DE19647161C2 - Steuerverfahren und Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine auf Grundlage eines Ionenstroms.

Die DE 40 37 943 A1 beschreibt für die Steuerung einer Brennkraftmaschine die Erfassung des Ionenstroms und die Auswertung davon, um einen Klopfzustand zu bestimmen. Bei klopfender Verbrennung wird der Zündzeitpunkt nach spät verschoben. Wenn ein Zielwert für die Spätverschiebung überschritten wird, dann wird ein Steuerparameter korrigiert bzw. eingestellt, so dass die Kraftstoffversorgung unterbrochen wird.

Die DE 43 03 241 A1 beschreibt die Bestimmung von Fehlzündungsbedingungen auf Grundlage eines Ionenstroms. Es wird hier lediglich erwähnt, dass die Fehlzündungsrate auf Grundlage der Anzahl von Fehlzündungserfassungssignalen innerhalb einer bestimmten Periode bestimmt wird. Ein Ionenstromdetektor wird zum Erfassen des Verbrennungszustands verwendet und auf Grundlage des Ausgangssignals der Verbrennungszustands-Erfassungseinrichtung wird ein Fehlzündungserfassungssignal erzeugt. Dann wird ein Intervall des Fehlzündungserfassungssignals erzeugt, nämlich das sogenannte Fehlzündungsintervall. Dieses Intervall zeigt dann einen bestimmten Verbrennungszustand im Fehlzündungsintervall an. Das Fehlzündungsintervall wird dann mit einem vorgegebenen Intervall verglichen und eine Steuerung der Brennkraftmaschine wird vorgenommen. Ferner wird ein Fehlzündungsintervallzähler und eine Fehlzündungsraten- Erfassungseinrichtung beschrieben.

Die DE 42 39 592 A1 beschreibt einen Klopfdetektor für eine Brennkraftmaschine, bei dem nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach dem Auftreten einer abfallenden Flanke im Kurbelwinkelsignal entschieden wird, ob ein Verbrennungsimpuls aufgetreten ist oder nicht. Die Zeit, nach der eine Erfassung des Verbrennungsimpulses vorgenommen wird, wird dabei vorgegeben, d. h. es wird nicht explizit bestimmt, wann ein Ionenstromimpuls bezüglich einer abfallenden Flanke eines Kurbelwinkelsignals auftritt. Es wird hier nicht bestimmt, wie oft maximal und minimal in dem Ionenstromsignal auftreten und es wird auch nicht bestimmt, nach welcher Zeit ein Spitzenwert im Ionenstrom auftritt.

Im allgemeinen wird bei einer Brennkraftmaschine eine Luft- Kraftstoffmischung in einen Brennraum eingebracht, der innerhalb jedes der Brennkraftmaschinenzylinder vorgesehen ist, und dann während eines Verdichtungshubes dadurch verdichtet, daß sich ein Kolben in dem Zylinder hin- und herbewegt. Daraufhin wird Hochspannung an eine Zündkerze des Zylinders angelegt, wodurch ein Funken zwischen Elektroden der Zündkerze infolge einer elektrischen Entladung erzeugt wird. Hierdurch wird die Verbrennung der komprimierten Luft- Kraftstoffmischung ausgelöst. Explosionsenergie infolge der Verbrennung wird dann in eine Bewegung oder einen Hub des Kolbens in entgegengesetzter Richtung zum Verdichtungshub umgewandelt, und diese Bewegung wird in ein Drehmoment umgewandelt, welches von der Brennkraftmaschine über eine Kurbelwelle abgegeben wird.

Bei der Verbrennung der komprimierten Luft-Kraftstoffmischung innerhalb des Brennkraftmaschinenzylinders während des Expansionshubes werden Moleküle innerhalb des Brennraums ionisiert. Wenn Hochspannung an eine Ionenstromerfassungselektrode angelegt wird, die so angebracht ist, daß sie zum Innern des Brennraums hin freiliegt, und zwar unmittelbar nach dem Expansionshub, kann eine Anzahl an elektrische Ladungen tragenden Ionen als Ionenstrom festgestellt werden.

Bekanntlich ändert sich die Stärke des Ionenstroms sehr empfindlich in Abhängigkeit vom Verbrennungszustand innerhalb des Brennraums. Unter Ausnutzung dieses Effekts kann der Verbrennungszustand innerhalb des Brennkraftmaschinenzylinders identifiziert oder festgestellt werden, nämlich durch Feststellung des Zustands oder Pegels des Ionenstroms, etwa von dessen Spitzenwert, oder dergleichen.

In diesem Zusammenhang wurde eine Vorrichtung zur Feststellung des Auftretens einer Fehlzündung in der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Pegeländerung des Ionenstroms vorgeschlagen, wobei die Zündkerze als Elektrode zur Feststellung des Ionenstroms verwendet wurde. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in den japanischen Veröffentlichungen ungeprüfter Patentanmeldungen mit den Nummern 104978/1990 (JP-A-2-104978) und 54283/1992 (JP-A-4- 54283) beschrieben, welche weitere Einzelheiten einer derartigen konventionellen Fehlzündungserfassungsvorrichtung zeigen.

Die konventionellen Vorrichtungen, etwa jene, die in den voranstehend erwähnten Veröffentlichungen beschrieben wurden, sind im allgemeinen so ausgelegt, daß sie einen anormalen Verbrennungszustand innerhalb des Brennkraftmaschinenzylinders feststellen, etwa das Auftreten einer Fehlzündung, wenn der unmittelbar nach der Verbrennung festgestellte Ionenstrom einen niedrigeren Pegel aufweist als ein Bezugswert, der vorher dazu festgelegt wird, eine Entscheidung in Bezug auf das Auftreten einer Fehlzündung zu treffen. Wenn auf diese Weise eine anormale Verbrennung oder Fehlzündung festgestellt wird, können verschiedene Korrekturvorgänge durchgeführt werden, um die Anormalität oder die Fehlzündung zu vermeiden, beispielsweise eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu dem Brennkraftmaschinenzylinder, bei welchem die Fehlzündung auftrat, und dergleichen.

Bei der voranstehend geschilderten Anordnung der konventionellen Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (nachstehend auch als Brennkraftmaschinensteuervorrichtung bezeichnet) kann das Auftreten der Fehlzündung auf der Grundlage der Änderung des Ionenstroms sicher festgestellt werden. Allerdings wird eine wirksamere Nutzung des festgestellten Ionenstroms für die Steuerung oder Regelung der Brennkraftmaschine in diesem Zusammenhang nicht überlegt, und daher ist die konventionelle Steuervorrichtung verbesserungswürdig, insbesondere in Bezug auf die Optimierung von Parametern, die zum Steuern des Motorbetriebs verwendet werden, durch Erfassung des Ausgangsleistungszustands der Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit, und auch um eine derartige Motorsteuerung zu erzielen, welche eine Verringerung der Kraftstoffkosten ermöglicht, ohne das Fahrverhalten einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Last, etwa eine Kraftfahrzeugs, zu beeinträchtigen, und ohne die Steuerfähigkeit oder die Fähigkeit zur Sicherstellung einer hohen Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu beeinträchtigen.

Angesichts des voranstehend geschilderten Stands der Technik besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Steuer- oder Regelverfahrens und einer zugehörigen Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche die voranstehend geschilderten Schwierigkeiten in zufriedenstellender Art und Weise lösen können.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Steuervorrichtung für ein Brennkraftmaschine, welche einen oder mehrere Parameter optimieren kann, die zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine verwendet werden, unter Nutzung der Meßinformation in Bezug auf einen Ionenstrom, der sich mit hoher Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom Verhalten oder Zustand der Verbrennung innerhalb eines oder mehrerer Zylinder der Brennkraftmaschine ändert.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche eine Optimierung der Steuerparameter erzielen kann, ohne hierdurch die Verfügbarkeit einer hohen Ausgangsleistung zu opfern, oder die Fähigkeiten der Brennkraftmaschine und das Fahrverhalten einer Last, etwa eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeuges, zu beeinträchtigen, wobei eine wenig kostenaufwendige Lösung angestrebt ist.

Insbesondere besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Steuerverfahrens zum Steuern einer Brennkraftmaschine, welches einen oder mehrere Parameter optimieren kann, die im Steuerbetrieb der Brennkraftmaschine verwendet werden, auf der Grundlage von Information, welche den Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine betrifft, wobei ein gemessener Ionenstrom eingesetzt wird, der sich hochempfindlich in Abhängigkeit vom Verbrennungszustand innerhalb eines oder mehrerer Brennkraftmaschinenzylinder ändert, um hierdurch eine derartige Brennkraftmaschinenbetriebssteuerung zu erzielen, welche die Kraftstoffkosten verringert, ohne eine merkliche Verschlechterung der Steuerleistung hervorzurufen, während eine hohe Motorleistung sichergestellt wird, und das Antriebsvermögen für eine Last, etwa ein von der Brennkraftmaschine angetriebenes Kraftfahrzeug.

Die Aufgabe der Erfindung ist es somit eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren bereitzustellen, so dass eine feinfühligere Steuerung von Steuerparametern der Brennkraftmaschine erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Steuerverfahren gemäß Patentanspruch 18 gelöst. Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und nachstehend angegeben. Bei der voranstehend geschilderten Ausbildung der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung kann der Steuerparameter für die Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit dadurch optimiert werden, daß die Ionenstrommeßinformation verwendet wird, die sich in Abhängigkeit vom Verbrennungszustand und dem Ausgangsleistungszustand der Brennkraftmaschine ändert. Es kann daher eine Steuerung mit magerer Verbrennung erzielt werden, um die Kraftstoffkosten zu verringern, ohne daß entweder eine Beeinträchtigung der maximalen Ausgangsleistung oder der MBT-Steuerung (minimales Vorstellen der Zündung zur Erzielung des besten Drehmoments) auftritt, um eine hohe Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine sicherzustellen, oder eine Beeinträchtigung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs zu verhindern, welches von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, die mit der Steuervorrichtung versehen ist.

Bei der Erfindung wird ein gemessener Spitzenwert des Ionenstroms als Entscheidungssollwert verwendet. Unter Verwendung des Spitzenwerts des Ionenstromsignals als Entscheidungssollwert können der Verbrennungszustand und auch der Ausgangsleistungszustand der Brennkraftmaschine äußerst wirksam mit hoher Verläßlichkeit bestimmt werden, was vorteilhaft ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Ionenstrommeßvorrichtung so ausgebildet sein, daß sie eine Verstärkungsumschaltschaltung aufweist, um selektiv die Verstärkung in Abhängigkeit vom Pegel des Ionenstrommeßwertes zu ändern. In diesem Fall kann die Entscheidungssollwerterfassungsvorrichtung den Spitzenwert als endgültigen Entscheidungssollwert bestimmen, auf der Grundlage des Ionenstrommeßwertes und eines Verstärkungssignals, welches von der Verstärkungsumschaltschaltung geliefert wird. Bei der voranstehend geschilderten Ausbildung können der Verbrennungszustand und der Ausgangsleistungszustand der Brennkraftmaschine durch einen vereinfachten Aufbau der Steuervorrichtung bestimmt oder festgestellt werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunktes für den Brennkraftmaschinenzylinder dient, kann die Korrektursteuervorrichtung so ausgelegt sein, daß sie den Zündzeitpunkt auf solche Weise steuert oder regelt, daß eine maximale Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erzielt werden kann, wenn das Ergebnis der Vergleichs zwischen dem Spitzenwert und dem Bezugswert, der als Bezugs- Spitzenwert vorliegt, anzeigt, daß die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine absinkt. Mit der voranstehend geschilderten Ausbildung kann wirksam eine MBT-Steuerung oder -Regelung (Regelung mit minimaler Zündzeitpunktvorstellung zur Erzielung des besten Drehmoments) realisiert werden.

Wenn der Steuerparameter zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzmenge dient, welche ein Luft- Kraftstoffverhältnis festlegt, kann die Korrektursteuervorrichtung so ausgebildet sein, daß sie die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert, so daß der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine optimiert werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Spitzenwert und dem als Bezugs-Spitzenwert vorliegenden Bezugswert eine Beeinträchtigung des Verbrennungszustands anzeigt. Die Motorsteuervorrichtung mit der voranstehend geschilderten Ausbildung ist in der Hinsicht vorteilhaft, daß wirksam eine Steuerung in Richtung auf eine magere Verbrennung im Betrieb der bkm.

Bei der Erfindung wird der Entscheidungssollwert auf der Grundlage der Zeit des Auftretens eines Spitzenwertes bestimmt, also der Zeit, zu welcher bei dem Ionenstrommeßwert ein Spitzenwert auftritt. Verwendet man den Zeitpunkt des Auftretens eines Spitzenwertes als Entscheidungssollwert wie voranstehend geschildert, können der Verbrennungszustand und der Ausgangsleistungszustand der Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit wirksam bestimmt werden.

In diesem Zusammenhang sollte, wenn der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunktes der Brennkraftmaschine dient, die Korrektursteuervorrichtung vorzugsweise so ausgelegt sein, daß sie auf solche Weise den Zündzeitpunkt steuert, daß eine maximale Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erhalten werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Zeitpunkt des Auftretens des Spitzenwertes und dem Zeitpunkt des Auftretens des Bezugs-Spitzenwertes eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine anzeigt. Die voranstehend geschilderte Ausbildung gestattet eine wirksame Realisierung der voranstehend erläuterten MBT- Steuerung.

Wenn andererseits der Steuerparameter dazu dient, die Kraftstoffeinspritzmenge zu kontrollieren, welche das Luft- Kraftstoffverhältnis festlegt, sollte vorzugsweise die Korrektursteuervorrichtung so ausgelegt sein, daß sie die Kraftstoffeinspritzmenge auf solche Weise korrigiert, daß der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine optimiert werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Zeitpunkt­ des Auftretens des Spitzenwertes und dem Zeitpunkt des Auftretens des Bezugs-Spitzenwertes eine Verschlechterung des Verbrennungszustands anzeigt. Auch die voranstehend geschilderte Ausbildung gestattet eine hochwirksame Durchführung einer Steuerung der Brennkraftmaschine im Hinblick auf eine magere Verbrennung.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Entscheidungssollwert auf der Grundlage einer Frequenz oder Häufigkeit von Extremalpunkten festgelegt werden, die bei dem Ionenstrommeßwert auftreten. Verwendet man die Frequenz des Auftretens von Extremalpunkten des Ionenstrommeßsignals wie voranstehend geschildert als den Entscheidungssollwert, so können der Verbrennungszustand und der Ausgangsleistungszustand der Brennkraftmaschine äußerst wirksam bewertet werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Entscheidungssollwerterfassungsvorrichtung eine Frequenzkomponentenherausziehvorrichtung aufweisen, um aus dem Ionenstrommeßwert Frequenzkomponenten abzuziehen, welche Extremalpunktkomponenten entsprechen, sowie eine Signalformvorrichtung zum Formen der Frequenzkomponenten, die von der Frequenzkomponentenherausziehvorrichtung ausgegeben werden, in ein Impulssignal, welches Impulse entsprechend den Frequenzkomponenten enthält, wobei die Frequenz des Auftretens von Extremalpunkten auf der Grundlage des Impulssignals bestimmt wird. Durch die voranstehend geschilderte Ausbildung kann die Frequenz des Auftretens von Extremalpunkten mit hoher Wirksamkeit und Verläßlichkeit bestimmt werden.

Wird in diesem Zusammenhang der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunkts verwendet, kann die Korrektursteuervorrichtung so ausgelegt werden, daß sie den Zündzeitpunkt auf solche Weise steuert, daß von der Brennkraftmaschine eine maximale Ausgangsleistung erhalten werden kann, wenn das Ergebnis dieses Vergleichs zwischen der Frequenz des Auftretens von Extremalpunkten und der Frequenz des Auftretens von Bezugs-Extremalpunkten eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine anzeigt. Die voranstehend geschilderte Ausbildung gestattet eine wirksame Realisierung der sogenannten MBT-Steuerung.

Wird andererseits der Steuerparameter zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzmenge verwendet, welche das Luft- Kraftstoffverhältnis festlegt, kann die Korrektursteuervorrichtung so ausgelegt sein, daß sie die Kraftstoffeinspritzmenge auf solche Weise steuert, daß der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine optimiert werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Frequenz des Auftretens von Extremalpunkten und der Frequenz des Auftretens von Bezugs-Extremalpunkten eine Beeinträchtigung des Verbrennungszustands anzeigt. Mit der voranstehend geschilderten Ausbildung läßt sich eine wirksame Realisierung einer Steuerung oder Regelung im Hinblick auf eine magere Verbrennung erzielen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Entscheidungssollwert dadurch erhalten werden, daß der Startzeitpunkt festgestellt wird, zu welchem mit der Messung des Ionenstroms begonnen wird. Mit der voranstehend geschilderten Ausbildung können der Verbrennungszustand und der Ausgangsleistungszustand der Brennkraftmaschine äußerst wirksam festgestellt werden.

Ist in diesem Zusammenhang der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunkts gedacht, kann die Korrektursteuervorrichtung so ausgelegt werden, daß sie den Zündzeitpunkt auf solche Weise steuert, daß die Brennkraftmaschine eine maximale Ausgangsleistung liefert, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Meßstartpunkt für den Ionenstrom und dem Bezugs-Meßstartzeitpunkt eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine anzeigt. Auf diese Weise läßt sich die MBT-Steuerung wirksam realisieren.

Dient andererseits der Steuerparameter zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge, welche das Luft- Feststellung, ob die Brennkraftmaschine in einem Betriebsbereich mit magerem Kraftstoffanteil arbeitet oder nicht. In diesem Fall kann die Korrektur auf solche Weise durchgeführt werden, daß die Kraftstoffeinspritzmenge für den momentan gesteuerten Brennkraftmaschinenzylinder um einen vorbestimmten Betrag schrittweise verringert wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs einen zufriedenstellenden Verbrennungszustand in dem Betriebsbereich mit magerem Kraftstoffanteil der Brennkraftmaschine anzeigt, wogegen die Kraftstoffeinspritzmenge für den jeweils gesteuerten Zylinder um einen vorbestimmten Betrag schrittweise erhöht wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Verschlechterung unter einen vorbestimmten Wert herunter innerhalb des Betriebsbereichs mit magerem Kraftstoffanteil der Brennkraftmaschine anzeigt. Hierdurch kann gleichfalls eine wirksame Steuerung im Hinblick auf eine magere Verbrennung erzielt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ein Funktionsblockdiagramm des Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit, die in der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 4 ein Eigenschaftsdiagramm, in welchem grafisch die Beziehung zwischen einem Spitzenwert eines Ionenstroms und dem Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment dargestellt ist;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Verarbeitung, die von einer Mittlungsvorrichtung durchgeführt wird, um einen Bezugsspitzenwert bei der ersten Ausführungsform der Erfindung zu bestimmen;

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Vergleichs-/Korrekturverarbeitungsoperation, die von der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird;

Fig. 7 ein Funktionsblockdiagramm des Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Blockschaltbild, welches schematisch und allgemein den grundlegenden Aufbau einer Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Operationen der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 ein Funktionsblockdiagramm des Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit, die in der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 11 ein Eigenschaftsdiagramm, in welchem grafisch die Beziehung zwischen der Zeit des Auftretens eines Spitzenwertes eines Ionenstroms und einem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoment dargestellt ist;

Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Vergleichs-/Korrekturverarbeitung, die von der Motorsteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird;

Fig. 13 ein Blockschaltbild, welches schematisch den grundlegenden Aufbau einer Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 14 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Betriebsabläufen bei der in Fig. 13 gezeigten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung;

Fig. 15 ein Funktionsblockdiagramm des Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit, die in der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 16 ein Eigenschaftsdiagramm, in welchem grafisch die Beziehung zwischen der Frequenz des Auftretens eines Extremalpunktes eines Ionenstroms und dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoment gezeigt ist;

Fig. 17 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Vergleichs-/Korrekturverarbeitung, die von der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird;

Fig. 18 ein Funktionsdiagramm des Aufbaus einer elektronischen Steuereinheit gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19 ein Blockschaltbild des grundlegenden Aufbaus einer Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Betriebsabläufen bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 21 ein Funktionsblockdiagramm, welches den Aufbau einer elektronischen Steuereinheit zeigt, die in der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist; und

Fig. 22 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Vergleichs-/Korrekturverarbeitung, die von der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.

In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Bauteile in den Zeichnungen.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches allgemein den Aufbau einer Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei angenommen wird, daß über einen Verteiler eine Hochspannung an Zündkerzen der jeweiligen Brennkraftmaschinenzylinder verteilt wird. Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches Signalformen (Spannungen) zeigt, die bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung auftreten, unter der Annahme, daß die Luft-Kraftstoffmischung in den einzelnen Brennkraftmaschinenzylindern eine normale Verbrennung erfährt.

In Fig. 1 ist einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (ebenfalls nicht dargestellt und meist kurz gefaßt als Brennkraftmaschine bezeichnet) ein Kurbelwinkelsensor 1 zugeordnet, der so ausgebildet ist, daß er ein Kurbelwinkelsignal SGT ausgibt, welches eine Anzahl an Impulsen mit einer Frequenz enthält, die von der Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) der Brennkraftmaschine abhängt.

Die Vorderflanken der in dem Kurbelwinkelsignal SGT enthaltenen Impulse geben Winkelbezugspositionen für die einzelnen Brennkraftmaschinenzylinder ausgedrückt in Kurbelwinkeln an. Das Kurbelwinkelsignal SGT wird einer elektronischen Steuereinheit 2 zugeführt, die durch einen Mikrocomputer gebildet werden kann, um dort für verschiedene Steuerungen und zugehörige arithmetische Operationen eingesetzt zu werden, wie dies nachstehend noch im einzelnen verdeutlicht wird.

Die elektronische Steuereinheit 2 ist so programmiert, daß sie ein Zündsignal P erzeugt, welches an einen Leistungstransistor TR zum Treiben einer Zündspule 4 angelegt werden soll, ein Kraftstoffeinspritzsignal Q erzeugt, welches an jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 5 angelegt wird, die jeweils einem einzelnen Brennkraftmaschinenzylinder zugeordnet sind, und daß sie Treibersignale ausgibt, die verschiedenen Betätigungsgliedern zugeführt werden, die allgemein durch das Bezugszeichen 6 bezeichnet sind, und für ein Drosselventil, ein ISC-Ventil und dergleichen vorgesehen sind, auf der Grundlage des von dem Kurbelwinkelsensor 1 ausgegebenen Kurbelwinkelsignals SGT und der Brennkraftmaschinenbetriebsinformationssignale, die von den verschiedenen Sensoren 3 erhalten werden, beispielsweise einem Einlaßluftsensor, einem Drosselklappenpositionssensor und anderen, an sich bekannten Sensoren.

Das Zündsignal P, welches von der elektronischen Steuereinheit 2 ausgegeben wird, wird an die Basis des Leistungstransistors TR angelegt, um diesen ein- oder auszuschalten. Genauer gesagt wird der Leistungstransistor TR in Reaktion auf das Zündsignal P ausgeschaltet, wodurch ein Primärstrom i1 unterbrochen wird, der durch die Primärwicklung 4a der Zündspule 4 fließt. Infolgedessen steigt eine Primärspannung V1, die an der Primärwicklung 4a anliegt, steil an, wodurch eine Sekundärspannung V2 mit einem hohen Spannungspegel (einige zehn Kilovolt) in der Sekundärwickung 4b der Zündspule 4 induziert wird.

Ein an eine Ausgangsklemme der Sekundärwicklung 4b angeschlossener Verteiler 7 verteilt die Sekundärspannung V2 an Zündkerzen 8a, . . ., 8d, wodurch eine Funkenentladung in Brennkammern auftritt, die jeweils in einem Brennkraftmaschinenzylinder vorgesehen sind, um die Verbrennung der Luft-Kraftstoffmischung auszulösen, die sich in der Brennkammer oder dem Brennraum jedes Zylinders befindet.

Zwischen ein Ende der Primärwicklung 4a der Zündspule 4 und Masse ist eine Reihenschaltung eingefügt, die aus einer Gleichrichterdiode D1, einem Strombegrenzungswiderstand R, einer Spannungsbegrenzungs-Zenerdiode DZ und einer Gleichrichterdiode D2 besteht, wobei die Reihenschaltung einen Ladestrompfad bildet, der zu einer Stromversorgungsquelle zur Feststellung eines Ionenstroms führt. Die Stromversorgungsquelle kann beispielsweise durch einen Kondensator gebildet werden, wie nachstehend noch erläutert wird.

Parallel zwischen beide Enden der Zenerdiode DZ ist ein Kondensator 9 geschaltet, der durch einen Ladestrom auf einen vorbestimmten Pegel aufgeladen wird, und wie voranstehend erwähnt als Stromversorgungsquelle zur Feststellung des Ionenstroms dient. Der Kondensator 9 wird unmittelbar nach dem Zündsteuervorgang entladen, so daß ein Ionenstrom i durch ihn hindurchfließen kann.

Zwischen ein Ende des Kondensators 9 und eine Klemme der Zündkerzen 8a, . . ., 8d sind jeweils Dioden 11a, . . ., 11d eingefügt, während eine Strom-Spannungswandlerschaltung 12 zwischen das andere Ende des Kondensators 9 und Massepotential eingefügt ist, wodurch jede der Dioden 11a, . . ., 11d und die Strom-Spannungswandlerschaltung 12 mit dem Kondensator so zusammenarbeiten, daß eine Ionenstromerfassungsvorrichtung gebildet wird, durch welche der Ionenstrom i fließen kann.

Die Strom-Spannungswandlerschaltung 12 weist einen Strommeßwiderstand (nicht gezeigt) auf, um den Ionenstrom i in eine entsprechende Spannung umzuwandeln, die als Ionenstrommeßspannungssignal Ei von der Strom- Spannungswandlerschaltung 12 ausgegeben wird, um der elektronischen Steuereinheit 2 zugeführt zu werden. Eine Verstärkungsumschaltschaltung 13 ist in Kombination mit der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 vorgesehen, um den Pegel für die Spannungsumwandlung einzustellen, die von der Strom- Spannungswandlerschaltung 12 durchgeführt wird, entsprechend dem Pegel des Ionenstroms i. Anders ausgedrückt dient die Verstärkungsumschaltschaltung 13 zur Einstellung der Verstärkung der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 in Abhängigkeit von dem Pegel des Ionenstroms. Ein Verstärkungsumschaltsignal G, welches den momentan wirksamen Verstärkungswert anzeigt, wird von der Verstärkungsumschaltschaltung 13 erzeugt, um in die elektronische Steuereinheit 2 eingegeben zu werden.

Fig. 3 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches eine beispielhafte Ausbildung der elektronischen Steuereinheit 2 zeigt, die bei der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung verwendet wird. Die elektronische Steuereinheit 2 ist so ausgelegt, daß der Verbrennungszustand unterscheidbar bestimmt oder identifiziert werden kann, auf der Grundlage des Ionenstrommeßsignals Ei und des Verstärkungsumschaltsignals G.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist die elektronische Steuereinheit 2 eine Spitzenwerthaltevorrichtung 20 zum Festhalten eines Spitzenwertes Ep des Ionenstrommeßsignals Ei auf, einen Analog/Digital- oder A/D-Wandler 21 zur Umwandlung des Spitzenwertes Ep bzw. des Verstärkungsumschaltsignals G in ein jeweiliges Digitalsignal, eine Rücksetzschnittstelle (auch als Rücksetz-I/F bezeichnet) 22 zur Ausgabe eines Rücksetzsignals RS an die Spitzenwerthaltevorrichtung 20 in Reaktion auf das Kurbelwinkelsignal SGT, eine Arithmetikeinheit 23, die durch eine zentrale Verarbeitungseinheit oder kurzgefaßt CPU gebildet wird, und eine Ausgangsschnittstelle (auch als Ausgangs-I/F bezeichnet) 24 zur Ausgabe verschiedener Steuerparameter, die von der Arithmetikeinheit 23 arithmetisch bestimmt werden.

Wie weiterhin aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Arithmetikeinheit 23 eine Entscheidungssollwertarithmetikvorrichtung 25 auf, um einen Spitzenwert EG zu bestimmen, der als endgültiger Entscheidungssollwert verwendet werden soll, auf der Grundlage eines Produkts des Spitzenwertes Ep des Stroms und des Verstärkungsumschaltsignals G, welches von dem A/D- Wandler 21 eingegeben wird, eine Mittlungsvorrichtung 26 zur Bestimmung eines Bezugs-Spitzenwertes Er auf der Grundlage des Mittelwertes der Spitzenwerte EG, die über einen vorbestimmten vorherigen Zeitraum erfaßt wurden, einen Komparator 27 zum Vergleichen des Entscheidungssollspitzenwertes EG, der von der Arithmetikvorrichtung 25 ausgegeben wird, mit dem von der Mittlungsvorrichtung 26 ausgegeben Bezugs-Spitzenwert Er, um hierdurch ein Vergleichsergebnissignal F auszugeben, und eine Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 zur arithmetischen Bestimmung verschiedener Steuerparameter (beispielsweise Zündzeitpunkt, Kraftstoffeinspritzmenge, usw.) auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals SGT, welches von dem Kurbelwinkelsensor 1 ausgegeben wird und die Kurbelwinkelpositionen für jeden Zylinder anzeigt, und von Brennkraftmaschinenbetriebsinformationssignalen, die von den verschiedenen Sensoren erhalten werden, die in den Fig. 1 und 3 gemeinsam durch das Bezugszeichen 3 bezeichnet werden, wobei die Steuerparameter dadurch korrigiert werden, daß das voranstehend erwähnte Vergleichsergebnisanzeigesignal F berücksichtigt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nachstehend der allgemeine Betrieb der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

In Fig. 1 gibt der Kurbelwinkelsensor 1 das Kurbelwinkelsignal SGT (siehe Fig. 2) aus, welches eine Impulssignalform hat, die von der Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) der Brennkraftmaschine abhängt, während die elektronische Steuereinheit 2 verschiedene Treibersignale erzeugt, beispielsweise das Zündsignal P zum Ein-/Ausschalten des Leistungstransistors TR wie voranstehend geschildert, auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals SGT, welches die Kurbelwinkelpositionen der einzelnen Brennkraftmaschinenzylinder anzeigt, und der Brennkraftmaschinenbetriebszustandssignale, die von den Sensoren 3 stammen.

Der Leistungstransistor TR nimmt den elektrisch leitenden Zustand an, wenn das Zündsignal P auf dem hohen oder Pegel "H" liegt, so daß hierdurch der Primärstrom i1 durch die Primärwicklung 4a der Zündspule 4 fließen kann. Ändert das Zündsignal P seinen Wert vom Pegel "H" auf den niedrigen Pegel "L", so wird der durch die Primärwicklung 4a der Zündspule 4 fließende Primärstrom 11 unterbrochen.

Nach Unterbrechung des Primärstroms 11 taucht die Primärspannung V1 über der Primärwicklung 4a auf, wodurch der Kondensator 9 über den Ladestrompfad geladen wird, der durch die Gleichrichterdiode D1, den Strombegrenzungswiderstand R und die Gleichrichterdiode D2 gebildet wird. Selbstverständlich hört die Aufladung des Kondensators 9 auf, wenn die am Kondensator 9 auftretende Spannung die Rückwärtsdurchbruchsspannung der Zenerdiode DZ erreicht hat.

Andererseits wird die Sekundärspannung V2 mit einigen zehn Kilovolt in der Sekundärwicklung 4b der Zündspule 4 nach Unterbrechung des Primärstroms i1 erzeugt. Diese Sekundärspannung V2 wird über den Verteiler 7 an die Zündkerzen 8a, . . ., 8d der einzelnen Brennkraftmaschinenzylinder angelegt, was zur Erzeugung einer Funkenentladung in jedem der Brennräume der Brennkraftmaschinenzylinder führt, wodurch die Luft- Kraftstoffmischung verbrannt wird.

Bei der Verbrennung der Luft-Kraftstoffmischung werden Ionen innerhalb des Brennraumes der Brennkraftmaschinenzylinder erzeugt. Daher kann der Ionenstrom i zum Kondensator 9 fließen, der auf einen Spannungspegel entsprechend der Durchbruchsspannung der Zenerdiode DZ aufgeladen wird, und als Stromversorgungsquelle dient. Es wird beispielsweise angenommen, daß die Verbrennung der Luft-Kraftstoffmischung innerhalb des Brennraums des Brennkraftmaschinenzylinders auftritt, der mit der Zündkerze 8a ausgerüstet ist. Dann fließt der Ionenstrom i entlang einem Strompfad, der von dem Kondensator 9 bis zu der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 reicht, über die Diode 11a und die Zündkerze 8a, in dieser Reihenfolge. Hierbei wandelt die Strom- Spannungswandlerschaltung 12 den Ionenstrom i in ein Spannungssignal um, welches als das Ionenstrommeßsignal Ei ausgegeben wird, um der elektronischen Steuereinheit 2 zugeführt zu werden. Andererseits schaltet die Verstärkungsumschaltschaltung 13, die mit der Strom- Spannungswandlerschaltung 12 zusammenarbeitet, die Verstärkung für die Strom-Spannungswandlung in Abhängigkeit von dem Spannungspegel des Ionenstrommeßsignals Ei um, wodurch das Verstärkungsumschaltsignal G, welches die momentan wirksame Verstärkung angibt, der elektronischen Steuereinheit 2 eingegeben wird.

Hierbei wird darauf hingewiesen, daß mehrere unterschiedliche Pegel für das Verstärkungsumschaltsignal G eingestellt sind, wodurch jedesmal dann, wenn die Verstärkung schrittweise um einen Pegel verringert wird, das von der Strom- Spannungswandlerschaltung 12 ausgegebene Spannungssignal um einen vorbestimmten Wert schrittweise erhöht wird.

In Fig. 2 ist ein Zustand gezeigt, in welchem die Verstärkung um eine Stufe oder einen Pegel schrittweise verringert wird, wenn der Spannungspegel des Ionenstrommeßsignals Ei einen vorbestimmten Pegel (siehe die gestrichelte Linie) erreicht hat, wodurch das Strom- Spannungswandlerverhältnis für das Ionenstrommeßsignal Ei entsprechend von der Verstärkungsumschaltschaltung 13 schrittweise verringert wird. In diesem Fall nimmt die Spannung des Verstärkungsumschaltsignals G schrittweise um einen vorbestimmten Wert zu.

Wenn im Gegensatz hierzu der Spannungspegel des Ionenstrommeßsignals Ei niedriger wird als ein vorbestimmter Pegel (nicht gezeigt), der unterhalb des voranstehend erwähnten vorbestimmten oder voreingestellten Pegels liegt, setzt die Verstärkungsumschaltschaltung 13 die Verstärkung für die Strom-Spannungswandlung schrittweise um einen Schritt oder Pegel herauf.

Als nächstes wird die Korrekturverarbeitungsoperation der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 zusammen mit Fig. 2 beschrieben, wobei Fig. 4 ein Eigenschaftsdiagramm zur grafischen Darstellung der Beziehung zwischen dem Spitzenwert EG des Ionenstroms i und des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoments Te ist (welches zumindest annähernd mit dem Verbrennungszustand korreliert ist). Wie aus der Figur hervorgeht, nimmt das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te zu, was anzeigt, daß sich der Verbrennungszustand verbessert, wenn der Spitzenwert EG höher wird, innerhalb eines Bereiches des Ionenstroms i von 50 µA bis 150 µA.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Mittlungsvorgangs, der von der Mittlungsvorrichtung 26 durchgeführt wird, und zeigt ein Mittlungsprogramm zur Bestimmung des Bezugs-Spitzenwertes Er. Weiterhin ist Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung von Operationen des Komparators 27 und der Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28, und zeigt ein Vergleichs-/Korrekturverarbeitungsprogramm zur Korrektur der Steuerparameter auf der Grundlage des Vergleichsergebnisanzeigesignals F. Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr angenommen, daß die Sensoren 3 einen Klopfsensor (nicht gezeigt) enthalten, und daß die Elektroniksteuereinheit 2 eine Vorrichtung oder Einrichtung aufweist, um eine Entscheidung in Bezug auf das Auftreten von Klopfen bei der Brennkraftmaschine durchzuführen, wodurch der Zündzeitpunkt so gesteuert wird, daß er beim Auftreten von Klopfen verzögert wird, um hierdurch das Auftreten von Klopfen zu unterdrücken.

Die Arithmetikeinheit 23, die in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehen ist, dient nicht nur zur arithmetischen Festlegung des Zündzeitpunktes und der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals SBT und der Brennkraftmaschinenbetriebszustandssignale, die von den Sensoren 3 ausgegeben werden, um hierdurch das Zündsignal P und das Kraftstoffeinspritzsignal Q auszugeben, sondern dient auch dazu, als Ausgangssignale das Zündsignal P und das Kraftstoffeinspritzsignal Q auszugeben, die endgültig auf der Grundlage des Spitzenwertes EG korrigiert werden, der arithmetisch aus dem Ionenstrommeßsignal Ei und dem Verstärkungsumschaltsignal G bestimmt wird.

Im einzelnen wird aus dem Verstärkungsumschaltsignal G und dem Ionenstrommeßsignal Ei, die in die elektronische Steuereinheit 2 eingegeben werden, der Spitzenwert Ep des Ionenstrommeßsignals Ei festgestellt, und durch die Spitzenwerthaltevorrichtung 20 gehalten, worauf der Spitzenwert Ep in ein Digitalsignal umgewandelt wird, ebenso wie das Verstärkungsumschaltsignal G, mit Hilfe des A/D- Wandlers 21.

Zu diesem Zeitpunkt sperrt, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "H" aufweist, die Rücksetzschnittstelle 22 die Spitzenwerthaltevorrichtung 20, während sie das Rücksetzsignal RS zur Freischaltung der Spitzenwerthaltevorrichtung 20 ausgibt, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "L" aufweist. Daher wird die Spitzenwerthaltevorrichtung 120 zurückgesetzt, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "H" aufweist, und hält daher den Spitzenwert Ep nur während des Zeitraums, in welchem das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "L" aufweist.

Das Verstärkungsumschaltsignal G und der Spitzenwert Ep, die durch den A/D-Wandler 21 in einen Digitalwert umgewandelt wurden, werden dann miteinander durch die Entscheidungssollwertarithmetikvorrichtung 25 multipliziert, welche wie voranstehend erwähnt einen Teil der Arithmetikeinheit 23 bildet, wodurch ein endgültiger Entscheidungssollwert, nämlich der Spitzenwert EG, der die von dem Verstärkungsumschaltsignal G angezeigte Verstärkung widerspiegelt, erhalten werden kann.

Da der Spannungspegel des Ionenstrommeßsignals Ei in Abhängigkeit vom Verstärkungsumschaltsignal G niedrig wird, wie aus Fig. 2 hervorgeht, kann der aktuelle oder tatsächliche Spitzenwert EG dadurch erhalten werden, daß der Spitzenwert Ep, der anfänglich gehalten wird, mit der Verstärkung multipliziert wird, die durch das Verstärkungsumschaltsignal G angezeigt wird.

Die Mittlungsvorrichtung 26 dient zum Mitteln der Spitzenwerte EG über einen vorbestimmten Zeitraum in der Vergangenheit (siehe Fig. 5). Genauer gesagt wird mit Hilfe der Mittlungsvorrichtung 26 ein Strombezugsspitzenwert Er(n) auf der Grundlage des Stromspitzenwertes EG(n) und des vorherigen Bezugs-Spitzenwertes Er(n - 1) auf der Grundlage des folgenden Ausdrücks (1) erhalten (Schritt S1):

Er(n) - EG(n)/K + Er(n - 1) × (K - 1)/K (1)

wobei der Koeffizient K die Anzahl an Daten in der Vergangenheit angibt, mit welchen der Mittlungsvorgang durchgeführt wird.

Nach Beendigung des Mittlungsprogramms (Fig. 5) führt dann die Arithmetikeinheit 23 das in Fig. 6 gezeigte Vergleichs-/Korrekturverarbeitungsprogramm durch.

In Fig. 6 wird zuerst in einem Schritt S11 auf der Grundlage der Betriebszustandsinformation, die von den Ausgängen der verschiedenen Sensoren 3 herstammt, entschieden, ob der momentane Brennkraftmaschinenbetriebssteuerzustand innerhalb eines MBT-Steuerbetriebsbereiches liegt (MBT: minimum-spark­ advance-for-best-torque, minimales Vorstellen der Zündung zur Erzielung des besten Drehmoments) (maximale Brennkraftmaschinenausgangsleistung). Ist die Antwort bei diesem Entscheidungsschritt S11 bejahend, also "JA", so wird dann im Schritt S12 eine Entscheidung getroffen, ob Klopfen auftritt.

Wenn im Schritt S12 festgestellt wird, daß Klopfen auftritt (also wenn der Schritt S12 das Ergebnis "JA" ergibt), so wird der Zündzeitpunkt um einen Zeitraum entsprechend einem vorbestimmten Kurbelwinkel verzögert, um das Klopfen zu unterdrücken, im Schritt S13, um hierdurch das Klopfen zu verhindern, worauf die Verarbeitung das in Fig. 6 dargestellte Programm verläßt.

Wird im Gegensatz festgestellt, daß kein Klopfen auftritt (also wenn die Antwort auf den Entscheidungsschritt S12 negativ "NEIN" ist), dann vergleicht der Komparator 27 den Bezugs-Spitzenwert Er(n), der entsprechend dem Ausdruck (1) bei dem Mittlungsvorgang erhalten wird, mit dem momentan festgestellten Spitzenwert EG(n), um hierdurch eine Entscheidung zu treffen, ob die Differenz zwischen den beiden genannten Werten Er(n) und EG(n) größer oder gleich einem zulässigen Wert α ist, oder nicht, was einen Zustand mit unvollständiger Verbrennung anzeigt, und zwar durch Überprüfung, ob die durch den folgenden Ausdruck (2) vorgegebene Bedingung erfüllt ist oder nicht (Schritt S14):

Er(n) - EG(n) ≧ α (2)

Der Komparator 27 gibt dann ein Signal, welches das Ergebnis des Vergleichs anzeigt, ob nämlich die durch den Ausdruck (2) vorgegebene Bedingung erfüllt ist oder nicht, als das voranstehend erwähnte Vergleichsergebnisanzeigesignal F an die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 aus.

Wenn die durch den Ausdruck (2) gegebene Bedingung nicht erfüllt ist, also die Bedingung Er(n) - EG(n) < α erfüllt ist (also die Antwort bei dem Vergleichsentscheidungsschritt S14 negativ "NEIN" ist), so bedeutet dies, daß der Spitzenwert des Ionenstroms ausreichend groß ist, um die volle Verfügbarkeit des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments Te sicherzustellen, wie sich aus Fig. 4 ergibt.

Die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 sieht daher den Spitzenwert EG so an, daß er den normalen Verbrennungszustand anzeigt. Daher verläßt der Betriebsablauf das in Fig. 6 gezeigte Programm, ohne eine Motorsteuergröße wie etwa den Zündzeitpunkt und/oder die Kraftstoffeinspritzmenge zu korrigieren.

Wird andererseits in dem Schritt S14 festgestellt, daß die durch den Ausdruck (2) vorgegebene Bedingung erfüllt ist (also wenn der Entscheidungsschritt S14 zu einem positiven Ergebnis "JA" kommt), bedeutet dies, daß der Ionenstromspitzenwert EG abnimmt, wobei das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te niedriger wird (infolge einer Beeinträchtigung des Verbrennungszustandes). Daher wird das Zündsignal P so korrigiert, daß der Zündzeitpunkt um einen vorbestimmten Winkel vorgestellt wird, um hierdurch eine maximale Brennkraftmaschinenausgangsleistung zu erhalten (Schritt S15), worauf die Verarbeitung das in Fig. 6 gezeigte Programm verläßt.

Die Korrekturverarbeitung zum Vorstellen des Zündzeitpunkts wie voranstehend geschildert wird mehrfach um einen vorbestimmten Winkel solange durchgeführt, bis die Antwort bei dem Entscheidungsschritt S11 negativ ist, was anzeigt, daß sich der Verbrennungszustand verbessert hat.

Wenn im Schritt S11 festgestellt wird, daß der momentane Brennkraftmaschinenbetriebssteuerzustand nicht in dem Betriebsbereich für maximale Brennkraftmaschinenausgangsleistung oder in dem MBT- Betriebsbereich liegt (also wenn die Antwort beim Schritt S11 gleich "NEIN" ist), dann wird in einem Schritt S16 festgestellt, ob der momentane Betriebssteuerzustand innerhalb eines sogenannten Betriebsbereichs für magere Verbrennung liegt oder nicht (also in einem Brennkraftmaschinenbetriebsbereich, in welchem der Brennstoff, also die Luft-Kraftstoffmischung, mager ist).

Wenn festgestellt wird, daß der momentane Steuerzustand außerhalb des Betriebsbereichs für magere Verbrennung liegt (also wenn die Antwort beim Schritt S16 gleich "NEIN" ist), so bedeutet dies, daß ausreichend viel Kraftstoff zugeführt wird, wobei die Kraftstoffeinspritzzeit ausreichend an den momentanen Brennkraftmaschinenbetriebszustand angepaßt ist. Daher führt die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 keine Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge durch. Daher verläßt die Verarbeitung das in Fig. 6 gezeigte Programm, ohne irgendeine Korrektur des Steuerparameters (also im vorliegenden Fall der Kraftstoffeinspritzmenge) durchzuführen.

Wenn im Gegensatz hierzu im Schritt S16 festgestellt wird, daß der Brennkraftmaschinenbetriebszustand innerhalb des Betriebsbereiches für eine magere Verbrennung liegt (also wenn die Antwort beim Schritt S16 "JA" ist), dann wird im Schritt S17 eine Entscheidung getroffen, ob die durch den Ausdruck (2) vorgegebene Bedingung erfüllt ist oder nicht, wie voranstehend im Zusammenhang mit dem Schritt S14 bereits beschrieben wurde.

Wird in dem Schritt S17 ermittelt, daß Er(n) - EG(n) < α ist, also wenn die Antwort bei dem Entscheidungsschritt S17 gleich "NEIN" ist, so bedeutet dies, daß der Verbrennungszustand zufriedenstellend ist (also innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches liegt). Daher wird das Kraftstoffeinspritzsignal Q in einem Schritt S18 so korrigiert, daß die Kraftstoffeinspritzzeit um einen vorbestimmten Zeitwert verringert wird (und daher die Kraftstoffeinspritzmenge um einen vorbestimmten Betrag abnimmt), im Hinblick auf eine Verringerung der Kraftstoffkosten durch Erzielung eines Betriebszustandes mit magerer Verbrennung (also eines Zustands, in welchem die Luft-Kraftstoffmischung mager ist, welche verbrannt wird), worauf die Verarbeitung das in Fig. 6 gezeigte Programm verläßt.

Wenn andererseits im Schritt S17 festgestellt wird, daß die durch den Ausdruck (2) vorgegebene Bedingung erfüllt ist (also wenn die Antwort beim Schritt S17 gleich "JA" ist), so bedeutet dies, daß der Verbrennungszustand unzureichend oder nicht akzeptabel ist. Daher wird die Kraftstoffeinspritzzeit um einen vorbestimmten Zeitraum schrittweise erhöht (anders ausgedrückt wird die Kraftstoffeinspritzmenge um einen vorbestimmten Betrag schrittweise erhöht), in einem Schritt S19, um einen maximale Brennkraftmaschinenausgangsleistung durch Optimierung des Verbrennungszustandes sicherzustellen, worauf die Verarbeitung das in Fig. 6 dargestellte Programm verläßt.

Die voranstehend geschilderte Korrekturverarbeitung zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge wird wiederholt so lange durchgeführt, bis der Entscheidungsschritt S17 das Ergebnis "NEIN" ergibt, wodurch angezeigt wird, daß sich der Verbrennungszustand verbessert hat.

Aus der voranstehenden Beschreibung sollte deutlich geworden sein, daß dann, wenn die Differenz zwischen dem momentanen Spitzenwert EG(n) und dem Bezugs-Spitzenwert Er(n), der durch Mittlung der Spitzenwerte in der Vergangenheit über einen vorbestimmten Zeitraum erhalten wird, größer oder gleich dem zulässigen Wert α wird, was eine Beeinträchtigung des Verbrennungszustandes anzeigt, die Korrekturverarbeitung zum Vorstellen des Zündzeitpunkts (Schritt S15) oder zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge (Schritt S19) durchgeführt wird, um hierdurch den Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine zu optimieren. Auf diese Weise kann ein maximales Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine sichergestellt werden.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß der vorbestimmte Winkel, um welchen der Zündzeitpunkt vorgestellt wird, um den Verbrennungszustand im Schritt S15 zu verbessern, und ebenso der vorbestimmte Zeitwert, um welchen die Kraftstoffeinspritzzeit oder Kraftstoffeinspritzdauer verlängert wird, um den Verbrennungszustand durch schrittweise Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge im Schritt S19 zu korrigieren, vorzugsweise auf relativ kleine Erhöhungs-/Verringerungswerte eingestellt werden sollten, so daß sich eine Feineinstellung des Zündzeitpunkts und der Kraftstoffeinspritzmenge erreichen läßt.

Ausführungsform 2

Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden das Ionenstrommeßsignal Ei und das Verstärkungsumschaltsignal G miteinander multipliziert, um einen endgültigen Spitzenwert EG festzulegen. Allerdings ist in diesem Zusammenhang zu berücksichtigen, daß dann, wenn das Verstärkungsumschaltsignal G ausreichend fein unterteilt ist, es möglich ist, den Entscheidungssollwert mit ausreichender Genauigkeit auf der Grundlage nur des Verstärkungsumschaltsignals G zu bestimmen. Die zweite Ausführungsform der Erfindung ist auf eine Verarbeitung zur Bestimmung des Entscheidungssollwertes auf der Grundlage nur des Verstärkungsumschaltsignals G gerichtet.

Fig. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches den Aufbau der elektronischen Steuereinheit 2 zeigt, die so ausgebildet oder programmiert ist, daß sie einfach die Steuerung oder Korrektur des Verbrennungszustands der Brennkraftmaschine auf der Grundlage nur des Verstärkungsumschaltsignals G durchführt. Wie aus dieser Figur deutlich wird, ist die elektronische Steuereinheit 2 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen ebenso aufgebaut wie bei der ersten Ausführungsform, abgesehen davon, daß die Spitzenwerthaltevorrichtung 20 und die Rücksetzschnittstelle 22 (sh. Fig. 3) weggelassen sind.

Wie aus Fig. 7 hervorgeht, wandelt der A/D-Wandler 21 nur das Verstärkungsumschaltsignal G in ein Digitalsignal um, während die Entscheidungssollwertarithmetikvorrichtung 25A das Verstärkungsumschaltsignal G, welches in einen Digitalwert umgewandelt wurde, als einen Entscheidungssollwert EGa ausgibt.

Die Entscheidungssollwertarithmetikvorrichtung 25A wird mittels Software im Innern der Arithmetikeinheit 23 zurückgesetzt, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT auf dem Pegel "H" liegt. Daher wird der Entscheidungssollwert EGa, der allein auf dem Verstärkungsumschaltsignal G beruht, geholt und nur dann festgehalten, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "L" aufweist. In diesem Fall kann die in Fig. 3 dargestellte Rücksetzschnittstelle 22 weggelassen werden, da das Kurbelwinkelsignal SGT als Rücksetzsignal arbeitet.

Andererseits ist die Mittlungsvorrichtung 26 so ausgelegt, daß sie einen Entscheidungsbezugswert Era ausgibt, der durch Mittlung der Entscheidungssollwerte EGa über eine vorbestimmte Anzahl an Zyklen bestimmt wird, während der Komparator 27 den Entscheidungssollwert EGa mit dem Entscheidungsbezugswert Era vergleicht, um auf dieser Grundlage das Vergleichsergebnisanzeigesignal F auszugeben. Die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 wiederum korrigiert den Wert der Steuerparameter, beispielsweise des Zündzeitpunkts oder Kraftstoffeinspritzmenge, um hierdurch den Brennkraftmaschinenbetrieb auf der Grundlage des Vergleichsergebnisanzeigesignals F auf solche Weise zu optimieren, wie dies voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben wurde. Auf diese Weise läßt sich sicherstellen, daß ein maximales Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te erhalten wird.

Ausführungsform 3

Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Spitzenwert Eg des Ionenstroms i als der Entscheidungssollwert oder Entscheidungszielwert bei der Durchführung der Entscheidung verwendet, wie der Verbrennungszustand des Brennkraftmaschinenzylinders ist. Allerdings sollte berücksichtigt werden, daß der Zeitpunkt, an welchem der Spitzenwert des Ionenstrommeßsignals Ei auftritt, in einer Beziehung zum Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine steht. Berücksichtigt man diese Tatsache, so kann der Zeitpunkt, an welchem der Spitzenwert bei dem Ionenstrommeßsignal Ei auftaucht (nachstehend als Spitzenwerterscheinungszeit bezeichnet) als der Entscheidungssollwert verwendet werden.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, welches allgemein und schematisch den grundlegenden Aufbau der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher der Zeitpunkt, an welchem der Spitzenwert bei dem Ionenstrommeßsignal (Spannungssignal) Ei auftritt, als der Entscheidungssollwert zur Durchführung der Entscheidung in Bezug auf den Verbrennungszustand verwendet wird. Fig. 9 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Formen verschiedener Signale, die im Betrieb der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung von Fig. 8 erzeugt werden, unter der Annahme, daß sich der Verbrennungszustand in einem folgenden Verbrennungszyklus verbessert. Weiterhin ist Fig. 10 ein Funktionsblockschaltbild, welches beispielhaft die Ausbildung der elektronischen Steuereinheit (ECU) 2 zeigt, die in der in Fig. 8 dargestellten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung vorgesehen ist.

Nachstehend erfolgt eine Beschreibung der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 8, wobei jene Bauteile, die bereits voranstehend im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und insoweit hier nicht erneut beschrieben werden.

Eine Spitzenwerteinstellschaltung 13A arbeitet mit der Strom- Spannungswandlerschaltung 12 so zusammen, daß der Spannungspegel des Ionenstrommeßsignals (Spannungssignals) Ei feiner eingestellt wird als bei der voranstehend geschilderten Verstärkungsumschaltschaltung 13 (vgl. Fig. 1), so daß der Spitzenwert des Ionenstrommeßsignals Ei bei jedem Zündzeitpunkt im wesentlichen konstant gehalten werden kann.

Eine an der Ausgangsseite der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 eingefügte Signalformschaltung 14 dient zum Vergleichen des Ionenstrommeßsignals Ei mit einer vorbestimmten Bezugsspannung Epr, welche einem Spitzenwertpegel entspricht (siehe Fig. 9), um hierdurch die Signalform des Ionenstrommeßsignals Ei zu formen. Das Ausgangssignal der Signalformschaltung 14 wird als ein Spitzenwertimpuls Pi der elektronischen Steuereinheit 2 zugeführt.

In Fig. 9 ist ein Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, an welchem das Kurbelwinkelsignal SGT absinkt, und einem Zeitpunkt, an welchem der Spitzenwertimpuls Pi ansteigt, durch Tp bezeichnet und wird als Spitzenwerterscheinungszeit bezeichnet, ein Spannungssignal, welches durch Umwandlung der Spitzenwerterscheinungszeit Tp in eine Spannung erhalten wird, ist mit Et bezeichnet und wird als Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal bezeichnet, und ein Wert, der durch Mitteln der Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignale Et erhalten wird, wird als Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr bezeichnet.

Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des Aufbaus der elektronischen Steuereinheit unter Bezugnahme auf Fig. 10, bei welcher gleiche oder in der Funktion entsprechende Bauteile wie jene, die voranstehend im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und insoweit hier nicht erneut beschrieben werden.

Eine Spitzenwerterscheinungszeiterfassungsvorrichtung 29, die in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehen ist, arbeitet so, daß sie die Spitzenwerterscheinungszeit Tp, die zwischen der abfallenden Flanke des Kurbelwinkelsignals SGT und der Anstiegsflanke des Spitzenwertimpulses Pi liegt, in ein Spannungssignal umwandelt, welches als das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et bezeichnet wird, welches dann in den Komparator 27 eingegeben wird, der einen Teil der Arithmetikeinheit 23 bildet, und zwar über den A/D- Wandler 21.

Andererseits mittelt die Mittlungsvorrichtung 26 die Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignale, die in einem vorbestimmten Zeitraum Tp erzeugt werden, um so das Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr zu erzeugen, und zwar durch Ausführung eines Verarbeitungsprogramms, welches jenem ähnelt, das voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben wurde. Das Bezugsspitzenwerterscheinungssignal Etr wird dann an eine Bezugseingangsklemme des Komparators 27 angelegt. Daher vergleicht der Komparator 27 das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et mit dem Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr, und gibt das Vergleichsergebnisanzeigesignal F aus, welches den Verbrennungszustand repräsentiert. Das Vergleichsergebnisanzeigesignal F wird dann der Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 zugeführt.

Da die Spitzenwerterscheinungszeiterfassungsvorrichtung 29 durch das Rücksetzsignal RS zurückgesetzt wird, welches von der Rücksetzschnittstelle 22 während eines Zeitraums ausgegeben wird, in welchem das Kurbelwinkelsignal SGT auf hohem Pegel liegt, vergleicht in diesem Fall der Komparator 27 das momentane Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et mit dem Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr, welches durch Mitteln der früheren Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignale Et über einen vorbestimmten Zeitraum in der Vergangenheit erhalten wird, um auf diese Art und Weise eine Entscheidung zu treffen, in wie weit das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et geeignet ist, und zwar während eines Zeitraums, in welchem das Kurbelwinkelsignal SGT auf dem niedrigen Pegel liegt, also dem Pegel "L".

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 zusammen mit Fig. 9 richtet sich nunmehr die Beschreibung auf die Korrekturverarbeitung, die von der in den Fig. 8 und 10 dargestellten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird. Fig. 11 ist ein Eigenschaftsdiagramm, welches graphisch die Beziehung zwischen der Spitzenwerterscheinungszeit Tp des Ionenstroms i und dem Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Tp zeigt. Wie aus dieser Figur deutlich wird, nimmt mit kürzer werdender Spitzenwerterscheinungszeit Tp innerhalb eines Kurbelwinkelbereichs von A10° bis A40° vor dem oberen Totpunkt (TDC) das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te zu, was anzeigt, daß sich der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine entsprechend verbessert.

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung von Operationen des Komparators 27 und der Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28, und dieses Flußdiagramm ist im wesentlichen gleich jenem, welches voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert wurde, mit der Ausnahme, daß der Ausdruck, welcher die Bedingungen für die Entscheidung in den Vergleichsschritten S24 und S27 (entsprechend den Schritten S14 und S17) festlegt, sich von dem Ausdruck (2) unterscheidet.

Weiterhin wird in diesem Zusammenhang darauf aufmerksam gemacht, daß der Betriebsablauf der Mittlungsvorrichtung 26 dem Betriebsablauf entspricht, der voranstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 5 dargestellte Flußdiagramm erläutert wurde, und daher durch den Ausdruck (1) ausgedrückt werden kann, abgesehen von einem Unterschied bezüglich der Variablen, die bei der arithmetischen Operation beteiligt sind.

Die Signalformschaltung 14 arbeitet mit der Strom- Spannungswandlerschaltung 12 so zusammen, daß sie die Signalform des Ionenstrommeßsignals Ei formt, um hierdurch das Spitzenwertimpulssignal Pi zu erzeugen (siehe Fig. 9).

Die Spitzenwerterscheinungszeitmeßvorrichtung 29, die in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehen ist, beginnt ihren Betrieb in Reaktion auf das Rücksetzsignal RS, welches zu dem Zeitpunkt gelöscht wird, an welchem das Kurbelwinkelsignal SGT abfällt, um hierdurch das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et festzustellen, und zwar durch Umwandlung der Spitzenwerterscheinungszeit Tp in ein Spannungssignal bis zu einem Zeitpunkt, an welchem das Spitzenwertimpulssignal Pi ansteigt.

Das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et wird dann durch den A/D-Wandler 21 in ein Digitalsignal umgewandelt, welches dann an eine Vergleichseingangsklemme des Komparators 27 angelegt werden soll. Weiterhin wird das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et in das Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr durch die Mittlungsvorrichtung 26 umgewandelt, worauf dann das Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr an eine Bezugsklemme des Komparators 27 angelegt wird.

In diesem Fall vergleicht in dem Vergleichsentscheidungsschritt S24 oder S27 der Komparator 27 das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et(n), welches momentan festgestellt wird, mit dem Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr(n), welches sich aus dem voranstehend geschilderten Mittlungsvorgang ergibt, um auf diese Art und Weise eine Entscheidung zu treffen, ob die Differenz zwischen den beiden voranstehend erwähnten Eingangssignalen größer oder gleich dem zulässigen Wert β ist oder nicht, was anzeigt, daß der Zustand der Verbrennung unzureichend ist, durch Überprüfung, ob die sich aus der nachstehenden Beziehung (3) ergebende Bedingung erfüllt ist oder nicht:

Et(n) - Etr(n) ≧ β (3)

Das Vergleichsergebnissanzeigesignal F, welches bei der voranstehend geschilderten Entscheidungsverarbeitung erhalten wird, wird dann in die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 eingegeben. Außer wenn die durch den Ausdruck (3) vorgegebene Bedingung erfüllt ist, also für Et(n) - Etr(n) < β (anders ausgedrückt, wenn die Antwort bei dem Vergleichsentscheidungsschritt negativ oder "NEIN" ist), bedeutet dies, daß die Spitzenwerterscheinungszeit Tp ausreichend früh liegt, um die vollständige Verfügbarkeit des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments Te sicherzustellen, wie sich auch aus Fig. 11 ergibt.

Die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 sieht daher das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et als Anzeige für den normalen Verbrennungszustand an. Im Falle des Steuersignals für maximale Brennkraftmaschinenleistung oder des MBT- Steuersignals erfolgt daher keine Korrektur der Steuerparameter, wogegen in dem Betriebsbereich mit magerer Verbrennung die Kraftstoffeinspritzmenge schrittweise verringert wird (Schritt S18), worauf die Verarbeitung das in Fig. 12 gezeigte Programm verläßt.

Wird andererseits in dem Vergleichs/Entscheidungsschritt S24 oder S27 festgestellt, daß die durch den voranstehend angegebenen Ausdruck (3) vorgegebene Bedingung erfüllt ist (also wenn die Antwort bei dem Entscheidungsschritt S24 oder S27 positiv, also "JA" ist), so bedeutet dies, daß bei der Spitzenwerterscheinungszeit Tp eine Verzögerung auftritt, und daß der Verbrennungszustand beeinträchtigt ist (die Brennkraftmaschine ein niedriges Drehmoment Te abgibt). Dementsprechend wird die Korrektur zum Vorstellen des Zündzeitpunkts (Schritt S15) oder die Korrektur zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt (Schritt S19).

Bei dem beispielhaft in Fig. 9 gezeigten Fall nimmt das Spitzenwertimpulssignal Pi, welches am Anfang in dem Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et auftritt, einen hohen Pegel an, was einen schlechten Verbrennungszustand anzeigt. Allerdings zeigt das zweite Spitzenwertimpulssignal Pi einen niedrigen Pegel, infolge der Korrektur der Steuergröße (Zündzeitpunkt oder Kraftstoffeinspritzmenge). Anders ausgedrückt wird angezeigt, daß sich der Verbrennungszustand verbessert hat.

Durch Vergleichen des Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignals Et mit dem Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr und Eingabe des Vergleichsergebnisanzeigesignals F, welches den Verbrennungszustand anzeigt, in die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 kann auf diese Art und Weise die Steuergröße für den Steuerparameter (Zündzeitpunkt oder Kraftstoffeinspritzmenge) so optimiert werden, daß ein maximales Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te sichergestellt wird.

Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist die Signalformschaltung 14 zur Bereitstellung des Spitzenwertimpulssignals Pi in der Ionenstrommeßvorrichtung vorhanden. Allerdings wird darauf hingewiesen, daß mit im wesentlichen gleichen Auswirkungen die Signalformschaltung 14 auch in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehen sein kann.

Zwar ist die Spitzenwerterscheinungszeitmeßvorrichtung 29 als Analogschaltung zur Umwandlung der Zeit Tp bis zur Anstiegsflanke des Spitzenwertimpulssignals Pi in ein entsprechendes Spannungssignal ausgebildet, jedoch kann im wesentlichen derselbe Effekt auch dadurch erzielt werden, daß eine Zeitzählvorrichtung (nicht dargestellt) eingesetzt wird, die in der Arithmetikeinheit 23 vorgesehen ist. In diesem Fall kann der Digitalwert, der die Zeit darstellt, die beispielsweise seit der Vorderflanke des Kurbelwinkelsignals SGT oder jener des Zündsignals P bis zur Anstiegsflanke des Spitzenwertimpulssignals Pi gemessen wird, in die Mittlungsvorrichtung 26 oder den Komparator 27 eingegeben werden. In diesem Fall ist der A/D-Wandler 21 entbehrlich, was wiederum einen Vorteil darstellt.

Ausführungsform 4

Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Spitzenwerterscheinungszeit Tp des Ionenstrommeßsignals Ei (das Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignal Et) als der Entscheidungssollwert bei der Durchführung der Entscheidung in Bezug auf den Verbrennungszustand des Brennkraftmaschinenzylinders eingesetzt. In diesem Zusammenhang wird darüber hinaus darauf hingewiesen, daß die Frequenz, mit welcher Extremalpunkte (also Extremwerte mit positiver Polarität (Plus-Vorzeichen) und/oder Extremalpunkte mit negativer Polarität (Minus-Vorzeichen)) in dem Ionenstrommeßsignal Ei auftreten, in einem Zusammenhang mit dem Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine steht. Berücksichtigt man diese Tatsache, so kann die Frequenz, mit welcher Extremalpunkte in dem Ionenstrommeßsignal Ei auftreten (nachstehend auch als Extremalpunkterscheinungsfrequenz bezeichnet), als der Entscheidungssollwert zur Durchführung einer Entscheidung bezüglich des Verbrennungszustands der Brennkraftmaschine verwendet werden.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild, welches schematisch und allgemein den grundlegenden Aufbau einer Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher die Extramalpunkterscheinungsfrequenz des Ionenstrommeßsignals Ei als der Entscheidungssollwert bei der Durchführung Ei als der Entscheidungssollwert bei der Durchführung einer Entscheidung in Bezug auf den Verbrennungszustand verwendet wird. Fig. 14 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches die Formen verschiedener Signale zeigt, die im Betrieb der in Fig. 13 dargestellten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung erzeugt werden, unter der Annahme, daß in dem nächstfolgenden Verbrennungszyklus der Verbrennungszustand sich verbessert hat. Fig. 15 ist ein Funktionsblockschaltbild, welches einen beispielhaften Aufbau der elektronischen Steuereinheit (ECU) 2 zeigt, die in der in Fig. 13 dargestellten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung vorgesehen ist. In Fig. 13 werden gleiche oder entsprechenden Bauteile wie jene, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und insoweit erfolgt hier keine erneute Beschreibung.

Bei der vorliegenden Brennkraftmaschinensteuervorrichtung ist die Spitzenwerteinstellschaltung 13B so ausgelegt, daß die Wandlungsrate der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 kontinuierlich oder stufenlos eingestellt werden kann, und daß die Frequenzkomponenten entsprechend den jeweiligen Extremalpunktsignalformen des Ionenstrommeßsignals Ei nicht abgeschnitten werden.

Eine Frequenzkomponentenabziehvorrichtung 15, die an der Ausgangsseite der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 eingefügt ist, ist so ausgebildet, daß sie nur jene Frequenzkomponenten abzieht und verstärkt, welche den Extremalpunkten des Ionenstrommeßsignals Ei entsprechen, um auf diese Art und Weise ein Frequenzkomponentensignal Ef (vgl. Fig. 14) auszugeben.

Andererseits ist die Signalformvorrichtung 14A so ausgelegt, daß sie das Frequenzkomponentensignal Ef mit einem vorbestimmten Spannungspegel vergleicht (beispielsweise einem Spannungspegel, der geringfügig höher ist als der Rauschpegel), so daß ein Frequenzimpulssignal Pf ausgegeben wird, welches die Frequenz (oder Anzahl bzw. Häufigkeit) der Extremalpunkte anzeigt (im dargestellten Fall, der Extremalpunkte mit positiver Polarität). Die Signalformvorrichtung 14A und die Frequenzkomponentenabziehvorrichtung 15 arbeiten mit der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 zusammen, und sind als Teile der Ionenstrommeßvorrichtung ausgebildet.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß zwar nur die Extremalpunkte mit positiver Polarität abgezogen werden, um auf diese Art und Weise das Frequenzimpulssignal Pf zu erzeugen, daß jedoch die Extremalpunkte mit negativer Polarität (minus) in Impulse umgewandelt werden können, oder alternativ sowohl die Extremalpunkte mit positiver als auch negativer Polarität (plus und minus) in Impulse umgewandelt werden können, die in dem Frequenzimpulssignal Pf enthalten sind. Wenn die Extremalpunkte mit positiver und negativer Polarität in Impulse umgewandelt werden sollen, ist selbstverständlich die Signalformvorrichtung 14A so ausgebildet, daß sie das Frequenzkomponentensignal Ef mit zwei vorbestimmten Spannungspegeln vergleicht, von denen einer eine positive und der andere eine negative Polarität aufweist, um die Signalformung durchzuführen.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 die elektronische Steuereinheit beschrieben, wobei jene Bauteile, die bereits voranstehend im Zusammenhang mit Fig. 15 beschrieben wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und insoweit hier keine erneute Beschreibung erfolgt.

Die Extremalpunkterscheinungsfrequenzerfassungsvorrichtung 30, die in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehen ist, erzeugt als Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignal Ec eine Spannung, welche der Extremalpunkterscheinungsfrequenz entspricht, auf der Grundlage des Frequenzimpulssignals Pf, welches von der Signalformvorrichtung 14A ausgegeben wird (vgl. Fig. 14).

In diesem Fall wird die Extremalpunkterscheinungsfrequenzerfassungsvorrichtung 30 durch das Rücksetzsignal RS zurückgesetzt, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "H" aufweist. Daher ist die Extremalpunkterscheinungsfrequenzerfassungsvorrichtung 30 so ausgebildet oder so programmiert, daß die Extremalpunkterscheinungsfrequenz in ein Spannungssignal umgewandelt wird, durch Zählung der Ereignisse des Auftretens eines Extremalpunkts während eines Zeitraums, in welchem das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "L" aufweist, um auf diese Art und Weise das Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignal Ec auszugeben (siehe Fig. 14).

Andererseits mittelt die Mittlungsvorrichtung 26 ein Digitalsignal, welches sich aus der A/D-Wandlung des Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignals Ec durch den A/D- Wandler 21 ergibt, um hierdurch ein Bezugsextremalpunkterscheinungsfrequenzsignal Ecr zu erzeugen. Der Komparator 27 vergleicht das Digitalsignal, welches durch die A/D-Wandlung des Extremalpunktfrequenzmeßsignals Ec erhalten wird, mit dem Bezugsextremalpunkterscheinungsfrequenzsignal Ecr, so daß ein Vergleichsergebnisanzeigesignal F an die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 ausgegeben wird. Die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 kann daher die Steuergröße auf der Grundlage des Vergleichsergebnissesanzeigesignals F korrigieren, welches in einer Beziehung zum Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine steht, wie voranstehend bereits erwähnt wurde.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 zusammen mit Fig. 14 erfolgt nunmehr eine Beschreibung der Korrekturverarbeitung, die von der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird, welche in den Fig. 13 und 15 dargestellt ist. Fig. 16 ist ein Eigenschaftsdiagramm, in welchem graphisch die Beziehung zwischen der Extremalpunkterscheinungsfrequenz C des Ionenstroms i und dem Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te dargestellt ist. Aus dieser Figur wird deutlich, daß dann, wenn die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C, die durch das Signal Ec angegeben wird, innerhalb eines Bereiches abnimmt, in welchem die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C weniger als 20 pro Zyklus beträgt, das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te zunimmt, wobei dann der Verbrennungszustand entsprechend verbessert ist.

Fig. 17 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung von Operationen des Komparators 27 und der Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28, wobei dieses Flußdiagramm im wesentlichen jenem entspricht, welches voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 12 erläutert wurde, jedoch mit der Ausnahme, daß sich die Formeln für die Entscheidung, die in den Vergleichsschritten S34 und S37 durchgeführt wird (entsprechend den voranstehend geschilderten Schritten S24 und S27) von dem Ausdruck (3) unterscheiden.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß der Betriebsablauf der Mittlungsvorrichtung 26 ähnlich dem Betriebsablauf ist, der voranstehend unter Bezugnahme auf das in Fig. 5 dargestellte Flußdiagramm erläutert wurde, und daher im wesentlichen durch den Ausdruck (1) gegeben ist, abgesehen von einem Unterschied in Bezug auf die bei den arithmetischen Operationen beteiligten Variablen.

Wie aus dieser Figur deutlich wird, arbeitet die Frequenzkomponentenabziehvorrichtung 15 mit der Strom- Spannungswandlerschaltung 12 so zusammen, daß das Frequenzkomponentensignal Ef ausgegeben wird, welches die Extremalpunkte angibt, die in dem Ionenstrommeßsignal Ei auftreten, während die Signalformvorrichtung 14A das Frequenzimpulssignal Pf ausgibt.

Die in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehene Extremalpunkterscheinungsfrequenzerfassungsvorrichtung 30 reagiert auf das Rücksetzsignal RS, welches an der Abfallflanke des Kurbelwinkelsignals SGT gelöscht wird, um hierdurch das Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignal Ec auszugeben, durch Umwandlung der Frequenz der Impulse oder Extremalpunkte, die in dem Frequenzimpulssignal Pf enthalten sind, in ein Signal mit entsprechendem Spannungspegel, wie aus Fig. 14 deutlich wird.

Das Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignal Ec erfährt dann eine Analog/Digitalwandlung durch den A/D-Wandler 21, um darauf durch den Komparator 27 mit dem Bezugsextremalpunkterscheinungsfrequenzsignal Ecr verglichen zu werden.

In den Vergleichsentscheidungsschritten S34 oder S37 vergleicht der Komparator 27 das Extremalpunkterscheinungsfrequenzsignal Ec(n), welches momentan festgestellt wird, und das Bezugsextremalpunkterscheinungsfrequenzsignal Ecr(n), welches durch den voranstehend erwähnten Mittlungsvorgang erhalten wird, um auf diese Art und Weise eine Entscheidung durchzuführen, ob die Differenz zwischen beiden Eingangssignalen größer als ein zulässiger Wert γ ist oder nicht, wobei dieser Wert anzeigt, daß der Verbrennungszustand unzureichend ist, also durch Überprüfung, ob die durch den nachstehenden Ausdruck (4) vorgegebene Bedingung erfüllt ist oder nicht:

Ec(n) - Ecr(n) ≧ γ (4)

Da Vergleichsergebnisanzeigesignal F, welches sich aus der voranstehend geschilderten Entscheidung ergibt, wird dann in die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 eingegeben. Außer wenn die durch den Ausdruck (4) gegebene Bedingung erfüllt ist, also für Ec(n) - Ecr(n) < γ (die Antwort bei dem Vergleichsentscheidungsschritt S34 ist negativ, also "NEIN"), bedeutet dies, daß die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C ausreichend niedrig ist, um die volle Verfügbarkeit des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments Te sicherzustellen. Daher sieht die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 das Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignal Ec so an, daß dieses den normalen Verbrennungszustand anzeigt. Daher wird keine Korrektur der Steuerparameter durchgeführt, solange die Brennkraftmaschine in dem MBT-Steuerbereich arbeitet. Befindet sich andererseits die Brennkraftmaschine in dem Betriebsbereich mit magerer Verbrennung, so wird die Kraftstoffeinspritzmenge schrittweise verringert (Schritt S18), worauf die Verarbeitung das in Fig. 17 gezeigte Programm verläßt.

Wird andererseits in dem Vergleichs/Entscheidungsschritt S34 oder S37 ermittelt, daß die durch den voranstehend angegebenen Ausdruck (4) vorgegebene Bedingung erfüllt ist (also wenn die Antwort auf den Entscheidungsschritt S34 oder S37 positiv, also "JA" ist), so bedeutet dies, daß die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C zunimmt, was anzeigt, daß der Verbrennungszustand beeinträchtigt ist (das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te verringert ist). Daher wird die Korrektur zum Vorstellen des Zündzeitpunkts in dem Schritt S15 durchgeführt, oder alternativ in dem Schritt S19 die Korrektur zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt.

Bei dem in Fig. 14 dargestellten, beispielhaften Fall nimmt das Extremalpunkterscheinungsfrequenzerfassungssignal Ec, welches die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C des Frequenzimpulssignals Pf angibt, einen hohen Pegel bei der ersten Änderung des Ionenstrommeßsignals Ei an, was anzeigt, daß die Verbrennung schlecht ist. Bei der zweiten Änderung des Ionenstrommeßsignals Ei weist jedoch das Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignal Ec einen niedrigen Pegel auf, infolge der Korrektur der Steuergröße (Zündzeitpunkt oder Kraftstoffeinspritzmenge) bzw. des Steuerparameters. Mit anderen Worten wird angezeigt, daß sich der Verbrennungszustand verbessert hat.

Auf diese Weise kann die Steuergröße oder der Steuerparameter (Zündzeitpunkt oder Kraftstoffeinspritzmenge) optimiert werden, wodurch das maximale Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te zur Verfügung gestellt wird, nämlich durch Vergleichen des Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßsignals Ec mit dem Bezugsextremalpunkterscheinungsfrequenzsignals Ecr und Eingabe des den Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine wiedergebenden Vergleichsergebnisanzeigesignals F in die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28.

Bezüglich der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wurde beschrieben, daß die Signalformvorrichtung 14A zur Bereitstellung des Frequenzimpulssignals Pf in der Ionenstrommeßvorrichtung vorgesehen ist, jedoch wird darauf hingewiesen, daß die 15421 00070 552 001000280000000200012000285911531000040 0002019647161 00004 15302 Signalformvorrichtung 14A auch in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehen werden kann, im wesentlichen mit denselben Auswirkungen.

Ausführungsform 5

Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wird die Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßvorrichtung 30, die zur Umwandlung des Impulsfrequenzsignals Pf in ein Spannungssignal ausgebildet ist, zur Ermittlung der Extremalpunkterscheinungsfrequenz C verwendet. Allerdings kann die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C auch durch einfaches Zählen der Anzahl der Impulse oder der Frequenz der Extremalpunkte bestimmt werden, die in dem Frequenzimpulssignal Pf enthalten sind, ohne die Extremalpunkterscheinungsfrequenzerfassungsvorrichtung 30 zu verwenden.

Fig. 18 ist ein Funktionsdiagramm, welches den Aufbau der elektronischen Steuereinheit 2 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei welcher eine Extremalpunkterscheinungszählvorrichtung verwendet wird. Abgesehen davon, daß der A/D-Wandler 21 und die Rücksetzschnittstelle 22 (in Fig. 15 gezeigt) weggelassen sind, ist die elektronische Steuereinheit 2 ebenso aufgebaut wie voranstehend geschildert. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß die mit dem Bezugszeichen 30A bezeichnete Extremalpunkterscheinungsfrequenzzählvorrichtung in der Funktion der Funktion der Extremalpunkterscheinungsfrequenzmeßvorrichtung 30 entspricht.

Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist eine Extremalpunkterscheinungszählvorrichtung 30A, die zur Ausgabe der Extremalpunkterscheinungsfrequenz C als Digitalsignal ausgebildet ist, in der Arithmetikeinheit 23 anstelle der voranstehend erwähnten Extremalpunkterscheinungsfrequenzerfassungsvorrichtung 30 (vgl. Fig. 15) vorgesehen. Hierdurch wird der A/D-Wandler 21 entbehrlich. Da die Extremalpunkterscheinungszählvorrichtung 30A direkt durch das Kurbelwinkelsignal SGT zurückgesetzt wird, kann darüber hinaus die Rücksetzschnittstelle 22 weggelassen werden.

Da die Extremalpunkterscheinungszählvorrichtung 30A mittels Software intern in der Arithmetikeinheit 23 zurückgesetzt wird, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "H" aufweist, wird die Frequenz C der Extremalpunkte, die in dem Frequenzimpulssignal Pf auftreten, nur gezählt und gehalten, wenn das Kurbelwinkelsignal SGT den Pegel "L" aufweist. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß die Extremalpunkterscheinungszählvorrichtung 30A so ausgebildet ist, daß sie die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C durch Zählen der Anstiegsflanken oder der Abfallflanken der Impulse bestimmt, die in dem Frequenzimpulssignal Pf enthalten sind, um auf diese Art und Weise die Extremalpunkte zu zählen.

Durch Vergleichen des Spitzenwerterscheinungszeitmeßsignals Et mit dem Bezugsspitzenwerterscheinungszeitsignal Etr und Eingabe des Vergleichsergebnisanzeigesignals F, welches den Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine angibt, in die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 38 kann auf diese Art und Weise die Steuergröße oder der Steuerparameter (Zündzeitpunkt oder Kraftstoffeinspritzmenge) optimiert werden, um das maximale Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te sicherzustellen.

Ausführungsform 6

Bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Extremalpunkterscheinungsfrequenz C des Ionenstrommeßsignals Ei als der Entscheidungssollwert zur Durchführung der Entscheidung bezüglich des Verbrennungszustands der Brennkraftmaschine verwendet. In diesem Zusammenhang wird darauf aufmerksam gemacht, daß der Meßstartzeitpunkt für den Ionenstrom i ebenfalls in einer Beziehung zum Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine steht. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache kann daher der Meßstartzeitpunkt für den Ionenstrom i (also der Zeitpunkt des Ansteigens des Ionenstrommeßsignals Ei) als der Entscheidungssollwert oder Entscheidungszielwert verwendet werden.

Fig. 19 zeigt als Blockschaltbild schematisch allgemein den grundlegenden Aufbau einer Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Meßstartzeitpunkt (also der Anstiegszeitpunkt) des Ionenstroms i als der Entscheidungssollwert zur Durchführung einer Entscheidung in Bezug auf den Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine verwendet wird. In Fig. 19 sind jene Bauteile, die bereits voranstehend im Zusammenhang mit Fig. 13 beschrieben wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und insoweit erfolgt hier keine erneute Beschreibung.

Fig. 20 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung von Signalformen verschiedener Signale, die beim Betrieb der in Fig. 19 gezeigten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung erzeugt werden, unter der Annahme, daß das Ionenstrommeßsignal Ei einen nicht zufriedenstellenden Verbrennungszustand in einem zweiten Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine anzeigt.

Hierbei ist die Signalformvorrichtung 14B so ausgelegt, daß sie das Ionenstrommeßsignal Ei mit einem vorbestimmten Spannungspegel (einem Spannungspegel geringfügig über dem Rauschpegel) vergleicht, um so ein Meßstartimpulssignal Pd auszugeben.

In diesem Zusammenhang wird ebenfalls angemerkt, daß eine Spitzenwerteinstellschaltung 13B vorgesehen werden kann, die mit der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 zusammenarbeitet, wie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 13 bereits erläutert wurde, obwohl dies in Fig. 19 nicht dargestellt ist.

Fig. 21 ist ein Funktionsblockschaltbild, welches beispielhaft den Aufbau der elektronischen Steuereinheit (ECU) 2 zeigt, die bei der in Fig. 19 dargestellten Brennkraftmaschinensteuervorrichtung vorgesehen ist. In dieser Figur sind Bauteile, die gleich oder entsprechend ausgebildet sind wie jene, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 18 geschildert wurden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und insoweit erfolgt hier keine erneute Beschreibung.

Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung bestimmt die Meßstartzeitzählvorrichtung 30B, die in der Arithmetikeinheit 23 vorgesehen ist, die Meßstartzeit Cb, die zwischen einem Zeitpunkt entsprechend der Anstiegsflanke des Meßstartimpulssignals Pd und der Impulsflanke des Kurbelwinkelsignals SGT liegt, die als Bezugsgröße dient. Die Meßstartzeitpunktzählvorrichtung 30B ist so ausgebildet, daß sie intern in der Arithmetikeinheit 23 mittels Software zurückgesetzt wird.

Andererseits ist die Mittlungsvorrichtung 26 so ausgebildet, daß sie den Bezugsmeßstartzeitpunkt Cbr ausgibt, der durch Mitteln der Meßstartzeiten Cb über eine vorbestimmte Anzahl an Zyklen oder über einen vorbestimmten Zeitraum bestimmt wird, während der Komparator 37 den Meßstartzeitpunkt Cb mit dem Bezugsmeßstartzeitpunkt Cbr vergleicht, um auf der Grundlage dieses Vergleichs das Vergleichsergebnisanzeigesignal F auszugeben. Die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 wiederum optimiert die Steuergröße oder die Steuerparameter (beispielsweise den Zündzeitpunkt oder die Kraftstoffeinspritzmenge) auf der Grundlage des Vergleichsergebnisanzeigesignals F auf entsprechende Weise wie voranstehend geschildert. Auf diese Weise kann das maximale Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te sichergestellt werden.

Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf das in Fig. 22 gezeigte Flußdiagramm und das in Fig. 20 gezeigte Zeitablaufdiagramm eine Beschreibung der Korrekturverarbeitung, die von der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargeführt wird, die in den Fig. 19 und 21 dargestellt ist.

Gemäß Fig. 21 wird die Meßstartzeit Cb, die durch das von der Meßstartzeitpunktzählvorrichtung 30B ausgegebene Signal angegeben wird, kürzer, wenn das Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te höher ist, was einen zufriedenstellenden Verbrennungszustand anzeigt, wogegen mit niedrigerem Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te die Meßstartzeit Cb länger wird, was einen nicht zufriedenstellenden Verbrennungszustand anzeigt.

Fig. 22 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung von Betriebsabläufen des Komparators 27 und der Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28, wobei der Ablauf im wesentlichen ebenso ist wie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben, mit der Ausnahme, daß der Ausdruck, auf dessen Grundlage die in den Entscheidungsschritten S44 und S47 (entsprechend den Schritten S34 und S37) angegebene Entscheidung durchgeführt wird, sich von dem Ausdruck (4) unterscheidet.

Der Betriebsablauf der Mittlungsvorrichtung 26 erfolgt auf dieselbe Weise wie voranstehend im Zusammenhang mit dem Flußdiagramm von Fig. 5 und dem Ausdruck (1) beschrieben.

Zuerst vergleicht die Signalformvorrichtung 14B das von der Strom-Spannungswandlerschaltung 12 gelieferte Ionenstrommeßsignal Ei mit der vorbestimmten Bezugsspannung Edr, um hierdurch das Ionenstrommeßsignal Ei in ein Impulssignal umzuwandeln, welches dann von der Signalformvorrichtung 14B als das Meßstartimpulssignal Pd (vgl. Fig. 20) ausgegeben wird.

Andererseits arbeitet die in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehene Meßstartzeitpunktzählvorrichtung 30B in Reaktion auf die Flanke des Kurbelwinkelsignals SGT so, daß sie die Zeit bis zur Anstiegsflanke des Impulses mißt, der in dem Meßstartimpulssignal Pd enthalten ist. Das Signal, welches die Meßstartzeit Cb anzeigt, wird daher von der Meßstartzeitzählvorrichtung 30B ausgegeben.

Daraufhin vergleicht in den Vergleichsentscheidungsschritten S44 oder S47 der Komparator 27 die Meßstartzeit Cb(n) des momentan festgestellten Ionenstroms i mit der Bezugsmeßstartzeit Cbr(n), um hierdurch festzulegen, ob die Differenz zwischen beiden Eingangssignalen, die voranstehend erwähnt wurden, größer als ein zulässiger Wert δ ist oder nicht, was anzeigt, daß der Verbrennungszustand nicht zufriedenstellend ist, und zwar durch Ermittlung, ob die durch den nachstehenden Ausdruck (5) festgelegte Bedingung erfüllt ist oder nicht:

Cb(n) - Cbr(n) ≧ δ (5)

Das Vergleichsergebnisanzeigesignal F, welches sich aus der voranstehend geschilderten Vergleichs/Entscheidungsverarbeitung ergibt, wird dann in die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 eingegeben. Außer wenn die Bedingung gemäß Ausdruck (5) erfüllt ist, also für Cb(n) - Cbr(n) < δ (wenn die Antwort beim Vergleichsentscheidungsschritt negativ, also "NEIN" ist), bedeutet dies, daß die Meßstartzeit Cb(n) für den Ionenstrom i kurz ist, was einen ordnungsgemäßen Verbrennungszustand anzeigt, so daß die Verfügbarkeit des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments Te sichergestellt ist.

Daher sieht die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 die Meßstartzeit Cb so an, daß diese den normalen Verbrennungszustand anzeigt. Wenn die Brennkraftmaschine in der MBT-Steuerbetriebsart arbeitet, wird daher keine Korrektur der Steuerparameter durchgeführt. Andererseits wird in dem Betriebsbereich mit magerer Verbrennung die Kraftstoffeinspritzmenge schrittweise verringert (Schritt S18), worauf die Verarbeitung das in Fig. 22 gezeigte Programm verläßt.

Wenn andererseits in dem Vergleichs/Entscheidungsschritt S44 oder S47 festgestellt wird, daß die durch den voranstehend angegebenen Ausdruck (5) festgelegte Bedingung erfüllt ist (also wenn die Antwort bei dem Entscheidungsschritt S44 oder S47 positiv, also "JA" ist), so bedeutet dies, daß die Anstiegszeit des Ionenstrommeßsignals Ei verzögert auftritt, was anzeigt, daß der Verbrennungszustand verschlechtert oder beeinträchtigt ist (mit entsprechend niedrigem Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te). Daher wird die Korrektur zum Vorstellen des Zündzeitpunkts im Schritt S15 oder die Korrektur zur Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge im Schritt S19 durchgeführt.

Durch Vergleichen der Meßstartzeit Cb für den Ionenstrom i mit der Bezugsmeßstartzeit Cbr und Ausgabe des Vergleichsergebnisanzeigesignals F, welches den Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine angibt, an die Steuergrößenarithmetikvorrichtung 28 kann daher die Steuergröße für den Steuerparameter (Zündzeitpunkt oder Kraftstoffeinspritzmenge) optimiert werden, um ein maximales Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoment Te sicherzustellen.

Zwar wurde voranstehend beschrieben, daß die Signalformvorrichtung 14B zur Bereitstellung des Meßstartimpulssignals Pd in der Ionenstrommeßvorrichtung vorgesehen ist, jedoch kann die Signalformvorrichtung 14B auch im wesentlichen mit den gleichen Auswirkungen in der elektronischen Steuereinheit 2 vorgesehen werden.

Weiterhin wurde zwar beschrieben, daß die Impulsflanke des Kurbelwinkelsignals SGT als Bezugszeitpunkt zur Messung der Zeit verwendet wird, die bis zur Anstiegsflanke des Meßstartimpulses Pd vergeht (oder bis zum Anstieg des Ionenstrommeßsignals Ei), jedoch wird darauf hingewiesen, daß im wesentlichen mit derselben Auswirkung auch der Zündzeitpunkt auf der Grundlage des Zündsignals P verwendet werden kann.

Zwar wird die Meßstartzeit Cb für den Ionenstrom i durch die digitale Arithmetikverarbeitung mit der Meßstartzeitzählvorrichtung 30B bestimmt, die in der Arithmetikeinheit 23 vorgesehen ist, jedoch kann auch eine solche Anordnung getroffen werden, daß eine Meß- oder Wandlerschaltung (nicht gezeigt) dazu vorgesehen ist, die Zeit (die Meßstartzeit Cb), die zwischen dem Bezugszeitpunkt und dem Meßstartimpuls Pd vergeht, in ein Analogsignal umzuwandeln, wobei das Ausgangssignal der Meß- oder Wandlerschaltung in die Arithmetikeinheit 23 über einen A/D- Wandler (ebenfalls nicht gezeigt) eingegeben werden kann.

Ferner läßt es sich beispielsweise überlegen, daß Speicher- oder Aufzeichnungsmedien, auf welchen die erfindungsgemäße Lehre in Form von Programmen aufgezeichnet ist, die von Computern einschließlich Mikroprozessoren ausgeführt werden können, von der vorliegenden Erfindung umfaßt sein sollen.

Selbstverständlich ist ein Mikrocomputer oder Mikroprozessor, der zur Ausführung der vorliegenden Erfindung programmiert ist, ebenfalls in die vorliegende Erfindung eingeschlossen.

Claims (19)

1. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, umfassend:

• a) eine Ionenstrom-Messvorrichtung (D1, R, DZ, D2, 9) zur Erfassung der Menge an Ionen, die in einem momentan gesteuerten Brennkraftmaschinenzylinder erzeugt werden, als Ionenstrom (i) unmittelbar nach der Zündung in dem betreffenden Brennkraftmaschinenzylinder;
• b) eine Entscheidungs-Zielwerterfassungsvorrichtung (2) zur Bestimmung eines Entscheidungszielwertes (EG), der den Verbrennungszustand des Zylinders der Brennkraftmaschine widerspiegelt, auf der Grundlage eines erfassten Werts (Ei) des Ionenstroms (i); und
• c) einer Korrektursteuervorrichtung (2) zur Korrektur eines Steuerparameters zum Steuern des Betriebsablaufs der Brennkraftmaschine, wenn das Ergebnis des Vergleichs des Entscheidungszielwertes (EG) mit einem zugehörigen Bezugswert entweder zumindest das Absinken der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine oder eine Verschlechterung des Verbrennungszustands in dem Brennkraftmaschinenzylinder anzeigt;
• d) wobei der Entscheidungszielwert (EG) auf der Grundlage einer Spitzenwerterscheinungszeit (Tp) bestimmt wird, zu welcher ein Spitzenwert (EG) in dem Ionenstrom-Erfassungswert (Ei) auftritt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Strom/Spannungs-Wandler (12) mit einem einstellbaren Verstärkungsfaktor (G) zur Umwandlung des Ionenstroms (i) in eine Ionenstrom-Messspannung (Ei); und
eine Verstärkungseinstellungs-Einrichtung (13) zur Einstellung des Verstärkungsfaktors (G) in Abhängigkeit vom Pegel des Ionenstromsignals (i).

3. Brennkraftmaschinen-Steuervorrichtung (Fig. 3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidungs-Zielwerterfassungsvorrichtung (2) den Entscheidungszielwert (EG) auf der Grundlage des eingestellten Verstärkungsfaktors (G) des Strom/Spannungs-Wandlers (12) und der Ionenstrom- Messspannung (Ei) bestimmt.

4. Steuervorrichtung (z. B. Fig. 8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Strom/Spannungs-Wandler (12) mit einstellbarem Spitzenwert zur Umwandlung des Ionenstroms (i) in eine Ionenstrom-Messspannung (Ei) vorgesehen ist;
eine Spitzenwert-Einstelleinrichtung (13A) zur Einstellung des Strom/Spannungs-Wandlers (12), so dass der Spitzenwert der Ionenstrom-Messspannung (Ei) im wesentlichen konstant ist, vorgesehen ist;
eine Spitzenwert-Auftrittsbestimmungseinrichtung (14, 29) zur Ausgabe eines Spitzenwert-Auftrittssignals (Et), das den Zeitpunkt (Tp) des Auftretens des Spitzenwerts der Ionenstrom-Messspannung,(Ei) in jeder Kurbelwinkelperiode anzeigt, vorgesehen ist; und
die Entscheidungs-Zielwerterfassungsvorrichtung (2) den Entscheidungszielwert (Et), der den Verbrennungszustand des Zylinders der Brennkraftmaschine widerspiegelt, auf der Grundlage des Spitzenwert-Auftrittssignals (Et) bestimmt.

5. Steuervorrichtung (z. B. Fig. 13, 18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Strom/Spannungs-Wandler (12) mit einstellbarer Umwandlungsrate zur Umwandlung des Ionenstroms (i) in eine Ionenstrom-Messspannung (Ei), vorgesehen ist;
eine Spitzenwert-Einstelleinrichtung (13B) zur Einstellung der Umwandlungsrate des Strom/Spannungs- Wandlers (12), so dass die Frequenzkomponenten an den Extrempunkten der Ionenstrom-Messspannung (Ei) nicht abgeschnitten werden, vorgesehen ist;
eine Frequenzkomponenten-Auftrittsbestimmungs-Einrichtung (15, 14A, 30, 30A) zur Ausgabe eines
Frequenzkomponeneten-Auftrittssignal (Ec, C) das die Frequenz, mit der Extrempunkte in der Ionenstrom- Mess- Spannung (Ei) auftreten, in jeder Kurbelwinkelperiode anzeigt, vorgesehen ist; und
die Entscheidungs-Zielwerterfassungsvorrichtung (2) des Entscheidungszielwertes (Ec, C), der den Verbrennungszustand des Zylinders der Brennkraftmaschine widerspiegelt, auf der Grundlage des Frequenzkomponenten-Auftrittssignals (Ec, C) bestimmt.

6. Steuervorrichtung (z. B. Fig. 19) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Strom/Spannungs-Wandler (12) zur Umwandlung des Ionenstroms (i) in eine Ionenstrom-Messspannung (Ei) vorgesehen ist;
eine Ionenstromimpuls-Auftrittsbestimmungs-Einrichtung (14B, 30B) zur Ausgabe eines Ionenstromimpuls- Auftrittssignals (Cb), das die Zeit zwischen dem Auftreten einer Flanke des Kurbelwinkelsignals (SGT) und dem Start eines Ionenstromimpulses anzeigt, in jeder Kurbelwinkelperiode, vorgesehen ist; und
die Entscheidungs-Zielwerterfassungsvorrichtung (2) des Entscheidungszielwertes (Cb), der den Verbrennungszustand des Zylinders der Brennkraftmaschine widerspiegelt, auf der Grundlage des Ionenstromimpuls- Auftrittssignals (Cb) bestimmt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunkts des Brennkraftmaschinenzylinders dient;
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie den Zündzeitpunkt so steuert, dass von der Brennkraftmaschine eine maximale Ausgangsleistung erhalten werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Spitzenwert (EG) und dem Bezugswert anhand eines Bezugsspitzenwertes (Er) eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine anzeigt.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge ausgelegt ist, welche ein Luft- Kraftstoffverhältnis festlegt,
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie die Kraftstoffeinspritzmenge auf solche Weise korrigiert, dass der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine optimiert werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Spitzenwert (EG) und dem Bezugswert anhand eines Bezugsspitzenwertes (Er) eine Verschlechterung des Verbrennungszustands anzeigt.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunkts des Brennkraftmaschinenzylinders ausgelegt ist,
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie den Zündzeitpunkt auf solche Weise steuert, dass von der Brennkraftmaschine die maximale Ausgangsleistung erhalten werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Spitzenwerterscheinungszeit (Et) und der Bezugsspitzenwerterscheinungszeit (Etr) eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine anzeigt.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge ausgelegt ist, welche das Luft- Kraftstoffverhältnis festlegt,
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie die Kraftstoffeinspritzmenge auf solche Weise steuert, dass der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine optimiert werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Spitzenwerterscheinungszeit (Et) und der Bezugsspitzenwerterscheinungszeit (Etr) eine Beeinträchtigung des Verbrennungszustands anzeigt.

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Entscheidungszielwerterfassungsvorrichtung (2) aufweist:
eine Frequenzkomponentenabziehvorrichtung (15) zum Abziehen von Frequenzkomponenten entsprechend Extremalpunktkomponenten aus dem Ionenstrommesswert (Ei);
eine Signalformvorrichtung (14A) zum Formen der Frequenzkomponenten (Ef), die von der Frequenzkomponentenabziehvorrichtung (15) ausgegeben werden, in ein Impulssignal (Pf), welches Impulse entsprechend den Frequenzkomponenten enthält;
wobei die Extremalpunkterscheinungsfrequenz (C) auf der Grundlage des Impulssignals (Pf) bestimmt wird.

12. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunkts ausgelegt ist,
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie den Zündzeitpunkt auf solche Weise steuert, dass von der Brennkraftmaschine die maximale Ausgangsleistung erhalten werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Extremalpunkterscheinungsfrequenz (C) und der Bezugsextremalpunkterscheinungsfrequenz (Ecr) eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine anzeigt.

13. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge ausgelegt ist, welche das Luft- Kraftstoffverhältnis festlegt,
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie die Kraftstoffeinspritzmenge auf solche Weise steuert, dass der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine optimiert werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Extremalpunkterscheinungsfrequenz (C) und der Bezugsextremalpunkterscheinungsfrequenz (Ecr) eine Beeinträchtigung des Verbrennungszustandes anzeigt.

14. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern des Zündzeitpunkts ausgelegt ist,
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie den Zündzeitpunkt auf solche Weise steuert, dass von der Brennkraftmaschine die maximale Ausgangsleistung erhalten werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Messstartzeit (Cb) des Ionenstroms (i) und der Bezugsmessstart (Cbr) eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine anzeigt.

15. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerparameter zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge ausgelegt ist, welche das Luft- Kraftstoffverhältnis festlegt,
wobei die Korrektursteuervorrichtung (2) so ausgebildet ist, dass sie die Kraftstoffeinspritzmenge auf solche Weise korrigiert, dass der Verbrennungszustand der Brennkraftmaschine optimiert werden kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Messstartzeit (Cb) des Ionenstroms (i) und der Bezugsmessstartzeit (Cbr) eine Beeinträchtigung des Verbrennungszustands anzeigt.

16. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Vorrichtung zur Bestimmung des Auftretens von Klopfen in der Brennkraftmaschine vorgesehen ist;
und die Korrektursteuervorrichtung (2) eine Vorrichtung aufweist, um zu entscheiden, ob die Brennkraftmaschine in einem Steuerbetriebsbereich mit minimaler Zündvorstellung zur Erzielung des besten Drehmoments arbeitet oder nicht,
wobei die Korrektur so erfolgt, dass der Zündzeitpunkt für den jeweils gesteuerten Brennkraftmaschinenzylinder schrittweise um einen vorbestimmten Winkel innerhalb eines Bereichs vorgestellt wird, in welchem kein Klopfen auftreten kann, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Verringerung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine über einen zulässigen Wert hinaus in dem Steuerbetriebsbereich mit minimaler Zündvorstellung zur Erzielung des besten Drehmoments anzeigt.

17. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Korrektursteuervorrichtung (2) eine Vorrichtung zur Entscheidung aufweist, ob die Brennkraftmaschine in einem Betriebsbereich mit magerer Kraftstoffzufuhr arbeitet oder nicht,
wobei die Korrektur so erfolgt, daß die Kraftstoffeinspritzmenge für den jeweils gesteuerten Brennkraftmaschinenzylinder um ein vorbestimmtes Ausmaß schrittweise verringert wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs einen zufriedenstellenden Verbrennungszustand in dem Betriebsbereich mit magerer Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine anzeigt, wogegen die Kraftstoffeinspritzmenge für den jeweils gesteuerten Zylinder um ein vorbestimmtes Ausmaß schrittweise erhöht wird, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Verschlechterung über einen vorbestimmten Wert hinaus innerhalb des Betriebsbereichs mit magerer Kraftstoffzufuhr der Brennkraftmaschine anzeigt.

18. Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, umfassend die folgenden Schritte:

• a) Erfassen der Menge an Ionen, die in einem momentan gesteuerten Brennkraftmaschinenzylinder erzeugt werden, als Ionenstrom (i) unmittelbar nach der Zündung in dem betreffenden Brennkraftmaschinenzylinder;
  • 1. Bestimmen eines Entscheidungszielwertes (EG), der den Verbrennungszustand des Zylinders der Brennkraftmaschine widerspiegelt, auf der Grundlage eines erfassten Werts (Ei) des Ionenstroms (i); und
  • 2. Vergleichen des Entscheidungszielwerts (EG) mit einem zugehörigen Bezugswert; und
• b) Korrigieren eines Steuerparameters zum Steuern des Betriebsablaufs der Brennkraftmaschine, wenn das Ergebnis des Vergleichs des Entscheidungszielwertes (EG) mit einem zugehörigen Bezugswert entweder zumindest das Absinken der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine oder eine Verschlechterung des Verbrennungszustands in dem Brennkraftmaschinenzylinder anzeigt;
• c) wobei der Entscheidungszielwert (EG) auf der Grundlage einer Spitzenwerterscheinungszeit (Tp) bestimmt wird, zu welcher ein Spitzenwert (EG) in dem Ionenstrom-Erfassungswert (Ei) auftritt.

19. Steuerverfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch
Multiplizieren des Ionenstroms mit einer einstellbaren Verstärkung (G), um einen Pegel zur Erfassung des Spitzenwertes (EG) des Ionenstroms unabhängig von Änderungen des Verbrennungszustands im wesentlichen konstant zu halten;
wobei die Verstärkung als der Entscheidungszielwert verwendet wird.