktanzahl des zu dieser Zeit verwendeten Kraftstoffes genau bestimmt werden, da die Bestimmung anhand der Schwelle ausgeführt wird. Wenn nämlich Kraftstoff mit hoher Oktanzahl verwendet wird, so tritt gewöhnlich während des Intervalles zwischen dem Zeit punkt t₁ und dem Zeitpunkt t₃ kein Klopfen auf, weil die Zündzeitpunkt-Einstellung relativ zum Kraftstoff mit hoher Oktanzahl stark nacheilt.

Auch wenn aufgrund der Änderung der Betriebsbedingung des Motors, wegen eines Rauschens oder aus anderen Gründen, während des genannten Intervalles ein Klopfen auftritt, so wird die Integrationsgröße zu dieser Zeit sehr klein sein, weshalb die Zündzeitpunkt-Einstellung zu dieser Zeit unmöglich niedriger als der Schwellenwert sein kann. Die Zündzeitpunkt- Einstellung muß nämlich zu dieser Zeit sehr nahe bei der durch die erste Tabelle gegebenen Basis-Zündzeitpunkt-Ein stellung liegen. Deswegen kann die Zündzeitpunkt-Einstel lungstabelle sicherlich zur ersten Tabelle umgeschaltet werden.

Aus der vorangegangenen Beschreibung wird deutlich, daß die Beurteilung der Oktanzahl auf der Grundlage der Integrations größe, d. h. der Zündzeitpunkt-Einstellung zu dieser Zeit, ausgeführt wird und nicht durch die Klopfintensität wie in herkömmlichen Apparaten. Daher kann sogar bei Verwendung eines Kraftstoffes mit niedriger Oktanzahl ein Klopfen unter drückt werden, wenn es noch in der schwachen Phase ist. Da her besteht keine Gefahr eines Motordefektes.

Darüber hinaus ist in der vorliegenden Erfindung auch zur Zeit des Umschaltens einer Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle der Wechsel der Zündzeitpunkt-Einstellung geglättet. Folglich tritt im Motor keine Erschütterung auf.

In einem Mehrzylindermotor wird die Klopfregelung häufig für jeden Zylinder ausgeführt, weil aufgrund von Schwankungen in der Ansaugluftmenge der einzelnen Zylinder, ihrer unter schiedlichen Temperaturen usw. ein Klopfen in einem Zylinder eher als in anderen Zylindern auftreten kann. Bei der erfin dungsgemäßen Vorgehensweise kann für jeden Zylinder ein an derer Betrag des Nacheilungswinkels und der Umschaltzeit vor gesehen werden, so daß sich die Umschaltungen zwischen den Zündzeitpunkt-Tabellen in den jeweiligen Zylindern unter scheiden.

Obwohl in einem Mehrzylindermotor die für das Umschalten einer Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle erforderlichen Be dingung selten in allen Zylindern zur gleichen Zeit erfüllt ist, werden die Zündzeitpunkt-Einstellungstabellen vorzugswei se gleichzeitig für alle Zylinder umgeschaltet, um den Motor vor der Gefahr des Klopfens zu schützen, selbst wenn die er forderliche Bedingung nur in einem einzigen Zylinder erfüllt ist.

Wie beschrieben, wird der Zeitpunkt t₁ nach der Warmlaufpha se bei Erreichen einer stabilen Betriebsbedingung des Motors festgesetzt. Unter besonderen Umständen läuft ein Fahrzeug motor jedoch ständig unter sich stark ändernden Bedingungen, so daß der stabile Warmbetrieb nicht erreicht werden kann. Für diesen Fall ist ein Zeitzähler vorgesehen, der diejenige Zeit, während der die notwendige Bedingung erfüllt ist, akku muliert. Wenn die akkumulierte Zeit einen vorgegebenen Wert erreicht, so wird das Umschalten einer Zündzeitpunkt-Ein stellungstabelle veranlaßt.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, kann die Tatsache verwendet werden, daß die Klopfkontrolle nur dann ausgeführt wird, wenn die Motorausgabe einen bestimmten Pegel (schraffierte Bereiche in Fig. 8) übersteigt; eine solche Zeitdauer wird durch den Zeitzähler akkumuliert. Wenn die akkumulierte Zeit den vorbestimmten Wert erreicht, so wird angenommen, daß der Zeitpunkt t₁, zu dem eine Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle umgeschaltet werden soll, erreicht ist.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 5 der Ablauf einer Umschalt routine zum Umschalten einer Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle erläutert.

Wenn die Routine gestartet worden ist, so wird im Schritt 41 entschieden, ob die Warmlaufphase des Motors abgeschlossen ist, während im Schritt 42 entschieden wird, ob eine vorbe stimmte Zeit (t₁) verstrichen ist oder nicht. Wenn in beiden Schritten die Antwort negativ ist, so endet die Verarbeitung der Routine. Wenn jedoch die Warmlaufphase abgeschlossen ist (Schritt 41) oder die vorbestimmte Zeit verstrichen ist (Schritt 42), so rückt die Verarbeitung zum Schritt 43 vor, wo ent schieden wird, ob die Zustandsflagge gesetzt ist oder nicht.

Wenn die Zustandsflagge nicht gesetzt ist, so wird sie im Schritt 44 gesetzt, woraufhin die Umschaltung einer Zündzeit punkt-Einstellungstabelle veranlaßt wird. Zunächst wird im Schritt 45 die erste Tabelle, die eine für den Kraftstoff mit hoher Oktanzahl geeignete Basis-Zündzeitpunkt-Einstellung vor sieht, als Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle gesetzt. Dann wird im Schritt 46 die Differenz D₁ zwischen der Basis-Zündzeit punkt-Einstellung gemäß der bis dahin benutzten zweiten Tabelle und der Basis-Zündzeitpunkt-Einstellung gemäß der ersten Tabelle gewonnen, woraufhin die Verarbeitung dieser Routine endet. Anschließend wird die gewonnene Differenz D₁ zum Umschalten einer Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle in der Steuerung der Zündzeitpunkt-Einstellung verwendet, wie bereits beschrieben worden ist.

Wenn die Zustandsflagge gesetzt ist, so bedeutet dies, daß die erste Tabelle von der vorherigen Ausführung dieser Routine bereits als Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle gesetzt worden war, und daß nun die Umschaltung einer Zündzeitpunkt-Ein stellungstabelle stattfindet. Dann wird im Schritt 47 ent schieden, ob die Integrationsgröße bereits Null ist oder nicht, während im Schritt 48 entschieden wird, ob ein Klopfen er mittelt wird oder nicht. Wenn die Antwort in beiden Schritten negativ ausfällt, so bedeutet dies, daß die Umschaltung der Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle fortgesetzt wird, weshalb hier die Verarbeitung dieser Routine endet.

Wenn jedoch die Integrationsgröße bereits Null ist (Schritt 47) oder ein Klopfen festgestellt wird (Schritt 48), so muß die Oktanzahl des Kraftstoffes beurteilt und folglich eine Zünd zeitpunkt-Einstellungstabelle umgeschaltet werden (Fig. 6). Dazu wird im Schritt 49 entschieden, ob die momentane Zünd zeitpunkt-Einstellung den Schwellenwert übersteigt. Wenn die momentane Zündzeitpunkt-Einstellung den Schwellenwert über steigt, so wird der Kraftstoff als Kraftstoff mit hoher Oktanzahl angesehen, so daß die zu dieser Zeit verwendete erste Tabelle beibehalten wird. Danach endet die Verarbeitung dieser Routine.

Wenn im Gegensatz dazu die momentane Zündzeitpunkt-Einstel lung den Schwellenwert nicht übersteigt, so wird der verwen dete Kraftstoff als Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl ange sehen, so daß im Schritt 50 von der zu diesem Zeitpunkt ge setzten ersten Tabelle zur zweiten Tabelle zurückgekehrt wird, die die Nacheilungswinkelkennlinie enthält, mittels der die Basis-Zündzeitpunkt-Einstellung für Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl bereitgestellt wird. Danach endet die Verarbeitung dieser Routine.

Wie beschrieben, kann die Oktanzahl des verwendeten Kraft stoffes genau beurteilt werden, so daß folglich eine geeignete Zündzeitpunkt-Einstellungstabelle ausgewählt werden kann. Damit kann auch während des Umschaltens einer Zündzeit punkt-Einstellungstabelle die Zündzeitpunkt-Einstellung glatt geändert werden, weshalb der Motor seine volle Leistung er bringen kann.

Claims

1. Steuereinrichtung zur Zündzeitpunkt-Einstellung in einer Brennkraftmaschine, mit einem am Maschinenblock befe stigten Klopfsensor (37) und einer Steuereinheit (39), in deren Prozessor eine erste Tabelle mit Zündzeitpunkt- Werten für Kraftstoff hoher Oktanzahl und eine zweite Tabelle mit Zündzeitpunkt-Werten für Kraftstoff geringe rer Oktanzahl abgelegt sind, wobei aus der ersten und der zweiten Tabelle je ein Zündzeitpunkt-Wert entspre chend einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ausgelesen und aus deren Differenz nach einer Korrektur- Verarbeitung ein tatsächlicher Zündzeitpunkt bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet
daß nur bei Auftreten eines Klopfsignals oder bei Er reichen eines vorbestimmten Betriebszustandes der Brenn kraftmaschine die Zündzeitpunkt-Werte aus den beiden Tabellen ausgelesen werden,
daß im Prozessor die Differenz (D₁) zwischen den Zünd zeitpunkt-Werten aus der ersten und der zweiten Tabelle mit einer vorbestimmten, konstanten und zeitabhängigen Rate verringert und einer der ausgelesenen Zündzeit punkt-Werte mit dieser sich verringernden Differenz (D₁) korrigiert wird und
daß die sich verringernde Differenz mit einem vorbe stimmten Schwellwert verglichen und entsprechend dem Vergleichsergebnis entschieden wird, ob die bisherige Tabelle beibehalten oder ob zur anderen Tabelle umge schaltet wird.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten eines Klopfsignals während des ver zögerten Umschaltvorganges von der einen auf die andere Tabelle ein vorbestimmter Betrag (D_C) zum Momentanwert der sich verringernden Differenz (D₁) addiert wird.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Start und in der Warmlaufphase der Brennkraft maschine (10) die Zündzeitpunkt-Werte aus der zweiten Tabelle verwendet werden.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor am Ende der Warmlaufphase von der zweiten Tabelle auf die erste Tabelle umschaltet, welche die Zündzeitpunkt-Werte für Kraftstoff mit geringerer Oktanzahl enthält.