DE3414976C2

DE3414976C2 -

Info

Publication number: DE3414976C2
Application number: DE3414976A
Authority: DE
Inventors: Toshio Himeji Hyogo Jp Iwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-04-19
Filing date: 1984-04-19
Publication date: 1992-11-05
Also published as: FR2544802A1; DE3414976A1; FR2544802B1; US4582034A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit

a) einem Klopfsensor zum Erfassen des Klopfens des Motors,
b) einem Referenzspannungs-Generator zum Erzeugen einer Refe renzspannung abhängig vom Pegel eines Ausgangssignals von dem Klopfsensor,
c) einem Komparator zum Vergleichen des Ausgangssignals von dem Klopfsensor mit der Referenzspannung zum Erzeugen einer Impulsfolge mit einer Anzahl von Impulsen abhängig von der Klopfamplitude,
d) einem Integrator zum Integrieren eines Ausgangssignals von dem Komparator, und
e) einer Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung, reagierend auf den Pegel der Ausgangsspannung von dem Integrator zum Steuern des Zündzeitpunktes des Verbrennungsmotors.

Aus der DE-OS 31 03 605 ist eine Zündzeitpunkt-Steuereinrich tung der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Klopfde tektor mit einem Schwingungssensor ausgestattet ist und einen Komparator enthält, der das vom Schwingungssensor gelieferte Signal mit einem Referenzsignal vergleicht, um ein Vergleichs signal zu erzeugen, das sowohl die Stärke des Klopfens als auch das Auftreten des Klopfens signalisiert. Ein Integrator inte griert das Vergleichssignal des Komparators. Das Integrations signal wird dann einer Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung zuge führt, um den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors zu steuern.

Zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Problematik wird eine dieser bekannten Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung entsprechende konventionelle Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 weist einen Klopfsensor 1 zum Erfassen des Klopfens eines Motors auf sowie ein Referenzspannungs-Generator 2 zum Erzeugen einer Referenz spannung, die abhängig ist vom Pegel des Ausgangssignals des Klopfsensors 1, sowie einen Komparator 3 zum Vergleichen des Pegels des Ausgangssignals des Klopfsensors 1 mit der Referenz spannung des Referenzspannungs-Generators 2.

Das Ausgangssignal des Komparators 3 wird in einen Integrator 4 integriert. Abhängig vom Ausgangssignal des Integrators 4 be stimmt nun eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 5 den Zündzeit punkt in Abhängigkeit von den Parametern wie beispielsweise von der Drehzahl des Motors und von den Lastbedingungen des Motors.

Die Fig. 2a bis 2c zeigen Zeitdiagramme der Zündzeitpunkt- Steuereinrichtung gemäß Fig. 1. Wie aus Fig. 2a ersichtlich ist, hat das Ausgangssignal des Klopfsensors 1 einen Wechsel spannungsverlauf. Wenn kein Klopfen auftritt, liefert der Klopfsensor 1 ein Rauschsignal mit relativ niedrigem Pegel, was durch a angedeutet ist. Wenn nun Klopfen auftritt, liefert der Klopfsensor 1 ein Signal mit größerer Amplitude synchron mit dem Auftreten des Klopfens.

Abhängig vom Pegel des vom Klopfsensors 1 gelieferten Rausch signals liefert der Referenzspannungs-Generator 2 als Referenz spannung eine Gleichspannung, die etwas höher ist als das Rauschsignal, was durch ein b in Fig. 2b angedeutet ist.

Der Komparator 3 vergleicht das Ausgangssignal des Klopfsensors 1 mit der Referenzspannung des Referenzspannungs-Generators 2.

Wenn, wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, kein Klopfen auftritt, enthält das Ausgangssignal des Klopfsensors 1 nur Rauschkompo nenten und überschreitet daher nicht den Pegel der Referenz spannung des Referenzspannungs-Generators 2. In diesem Falle erzeugt der Komparator 3 kein Ausgangssignal, wie aus Fig. 2b ersichtlich ist. Wenn nun Klopfen auftritt, enthält das Aus gangssignal des Klopfsensors 1 eine Komponente mit großer Am plitude zusätzlich zum Rauschsignal. Das Ausgangssignal über schreitet daher den Pegel der Referenzspannung. Demzufolge gibt der Komparator 3 eine Impulsfolge ab, die abhängig vom klopfbe dingten Signal ist, wie aus Fig. 2b ersichtlich ist.

Der Integrator 4 integriert die Impulsfolge gemäß Fig. 2b und liefert eine steigende Ausgangsspannung, wie aus Fig. 2c er sichtlich ist. Die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 5 verzögert nun den Zündzeitpunkt, um zu verhindern, daß das Klopfen abhän gig vom Ausgangsspannungspegel des Integrators 4 entsteht. Wenn das Klopfen aufhört, fällt die Ausgangsspannung des Integrators 4 mit einer vorgeschriebenen Zeitkonstante, um den Zündzeit punkt auf den ursprünglichen Wert einzustellen.

Es war bisher bei solchen Zündzeitpunkt-Steuereinrichtungen allgemein üblich, die Verzögerungsgeschwindigkeit für den Zünd zeitpunkt zu steigern, um die Ansprechsteuerungsrate im Zeit punkt des Klopfens zu erhöhen, sowie die Geschwindigkeit der Voreinstellung des Zündzeitpunktes hin zum ursprünglichen Win kelwert zu verringern, um eine bessere Stabilität zur Steuerung des Zündzeitpunktes und damit des Klopfbereiches zu erzielen. Bei solchen Einstellungen läßt sich jedoch kein geeigneter Steuerungsbetrieb erzielen, insbesondere dann, wenn die Motor drehzahl oder die Lastbedingungen in einem kurzen Zeitraum wäh rend der Beschleunigung sich ändern. Fig. 3 zeigt einen solchen sich verändernden Zustand für das Klopfen.

Fig. 3a zeigt den Verlauf eines Ausgangssignals des Klopfsen sors 1, wobei der Wellenverlauf ein Klopfen anzeigt. Fig. 3c zeigt eine vom Integrator 4 erzeugte Ausgangsspannung dann, wenn Klopfen, wie in Fig. 3a gezeigt, auftritt, wobei die Aus gangsspannung veranschaulicht, wie der Zündzeitpunkt verzögert wird.

Während eines ersten Klopfintervalles A in Fig. 3a wird der Zündzeitpunkt mit gutem Ansprechverhalten sofort zum Unter drücken des Klopfens verzögert. Da jedoch die Ausgangsspannung des Integrators 4 mit relativ niedriger Rate in einem klopf freien Zeitintervall B gemäß Fig. 3a abfällt, bleibt der Zünd zeitpunkt verzögert, auch dann, wenn das Klopfen bereits besei tigt worden ist. Dies führt zu dem Problem, daß das Ansprech verhalten in bezug auf die Beschleunigung des Motors ver schlechtert ist.

Aus der DE-OS 28 32 594 ist eine Vorrichtung zur Zündzeit punkt-Steuerung beim Klopfen von Verbrennungskraftmaschinen be kannt, wobei der Zündzeitpunkt selbsttätig gesteuert wird. Die Zündung erfolgt elektronisch. Insbesondere wird die Verzögerung des Zündzeitpunktes des Motors dann gesteuert, wenn das Klopfen eintritt. Die Rückstellung auf den Normalzustand erfolgt dann, wenn das Klopfen aufhört. Durch die bekannte Zündzeitpunkt- Steuereinrichtung wird bei einem klopffreien Zustand des Motors eine konstante Zündzeitpunkt-Einstellung ermöglicht mit einem automatischen Ansprechen auf die Klopfintensität oberhalb des Motor-Hintergrundgeräusches. Es erfolgt eine selbsttätige Verstärkungssteuerung des Signals, wenn kein Klopfen vorliegt, während beim Klopfen selbst eine feste Verstärkung vorhanden ist. Der Zündzeitpunkt wird sowohl in Abhängigkeit von der In tensität als auch in Abhängigkeit von der Aufeinanderfolge der Klopfsignale selbsttätig verzögert. Bei der bekannten Zündzeit punkt-Steuereinrichtung werden zwei Integratoren und zwei ge trennte Differenzverstärker der Einrichtung vorgeschaltet, die gemeinsam auf eine Abtast- und Speicherschaltung wirken, welche dann die Verstärkung eines Wechselvorverstärkers regeln.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Zündzeit punkt-Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich ihres Ansprechverhaltens bei einer plötzlichen Belastungsänderung des Motors unmittelbar nach dem Auftreten von Klopfsignalen wesentlich verbessert ist.

Gelöst wird diese Aufgabe für die Zündzeitpunkt-Steuereinrich tung mit den Merkmalen (a) bis (e) dadurch, daß

f) eine durch das Ausgangssignal des Komparators triggerbare Steuereinrichtung vorgesehen ist, die eine Schalteinrich tung zum Schalten einer Geschwindigkeit aufweist, mit der eine Ausgangsspannung von dem Integrator von einem langsa meren Modus zu einem schnelleren Modus bei Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls fällt; und
g) die Steuereinrichtung einen Zeitgeber aufweist, der mit dem Integrator gekoppelt ist zum Steuern einer Integrations zeitkonstanten des Integrators (Anspruch 1).

Darüber hinaus wird die Aufgabe für eine Zündzeitpunkt-Steuer einrichtung mit den Merkmalen (a) bis (e) dadurch gelöst, daß

f) der Integrator eine wählbare Integrationsquellenspannung aufweist, und
g) eine durch das Ausgangssignal des Komparators (3) trigger bare Steuereinrichtung vorgesehen ist, die eine spannungs erzeugende Einrichtung aufweist, die abhängig vom Ausgangs signal des Komparators ein monoton zwischen ersten und zweiten Pegeln variierendes Spannungssignal erzeugt, wel ches zur Auswahl der Integrationsquellenspannung des Inte grators dient (Anspruch 7).

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß einerseits die Herstel lungskosten verringert werden und daß eine sichere Arbeitsweise gewährleistet ist, wobei auch bei plötzlichen Belastungsände rungen des Motors unmittelbar nach dem Auftreten von Klopfsig nalen das Ansprechverhalten wesentlich verbessert ist. In vor teilhafter Weise wird gemäß Anspruch 1 mit Hilfe einer Schalt einrichtung eine Geschwindigkeit geschaltet, mit der die Aus gangsspannung des Integrators von einem langsameren Modus in einen schnelleren Modus nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit abfällt. In vorteilhafter Weise weist die Steuereinrichtung einen Zeitgeber auf, der mit dem Integrator gekoppelt ist und zum Steuern der Integrationszeitkonstanten des Integrators dient.

Gemäß der Lösung nach Anspruch 7 weist der Integrator in vor teilhafter Weise eine wählbare Integrationsquellenspannung auf. Darüber hinaus ist eine durch das Ausgangssignal des Kompara tors triggerbare Steuereinrichtung vorgesehen, die eine span nungserzeugende Einrichtung enthält.

Mit Hilfe der Erfindung wird die Geschwindigkeit, mit der der Zündzeitpunkt vorverlegt wird oder der Winkel, durch den der Zündzeitpunkt voreingestellt wird, in den klopffreien Phasen abhängig von der Zeit voreingestellt. Wenn z. B. während der Übergangsbedingungen der Motor einen Betriebsbereich ohne Klop fen erreicht, kann die Geschwindigkeit, mit der der Zündzeit punkt eingestellt wird, vergrößert werden, so daß unnötige Zündzeitpunkt-Verzögerungen vermieden werden und, wie bereits erwähnt, die Verringerung der Motorleistung vermieden wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprü chen. Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Fig. 4 bis 7 dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer konventionellen Zündzeitpunkt- Steuereinrichtung,

Fig. 2(a) bis 2(c) Diagramme zum Verdeutlichen des Betriebs der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3(a) und 3(c) Diagramme, die den Betrieb der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Fig. 1 bei Beschleunigung zeigen;

Fig. 4(a) ein Blockdiagramm einer Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4(b) ein detailliertes schematisches Diagramm der Schaltung nach Fig. 4(a);

Fig. 5(a) bis 5(d) Diagramme zur Erläuterung des Betriebs der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Fig. 4(a) und 4(b) zur Zeit der Beschleunigung;

Fig. 6(a) ein Blockdiagramm einer Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6(b) ein detailliertes schematisches Diagramm der Schaltung nach Fig. 6(a); und

Fig. 7(a) bis 7(d) Diagramme, die den Betrieb der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Fig. 6(a) und 6(b) bei Beschleunigung darstellen.

Fig. 4(a) zeigt eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Gleiche oder sich entsprechende Teile in Fig. 4(a) sind mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet und werden nicht im Detail beschrieben.

Die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Fig. 4(a) weist eine triggerbare Steuereinrichtung 6 zusätzlich zu der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auf. Die Steuereinrichtung 6 hat einen Triggereingangsanschluß, der mit einem Ausgangsanschluß des Komparators 3 verbunden ist und einen Ausgangsanschluß, der mit dem Integrator 4 verbunden ist zum Ändern der Geschwindigkeit, mit der dessen Ausgangsspannung abfällt (entsprechend der Geschwindigkeit des Vorstellens des Zündzeitpunkts).

Die von einem Ausgangsimpuls vom Komparator 3 getriggerte Steuereinrichtung 6 hält einen hohen Ausgangspegel für ein vorgewähltes Zeitintervall T aufrecht. Wenn ein anderer Impuls vom Komparator 3 ausgegeben wird, während der Ausgang vom Zeitgeber 6 hoch bleibt, wird die Steuereinrichtung 6 erneut getriggert.

Wenn der Ausgangspegel der Steuereinrichtung 6 hoch ist, ist die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung vom Integrator 4 fällt, relativ niedrig, und wenn der Ausgangspegel der Steuereinrichtung niedrig ist, wird die Spannungsabfallgeschwindigkeit im Integrator 4 auf einen relativ schnellen Modus geschaltet.

Der Betrieb der so aufgebauten Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung wird unter Bezug auf Fig. 5(a) bis 5(d) beschrieben. Fig. 5(a) bis 5(c) entsprechen jeweils den Fig. 2(a) bis 2(c). Fig. 5(d) zeigt den Signalverlauf eines Ausgangssignals von der Steuereinrichtung 6.

Der Motor ist in einer beschleunigten Betriebsart auf gleiche Weise wie in Fig. 3(a) und 3(c) gezeigt. Während eines anfänglichen Klopfintervalls (A) steigt die Ausgangsspannung vom Integrator 4 mit gutem Ansprechverhalten durch Klopferfassung an, wie in Fig. 5(c) gezeigt, wodurch die Erzeugung des Klopfens unterdrückt wird. Wenn das Klopfen nachläßt und von dieser Zeit an (während eines klopffreien Intervalls (B)), beginnt die Ausgangsspannung des Integrators 4 zu fallen.

Während des anfänglichen Klopfintervalls (A) erzeugt der Komparator 3 weiter Impulse. Die Steuereinrichtung 6 wird durch die Impulse getriggert und hält seinen hohen Ausgangspegel für das Zeitintervall T aufrecht. Falls anfängliches Klopfen in Intervallen kürzer als die Zeit T auftritt, auf die die Steuereinrichtung 6 eingestellt wurde, bleibt der Ausgangspegel der Steuereinrichtung 6 kontinuierlich hoch in dem anfänglichen Klopfintervall (A), wie in Fig. 5(d) gezeigt.

Im anfänglichen Klopfintervall (A) ist deshalb die Ausgangsspannung vom Integrator 4 in einem relativ langsamen Modus, wodurch der Zündzeitpunkt mit einer niedrigen Rate in Nicht- Klopf-Zeiträumen vorgestellt werden kann. Nach Ablauf des voreingestellten Zeitintervalls T, nachdem das Klopfen beseitigt wurde, geht der Ausgang der Steuereinrichtung 6 auf einen niedrigen Pegel. Die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung vom Integrator 4 fällt, wird auf den relativ schnellen Modus umgeschaltet, bei dem der Zündzeitpunkt mit einer größeren Geschwindigkeit vorgestellt wird.

Fig. 4(b) ist ein detailliertes Diagramm der Schaltung nach Fig. 4(a).

Wenn Klopfen auftritt, wird von dem Komparator 3 ein Klopfsignal mit einer Wellenform (a) nach Fig. 4(b) erzeugt. Wenn das Klopfsignal hoch ist, wird ein Transistor Tr₁ im Integrator 4 leitend, so daß ein Kondensator C₁ durch einen Strom i₁, der durch einen Widerstand R₃ fließt, geladen wird. Infolgedessen steigt die Ausgangsspannung eines Operationsverstärkers OP₁. Andererseits, wenn der Klopfpegel niedrig ist, wird der Transistor Tr₁ nicht leitend, so daß der Kon densator C₁ von einem Strom i₂, der durch die Widerstände R₁ und R₂ fließt, umgekehrt geladen wird. Infolgedessen nimmt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP₁ ab.

Beim Auftreten des Klopfsignals wird ein Transistor Tr₂ in der Steuereinrichtung 6 leitend und entlädt dadurch den Kondensator C₂ sofort. Infolgedessen wird ein Eingangssignal VC₂ an einen invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers OP₂ niedriger als eine Referenzspannung V_T, und infolgedessen wird der Ausgangspegel der Steuereinrichtung hoch. Falls kein Klopfsignal vorhanden ist, überschreitet VC₂ die Referenzspannung V_T. So wird der Ausgangspegel der Steuereinrichtung niedrig. Wenn der Ausgangspegel hoch ist, wird ein Transistor Tr₃, der parallel mit dem Widerstand R₁ des Integrators 4 geschaltet ist, nicht leitend. Demzufolge wird, infolge des geringen, durch die Widerstände R₁ und R₂ fließenden Stroms der Ausgangspegel des Operationsverstärkers OP₁ allmählich reduziert. In diesem Fall wird jedoch, wenn der Ausgangspegel der Steuereinrichtung 6 niedrig wird, der Transistor Tr₃ leitend und schließt so den Widerstand R₁ kurz. Infolgedessen steigt der Strom i₂ schnell an, und deshalb nimmt der Ausgangspegel des Operationsverstärkers OP₁ ebenfalls rapide ab. Ein Widerstand RC₂ und der Kondensator C₂ bilden gemeinsam einen Zeitgeber, der mit dem Integrator 4 gekoppelt ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Vorstellung des Zündzeitpunkts kontinuierlich variiert. Jedoch kann der Zündzeitpunkt auch schrittweise vorgestellt werden durch Variieren der Ausgangsspannung vom Integrator 4 in Schritten oder mittels eines Zählers anstelle des Integrators 4. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf solch eine Anordnung durch Ändern des Ausmaßes, mit dem der Zündzeitpunkt vorgestellt wird, oder des Intervalls, in dem der Zündzeitpunkt vorgestellt wird.

Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Geschwindigkeit der Zündzeitpunkt-Vorstellung geändert wird beim Ablauf des durch die Steuereinrichtung 6 voreingestellten Zeitintervalls T, nachdem das Klopfen beseitigt wurde, kann die Steuereinrichtung 6, wie oben beschrieben, durch einen Zähler ersetzt werden zum Zählen von Zündsignalen und zum Ändern der Zündzeitpunkt-Vorstell-Geschwindigkeiten, nachdem eine vorbestimmte Zahl von Zündimpulsen-Zeitphasen nach dem Klopfen abgelaufen ist.

Obwohl beschrieben wurde, daß die Zündzeitpunkt-Vorstell-Geschwindigkeit in einen schnelleren Modus geschaltet wird, kann sie auch in eine Betriebsart geschaltet werden, bei der die Zündzeitpunkt-Vorstell-Geschwindigkeit auf einen unendlichen Pegel gesteigert wird, d. h., in eine Betriebsart, bei der der Zündzeitpunkt in einem einzigen, sehr schnellen Schritt vorgestellt wird.

Fig. 6(a), 6(b) und 7 zeigen eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Gleiche oder entsprechende Teile in Fig. 6 werden durch gleiche oder entsprechende Referenzziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Eine triggerbare Steuereinrichtung 7 hat einen Triggereingangsanschluß zum Einstellen einer erzeugten Spannung auf einem vorbestimmten Spannungspegel. Der Triggereingangsanschluß der Steuereinrichtung 7 ist mit dem Ausgangsanschluß des Komparators 3 verbunden. Die Steuereinrichtung 7 hat einen Ausgangsanschluß, gekoppelt mit dem Integrator 4 zum Steuern der Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung des Integrators 4 fällt (Zündzeitpunkt-Vorstell-Geschwindigkeit). Die Steuereinrichtung 7 wird von einem Ausgangsimpuls von dem Komparator 3 getriggert zum Einstellen der erzeugten Spannung auf den vorbestimmten Spannungspegel. Danach fällt die erzeugte Spannung mit einer vorgeschriebenen Rate. Wenn ein Impuls vom Komparator 3 ausgegeben wird, während die von der Steuereinrichtung 7 erzeugte Spannung fällt, wird die Steuereinrichtung 7 erneut getriggert. Wenn die von der Steuereinrichtung 7 erzeugte Spannung einen hohen Pegel erreicht, ist die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung von dem Integrator 4 fällt, relativ niedrig. Wie die von der Steuereinrichtung 7 erzeugte Spannung allmählich niedriger im Pegel wird, wird die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung von dem Integrator 4 fällt, höher. Anders gesagt, die von der Steuereinrichtung 7 erzeugte Spannung steuert die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung von dem Integrator 4 fällt.

Fig. 7(a) bis 7(d) zeigen die Wellenformen von Signalen, die mit der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Fig. 6 erzeugt wurden. Insbesondere zeigt Fig. 7(a) ein Ausgangssignal vom Klopfsensor 1, Fig. 7(b) ein Ausgangssignal von dem Komparator 3, Fig. 7(c) ein Ausgangssignal von dem Integrator 4, und Fig. 7(d) ein Ausgangssignal von der Steuereinrichtung 7. Der Motor ist hier in einer Beschleunigungs-Betriebsart auf gleiche Weise wie in Fig. 3(a) und 3(c) gezeigt. Während eines anfänglichen Klopf-Intervalls (A) steigt die Ausgangsspannung von dem Integrator 4 mit gutem Ansprechverhalten auf die Klopferfassung, wodurch die Erzeugung eines Klopfens unterdrückt wird. Zu der Zeit, wenn das Klopfen aufhört und von solch einer Zeit an (während eines klopffreien Intervalls (B)) fängt die Ausgangsspannung von dem Integrator 4 an zu fallen.

Während des ursprünglichen Klopfintervalls (A) erzeugt der Komparator 3 weiter Impulse, und die Steuereinrichtung 7 wird von den Impulsen getriggert und stellt die erzeugte Spannung auf einen vorgeschriebenen Pegel. Falls anfängliches Klopfen mit relativ kurzen Intervallen auftritt, wird die von der Steuereinrichtung 7 erzeugte Spannung weiter rückgestellt in das anfängliche Klopfintervall (A), wie in Fig. 7(d) gezeigt, so daß die Hochpegelspannung kontinuierlich von der Steuereinrichtung 7 ausgegeben wird.

Beim anfänglichen Klopfintervall (A) ist deshalb die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung von dem Integrator 4 fällt, relativ niedrig, wodurch es dem Zündzeitpunkt gestattet ist, mit einer langsamen Rate vorgestellt zu werden in Nicht-Klopf-Perioden. Nachdem das Klopfen beseitigt wurde, wird die von der Steuereinrichtung 7 erzeugte Spannung allmählich verringert, während die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung vom Integrator 4 fällt, allmählich größer wird, mit dem Ergebnis, daß der Zündzeitpunkt mit höherer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl vorgestellt wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten konventionellen Zündzeitpunkt- Steuereinrichtung bleibt der Zündzeitpunkt unnötigerweise verzögert, da der Vorstellwert des Zündzeitpunkts relativ niedrig ist, nachdem das Klopfen beseitigt wurde, wie in Fig. 3(c) gezeigt. Nach der Ausführungsform der Fig. 6(a) wird jedoch der Zündzeitpunkt rasch vorgestellt, nachdem das Klopfen aufgehört hat, wodurch jede unnötige Zündzeitpunktverzögerung beseitigt wird. Dadurch wird eine unerwünschte Verringerung der Motorausgangsleistung verhindert. In einer stabilen Betriebsart zum Steuern des Motors an die Klopfgrenzen sind die Intervalle, bei denen Klopfen auftritt, relativ kurz. Infolgedessen wird die Steuereinrichtung 6 erneut getriggert zum Aufrechterhalten einer Hochpegelspannung. Infolgedessen ist die Geschwindigkeit, mit der die Ausgangsspannung von dem Integrator 4 sich ändert, relativ niedrig, und infolgedessen wird die Steuerstabilität nicht berührt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Vorstellen des Zündzeitpunkts kontinuierlich variiert. Jedoch kann der Zündzeitpunkt auch schrittweise vorgestellt werden, und die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf solch eine Anordnung durch Steuern des Winkels, durch welchen der Zündzeitpunkt vorgestellt wird bei jedem Schritt mit der durch die Steuereinrichtung 7 erzeugten Spannung.

Fig. 6(b) ist ein detailliertes Diagramm der Schaltung nach Fig. 6(a).

Bei Auftreten des Klopfsignals wird ein Kondensator C₃ der Steuereinrichtung 7 rasch geladen auf einen vorbestimmten Pegel durch das Klopfsignal. Dann wird der Kondensator C₃ allmählich durch eine Konstantstrom-Entladungsschaltung entladen. Der Ausgang der Steuereinrichtung 7 wird durch einen invertierenden Verstärker im Integrator 4A invertiert. Ein Ladestrom i₂ eines Kondensators C₄, der durch einen Widerstand R fließt, wird in Übereinstimmung mit dem Spannungspegel des invertierenden Verstärkers so geändert, daß die Abfallrate des Ausgangssignals des Integrators 4A mit der Zeit zunimmt.

Claims

1. Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, mit

a) einem Klopfsensor (1) zum Erfassen des Klopfens des Motors,
b) einem Referenzspannungs-Generator (2) zum Erzeugen einer Referenzspannung abhängig vom Pegel eines Ausgangssignals von dem Klopfsensor (1),
c) einem Komparator (3) zum Vergleichen des Ausgangssignals von dem Klopfsensor (1) mit der Referenzspannung zum Erzeugen einer Impulsfolge mit einer Anzahl von Impulsen abhängig von der Klopfamplitude,
d) einem Integrator (4) zum Integrieren eines Ausgangssignals von dem Komparator (3), und
e) einer Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung (5) reagierend auf den Pegel der Ausgangsspannung von dem Integrator (4) zum Steuern des Zündzeitpunktes des Verbrennungsmotors,

dadurch gekennzeichnet, daß

f) eine durch das Ausgangssignal des Komparators (3) triggerbare Steuereinrichtung (6) vorgesehen ist, die eine Schalteinrichtung (T_r2, OP₂) zum Schalten einer Geschwindigkeit aufweist, mit der eine Ausgangsspannung von dem Integrator (4) von einem langsameren Modus zu einem schnelleren Modus bei Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls fällt; und
g) die Steuereinrichtung (6) einen Zeitgeber (R_C2, C₂) aufweist, der mit dem Integrator (4) gekoppelt ist zum Steuern einer Integrationszeitkonstante des Integrators.

2. Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (4) eine erste und eine zweite wählbare Integrationszeitkonstante aufweist, wobei die erste Zeitkonstante größer als die zweite Zeitkonstante ist, und daß die Steuereinrichtung (6) dafür ausgebildet ist, um die erste oder die zweite Integrationszeitkonstante des Integrators (4) auszuwählen.

3. Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum stufenweisen Ändern der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignalpegels des Integrators (4) aufweist.

4. Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals aufweist, dessen Signalpegel sich stufenweise ändert proportional mit dem Zeitablauf, zum stufenweisen Steigern der Änderungsgeschwindigkeit beim Ausgangssignalpegel des Integrators (4).

5. Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (4) einen analogen Integrator aufweist.

6. Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (4) einen digitalen Integrator aufweist.

7. Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, mit

dadurch gekennzeichnet, daß

f) der Integrator (4) eine wählbare Integrationsquellenspannung aufweist, und
g) eine durch das Ausgangssignal des Komparators (3) triggerbare Steuereinrichtung (7) vorgesehen ist, die eine spannungserzeugende Einrichtung (C₃) aufweist, die abhängig vom Ausgangssignal des Komparators (3) ein monoton zwischen ersten und zweiten Pegeln variierendes Spannungssignal erzeugt, welches zur Auswahl der Integrationsquellenspannung des Integrators (4) dient.