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Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine - Dokument DE10004592A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10004592A1 19.04.2001
Titel Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Morishita, Tsutomu, Tokio/Tokyo, JP;
Takahashi, Yasuhiro, Tokio/Tokyo, JP;
Okamura, Koichi, Tokio/Tokyo, JP;
Tanaya, Kimihiko, Tokio/Tokyo, JP;
Koiwa, Mitsuru, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 03.02.2000
DE-Aktenzeichen 10004592
Offenlegungstag 19.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2001
IPC-Hauptklasse F02P 11/06
IPC-Nebenklasse F02P 5/152   G01L 23/22   
Zusammenfassung Eine Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine hält den Hintergrundpegel (BGLA) auf einem optimalen Wert unabhängig von dem Klopfpegel und zeichnet sich durch eine verbesserte Zuverlässigkeit durch Verhindern der fehlerhaften Erfassung von Rauschen oder der fehlerhaften Erfassung eines Klopfvorgangs, wenn der Klopfpegel verschoben ist, aus. Die Einrichtung umfasst eine Einrichtung (12) zum Ermitteln von Signalen (N) des Klopfpegels aus dem Ionenstrom, eine Mittelungseinrichtung (13A) zum Ermitteln eines durchschnittlichen Klopfpegels (AVE), eine Einrichtung (14A) zum Einstellen eines Hintergrundpegels (BGLA) durch Verwenden eines Versatz-Werts, eine Einrichtung (15) zum Beurteilen des Klopfvorgangs durch Vergleichen der Signale des Klopfpegels mit dem Hintergrundpegel, eine Einrichtung (16) zum Beurteilen des durchschnittlichen Klopfpegels, der in einem vorgegebenen Bereich liegt, und eine Einrichtung (17) zum Korrigieren des Versatz-Werts in Abhängigkeit von dem Ergebnis einer Beurteilung des vorgegebenen Bereichs, wobei der Versatz-Wert in eine Richtung zum Löschen des Increments oder des Decrements des durchschnittlichen Klopfpegels in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Bereich korrigiert wird.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine auf Grundlage eines Ionenstroms, der durch eine Zündkerze während der Verbrennung in der Brennkraftmaschine fliesst. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine durch Verhindern einer fehlerhaften Erfassung von Rauschen oder einer fehlerhaften Erfassung eines Klopfvorgangs in einem Zustand, bei dem die Maschine in eine Richtung verschoben wird, dass sie eine erhöhte Anzahl der Signale des Klopfpegels oder eine verringerte Anzahl der Signale des Klopfpegels erzeugt.

Stand der Technik

In einer Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine ist es bislang gängige Praxis, das Auftreten eines Klopfvorgangs während des Betriebs zu beurteilen und dann, wenn das Auftreten eines Klopfvorgangs erfasst wird, die Steuergrösse für die Brennkraftmaschine in Richtung auf die Seite zum Unterdrücken des Klopfvorgangs (z. B. in Richtung auf die Weite zum Verzögern des Zündzeitpunkts) in Abhängigkeit von dem Betrag des Klopfens zu korrigieren, um eine Beschädigung der Brennkraftmaschine zu verhindern.

Um den Klopfvorgang oder das Klopfphänomen der Brennkraftmaschine zu erfassen, ist deshalb eine Einrichtung vorgeschlagen worden, die eine Änderung in der Menge von Ionen verwendet, die während der Verbrennung der Brennkraftmaschine erzeugt werden.

Die Einrichtung zum Erfassen des Klopfphänomens der Brennkraftmaschine auf Grundlage des Ionenstroms kann die Intensität des Klopfphänomens in jedem der Zylinder ohne Verwendung eines Klopfsensors erfassen und ist zum Verringern der Kosten effektiv.

In der Einrichtung dieses Typs wird ein Hintergrundpegel für ein Ionenstrom-Erfassungssignal gesetzt, um eine fehlerhafte Erfassung des Klopfphänomens, verursacht durch Rauschen, welches auf den Ionenstrom überlagert ist, zu verhindern.

In einer Einrichtung, die z. B. in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 10-9108 offenbart ist, ist ein Hintergrundpegel (Referenz für die Beurteilung des Rauschpegels), der aus der Summe eines Durchschnittswerts der Erfassungssignalintensitäten und einem unempfindlichen Bereich (Versatz- oder Offset-Wert) auf Grundlage der Betriebsbedingung eingestellt bzw. berechnet wird, für ein Signal gesetzt worden, welches durch Formen der Wellenform eines Klopfstrom-Erfassungssignals erhalten wird.

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das eine herkömmliche Einrichtung zum Erfassen des Klopfens einer Brennkraftmaschine darstellt. Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Betriebswellenform der Signale in Fig. 6 darstellt und einen Fall zeigt, bei dem ein Klopfsignal Ki auf ein wellenform-geformtes Signal Fi eines Ionenstrom-Erfassungssignals Ei überlagert ist.

In Fig. 6 umfasst die Zündeinrichtung 1 der Brennkraftmaschine eine Zündspule mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung und einen Leistungstransistor (die beide nicht gezeigt sind), um den Fluss des Primärstroms i1 (siehe Fig. 7) in die Zündspule hinein zu unterbrechen.

Der Leistungstransistor in der Zündeinrichtung 1 schaltet den Primärstrom 1 der Zündspule im Ansprechen auf ein Zündsignal P von einer ECU 5 ein und aus und die Zündspule erzeugt eine hohe Zündspannung V2 (siehe Fig. 7) durch die Sekundärwicklung im Ansprechen auf das Ein- und Aus-Schalten des Leistungstransistors.

Die Zündkerze 2 erzeugt, da an sie von der Zündeinrichtung 1 eine hohe Zündspannung V2 auferlegt wird, einen Funken, um das Gemisch zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in jedem der Zylinder der Maschine zu zünden.

Um den Ionenstrom zu erfassen, der über einen Spalt der Zündkerze 2 zur Zeit der Verbrennung fliesst, umfasst die Ionenstrom-Erfassungsschaltung 3 eine Vorspannungs- Einrichtung (einen Kondensator) zum Anlegen einer Vorspannung an die Zündkerze 2 durch die Zündspule in der Zündeinrichtung 1 und einen Widerstand (beide sind nicht gezeigt) zum Erzeugen eines Ionenstrom-Erfassungssignals Ei.

Verschiedene Sensoren 4 umfassen einen bekannten Drosselöffnungssensor, einen Kurbelwinkelsensor, einen Temperatursensor und derartige Sensoren und erzeugen verschiedene Sensorsignale, die die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine darstellen. Zum Beispiel erzeugt der Kurbelwinkelsensor, der einer der verschiedenen Sensoren ist, ein Kurbelwinkelsignal SGT (siehe Fig. 7) in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine.

Verschiedene Sensorsignale einschliesslich des Ionenstrom- Erfassungssignals Ei und des Kurbelwinkelsignals SGT werden der ECU 5 eingegeben, die einen Mikrocomputer umfasst.

Das Kurbelwinkelsignal SGT weist eine Impulsflanke auf, die eine Referenzkurbelwinkelposition in jeden Zylinder darstellt, und wird von der ECU 5 zum Ausführen von verschiedenen Steueroperationen verwendet.

Die ECU 5 umfasst eine Klopferfassungseinrichtung 6 zum Erfassen des Klopfvorgangs bzw. Klopfphänomens auf Grundlage des Ionenstrom-Erfassungssignals Ei und eine Zündsteuereinrichtung 7, die das Zündsignal P auf Grundlage des Ergebnisses einer Erfassung des Klopfphänomens durch die Klopferfassungseinrichtung 6 verzögert.

Die Klopferfassungseinrichtung 6 in der ECU 5 umfasst eine Filtereinrichtung 11, die ein Bandpassfilter umfasst, eine Zählereinrichtung 12, eine Mittlungseinrichtung 13, eine Offset- bzw. Versatzeinrichtung 14 und eine Vergleichereinrichtung 15.

Die Filtereinrichtung 11 umfasst eine Wellenform- Formungseinrichtung und nimmt ein Klopfsignal Ki in einem vorgegebenen Frequenzband aus dem wellenform-geformten Signal Fi (siehe Fig. 7) des Ionenstrom-Erfassungssignals Ei auf.

Die Zählereinrichtung 12 umfasst eine Wellenform- Verarbeitungseinrichtung und zählt die Anzahl N der Impulse der Klopfsignale Ki, nachdem ihre Wellenformen verarbeitet worden sind.

Die Zählereinrichtung 12 bildet eine Klopfpegel- Betriebsseinrichtung und betreibt bzw. erzeugt die Anzahl N der Impulse (Signale des Klopfpegels) entsprechend zu dem Klopfzustand der Maschine.

Die Anzahl N der Impulse (Signale des Klopfpegels) entspricht dem Betrag des Klopfphänomens, welches gerade auftritt.

Die Mittelungseinrichtung 13 mittelt die Anzahl N der Impulse, um einen durchschnittlichen oder gemittelten Klopfpegel AVE zu erzeugen.

Die Versatz- oder Offset-Einrichtung 14 versetzt bzw. verschiebt den durchschnittlichen Klopfpegel AVE und bildet einen Hintergrundpegel BGL (Referenz zum Beurteilen des Rauschpegels).

Die Versatz-Einrichtung 14 umfasst eine Versatz- Betriebseinrichtung zum Betreiben bzw. Erzeugen eines Versatz-Werts OFS für den durchschnittlichen Klopfpegel AVE in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Maschine und eine Hintergrundpegel-Betriebseinrichtung zum Betreiben bzw. Einstellen des Hintergrundpegels BGL durch Aufaddieren des durchschnittlichen Klopfpegels AVE und des Versatz-Wert OFS zusammen.

Die Vergleichereinrichtung 15 bildet eine Klopfbeurteilungseinrichtung und vergleicht die Anzahl N der Impulse (Signale des Klopfpegels) mit dem Hintergrundpegel BGL um den Klopfzustand der Maschine zu beurteilen. Wenn die Anzahl N der Impulse den Hintergrundpegel BGL überschreitet, dann erzeugt die Vergleichereinrichtung 15 das Vergleichsergebnis, das das Auftreten eines Klopfvorgangs bzw. eines Klopfphänomens darstellt.

Als nächstes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 sowie auf ein Flussdiagramm der Fig. 8 der Betrieb der herkömmlichen Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs der Brennkraftmaschine beschrieben.

Zunächst empfängt die ECU 5 ein Kurbelwinkelsignal SGT und die ähnlichen Signale von verschiedenen Sensoren 4, führt verschiedene Operationen in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen aus und erzeugt Ansteuer- oder Treibersignale für die verschiedenen Stellglieder, beispielsweise die Zündeinrichtung 1 und dgl.

Zum Beispiel schaltet die ECU 5 den Leistungstransistor in der Zündeinrichtung 1 im Ansprechen auf das Zündsignal P ein und aus, um den Primärstrom i1 fliessen zu lassen und zu unterbrechen.

In diesem Fall wird die Vorspannungs-Energiequelle (Kondensator) in der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 3 mit der Primärspannung V1, die in der Zündspule erzeugt wird, wenn der Primärstrom i1 dort hineinfliesst, elektrisch geladen.

Ferner steigt die Primärspannung V1 an, wenn der Primärstrom i1 unterbrochen wird (einem Zündzeitpunkt der Maschine entspricht) und eine weiter erhöhte Sekundärspannung V2 (mehrere zehn kV) wird von der Sekundärwicklung der Zündspule erzeugt. Die Sekundärspannung V2 wird an die Zündkerze 2 eines Zylinders angelegt, in dem der Zündvorgang gesteuert wird, um ein Gemisch in der Brennkammer zu verbrennen.

Wenn die Mischung brennt, werden Ionen in der Brennkammer des Verbrennungszylinders erzeugt und eine Vorspannung, die elektrisch in den Kondensator in der Ionenstrom- Erfassungsschaltung 3 geladen ist, wird durch die Zündkerze 2 unmittelbar nach der Zündsteuerung entladen.

Der Widerstand in der Ionenstrom-Erfassungsschaltung 3 wandelt den Ionenstrom in eine Spannung um, um ihn als ein Ionenstrom-Erfassungssignal Ei zu erzeugen.

Somit wird der Ionenstrom, der durch die Zündkerze 2 nach der die Verbrennung fliesst, als das Ionenstrom-Erfassungssignal Ei der Klopferfassungseinrichtung 6 in der ECU 5 eingegeben.

Wenn die Maschine klopft, werden die Klopfvibrationskomponenten auf den Ionenstrom überlagert und das wellenform-geformte Signal Fi des Ionenstrom- Erfassungssignals Ei nimmt eine Wellenform an, auf der die Klopfvibrationskomponenten überlagert sind, wie in Fig. 7 gezeigt.

Unter Bezugnahem auf Fig. 8, die den Betrieb zum Verarbeiten des Ionenstrom-Erfassungssignals Ei darstellt, nimmt die Filtereinrichtung 11 der Klopferfassungseinrichtung 6 in der ECU 5 die Klopfsignale Ki nur aus den wellenform-geformten Signalen Fi der Ionenstrom-Erfassungssignale Ei auf (Schritt S1).

Die Zählereinrichtung 12 formt die Wellenformen der Klopfsignale Ki, um sie in einen Klopfimpulszug Kp umzuwandeln und zählt die Anzahl N der Impulse in dem Klopfimpulszug Kp (Schritt S2).

Die Anzahl N der Impulse steht in einem engen Zusammenhang mit der Intensität des Klopfphänomens und wird verwendet, um den Klopfvorgang zu beurteilen, wie nachstehend beschrieben wird, und wird ferner verwendet, um den Hintergrundpegel BGL in der nächsten Zeit zu aktualisieren.

Das heisst, die Vergleichereinrichtung 15 in der Klopferfassungseinrichtung 6 vergleicht die Anzahl N der Impulse mit dem Hintergrundpegel BGL, der zu der vergangenen Zeit bestimmt oder betrieben worden ist, und beurteilt, ob die Anzahl N von Impulsen grösser als der Hintergrundpegel BGL ist (Schritt S3).

Die Anzahl N der Impulse nimmt mit einem Anstieg der Intensität des Klopfvorgangs zu und somit beurteilt die Vergleichereinrichtung 15 das Auftreten eines Klopfphänomens und die Intensität des Klopfphänomens auf Grundlage der Anzahl N der Impulse.

Wenn im Schritt S3 beurteilt wird, dass N > BGL ist (d. h. JA), dann stellt die Zündsteuereinrichtung 7 eine Verzögerungssteuergrösse zum Verzögern des Zündzeitpunkts (zum Unterdrücken des Klopfphänomens) ein (Schritt S4). Wenn im Schritt S3 beurteilt wird, dass N ≤ BGL ist (d. h. NEIN), dann stellt die Zündsteuereinrichtung 7 eine Vorrückungssteuergrösse ein (Schritt S5).

Hierbei nimmt die Zündsteuereinrichtung 7 im Schritt S4 auf die Verzögerungskorrekturgrösse in der Zündsteuerung der vorangehenden Zeit und von dieser Zeit Bezug und nimmt im Schritt S5 auf die Verzögerungskorrekturgrösse in der Zündsteuerung der vergangenen Zeit Bezug, wodurch die Steuergrössen betrieben bzw. eingestellt werden.

Wenn der Zustand N > BGL (der Klopfvorgang tritt auf) aufeinanderfolgend im Schritt S3 beurteilt wird, werden die Verzögerungsgrössen sukzessive aufaddiert, aber nicht mehr zu einem Moment aufaddiert, wenn beurteilt wird, dass kein Klopfvorgang auftritt.

Der Hintergrundpegel BGL (die vorangehende Anzahl der Impulse), die als eine Referenz zum Beurteilen des Klopfvorgangs dient, verändert sich in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine und dem Pegel zum Formen der Wellenformen der Erfassungssignale Ei, wird aber auf einen Wert von z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 20 eingestellt.

Wenn der Klopfvorgang von der Vergleichereinrichtung 15 auf Grundlage der Anzahl N der Impulse erfasst wird, wird die Steuergrösse in Richtung auf die Weite zum Unterdrücken des Klopfvorgangs korrigiert (d. h. die Zündung wird für den Zylinder optimiert, in dem das Klopfphänomen aufgetreten ist), um das Klopfphänomen effektiv zu unterdrücken.

Andererseits mittelt (filtert) die Mittlungseinrichtung 13 in der Klopferfassungseinrichtung die Anzahl N der Impulse und stellt einen durchschnittlichen Klopfpegel AVE durch Verwenden der folgenden Formeln (1) und (2) (Schritt S6) ein.



AVE = AVE(n - 1) × KF + NP × (1 - KF) (1)



NP = max {N - BGL(n - 1), 0} (2)

In der Formel (1) ist AVE(n - 1) ein durchschnittlicher Klopfpegel AVE der vorangehenden Zeit und KF ist ein Mittelungskoeffizient (0 < KF < 1) und in der Formel (2) ist BGL(n - 1) ein Hintergrundpegel BGL der vorangehenden Zeit.

Die Versatz-Einrichtung 14 addiert einen Versatz-Wert OFS zu dem durchschnittlichen Klopfpegel AVE, um den Hintergrundpegel BGL gemäss der folgenden Formel (3) (Schritt S7) einzustellen bzw. zu betreiben:



BGL = AVE + OFS (3)

Schliesslich speichert die ECU 5 den Hintergrundpegel BGL, der gemäss der Formel (3) berechnet wurde, in der Versatz- Einrichtung 14 als eine Vergleichsreferenz zum Beurteilen des Klopfphänomens, wenn die Zündung zur nächsten Zeit gesteuert wird (Schritt S8) und die Verarbeitungsroutine aus Fig. 8 kommt zum Ende.

Als nächstes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 der Betrieb zum Erfassen des Klopfphänomens beschrieben, wenn der durchschnittliche Klopfpegel AVE sich verschoben hat (zugenommen oder abgenommen hat).

In den Fig. 9 und 10 bezeichnet die Abzisse die Zeit und die Ordinate (der Pegel in der Form eines Balkengraphs) stellt die Anzahl N der Impulse dar und ferner ist die Anzahl Pn der Impulse entsprechend dem Rauschpegel und die Anzahl Pk der Impulse entsprechend zu dem Klopfpegel gezeigt.

In diesen Zeichnungen stellen ferner die durchgezogenen Kurven Änderungen in dem durchschnittlichen Klopfpegel AVE über dem Ablauf der Zeit dar, gepunktete Kurven bezeichnen Änderungen in dem Versatz-Wert OFS mit dem Ablauf der Zeit und Kurven mit einer strichpunktierten Linie bezeichnen Änderungen in dem Hintergrundpegel BGL (= AVE + OFS) über dem Ablauf der Zeit.

Hierbei bleibt der Versatz-Wert OFS (gepunktete Linie) konstant, da keine Änderung in den Betriebsbedingungen vorhanden ist.

Fig. 9 zeigt Änderungen mit dem Ablauf der Zeit, wenn der durchschnittliche Klopfpegel von einem Referenzbereich (Beharrungszustand) in einen ersten vorgegebenen Bereich auf der abnehmenden Seite verschoben wird und wieder auf den Referenzzustand zurückgebracht wird.

Fig. 10 zeigt Änderungen mit dem Ablauf der Zeit, wenn der durchschnittliche Klopfpegel von dem Referenzbereich in einen zweiten vorgegebenen Bereich auf der abnehmenden Seite verschoben wird und wieder auf den Referenzzustand zurückgebracht wird.

In Fig. 9 ändert sich der Hintergrundpegel BGL (der Pegel zum Beurteilen des Klopfphänomens) auf Grundlage der Anzahl N der Impulse (Signale des Klopfpegels) in dem Referenzbereich relativ stabil und richtig.

Wenn die Impulse in einer Anzahl Pk erfasst werden, die dem Klopfpegel entspricht, wird deshalb das Klopfphänomen auf Grundlage N > BGL richtig beurteilt. Wenn ferner die Impulse in einer Anzahl Pn erfasst werden, die dem Rauschpegel entsprechen, wird auf Grundlage von N ≤ BGL das Rauschen richtig beurteilt.

Wenn der durchschnittliche Klopfpegel AVE auf den ersten vorgegebenen Bereich, wie in Fig. 9 gezeigt, aufgrund einer Änderung in dem Ionenstrom-Erfassungssystem einschliesslich der Zündkerze 2 über dem Ablauf der Zeit verschoben ist, nimmt jedoch der in den Klopfsignalen Ki enthaltene fortwährende Rauschpegel ab, wodurch der durchschnittliche Klopfpegel AVE abnimmt und dem durchschnittlichen Klopfpegel AVE folgend auch der Hintergrundpegel BGL abnimmt.

In dem ersten vorgegebenen Bereich ändert sich deshalb der Hintergrundpegel BGL nicht richtig, wodurch die Anzahl Pn der Impulse des Rauschpegels den Hintergrundpegel BGL übersteigt und die Beurteilung wird in unrichtiger Weise dahingehend sein, dass der Klopfvorgang auftritt.

Wenn ferner in Fig. 10 der durchschnittliche Klopfpegel AVE von dem Referenzbereich auf den zweiten vorgegebenen Bereich aufgrund einer Änderung in dem Ionenstrom-Erfassungssystem einschliesslich der Zündkerze 2 über dem Ablauf der Zeit verschoben wird, dann steigt der in dem Klopfsignal Ki enthaltene fortwährende Rauschpegel an, wodurch der durchschnittliche Klopfpegel AVE ansteigt und dem durchschnittlichen Klopfpegel AVE folgend auch der Hintergrundpegel BGL zunimmt.

In dem zweiten vorgegebenen Bereich ändert sich deshalb der Hintergrundpegel BGL nicht richtig, wodurch die Anzahl Pk der Impulse des Klopfpegels kleiner als der Hintergrundpegel BGL wird und die Signale in unrichtiger Weise als Rauschsignale beurteilt werden.

Gemäss der herkömmlichen Einrichtung zum Erfassen des Klopfphänomens einer Brennkraftmaschine, wie voranstehend beschreiben, bleibt der Versatz-Wert OFS konstant, solange keine Änderung in den Betriebsbedingungen vorhanden. Deshalb wird der Hintergrundpegel BGL in dem ersten oder zweiten vorgegebenen Bereich unrichtig, was es schwierig macht, das Klopfphänomen richtig zu beurteilen.

Das heisst, in dem ersten vorgegebenen Bereich wird die Anzahl Pn der Impulse der Rauschsignale, wenn gerade kein Klopfen auftritt, fälschlicherweise als die Anzahl Pk der Impulse beurteilt, wenn das Klopfen auftritt, und in dem zweiten vorgegebenen Bereich wird die Anzahl Pk der Impulse, wenn gerade häufig ein Klopfen auftritt, fälschlicherweise als die Anzahl Pn der Impulse der Rauschsignale beurteilt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die voranstehend erwähnten Probleme zu lösen und ihre Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die den Hintergrundpegel unabhängig von einem Zustand, in den die Signale des Klopfpegels verschoben worden sind, auf einem optimalen Wert hält und somit die fehlerhafte Erfassung von Rauschen oder die fehlerhafte Erfassung eines Klopfvorgangs verhindert, wenn die Signale des Klopfpegels sich auf die ansteigende Seite oder die abfallende Seite verschoben haben, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird.

Eine Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung umfasst:

verschiedene Sensoren zum Erfassen der Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine;

eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Ionenstroms, der durch eine Zündkerze während der Verbrennung der Brennkraftmaschine fliesst;

eine Filtereinrichtung zur Aufnahme von Klopfsignalen aus dem Ionenstrom;

eine Klopfpegel-Betriebseinrichtung zum Betreiben bzw. Einstellen von Signalen des Klopfpegels entsprechend zu dem Klopfzustand der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Klopfsignale;

eine Mittelungseinrichtung zum Einstellen bzw. Bestimmen eines durchschnittlichen Klopfpegels durch Mitteln der Signale des Klopfpegels;

eine Versatz-Betriebs-Einstellungseinrichtung zum Betreiben bzw. Einstellen eines Versatz-Werts des durchschnittlichen Klopfpegels in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine;

eine Hintergrundpegel-Betriebseinrichtung zum Betreiben bzw. zum Einstellen eines Hintergrundpegels, indem der durchschnittliche Klopfpegel und der Versatz-Wert zusammen aufaddiert werden; und

eine Klopf-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen des Klopfzustands der Brennkraftmaschine durch Vergleichen der Signale des Klopfpegels mit dem Hintergrundpegel;

wobei ferner bereitgestellt wird:

eine Beurteilungseinrichtung für einen vorgegebenen Bereich zum Beurteilen des durchschnittlichen Klopfpegels, der in einem vorgegebenen Bereich liegt; und

eine Versatz-Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Versatz-Werts in Abhängigkeit von dem Ergebnis einer Beurteilung durch die Beurteilungseinrichtung für den vorgegebenen Bereich; wobei

die Beurteilungseinrichtung für den vorgegebenen Bereich den vorgegebenen Bereich beurteilt, wenn der durchschnittliche Klopfpegel in einem ansteigenden Zustand oder einem abfallenden Zustand im Vergleich mit dem Referenzbereich ist; und

die Versatz-Korrektureinrichtung den Versatz-Wert in eine Richtung zum Löschen des Increments oder des Decrements des durchschnittlichen Klopfpegels in Abhängigkeit von dem Beurteilungsergebnis durch die Beurteilungseinrichtung für den vorgegebenen Bereich hin korrigiert und den Hintergrundpegel auf einen optimalen Wert korrigiert.

In der Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Versatzkorrektur-Sperreinrichtung zum Sperren der Verarbeitung durch die Versatzkorrektur-Einrichtung vorgesehen, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine in einem Bereich niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit, niedriger als eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit, ist.

In der Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung stellt die Versatz-Korrektureinrichtung selektiv einen Versatz- Korrekturkoeffizienten in Abhängigkeit von dem Beurteilungsergebnis durch die Beurteilungseinrichtung für den vorgegebenen Bereich ein und die Versatz-Einrichtung korrigiert den Versatz-Wert durch Verwenden des Versatz- Korrekturkoeffizienten.

In der Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung stellt die Versatz-Korrektureinrichtung den Versatz- Korrekturkoeffizienten auf einen Wert grösser als 1 ein, wenn der durchschnittliche Klopfpegel in einem ersten vorgegebenen Bereich liegt, der kleiner als ein unterer Grenzwert des Referenzbereichs ist, und stellt den Versatz- Korrekturkoeffizienten auf einen Wert kleiner als 1 ein, wenn der durchschnittliche Klopfpegel grösser als ein oberer Grenzwert des Referenzbereichs ist.

In der Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung umfasst die Mittelungseinrichtung eine zweite Mittelungseinrichtung, die einen Reflektionsfaktor der Signale des Klopfpegels auf einen grossen Wert auf einer Seite, an der der durchschnittliche Klopfpegel ansteigt, einstellt und die Beurteilungseinrichtung für einen vorgegebenen Bereich beurteilt den vorgegebenen Bereich auf Grundlage des zweiten durchschnittlichen Klopfpegels, der von der zweiten Mittelungseinrichtung betrieben bzw. eingestellt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Diagramm, das den Versatz-Korrektbetrieb gemäss der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 ein Flussdiagramm, das den Versatz-Korrekturbetrieb gemäss der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, das den Betrieb zum Erfassen des Klopfvorgangs in einem ersten vorgegebenen Bereich gemäss der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 5 ein Diagramm, das den Betrieb zum Erfassen des Klopfvorgangs in einem zweiten vorgegebenen Bereich gemäss der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Blockschaltbild, das eine herkömmliche Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine darstellt;

Fig. 7 ein Diagramm von Wellenformen, die den Betrieb der herkömmlichen Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs der Brennkraftmaschine darstellen;

Fig. 8 ein Flussdiagramm zum Einstellen bzw. Betreiben des Hintergrundpegels unter Verwendung der herkömmlichen Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine;

Fig. 9 ein Diagramm, das den Betrieb zum Erfassen des Klopfvorgangs in dem ersten vorgegebenen Bereich unter Verwendung der herkömmlichen Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine zeigt; und

Fig. 10 ein Diagramm, das den Betrieb zum Erfassen des Klopfvorgangs in der zweiten vorgegebenen Ausführungsform unter Verwendung der herkömmlichen Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Ausführungsform 1

Eine Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das schematisch die Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die gleichen Abschnitte wie diejenigen, die voranstehend beschreiben wurden (siehe Fig. 6), mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, aber hier nicht noch mal ausführlich beschrieben werden.

In Fig. 1 umfasst die Klopferfassungseinrichtung 6a in der ECU 5A ferner eine Beurteilungseinrichtung 16 für einen vorgegebenen Bereich, eine Versatz-Korrektureinrichtung 17 und eine Versatzkorrektur-Sperreinrichtung 18 zusätzlich zu der Filtereinrichtung 11 bis zu der Vergleichereinrichtung 15.

In diesem Fall umfasst die Mittelungseinrichtung 13A eine zweite Mittelungseinrichtung (nicht gezeigt), die den Reflektionsfaktor der Anzahl N der Impulse (Signale des Klopfpegels) auf einen grossen Wert auf der Seite, an der der durchschnittliche Klopfpegel AVE ansteigt, einstellt und einen zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2, der von der zweiten Mittelungseinrichtung bestimmt bzw. eingestellt wird, bildet.

Die Beurteilungseinrichtung 16 für den vorgegebenen Bereich beurteilt den durchschnittlichen Klopfpegel AVE, der in einem vorgegebenen Bereich (ansteigendem Zustand oder abfallendem Zustand im Vergleich mit dem Referenzbereich) liegt, auf Grundlage des zweiten durchschnittlichen Klopfpegels AVE2 und bildet ein Beurteilungssignal H für den vorgegebenen Bereich als Folge der Beurteilung.

Die Versatz-Korrektureinrichtung 17 stellt einen Versatz- Korrektureffizienten CF in Abhängigkeit von dem Beurteilungssignal H für den vorgegebenen Bereich selektiv ein. Deshalb korrigiert die Versatzeinrichtung 14A den Versatz-Wert UFS vorwärts in eine Richtung zum Löschen des Increments oder des Decrements des durchschnittlichen Klopfpegels AVE und der Hintergrundpegel BGLA wird auf einen optimalen Wert korrigiert.

Das heisst, die Versatz-Korrektureinrichtung 17 stellt den Versatz-Korrekturkoeffizienten CF auf einen grösseren Wert als "1" ein, wenn der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 in dem ersten vorgegebenen Bereich liegt, der kleiner als ein unterer Grenzwert β des Referenzbereichs ist, und stellt den Versatz-Korrekturkoeffizienten CF auf einen Wert kleiner als "1" ein, wenn der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 in dem zweiten vorgegebenen Bereich liegt, der grösser als ein oberer Grenzwert α des Referenzbereichs ist.

Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine in einem Bereich mit niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit ist, die niedriger als eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit ist, dann bildet die Versatz-Korrektur-Sperreinrichtung ein Versatz-Korrektursperrsignal J und sperrt die Verarbeitung durch die Versatz-Korrektureinrichtung 17.

Die Versatz-Einrichtung 14A korrigiert den Versatz-Wert OFS in einer Richtung zum Löschen des Increments oder des Decrements des durchschnittlichen Klopfpegels AVE durch Verwenden des Versatz-Korrekturkoeffizienten CF und stellt den Hintergrundpegel BGLA ein.

Als nächstes wird der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf ein Diagramm der Fig. 2 und ein Flussdiagramm der Fig. 3 beschrieben.

Fig. 2 zeigt einen Zusammenhang zwischen dem zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2 und dem Versatz- Korrekturkoeffizienten CF.

In Fig. 2 wird der Versatz-Korrekturkoeffizient CF auf einen Wert (ansteigende Seite) eingestellt, der größer als "1" ist, wenn der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 in dem ersten vorgegebenen Bereich (dem Bereich, in dem der Rauschpegel abnimmt) liegt, wird auf einen Wert (abfallende Seite) kleiner als "1" eingestellt, wenn der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 im zweiten vorgegebenen Bereich (dem Bereich, in dem der Klopfvorgang häufig auftritt) liegt, und wird auf "1" (den normalen Wert mit keiner Korrektur) eingestellt, wenn der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 in dem Referenzbereich (Beharrungsbereich) liegt.

In Fig. 3 sind die Schritte, die die gleichen wie die voranstehend beschriebenen (siehe Fig. 8) sind, mit den gleichen Bezugszeichen S1-S8 bezeichnet, werden hier aber nicht wieder ausführlich beschrieben. Die Schritte S3A und S7A entsprechen den voranstehend erwähnten Schritten S3 bzw. S7.

Zunächst ermittelt die Klopferfassungseinrichtung 6A in der ECU 5A Klopfsignale Ki aus den Ionenstrom-Erfassungssignalen Ei (Schritt S1), zählt die Anzahl N der Impulse einer Klopffrequenz (Schritt S2), stellt die Zündzeitpunkt- Steuergrösse (Schritt S4 oder 55) auf Grundlage der Beurteilung des Klopfvorgangs (Schritt S3A) ein und dann ermittelt die Mittelungseinrichtung 13A einen durchschnittlichen Klopfpegel AVE (Schritt S6).

Dann nimmt die Versatz-Korrektursperreinrichtung 18 von dem Betriebsdaten, die von verschiedenen Sensoren 4 eingegeben werden, eine Bezugnahme auf die Umdrehungsgeschwindigkeit Ne vor und beurteilt, ob die Umdrehungsgeschwindigkeit Ne kleiner als eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit Nr (z. B. 1500 Upm) ist, die auf der Seite niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit ist (Schritt S10).

Wenn beurteilt wird, dass Ne ≤ Nr ist (d. h. JA), dann bildet die Versatz-Korrektursperreinrichtung 18 ein Versatz- Korrektursperrsignal J, sperrt die Verarbeitung von der Versatz-Korrektureinrichtung 17 und die Routine geht weiter zu einer Nicht-Korrektur-Verarbeitung (Schritt S13), die später beschrieben wird.

In dem Betriebsbereich mit niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit wird deshalb der Versatzwert OFS nicht korrigiert und der Hintergrundpegel BGLA nimmt in ungewünschter Weise ab.

Dies liegt daran, dass auf der Seite niedriger Umdrehungsgeschwindigkeiten der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 sehr klein wird, was es sehr einfach macht, den Klopfpegel über den Rauschpegel unabhängig von dem Ergebnis der Beurteilung in einem vorgegebenen Bereich zu beurteilen.

Wenn andererseits im Schritt S10 beurteilt wird, dass Ne > Nr (d. h. NEIN), dann ermittelt die Mittelungseinrichtung 13A den zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2 gemäss der folgenden Formel (4) (Schritt S11):



AVE2 = AVE2(n - 1) + (NP - AVE2(n - 1)) × KF2 (4)



wobei AVE2(n - 1) der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 der vorangehenden Zeit und KF2 der zweite Mittelungskoeffizient (KF2 > 1) ist.

Der zweite Mittelungskoeffizient KF2 wird in Abhängigkeit von der Anzahl N der Impulse variabel eingestellt und wird auf einen grossen Wert eingestellt, wenn die Anzahl N der Impulse grösser als der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2(n - 1) der vorangehenden Zeit wird.

Gemäss der Mittelungsverarbeitung der Formel (4) ändert sich deshalb der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 schneller auf die Seite hin, an der der Rauschpegel abnimmt und wird somit auf einen Wert nahe zu einem Spitzen- Rauschwert eingestellt.

Als nächstes vergleicht die Beurteilungseinrichtung 16 für einen vorgegebenen Bereich den zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2 mit dem oberen Grenzwert α und dem unteren Grenzwert β entsprechend dem Referenzbereich und beurteilt, in welchem Bereich die Anzahl N der Impulse, die nun erfasst werden, liegt.

Zunächst wird beurteilt, ob der zweite durchschnittliche Klopfpegel innerhalb des Referenzbereichs liegt (Schritt S12). Wenn beurteilt wird, dass α ≥ AVE2 ≥ β (d. h. JA) ist, dann wird ein Beurteilungssignal H für den vorgegebenen Bereich ausgegeben, das anzeigt, dass der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 in dem Referenzbereich liegt.

Dann nimmt die Versatz-Korrektureinrichtung 17 auf den Versatz-Korrektureffizienten CF (= 1) in dem Referenzbereich auf Grundlage der Datenkarte Bezug (Schritt S13) und gibt ihn an die Versatz-Einrichtung 14A aus. In der Versatz- Einrichtung 14A wird in diesem Fall der Versatz-Wert OFS auf einem normalen Wert gehalten, ohne korrigiert zu werden.

Wenn im Schritt S12 beurteilt wird, dass der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 ausserhalb des Referenzbereichs ist (d. h. NEIN), dann wird beurteilt, ob der der zweite durchschnittliche Klopfpegel AVE2 in dem ersten vorgegebenen Bereich ist, der kleiner als der untere Grenzwert β ist (Schritt S14).

Wenn beurteilt wird, dass AVE2 < β (d. h. JA) ist, dann erzeugt die Beurteilungseinrichtung 16 für den vorgegebenen Bereich ein Beurteilungssignal H für den vorgegebenen Bereich, das die Existenz in dem ersten vorgegebenen Bereich darstellt.

Dann führt die Versatz-Korrektureinrichtung 17 eine Bezugnahme auf den Versatz-Korrekturkoeffizienten CF (> 1) im ersten vorgegebenen Bereich durch (Schritt S15) und gibt diesen in die Versatz-Einrichtung 14A ein, um den Versatz- Wert OFS auf die ansteigende Seite hin zu korrigieren.

Wenn im Schritt S14 beurteilt wird, dass AVE2 > α (d. h. NEIN) ist, dann erzeugt die Beurteilungseinrichtung 16 für den vorgegebenen Bereich ein Beurteilungssignal H für einen vorgegebenen Bereich, das die Existenz in dem zweiten vorgegebenen Bereich darstellt.

Somit führt die Versatz-Korrektureinrichtung 15 eine Bezugnahme auf den Versatz-Korrekturkoeffizienten CF (< 1) in dem zweiten vorgegebenen Bereich durch (Schritt S16) und gibt diesen der Versatz-Einrichtung 14A ein, um den Versatz-Wert OFS in Richtung auf die abfallende Seite hin zu korrigieren.

Nachstehend stellt die Versatz-Einrichtung 14A den Hintergrundpegel BGLA nach einer Korrektur gemäss der folgenden Formel (5) durch Verwenden des Versatz- Korrekturkoeffizienten CF, der im Schritt S13, S15 oder S16 eingestellt wird, ein (Schritt 7A):



BGLA = AVE2 + OFS × CF (5)

Ferner wird der Hintergrundpegel BGLA, der gemäss der Gleichung (5) ermittelt wird, als ein Wert zum Beurteilen des Klopfvorgangs beim nächsten Mal im Schritt S3A (Schritt S8) gespeichert und die Verarbeitungsroutine aus Fig. 3 endet.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 der Betrieb zum Erfassen des Klopfvorgangs, wenn der durchschnittliche Klopfpegel AVE sich verschoben hat (angestiegen oder abgefallen) ist, beschrieben.

Die Fig. 4 und 5 entsprechen den Fig. 9 und 10 und die gleichen Abschnitte wie diejenigen, die voranstehend beschreiben wurden, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, aber deren Beschreibung wird nicht ausführlich wiederholt.

Hierbei stellen durchgezogene Kurvenänderungen in dem zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2 mit dem Ablauf der Zeit dar, gepunktete Kurven stellen Änderungen in dem Versatz-Wert OFS + CF nach einer Korrektur mit dem Ablauf der Zeit dar, und strichpunktierte Kurven bezeichnen Änderungen in dem Hintergrundpegel BGLA (= AVE2 + OFS × CF) nach einer Korrektur mit dem Ablauf der Zeit.

Fig. 4 zeigt den Fall, bei dem der durchschnittliche Klopfpegel sich auf dem ersten vorgegebenen Bereich verschoben hat und Fig. 5 bezeichnet den Fall, bei dem sich der durchschnittliche Klopfpegel auf den zweiten vorgegebenen Bereich verschoben hat.

In den Fig. 4 und 5 werden die Versatz-Werte OFS × CF (gepunktete Linien) nach einer Korrektur in Abhängigkeit von dem Ergebnis einer Beurteilung in dem vorgegebenen Bereich erhöht oder verkleinert und der Hintergrundpegel BGLA steigt dementsprechend an oder fällt ab.

Wenn unter Bezugnahme auf Fig. 4 die Anzahl N der Impulse (Signale des Klopfpegels) auf den ersten vorgegebenen Bereich (den Bereich, in dem der Rauschpegel abnimmt) aufgrund einer Änderung in dem Ionenstrom-Erfassungssystem mit dem Ablauf der Zeit verschoben wird, wird auf einen Versatz- Korrektureffizienten CF (> 1) Bezug genommen, um einen Abfall in dem zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2 zu löschen. Aufgrund der Hinzufügung des Versatz-Wertes OFS × CF nach der Increment-Korrektur wird deshalb ein Abfall in dem Pegel BGLA zum Beurteilen des Klopfvorgangs (die strichpunktierte Linie) unterdrückt.

Wenn die Anzahl Pk der Impulse entsprechend zu dem Klopfpegel erfasst wird, wird deshalb der Klopfvorgang normalerweise auf Grundlage von N > BGLA beurteilt. Wenn die Anzahl Pn der Impulse entsprechend zu dem Rauschpegel erfasst wird, wird andererseits das Rauschen normal unter Bezugnahme auf N ≤ BGLA erfasst. Dies ermöglicht, eine fehlerhafte Beurteilung des Klopfvorgangs zu verhindern.

Wenn weiter unter Bezugnahme auf Fig. 5 die Anzahl N der Impulse auf den zweiten vorgegebenen Bereich verschoben ist (wo das Klopfphänomen häufig auftritt), wird auf den Versatz- Korrekturkoeffizienten CF (< 1) zum Beseitigen eines Anstiegs in dem zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2 Bezug genommen. Aufgrund der Addition des Versatz-Werts OFS × CF nach der Increment-Korrektur wird deshalb ein Anstieg in dem Pegel BGLA zum Beurteilen des Klopfvorgangs (die strichpunktierte Linie) unterdrückt.

Deshalb werden der Klopfvorgang und das Rauschen normal beurteilt, wodurch eine fehlerhafte Beurteilung des Rauschens verhindert wird.

Somit wird auf eine Korrektur des Versatz-Werts OFS in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Beurteilung in einem vorgegebenen Bereich hin ermöglicht, den Hintergrundpegel BGLA, der als eine Referenz zum Beurteilen des Rauschpegels dient, in einen optimalen Wert hin zu ändern.

Selbst wenn die Anzahl N der Impulse auf den ersten vorgegebenen Bereich oder den zweiten vorgegebenen Bereich aufgrund einer Änderung in dem Klopfpegel verursacht durch eine Änderung über dem Ablauf der Zeit verschoben wird, wird ermöglicht, den Klopfvorgang auf Grundlage der richtigen Beurteilung des Klopfvorgangs zuverlässig zu erfassen und der Verzögerungssteuerzustand bei dem Zündzeitpunkt kann verbessert werden, wenn der Klopfvorgang aufgetreten ist.

Ferner sperrt die Versatz-Korrektur-Sperreinrichtung 18 die Versatz-Korrektur auf der Seite niedriger Umdrehungsgeschwindigkeiten der Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit, wodurch ermöglicht wird, eine unnötige Increment-Korrektur für den Hintergrundpegel PGLA zu verhindern.

In der voranstehend erwähnten Ausführungsform 1 wurde die Anzahl N der Impulse der Klopfsignale Ki als das Signal des Klopfpegels verwendet. Wie jedoch altbekannt ist, kann irgendein Parameter wie ein Spitzenwert oder ein integrierter Wert der Klopfsignale Ki natürlich verwendet werden.

Ferner wurde der vorgegebene Bereich aus dem zweiten durchschnittlichen Klopfpegel AVE2 beurteilt. Jedoch kann der vorgegebene Bereich auf Grundlage eines normalen durchschnittlichen Klopfpegels AVE beurteilt werden.

Ferner wurde die Versatz-Korrektur-Sperreinrichtung 18 vorgesehen, um die Versatz-Korrektur auf der Seite niedriger Umdrehungsgeschwindigkeiten zu sperren. Wenn jedoch keine Behinderung auftritt, kann die Versatz-Korrektur- Sperreinrichtung 18 weggelassen werden und eine Versatz- Korrekturverarbeitung kann selbst auf der Seite niedriger Umdrehungsgeschwindigkeiten ausgeführt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine, umfassend:

    verschiedene Sensoren (4) zum Erfassen der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine;

    eine Ionenstrom-Erfassungseinrichtung (3) zum Erfassen des Ionenstrom, der durch eine Zündkerze (2) während der Verbrennung in der Brennkraftmaschine fliesst;

    eine Filtereinrichtung (11) zum Aufnehmen von Klopfsignalen (Ki) aus dem Ionenstrom;

    eine Klopfpegel-Betriebseinrichtung (12) zum Einstellen von Signalen des Klopfpegels (N) entsprechend zu dem Klopfzustand der Brennkraftmaschine auf Grundlage der Klopfsignale;

    eine Mittelungseinrichtung (13A) zum Ermitteln eines durchschnittlichen Klopfpegels (AVE) durch Mitteln der Signale des Klopfpegels (N);

    eine Versatz-Betriebseinrichtung (14A) zum Einstellen eines Versatz-Werts (OFS) des durchschnittlichen Klopfpegels (AVE) in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine;

    eine Hintergrundpegel-Betriebseinrichtung zum Einstellen eines Hintergrundpegels (BGLA) durch Aufaddieren des durchschnittlichen Klopfpegels (AVE) und des Versatz- Wertes (OFS) zusammen; und

    eine Klopfbeurteilungseinrichtung (15) zum Beurteilen des Klopfzustands der Brennkraftmaschine durch Vergleichen der Signale des Klopfpegels (N) mit dem Hintergrundpegel (BGLA);

    wobei ferner vorgesehen ist:

    eine Beurteilungseinrichtung (16) für einen vorgegebenen Bereich zum Beurteilen des durchschnittlichen Klopfpegels (AVE), der in einem vorgegebenen Bereich liegt; und

    eine Versatz-Korrektureinrichtung (17) zum Korrigieren des Versatz-Werts (OFS) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Beurteilung (H) durch die Beurteilungseinrichtung (16) für den vorgegebenen Bereich; wobei

    die Beurteilungseinrichtung (16) für den vorgegebenen Bereich den vorgegebenen Bereich beurteilt, wenn der durchschnittliche Klopfpegel (AVE) im Vergleich mit einem Referenzbereich in einem ansteigenden Zustand oder einem abfallenden Zustand ist; und

    die Versatz-Korrektureinrichtung (17) den Versatz-Wert (OFS) in eine Richtung zum Löschen des Increments oder des Decrements des durchschnittlichen Klopfpegels (AVE) in Abhängigkeit von dem Beurteilungsergebnis (H) durch die Beurteilungseinrichtung (16) für den vorgegebenen Bereich hin korrigiert und den Hintergrundpegel (BGLA) auf einen optimalen Wert korrigiert.
  2. 2. Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versatz-Korrektur- Sperreinrichtung (18) zum Sperren der Verarbeitung durch die Versatz-Korrektureinrichtung (17), wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit (Ne) der Brennkraftmaschine in einem Bereich niedriger Umdrehungsgeschwindigkeiten niedriger als eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit (Nr) ist, vorgesehen ist.
  3. 3. Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatz-Korrektureinrichtung (17) selektiv einen Versatz-Korrekturkoeffizienten (CF) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Beurteilung (H) durch die Beurteilungseinrichtung (16) für den vorgegebenen Bereich einstellt und die Versatz- Einrichtung den Versatz-Wert (OFS) durch Verwenden des Versatz-Korrekturkoeffizienten (CF) korrigiert.
  4. 4. Einrichtung zum Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versatz-Korrektureinrichtung (17) den Versatz-Korrekturkoeffizienten (CF) auf einen Wert grösser als 1 einstellt, wenn der durchschnittliche Klopfpegel (AVE) in einem ersten vorgegebenen Bereich liegt, der kleiner als ein unterer Grenzwert (β) des Referenzbereichs ist, und den Versatz- Korrekturkoeffizienten (CF) auf einen Wert kleiner als 1 einstellt, wenn der durchschnittliche Klopfpegel (AVE) in einem zweiten vorgegebenen Bereich liegt, der kleiner als ein oberer Grenzwert (α) des Referenzbereichs ist.
  5. 5. Einrichtung zu Erfassen des Klopfvorgangs einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelungseinrichtung (13A) eine zweite Mittelungseinrichtung umfasst, die einen Reflektionsfaktor der Signale des Klopfpegels auf einen grossen Wert auf einer Seite einstellt, an der der durchschnittliche Klopfpegel (AVE) ansteigt, und die Beurteilungseinrichtung (16) für den vorgegebenen Bereich den vorgegebenen Bereich auf Grundlage eines zweiten durchschnittlichen Klopfpegels (AVE2), der von der zweiten Mittelungseinrichtung ermittelt wird, beurteilt.






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