METHOD AND DEVICE FOR RECOGNISING A KNOCKING COMBUSTION

Abstract: 1. A method for the recognition of knocking combustion during the operation of an internal combustion engine having external ignition, in the combustion chamber of which the radiation emitted by the combustion chamber gases is optically detected, converted by a transducer into an electrical signal and fed to a processing arrangement in order to recognise a knocking combustion from the detected radiation proportions, characterised in that, for each working cycle, the knocking signal energy En of the internal combustion engine is ascertained from the detected emitted radiation of the combustion chamber gasses in accordance with the equation En = t2 Intg t1 B**2 dt wherein t2 > t1 and t2 -t1 indicates a predeterminable time interval and B is the electrical signal of the transducer ; that from the knocking signal energies En occurring within a predeterminable number N of working cycles, an actual value is ascertained as a mean value Ek according to the equation see diagramm : EP0058390,P6,F1 and/or a peak value Em is ascertained according to the equation see diagramm : EP0058390,P6,F2 wherein N is the number of the predetermined working cycles ; and that the actual value Ek , Em is compared with a predetermined reference value and, in dependence upon the result of this comparison, the control of one or more adjustment parameters preventing knocking combustion, such as injection quantity, mixture preparation, ignition timing and changing pressure takes place and the internal combustion engine is controlled in the direction towards a non-knocking working point.

Description: Verfahren zum Erkennen klopfender Verbrennung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Vefahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Der effektive Wirkungsgrad von fremdgezündeten Brennkraftma- schinen ist in starkem Masse von der Höhe ihres Verdichtungs verhältnisses abhängig. Generell kann gesagt werden, dass eine Anhebung des Verdichtungsverhältnisses um mehrere Einheiten, ausgehend von Werten heutiger Serlenbrennkraftmaschinen, insbesondere im Teillastbereich zu erheblich niedrigeren Brennstoffverbräuchen führt. Begrenzt wird diese Erhöhung durch das Auf treten von klopfendem Motorbetrieb bei hoher Last. In der Motorentechnik wird als "Klopfen" eine abnormaie Ver brennungserscheinung bezeichnet, die ihre Ursache In einem gegenüber der normalen ottomotorischen Verbrennung ausserordent- lich schnellen Gemischumsatz hat und gegen Ende der Verbren nungsphase ourtritt. Betreibt man eine Brennkraftrnaschine im Bereich klopfender Verbrennung, sc kann es zu einer Zerstörung des Triebwerks kommen. Um einen zerstörungsfreien Betrieb zu gewährleisten, sind die ssrennkraftmaschinenhersteller heute noch gezwungen, insbesondere wegen unterschiedlicher Brennstoffqualitäten und wegen Serienstreuungen des Verdichtungsverhältnisses und der Zündanlage usw., bei der ündung einen definierten, grösseren Abstand von der Klopfgrenz ein-ustellen. Dies würde sich als unnötig erweisen, falls über eine geeignete Vorrichtung an der Brennkraftmaschine während des Betriebes entschieden werden könnte, ob klopfender Betrieb vorliegt oder nicht, und dieses Signal zur Steuerung eines Betriebspararneters herangezogen werden könnte, wodurch ein Motorbetrieb unmittelbar an der Klopfgrenze möglich ist. Nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, erhält man die grösstmögliche Effektivität dieses Motorenkonzepts mit hohem Verdichtungsverhältnis. Es sind bereits mehrere Verfahren und Vorrichtungen zur Feststellung des Klopfens bekanntgeworden, mit denen ein oder mehrere. physikalische Grössen oder ein Vorgang erfasst werden können, die sich nur während des Klopfens verändern oder der nur während des Klopfen eintritt. Die gewonnenen Messsignale werden dann zur Steuerung eines oder mehrerer Betrlebspara- meter benutzt, um den klopfenden Betrieb zu vermeiden. So ist z. B. aus der DE-OS 29 02 3O5 be!'annt, Diezoelektrische Quarzkristalldruckaufnehmer an den Brennraum einer Brennkraftmaschine anzuordnen Diese Druckaufnehmer verlangen eine oder mehrere Adapterbohrungen im Zylinderkopf. Weiterhin ist die Messwertübertragung und -auswertung kostenintensiv und ausserDr- dentlich empfindlich. Es haben sich zwar mit dieser Vorrichtung gute Ergebnisse zur Bestimmung und Bewertung des Klopfens erzie len lassen, jedoch sind derartige Vorrichtungen aufgrund der oben aufgezählten Nachteile nicht geeignet, in serienmässigen Brennkraftmaschinen eingebaut zu werden. Sie eignen sich deshalb nur für den Laborbetrieb. Aus der DE-OS 28 29 246 ist eine Einrichtung zur Erfassung der bei Klopfen einer Brennkraftmaschine auftretehden Schwingungen mit Hilfe eines piezoelektrischen Biegeschwingers bekannt. Hierbei werden die währchd des Kolpfenden Betriebees auftretenden Schwingungen erfasst und ausgewertet. Die Messwertaufnehmer sind zwar relativ kostengünstig, jedoch ist es schwierig, ihre Messsignaie wegen der geringen Rauschobstände, die zudem noch von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig sind, auszuwerten. Weiterhin müssen mögliche Störungen, die beispielsweise durch das Ventilschliessen oder die Zündung bedingt sind, mit Hilfe geeigneter Auswerteverfahren unterdrückt werden. Ferner ist eine für jeden Zylinder getrennte Beurteilung über einen Sensor und eine Auswerteelektronik nur ausseroderntlich schwer durchführbar, so diss die Kosten für eine derartige Ein- richtung mit der Anzahl der Zylinder steigen. Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 29 32 193), die Flammenlauf- zeit im Brennraum zu bestimmen. Hierzu werden Ionisationsson- den verwendet, von denen immer zwei pro Zylinder vorgesehen werden müssen, um die Laufzeit der Flammenausbreitungsgeschwin- digkeit zu erfassen. Hierbei ist es von Nachteil, dass für jeden Motorbetriebspunkt bei normalem Betrieb die Kenntnis der Laufzeiten notwendig ist, die nur in umfangreichen Prüf- standsuntersuchungen ermittelt werden können. Aufgrund der nicht zu verhindernden Fertigungstolerenzen können deshalb bei Verwendung eines derartigen Messverfahrens bei unterschiedlichen Brennkraftmaschinen oder auch bei Brennkraftmaschinen gleicher Produktionsreihen Pehldeutungen der Sensorsignale auftreten. Aufciabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das ein sichere, strörungsfreies Erkennen klopfender Verbrennung im Betrieb von fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ermöglicht und insbesendere auch die aufgezeigten Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelö@t. Der besondere Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die sich bei klopfender Verbrannung ändernde Strahlung der Brennraumgase keine die Auswertung störenden Signale beinhaltet cd lessen sich die Strahlungssignale frei von Störungen elektrischer sowie mechanischer Art übertragen. Für die Verarbeitung der erfindung gemässen Signale liegt ein hoher Signalrauschabstand vor, so dass eine eindeutige Erkennung des klopfenden Betriebes sichergestellt ist. Weiterhin ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren, dass die Strahlung nur an einer einzigen Stelle im Verbrennungsraum erfasst werden muss, so dass auch pro Zylinder nur ein einziger Kopfsensor notwendig ist, der in den Brennraum geführt werden muss. Die Ausbildung nach Anspruch 2 bringt den Vorteil, dass der Verarbeitungseinrichtung nur dann Signale zugeführt werden, wenn klopfende Verbrennung vorliegt. Dadurch ergibt sich eine weniger aufwendige Weiterverarbeitung der Signale. Die Merkmale des Anspruchs 3 beschreiben eine bevorzugte Aus wertemöglichkeit der erfassten Klopfsignale. Hierbei besteht die Möglichkeit, über eine definierte Arbeitsspielanzahl die Klopfsignalenergien entweder zu mitteln oder ihren Spitzenwert zu bestimmen (Anspruch 4) oder mit einer Zähleinrfchtung bei überschreiten eines definierten Pegels der Klopfsignalenergien ihre relative Häufigkeit zu ermitteln (Anspi:uch 5) und die so ermittelten Werte dann zur Steuerung derart einzusetzen, dass der klopfende Betrieb vermieden wird Eine derartige Aus.er- tung lässt sich leicht und kostengünstig durchführen. Da bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen aufgrund von Ferti cunstoleranzen jeder Zylinder ein anderes Verdichtungsver- hältnis besitzen bzw. die Füllung jedes Zylinders unterschiedlich sein kann, ist as vorkeilhaft, jeden Zylinder getrennt zu bewerten und jeden Zylinder der Brennkraftmaschine an seiner Klopfgrenze zu betreiben. Diese Aufgabe losen die Merkmale des Anspruchs 6. Die Nerkrnale des Anspruchs 7 schlagen hierfür eine vorteilhafte Aufbereitung der ermlttelten Signale vor. Eine Vorrichtung zur Ducchührung des Verfahrens löst die Aufgabe erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8. Um das bennraumseitige Ende des Klopfsensors immer frei von Ablagerung zu halten, damit die Strahlungserfassung nicht behindert wird, wird die Ausbildung nach Anspruch 9 vorgeschla- gen. Durch die Merkmale des Anspruchs 10 wird der Vorteil erzielt, dass in dem Zylinderkopf keine separate Bohrung für den Klopfsensor vorgesehen werden muss Weiterhin bietet diese Anordnung den Vorteil, dass hierbei das überschreiten der Selbstreini gungstemperatur sicher erzielt wird. Der Klopfsensor gemäss der Erfindung besteht vorteilhafterweise aus Lichtleitfasern, wie Anspruch 11 vorschlägt. Es ist jedoch auch denkbar, andere geeignete Sensoren zum Erfassen des sicht- barren und/oder ultravioletten und/oder infraroten Lichtes vorzusenen. Die zur Aufbereitung der vom Klopfsensor gelieferten Signal vorteilhaft zu verwendenden Elemente beschreiben die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 12. Diese Anordnung bietet insbesondere bei Lichtleitfasern als Klopfsensor den Vorteil, dass der Strahlungsempfänger und Signalwandler nicht direkt an der Brennk.raftmaschine angeordnet werden muss, so dass er nicht den dort herrschenden Arbeitsbedingungen unterworfen werden muss Die hierbei notwendige Übertragungseinrichtung kann gemäss den Merkmalen des Anspruchs 13 angeordnet werden. Dies bedingt keine zusätzlichen vom Zylinderkopf wegführenden Leitungen und liefert eine von mecianischen und elektrischen Störungen voll- kommen freie Übertragung Es ist auch denkbar, entsprechend geeignete Strahlungsempfän- ger und Signalwandler direkt an der Brennkraftmaschine anzu ordnen. Bei Lichtleitfasern als Sensoren und Übertragungseinrichtung wird mit der Anordnung nach Anspruch 14 eine Scschränkunq der übertragenen Signale auf den Wellenlängenbereich erzielt, in welchem Strahlung nur während des klopfenden Betriebes auftritt. Dadurch wird die Verarbeitung der Klopfsgnale erlichtert. Die Verwendung einfacher optischer Filter bedingt daneben keine aufwendige und störanfällige Ausfilterungsvorgänge der Störsignale. Die Merkmale des Anspruchs 15 schlagen einfache und zuverlässige Bauteile für den Strahlungsempfinger und Signalwandler vor Wegen ihrer Kostengünstigkeit bieten sich auch Phototransistoren oder -dioden an. Die Ausbildung nach Anspruch 16 stellt eine Alternative zu der Ausbildung nach Anspruch 14 dar. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es weiterhin möglich, die Anordnung nach Anspruch 17 duuchsuführen. Hlerbei vereinfacht sich der Aufbau der Verarbeitungseinrichtung ganz erheblich, ohne Jedoch Nachteile in Kauf nennen zu müssen. Die Merkmale des Anspruchs 18 beschrieben einen bevorzugten Aufbau der Verarbeitungsloglk zur Verarbeitung der Ausgangs- signale des Strahlungsempfängers und Signalwandlers. Der 03and- pessfilter filtert hierbei das Ausgangssignal und passt es pegelmässig an Dadurch kann für jedes Arbeitsspiel die Klopfsignalenergie ermittelt werden. Durch die Ausbildung nach Anspruch 19 Kolpfsignalenergien jedes Arbeitsspiels über einen Komparator mit vorgegabenen Grenzwerten verglichen werden. Daraus lässt sich feststellen, ob ein klopfender Zyklus vorliegt oder nicht. Der Klopfmesszähler ermöglicht die Ermittlung der relativen Häufigkeit klopfender Zyklen. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 eine Schemaskizze des erfindungsgemässen Klopfsensor eingebaut in eine Zündkerze; Fig. 2 eine Schernaskizze der Zusammenführung der übertragungs vorrichtungen innerhalb eines Zündverteilerdeckels; Fig 3 Ausgangssignale aus einem Photovervielfacher bei klop fendeni Motorbetrieb; Fig 4 Frequenzanalyse des Ausgangssignals aus einem Photo vervielfacher bei klopffreiem Betrieb; Fig. 5 Frequenzanalyse des Ausgangssignals aus einem.Photover vielfacher bei klopfendem Betrieb; ; Fig. 6 Blockschaltbilder vom möglichen Aufbau der Verarbeitungs logik In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Zündkerze 1, mit einem aufgesteckten Zündker=enstecker 2 und einem daran angeschlos- sencn Zündkabel 3 dargestellt. Die Zündkerze 1 besteht aus einer Nittelelektrode 4, einem Isolator 5, einem Gehäuse 6 und Dichtringen 7, wobei die letzteren drei in ihrer Form und Abmessungen denen handelsüblicher Zündkerzen entsprechen, Die Mittelelektrode ist zur Aufnahme des Klopfsensors 8 als Hülsenkonstruktion aufgebaut und besteht aus einem unteren, in den Brennraum ragenden Teil 4.1, in deren axialen Verlängerung mit Abstand der obere Teil 4.2 folgt, dessen die Zündkerze verlassendes Ende in bekannter Weise mit eine Gewinde zur Aufnahme einer Zwischenhülse 4.3 versehen ist, An der Zwischanhül- se 4.3 ist über eine an sich bekannte Klemmverbindung 4.4 der Kerzenstec!er 2 befestigt. Der Klopfsensor 8 besteht aus einem hochtemperaturbeständigen Quarzglasstab, der einstückig in den Mittelektrodenteilen angeordnet ist und mit seinem brennraumseitigen Ende als Kup- pel über dem Mittelelektrodenteil 4.1 hinausragt. Das andere Ende des Klopfsensors ragt - plan geschliffen - aus dem oberen Ende der Mittelelektrode hinaus Aufgrund des-die Mittelelek- trode überragenden Ende des Klopfsensors 8 ist die Masseelektrode als Seitenelektrode ausgeführt. Spannungen wegen unterschiedlicher Ausdehnungen von Quarzglas und Chromstahl, aus dem die Mittelelektrode gebildet ist, werden durch die Hülsenkonstruktion des Elektrodenteils 4.1 verhindert Um die beiden Teile der Mittelelektrode 4 sowie den Klopfsensor 8 unverrückbar in der Zündkerze bzw. in dem Isolator 5 zu befestigen, sowie um eine Abdichtung des Brennraums zu erzielen, ist in dem Abstand zwischen dem unteren Elektrodenteil 4.1 und dem oberen Elektrodenteil 4.2 eine elektrisch leitende Spezialschmelze 9 vorgesehen Der Zündkerzenstecker 2 übernimmt gleichzeitig die Funktion einer Ankupplung der innerhalb des Zündkabels verlegten ÜDer- tragungsvorrichtung 10 an den Klopfsensor 8. In diesem Beispiel besteht die Übertragungsvorrichtung 10 ebenfalls aus Lichtlei.- fasern. Aufgrund der Temperaturen braucht jedoch kein Quarzglasstab vorgesehen zu werden. Die Übertragungsvorrichtung ver lässt den Kerzenteck?r mit dem Zündkabel 3 Sie ist deshalb vorteilhafterweise innerhalb des Zündkabels 3 angeordnet und wird von dem Zündstromkabel 11 ummantel, welches in an sich bekannter Weise von einer Gummi schicht 12 umschlossen ist In Fig. 2 ist riit 13 ein Zündvertcilerdeckel bezeichnet, auf den in an sich bekannter Weise alle Zündkqbel 3 von den verschiedenen Zylindern zusammengeführt werden. Da innerhalb der Ziind- kabel 3 die Übertragungsvorrichtung 10 angeordnet sind, ist der Verteilerdeckel derart ausgebildet, dass ebenfalls in ihn: eine Zusammenlegung der Übertragungsvorrichtungen 10 erfolgt. Hierzu werden die einzelnen Übertragungsvorrichtung 10 an einer bei neten Stelle 14 gebündelt und gesammelt. An dieser Sammelstel@ le 14 ist eine weitere Übertragungsvorrichtung 15 angekuppelt, die aus einem einzigen im Durchmesser grösseren Lichtleitfaserstab besteht. Dieser leitet die Strahlungssignale zu einer hier nicht dargestellten Verarbeitungseinrichtung, die aus einem Strahlungsempfcinger und Signalwandler mit anschliessender Verarbeitungslogik besteht. Der weitere Aufbau des Zündverteilers entspricht dem handelsüblicher. Der Strahlungsempfänger und der Signalwandler kann ein Photo vervielfacher oder eine andere, aus optoelektronischen Bauteilen aufgebaute Einrichtung sein. In Fig. 3 ist ein aus einem Photovervielfacher bei klopfendem Betrieb erzeugtes Ausgangssignal über dem Kurbelwinkel dargestellt. Wie man der Figur entnehmen kann, ist in Bereich des oberen T6tpunktes, also im Bereich eines Kurbelwinkels von 180 , eine starke Schwankung des Ausgangssignals festzustellen Dies bedeutet klopfender Betrieb. Werden Frequenzanalysen von dem Ausgangssignal aus dem Photovervielfacher vorgenommen, so erhält man für den nicht klop fenden Betrieb das in Fig. z dargestellte Frequenzspektrum. Für den klopfenden Betrieb zeigt Fig. 5 das Frequenzspektrum. an erkennt deutlich, dass im Bereich von 23 kTr{Z und 46 kHz starke Überhöhungen auftreten, die den klopfenden Betrieb signalisieren. Ebenfalls zeigt ein Vergleich von Fig. 4 mit Fig. 5 deutlich, dass der Signalrauschabstand etwa 50 dB beträgt. Alle drei Diagramme wurden an einem AVL-Einzylindermotor (Anstalt für Verbrennungsmotor List) bei einer Drehzahl von 2000 U/min., einem Verdichtungsverhältnis # = 9,08 und einem Luftverhältnis # = 0,9 ermittelt. In Fig. 6 sind zwei Blockschaltbilder einer Verarbeitungslogik dargestellt, die aufzeigen, wie das erfindungsgemäss gelieferte Signal verarbeitet werden kann, um den klopffreien vom klopfenden Betrieb zu unterscheiden. Weiterhin lässt sich mit einer derart aufgebaucen Verarbeitungslogik eine Bewertung des KlopE- signals dahingehend erreichen, dass Rückschlüsse auf die Intensität des Klopfens vorgenommen werden können, wodurch die Quan nicht der regelungstechnischen Eingriffe über ein Steuergerät für die Einspritzung und/oder Gemischaufbereitung und/oder den Zündzeitpunkt und/oder des Ladedruckes abgeleitet werden kann. Anhand der 1. Möglichkeit in Fig. 6 soll die Auswertung eines Signals erläutert werden. Hierzu ist am Motor (Block 20) einerseits der erfindungsgemässe Klopfsensor mit Strahlungsempfänger und Signalwandler (Block 21) und andererseits ein an sich bekannter Drehzahl- und Referenzmarkensensor (Block 29) angeordnet. Das vom Klopfsensor gelieferter und im Strahlungs- empfänger und Signalwandler erzeugte Signal A wird über einen Sandpassverstärker (Block 22) geführt, der das Signal filtert und pegemässig anpasst und das Ausgangssignal B liefert, an schliessend einem quadratischen Gleichrichter (Block 23) zuleitet, dessen Ausgang das Signal B2 einem Integrator block 24) zuführt. Wird das von dem Drehzahl- und Referenzmarkensensor gelieferte Signal in einem Zeitfenstergenerator (Block 30) aufbereitet und als Signal F ebenfalls dem Integrator zugeleitet, so ist es möglich, die Klopfsignalenergien En innerhalb eines Kurbelwinkels oder Zeitfensters zu bestimmten. Die Klopfsignalenergien En sind also eine auf einen Kurbelwinkel- oder bestimmten Zeitabschnitt bezogene Rechengrösse EMI10.1 Aus diesen Klopfsignalenergien E werden dann zur einen ein Mittelwert Ek (Block 25) unter Zuhilfenahme eines vom Drehzahlund Reierenzmarkensensor über eine Drehzahlauswertung (Block 31) geliefertes Signal ermittelt, EMI11.1 wobei N die Anzahl der betrachteten Arbe.itsspiele ist. Weiterhin können die Klopfsignalenergien E n zur Spitzenwertbestimmung (Block 26) herangezogen werden. EMI11.2 Beide Ergebnisse, sowohl der Mittelwert Ek als auch der Spit zenwert E fern ein Kriterium dafür, ob und mit welcher In- tensität klopfende Verbrennung vorliegt. Eine Antiklopfregelung wäre jeweils dann notwendig, wenn der Mittelwert Ek und/oder der Spitzenwert Em einen stimmten oberen Schrankenwert überschreitet. Das Mass der Überschreitung liefert einen Anhaltspunkt für die Quantität der notwendigen regelungstechnischen Eingriffe. Unterschreiten die beiden Kriterien zahlenmässig einen bestimmten unteren Schrankenwert und entspricht der augenblicklich vorliegende Betriebspunkt der Brennkraftmaschine nicht dem optimalen Sollwert, so kann eine Regelung in Richtung des optimalen Betriebspunkts durchgeführt werden. Die zweite Möglichkeit der Auswertung der Klapfsi,gnalenergien En besteht darin, sie in einen Komparator (Block 32) zu leiten, der immer dann einen Zählimpuls Z als Ausgangssignal erzeugt, wenn die Klopfsignalenergien En zahlenmässig über einem dem Komparator vorgegebenen Referenzwert Er liegen. Das Signal Z wird dann in einer Zähleinrichtung (Block 33) mit dem von dem Drehzahl- und Referenzmarkensersor gelleferten Signal dazu benutzt, die relative Häufigkeit der kloptenden Zyklen zu ermitteln. Das vom Klopfmessähler gelieferte Signal kann dann entweder angezeigt (Block 27) oder einen Steuergerät (Block 28) nur Änderung der Einspritzmenge und/oder der Gemischauf bereitung und/oder für den Zündzeitpunkt und/oder für den Ladedruck als Steueritnpuls eingegeben werden0 Das Klopfsignal kann sowohl analog als auch digital verarbeitet werden. Weiterhin kann die aufgezeigte Verarbeitungslogik einzeln eingesetzt werden oder auch als Bestandteil eines an scih bekannten Schaltgeräts für die Steuerung der Gemischaufbereitung und/oder des Zündzeitpunkts und/oder des Ladedrucks. Durch Bestimmung und Ausertung der Brehzahl und durch Kenntnis der Zündfolge können die Klopfsignalenergie En einem bestimmten Motorzylinder zugeordnet werden. Somit ist es möglich, für jeden Zylinder getrannt Mittelwert Ek und/oder Spitzanwert Em und/oder relative Häufigkeit # zu bestimmten. Dadurch kann jeder Zylinder individuell bewertet und geregelt werden, was einen optimalen Motorbetrieb gewährleistet.

Claims: P a t e n t a n s@ p r ü c h e 1. Verfahren zum Erkennen klopfender Verbrennung während des Betriebes einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, in deren Brennraum eine sich bei klopfender Verbrennung ändernde physikalische Grösse erfasst und einer Vernrbeitungseinrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Brennraumgasen enit- tierte Strahlung erfasst und verarbeitet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den erfassten Strahlungsanteilen nur die während des klopfens auftretenden Strahlungsanteile ausgefiltert und weiterverarbeitet werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass aus der erfassten Strahlung die Klopfsignalanergien E n für jedes Arbeitsspiel ermittelt werden. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus den innerhalb einer dafinierten Arbeitsspielanzahl auftretenden Klopfsignalenergien En ein Mittelwart Ek und/oder ein Spitzenwert Em erzeugt wird, der zur Steuerung eines oder mehrerer die klopfande Verbrennung verhindernder Einstellparameter, insbesondere der Einspritzmenge und/oder der Gemischaufbereitung und/oder des Zündzeitpunktes und/oder des Ladedruckes benutzt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines definierten Pegels der Klopfsignalener gien E eine Zahleinrichtung inkrementiert wird, deren Zählet- n stand bezogen auf die Gesamtzahl der abgetasteten Arbeitsspiele ein Mass für die relative Häufigkeit # der klopfenden Zyklen darstellt, welches Mass als Kriterium zur Steuerung eines oder mehrerer die klopfende Verbrennung verhindernder Einstellparameter benutzt wird. 6. Verfahren nach einem der vorgangegangenen Ansprüche1 bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zylinder die Stahlung erfasst und zu einer gemeinsamen Verarbeitungseinrichtung geleitet wird, in der in Abhängigkeit von der Zeitfolge der eingehenden Strahlungssignale eine für jeden Zylinder individuelle Bewertung vorgenommen wird. 7. Verfahren nach einem der vorgangegangenenAnsprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bestimmung und Auswertung der Drehzahl und durch Xenntnis der Zündfolge die Klopfsignalenergien E n einem bestimmten Zy linder zugeordnet werden können, wodurch für jeden Zylinder getrennte Mittelwerte Ek und/oder Spitzenwerte Em und/oder relative Häufigkeiten # bestimmt werden. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Kloptsensor, der am Brennraum einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine angeordnet ist, einer Übertragungsinrichtung, einer Verarbeitungseinrichtung und einer Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass als Klopfsensor (8) ein photoelektrischer Sensor für sichtbares und/oder ultraviolettes und/oder infrarotes Licht vorgesehen tst, der bündig mit der Brennraumwandung abschliesst. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das brennraumseitige Ende des Klopfsensors (8) derart in der Brennraumwandung angeordnet ist, dass die dort herrschendq Temperatur über der Selbstreinigungstemperatur liegt. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klopfsensor (8) in der Zündkerze (1), insbeson deren deren Mittelelektrode (4) angeordnet ist. 11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klopfsensor (8) aus Lichtleitfasern besteht. 12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Klopfsensor (8) gelieferte Signal über eine Übertragungseinrichtung (10) zu einer Verarbeitungseinrichtung leitbar ist, die aus einem Strahlungsempfänger und Signalwandler und einer Verarbeitungslogik (Block 22, 23, 24, 29, 30) besteht. 13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ubertragungseinrichtung (10) innerhalb der zu der Zündkerze (1) geführten Leitung (3) angeordnet ist. 14. Vorrichtung rach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Übertragungseinrichtung (10) ein oder mehrere optische Filter vorgesehen sind. 15. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlungsempfänger und Signalwandler Photovervielfacher oder andere optoelektronische Bauteile vorgesehen sind. 16. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlungsempfänger und Signalwandler frequenzselektive Photovervielfacher oder andere fre'- quenzselektive optoelektronische Bauteile vorgesehen sind, die hinsichtlich iher spektralen Empfindlichkeit derart ausgewählt sind, dass ausschliesslich Strahlungsanteile eines Wellenlängen bereiches registrlerbar sind, die nur während des Klopfens auftreten. 17. Vorrichtung nach eine der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine vorgesehen ist, bei dzr jeder Zylinder einen Sensor aufweist und die Zündfolge einen genügend grossen Abstand voneinander hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Klopfsignale von allen Zylindern in nur einer Verarbeitungseinrichtung verarbeitbar sind. 18. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dariurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungslogik (Block 22 23, 24, 29, 30) einen Bandpassfilter (Block 22), einem quadratischen Gleichrichter (Block 23) und einen Integrator (24) sowie einen Kurbelwinkel oder Zeitgenerator (Block 30) aufweist. 19. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungslogik (Block 22, 23, 24, 30) einen Komparator (Block 32) und/oder einen Klopf resszähler (Block 33) aufweist.

Inventors: LAURENZ, WERNER, DIPL.-ING.
Applicants: PISCHINGER, FRANZ, PROF. DR. TECHN.
Application year: 1982
Main classification: G01L23
IPC codes: G01L23, F02P5