DE2726950C2

DE2726950C2 - Anordnung zum Bestimmen eines Funktionszeitpunkts für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2726950C2
Application number: DE2726950A
Authority: DE
Inventors: John Michael Birmingham Ironside
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1986-04-17
Also published as: GB1586475A; FR2355165A1; JPS5322927A; FR2355165B1; DE2726950A1; US4142483A; IT1081264B

Description

30

reichbar isL

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst

Der programmierbare Frequenzteiler entsprechend der Erfindung wird im Gegensatz zum Stand der Technik nicht von dem oder den Ausgangssignalen des Speichers gesteuert, sondern von bestimmten Ausgangssignalen des Drehzahlzählers. Während des Hcchzählens des Drehzahlzählers wird der Divisor des Frequenzteilers abhängig vom Zählerstand des Drehzahlzählers geändert Beim Umschalten der Schaltanordnung werden dem Ausgangszähler Zähiimpulse mit einer Frequenz zugeführt, die durch den von dem Drehzahlzähler vorgegebenen Teiler geteilt ist.

Durch diese Vorkehrungen ist erstens kein zusätzlicher Speicherplatz im Festwertspeicher, wie im Stand der Technik, notwendig und zweitens kann aufgrund des Betreibens des Drehzahlzählers mit einer fast exponentiellen Charakteristik anstelle einer linearen Charakteristik der vorhandene Speicherplatz besser ausgenutzt werden. Dadurch, daß der Ausgangszähle: mit einer Frequenz zählt, die der Drehzahlzähler vorgegeben hat, ist hier kein zusätzlicher Teiler notwendig.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteranspriJchen dargestellt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind

F i g. 1 ein Gesamtblockschaltbild eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles eines Kraftstoffeinspritzregelsystems für einen Dieselmotor,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Teils eines Positionsgebers, der einen Teil des Systems nach F i g. 1 bildet,

F i g. 2a eine schematische Kurvendarstellung, in der das Ausgangssignal des Positionsgebers nach F i g. 2 gezeigt ist,

Fig.3 ein Blockschaltbild eines Steuerlogikkreises des Systems,

Fig.4 e'.A Blockschaltbild eines Zeitgabesteuerkreises des Systems und

Fig.5 ein Blockschaltbild eines Ausgangslogikkreises des Systems.

Zunächst auf F i g. 1 bezugnehmend, weist das System für einen Vierzylinder-Dieselmotor 10 vier Kraftstoffdosiervorrichtungen Il auf, die jeweils den Injektoren für die vier Zylinder des Motors zugeordnet sind. Diese Vorrichtungen sind nicht im einzelnen beschrieben, ebensowenig der Teil der Steuerung, der den Augenblick signalisiert, zu den, ein Laden der jeweiligen Dosiervorrichtung beginnen kann.

Ein eiiipirisch programmierter Festwertspeicher (PROM) 12 erhält Eingangssignale von einem Lastgeber

13 und von einem Drehzahlzähler 14. Der Zähler 14 zählt zwischen zwei Markierungen des Positionsgebers

15 für die Kurbelwellenposition, wenn der Positionsgeber 15 eine elektronische Schaltanordnung 16 betätigt, so daß ein Taktgeber 17 fester Frequenz mit dem Zähler

14 über einen programmierbaren Frequenzteiler 18 verbunden wird, dessen Funktion nachstehend noch erläutert wird. Nachdem Hie Drehzahlzählung erfolgt ist, bewirkt der Positionsgeber 15, daß die Schaltanordnung

16 den Taktgeber 17 mit einem Ausgangszähler 19 über den programmierbaren Frequenzteiler 18 verbindet, dessen Funktion wiederum nachstehend erläutert wird. Der Ausgangszähler 19 speichert eine vom Speicher 12 gelieferte Zahl und zähl:, die einlaufenden Taktimpulse. Dann, wenn die Taktimpulse, die von einer vom Positionsgeber 15 gelieferten Markierung aus beginnen, gleich der im Ausgangszähler 19 gespeicherten Zahl sind, werden die Dosiervorrichtungen 11, die die dosierten Kraftstoffmengen enthalten, zum Einspritzen in den Motor 10 betätigt.

Wie erläutert worden ist, wäre dann, wenn der Taktgeber 17 den Drehzahlzähler ohne Modifizierung zwischen zwei Markierungen am Positionsgeber 15 über den vollen Drehzahlbereich speisen könnte, ein unnötig großer Speicher erforderlich, um die erforderliche Auflösung über einen solchen Drehzahlbereich hinweg zu liefern. Um dieses Problem zu beseitigen, wird selektive Information vom Zähler 14, die an den Speicher 12 adressiert ist, zum Programmieren des Teilers 18 benutzt, so daß bei niedrigen Drehzahlen ein größerer Divisor als bei hohen Drehzahlen benutzt wird, um damit eine wirkungsvollere Ausnutzung des Speichers 12 sicherzustellen.

In gleicher Weise würde, wie schon erläutert worden ist, ein unnötig großer Speicher hsnötigt, wenn eine Zählung in gleicher Weise über den voller. Drehzahlbereich hinweg erfolgen würde. Denn eine geringe Zahl von Impulsen vom Positionsgeber 15 bei hoher Drehzahl würde die gleiche Motorwinkelbewegung wie bei einer viel größeren Zahl von Taktimpulsen bei niedriger Drehzahl darstellen, d. h. die Winkelauflösung bei niedrigen Drehzahlen wäre viel besser als bei hohen Drehzahlen. Um dieses Problem zu beseitigen, wird der Divisor, wie er durch die selektive Speicheradresse vom Drehzahlzähler 14 bestimmt wird, zum Teilen der Taktfrequenz gebracht, wenn der Positionsgeber 15 der Schaltanordnung 16 erlaubt, den Taktgeber mit dem Ausgangszähler 19 zu verbinden und damit eine gleichmäßigere Winkelauflösung über den vollen Drehzahlbereich zu schaffen.

Der Positionsgeber ist allgemein bereits vorgeschlagen worden, und er ist elektromagnetisch aufgebaut. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, hat der Wandler einen Ständer 20 mit Polen in den 1 -, 2-, 3-, 4-, 6-, 7- und 9-Uhr-Positionen, ist aber ohne Pole an den 5-, 8-, 10-, 11 - und 12-Uhr-Pciitionen, und einen Rotor 21 mit einer gleichen Polanordnung. Der Wandler weist einen Permanentmagneten und eine Abgreifspule auf, und wie im einzelnen bereits beschrieben worden ist, werden Ausgangsimpulse dann erzeugt, wenn der Rotor 21 gedreht wird, wobei jeder Impuls einen positiv verlaufenden Teil und einen negativ verlaufenden Teil hat. Die Höhen der Impulse ändern sich, wie in Fig. 2a dargestellt, wobei ein großer Impuls pro Umdrehung des Läufers und elf viel kleinere Impulse auftreten. Im übrigen sind zwei der elf kleineren Impulse etwas Kleiner als der Rest, das ist aber nicht signifikant.

Wie in F i g. 3 dargestellt ist, folgt dem Positionsgeber 15 ein Impulserkennungskreis 116, der so angeordnet ist, daß er zwischen dem einzelnen größere/! Impuls and den verbleibenden elf Impulsen in der Art und Weise unterscheidet, die allgemein bereits an anderer Stelle beschrieben worden ist. Der Einzelimpuls erscheint ar; einem Anschluß :., und die verbleibenden elf erscheinen an einem Anschluß To-

In der folgenden Beschreibung sind alle Torschaltungen, Flipflopschaltungen und dergleichen integrierte Schaltkreise der Bauart Motorola CMOS.

Fig.3 enthält hauptsächlich Einrichtungen zur Erzeugung kurzer, taktsynclironer Rückstellimpulse bei jedem Positionsgeberimpuls, den Positionszähler und verschiedene Torschaltungen zur Erzeugung bestimmter Rückstellimpulse nur bei jeweiligen Stellungen des

40

45

50

55

60

65

Positionsgebers.

Der Steuerlogikkreis in Fig.3 weist eine NOR-Torschaltung 117 ('/4 MC 14001) mit zwei Eingängen auf, die mit dem R- bzw. Γρ-Anschluß verbunden sind, so daß ein Logikausgangssignal R + To erzeugt wird. Der Ausgang der NOR-Torschaltung 117 ist mit den Ruckstellanschlüssen zweier JK-Typ-Flipflopschaltungen 118, 119 (jeweils V₂ MC 14027) verbunden. Die Takt-Anschiüsse CK dieser beiden Flipflopschaltungen sind mit dem Taktgeber 17 verbunden, der mit hoher Frequenz arbeitet, z. B. etwa 250 kHz. Der /-Eingangsanschluß der Flipflopschaltung 118 ist mit dem Q-Ausgangsanschluß der Flipflopschaltung 119 verbunden, und der K-Eingangsanschluß der Flipflopschaltung 118 liegt auf einem konstanten Potential einer logischen Eins. Die /- und /C-Eingangsanschlüssc der Flipflopschaltung 119 sind mit dem (?-Ausgangsanschluß der F!ipf!opscha!tur.g 1!8 verbunden, der auch mit einem Ausgangsarischluß verbunden ist, der mit MONO bezeichnet ist.

Die Flipflopschaltungen 118, 119 erzeugen eine Kette von Ausgangssignalen am MONO-Ausgangsanschluß, und jedes Ausgangssignal beginnt an einer positiv verlaufenden Flanke jedes R- oder Tb-Signals und hat eine Dauer von 4 μ5.

Ein zweites Paar JK-Flipflopschaltungen 121, 122 (jeweils V₂ MC 14027) sind mit ihren RÜCKSTELL-Anschlüssen R mit der R-Leitung und mit ihren Taktanschlüssen CK mit dem Q-Ausgang der Flipflopschaltung 118 verbunden. Der /-Eingang der Flipflopschaltung 121 ist mit dem (^-Ausgang der Flipflopschaltung 122 verbunden, und der /-Eingang der Flipflopschaltung 122 ist mit dem Q-Ausgang der Flipflopschaltung 121 verbunden.

Effektiv bilden die Flipflopschaltungen 121, 122 einen Zähler, der die drei Segmente jedes Quadranten des Motorzyklus zählt. Am Ende jedes Zyklus werden beide Flipflopschaltungen durch den /Mmpuls zurückgestellt, und jeder sukzessive ΜΟΝΟ-Impuls schaltet die Flipflopschaltungen 121,122 weiter.

Der Q- und Q-Ausgangsanschluß der Flipflopschaltung 121 sind mit DREHZAHL- und DREHZAHL-Ausgangsanschlüssen verbunden und werden, wie noch zu erläutern sein wird, für die Drehzahlmessung benutzt.

Ein drittes Paar Flipflopschaltungen 123, 124 (jeweils V₂ MC 14027) wird zum Zählen der Quadranten benutzt. Jede ist mit ihrem RÜCKSTELL-Anschluß R mit der /?-Leitung und mit ihrem Takt-Anschluß CK mit dem (^-Ausgang der Flipflopschaltung 122 verbunden. Die /- und £-Eingargsanschlüsse der Flipflopschaltung 123 sind mit einem Logik-1-Eingang verbunden, und die /- und K-Eingangsanschlüsse der Flipflopschaltung 124 sind beide mit dem Q-Ausgangsanschluß der Flipflopschaltung 123 verbunden.

Der Steuerlogikkreis weist ferner eine Folge von Torschaltungen auf (die alle verschiedene Motorola-CMOS-Torschaltungen nicht spezifizierter Art sind), die zur Erzeugung von Rückstell- und anderen Steuerimpulsen dienen. Zum ersten erhält eine NOR-Torschaltung 125 Signale von den Q-Ausgangsanschlüssen der Flipflopschaltungen 119 und 121. Das erzeugt einen /?i-RückstellimpuIs unmittelbar nach dem ersten, vierten, siebten und zehnten To-Impuls nach jedem R-Impuls. Eine NOR-Torschaltung 126 erhält Signale von den (^-Ausgängen der Flipflopschaltungen 119 und 122. Das erzeugt einen fo-Rückstellimpuls unmittelbar im Anschluß an den zweiten, fünften, achten und elften To-Impuls nach jedem /Mmpuls. Eine OR-Torschaltung 127 mit Eingangssignaler. von den NOR-Torschaltungen 125 und 126 erzeugt eine Kette von Impulsen R\ + R-i. Ein Inverter 128 lieferte ein /?₂-Ausgangssignal. Eine NAND-Torschaltung 129 erhält ein Signal von den Ö-Ausgangsanschlüssen der Flipflopschaltungen 123 und 124 und ein weiteres Signal von der NOR-Torschaltung 126. Das erzeugt einen Λ-Impuls unmittelbar im Anschluß an den zweiten To-lmpuls nach jedem /Mmpuls. Eine AN D-Torschaltung 130 erhält Signale von zwei weiteren AND-Torschaltungen 131 und 132. Die Torschaltung 131 erhält Signale von den 0"^Ausgaⁿg^sanschlüssen der Flipflopschaltungen 121 und 122. und die Torschaltung 132 erhält Signale von den Q-Ausgangsanschlüssen der Flipfiupschaltungen 123 und 124. Die Torschaltung 130 erzeugt ein Pf-Signal während der Zeit zwischen dem dritten und dem vierten 7VImpuls nach jedem /Mmpuls. Die .4- und P£-Ausgangssignale werden nicht im folgenden Kreis benutzt, aber in einem Kreis, der an anderer Steile bereits beschrieben worden ist und der einen anderen Teil der elektronischen Einspritzsteuerung der Brennkraftmaschine betrifft.

Die Zuordnung des Einspritzimpulses zu den einzelnen Zylindern des Motors wird durch einen 1 -von-4-Decoder 133 (V₂ MC 1455) erreicht. Die A- und ß-Eingangsanwrhlüsse des Decoders 133 sind mit den Q-Ausgangsanschlüssen der Flipflopschaltung 123 bzw. 124 verbunden, und der £-Eingangsanschluß ist mit dem TNJECT-Anschluß (aus F i g. 5) verbunden. Die Q₀-, Qx -. Q2- und Qj-Ausgänge des Decoders 133 sind mit den Einspritz-Eingangsanschlüssen der vier Dosiervorrichtungen verbunden.

In F i g. 4 sind der Teil des Schaltkreises, der zur Erzeugung eines digitalen Drehzahlsignals verantwortlich ist, der Speicher 12, der vom Drehzahlsignal adressiert wird, ebenso von einem Digitalsignal vom Lastgeber 13. und der Teii des Schaltkreises gezeigt, der zur Bestimmung des Einspritzzeitpunkts entsprechend dem Ausgangssignal des Speichers verantwortlich ist.

Der Drehzahlsignalgeberkreis weist den programmierbaren Frequenzteiler 18 auf, unter dessen Zwischenschalten Taktimpulse in den Zähler 14 (bestehend aus Schaltkreisen 202,203) während der Zeit eingezahlt werden, während der das D/?£7-/ZAA/Z.-Ausgangssignal hoch ist (d. h. im zweiten Segment jedes Quadranten). Der programmierbare Frequenzteiler 18 besteht aus zwei integrierten Schaltkreisen, nämlich aus einem Zähler 204 (V₂ MC 14520) und einem l-von-8-Datenwähler 205 (MC 14512). Der Zähler 204 ist mit seinem Takt-Eingang CK mit dem Taktgeber 17 und mit seinem R^;-~kstell-Eingang R mit der R\ + /?₂-Leitung verbunden. Die Qo-, Q\- und C>₂-Ausgänge liefern Impulse bei jeweils dem Halben, dem Viertel und dem Achtel der Taktfrequenz.

Der Wähler 205 ist derart, daß das Signal an seinem Z-Ausgangsanschluß das gleiche wie das Signal an seinem Xo-, X\- ... oder XrEingangsanschluß entsprechend der Kombination von Signalen ist, die an seinem A-, B- oder C-Eingangsanschluß vorhanden sind. Die Xo- und ΛΊ-Eingänge des Wählers 205 sind mit dem (?2-Ausgang des Zählers 204 verbunden, seine AV und AVEingangsanschlüsse sind mit dem Q\-Ausgangsanschluß verbunden, seine A4-, AV und Xe-Eingangsanschlüsse sind mit dem Qb-Ausgangsanschluß verbunden, und der AV-Eingangsanschiuß ist mit dem Taktgeber verbunden. Der Ausgang des Anschlusses Z hat damit die Taktfrequenz bei einem Eingangssignal an CBA von 111. die Hälfte der Taktfrequenz bei Eingangssignalen

110, 101 und 100, ein Viertel der Taktfrequenz bei Eingangssignalen 011 und 010 und ein Achtel der Taktfrequenz bei Eingangssignalen 001 und 000.

Der Z-Ausgangsanschluß des Wählers 205 ist mit dem Y\- und AVEingangsanschluß einer Vierpol-Zweiwege-CMOS-Schaltervorrichtung 16 (MC 14519) verbunden. Die A- und ß-Steuereingangsanschlüsse der Schaltervor.-.jhuing 16 sind jeweils mit den DREHZAHL- und D/JF/iZAWL-Ausgangsanschlussen des Steuerlogikkreises nach Fig. 3 verbunden. Der Z2-Ausgangsanschluß der Schaltervorrichtung 16 ist mit dem Taktanschluß CK eines Zählers 207 (V₂ MC 14520) verbunden, dessen RÜCKSTELL-Anschluß R mit der /?, + /?₂-Leitung verbunden ist. Der O₂- bzw. ^-Ausgang dieses Zählers ist mit dem Xy bzw. VVEingang der Schaltan-Ordnung 16 verbunden. Die VV und Kj-Eingangsanschlüsse der Anordnung 16 sind mit einem Ausgang eines Zählers 19 verbunden (bestehend aus Zählerkreisen 2Ö8, 209, die noch zu beschreiben sind), und die Zi- und Z3-Ausgänge der Schaltanordnung 16 liefern Impulse für den Zähler 208, 209, bzw. 202, 203. Der Z₄-AuS-gang der Vorrichtung 16 ist mit einem /f-Eingang eines in F i g. 5 dargestellten RS-Flipflops verbunden.

Die Vorrichtung 16 ändert die Verbindungen zwischen dem Ausgang des Frequenzteilers 18, den Zählern 207, 208 und 209 und 202 und 203 und dem Anschluß If entsprechend den Signalen an den DREHZAHL- und DREHZAHL-Eingängen. Wenn der DREHZAHL-Emgang hoch ist, geht kein Ausgangssignal zu /roder zum Zähler 208, 209 (wobei sich die X]- und A^-Anschlüsse au! einer logischen 0 befinden), und der Ausgang Z des Teilers 18 ist über die Schaltanordnung 16 (X2 Z₂) mit dem Zähler 207 verbunden, der eine Division durch 8 bewirkt (O₂-Ausgang), und dann über die Schaltanord- nung (Xi Z₃) mit dem Zähler 202, 203 (14). Wenn der DREHZA HL- Eingang hoch ist, ist der Ausgang Z des Teilers !8 über die Schaltanordnung 16 (Y₁ Z₁) mit dem Zähler 208, 209 (19) verbunden. Dessen Ausgang ist über die Vorrichtung 16 (Y₂ Z₂) mit dem Zähler 207 verbunden, der eine Division durch 16 bewirkt, und außerdem über die Vorrichtung 16 (Yj Zy) mit dem Zähler 202, 203 (14). Der (^-Ausgang vom Zähler 207 ist über die Vorrichtung 16 (Yt, Zi) mit dem Ausgangsanschluß // verbunden.

Der Zähler 202, 203 (14) besteht aus zwei 4-bit-Zählern (jeweils MC 14526). Diese sind mit ihren Zählerblockier-Anschlüssen INH über einen monostabilen 8^s-Kreis 210 mit dem /?₂-Ausgang des Kreises nach F i g. 3 verbunden. Die Voreinstellungs-Freigabe-Anschlüsse PE der beiden Zähler sind mit dem /?i-Ausgang des Kreises nach F i g. 3 verbunden. Der O-Ausgangsanschluß des Zählers 202 ist mit einem O/^Ausgangsanschluß verbunden (der zur Fig. 5 führt). Der Takt-Eingang CK des Zählers 202 ist mit dem Z3-Anschluß der Vorrichtung 16 verbunden. Der (^-Ausgang des Zählers 202 ist mit dem Takt-Anschluß des Zählers 203 und auch mit dem Eingang für das niedrigstwertige Bit des Speichers 12 verbunden. Die Qo-, Qi-, Qi- und O3-AUS-gangsanschlüsse des Zählers 203 sind mit den verbleibenden Drehzahladressierungseingängen des Speichers 12 verbunden, bei dem es sich um einen empirisch programmierten Festwertspeicher (PROM) bekannter Art handelt, bestehend aus einer Folge von Dioden, die Verbindungen zwischen ausgewählten Eingangs- und Ausgangsanschlüssen herstellen. Die beiden Zähler 202,203 haben acht DATENVORGABE-Eingangsanschlüsse DPo, ■ ■, DPy, die gemäß F i g. 4 angeschlossen sind, um eine logische 1 an den DPr- und D/VAnschlüssen des

Zählers 202 und eine logische 0 an den übrigen DPo-

D/VEingängen der Zähler 202 und 203 zu liefern. Der O-Ausgang des Zählers 203 ist mit dem C£-Eingang des Zählers 202 verbunden.

Der Zähler 208, 209 (19) besteht wiederum aus zwei 4-bit-Zählern (beide MC 14526) in Kaskade, deren Zählblockier-Anschlüsse INH mit einem DSTOP-Ausgang D (von Fig.5) verbunden sind. Der Zi-Ausgang der Schaltervorrichtung 16 ist mit dem Takt-Eingang CK des Zählers 208 verbunden, und der (?3-Ausgangsanschluß des Zählers 208 ist mit dem Takt-Eingang CK des Zählers 209 verbunden. Der Rückstellanschluß R jedes Zählers ist mit der /?₂-Leitung verbunden, und der Voreinstellungs-Freigabe-Anschluß P£jedes Zählers ist mit dem O-Ausgang des Zählers 208 verbunden. Dabei ist der O-Ausgang des Zählers 209 mit dem CF-Anschluß des Zählers 208 verbunden. Der O-Ausgang des Zählers 208 ist mit den V₂- und Kj-Anschlüssen der Vorrichtung 16 verbunden. Die acht DATENVORGABE-Emgäuge der Zähler 208, 209 sind mit den acht Ausgängen des Speichers 12 verbunden.

Der in Fig.4 gezeigte Schaltkreis arbeitet wie folgt: Ein tfi-lmpuls stellt die Zähler 204 und 207 auf Null zurück und stellt die Zähler 202, 203 auf 00110000 ein, gesehen vom niederwertigsten Bit aus. Dasselbe gilt für die nachfolgend angegebenen Zählerstände. Das DREHZAf/L-Signal stellt die Schaltanordnung 16 so ein, daß Taktimpulse über den Teiler 18 und den Zähler 207 (der als ein Teiler wirkt) mit einem Achtel der Taktfrequenz zum Zähler 202, 203 geliefert werden, der zum Abwärtszählen eingerichtet ist. In dieser Phase sind die drei höchstwertigen Bit-Signale auf 000 gesetzt, und der Teiler 18 arbeitet damit so, daß er durch acht teilt. Die Gesamtdivision beträgt damit 64, und die Zeit, die benötigt wird, um 13 Impulse abzuzählen, damit der Zustand 11111111 erreicht wird, beträgt etwa 3-'Λ ms, was der Zeit zwischen zwei aufeinander f

den 7""-imⁿuisen

bei der maximalen Motordrehzahl von 3000 UpM entspricht. Bei geringeren Drehzahlen durchläuft der Zäh- !erstand 11111111 und geht weiter nach unten, bis dip Zählung durch das Ende des D/?£//Z/4f/L-Impulses gestoppt wird. Bei 11111111 schaltet der Teiler 18 so, daß das Zählen mit einem Achtel der vollen Taktfrequenz weitergeht, bis die Zählung auf 11011111 abfällt und der Teiler schaltet, um Impulse mit einem Sechzehntel der Taktfrequenz bis zu 10000000 zu zählen, und mit einem Zweiunddreißigstel der Taktfrequenz von 01111111 und mit einem Vierundsechzigstel der Taktfrequenz von 00111111 bis zu 00000000. Auf diese Weise wird eine relativ gleichmäßige Verteilung von Drehzahlen über die verfügbaren Drehzahladressen des Speichers erreicht.

Am Ende des D/?£//ZA//L-ImpuIses stellt das K₂-Signal die Zähler 204,207,208 und 209 zurück. Die Zähler 208, 209 stellen dann auf den Wert vor, der vom Speicher 12 ausgegeben wird. Die monostabile Schaltung 210 stellt sicher, daß die Zähler 202,203 während einer solchen Rückstellung blockiert werden, so daß die Zähler 202, 203 nicht durch den O-Impuls vom Zähler 208 weitergeschaltet werden, der beim Rückstellen auftritt und der zum Zähler 202 über die Schaltervorrichtung 16 (Yi Z₃) geleitet wird. Das Ausgangszählen beginnt dann, wobei Taktimpulse dem Zähler 208 mit einer Frequenz zugeführt werden, die um das Achtfache höher als die ist, mit der der Zähler 202 am Ende des DREHZAHL-Impulses weitergeschaltet worden ist, weil der Zähler 207 nun ausgeschaltet ist Wenn der Zähler 208, 209 beim Abwärtszählen 00000000 erreicht, wird der Aus-

gangsimpuls vom O-Ausgangsanschluß des Zählers 208 zum Zähler 207 und zum Zähler 202 geleitet. Die Änderung in der Zählung im Zähler 202 hat nur einen Effekt auf den nächsten Zählzyklus, wenn die drei niederwertigsten Bits im Zähler 202 000 waren, d. h. wenn die Zählung XXXXXWi wäre, wobei A" 1 oder 0 ist. Das niederwertigste P't am Eingang zum Speicher 12 wird dann um eins reduziert, und das Ausgangssignal des Speichers würde sich ändern. Die Zähler 208, 209 werden wieder auf den vorhandenen Speicherausgangsimpuls gestellt, und ein anderer Zyklus läuft ab, wobei der Zähler 207 einmal geschaltet wird. Es versteht sich, daß dieser Zyklus achtmal erfolgt, ehe ein Ausgangsimpuls vom Qs-Anschluß des Zählers 207 erscheint, der die Zählung stoppt, wie das im Zusammenhang mit Fig.5 beschrieben worden ist. Nur wenn die drei niederwertigsten Bits des Zählers 202 bei 111 beginnen, sind für alle acht Zyklen die Drehzahleingangssignale des Speichers gleich. Anderenfalls bewirkt einer der Impulse vom O-Anschluß des Zählers 208, daß das niederwertigste Bit des Drehzahleingangssignals des Speichers um eins reduziert wird, so daß die Anteile der Gesamtzahl von Zyklen an den beiden verschiedenen Drehzahleingangssignalen des Speichers sich entsprechend dem Anfangswert der drei niederwertigsten Bits des Zählers 202 ändern, was eine Form der Interpolation ergibt, die eine verbesserte Genauigkeit für die gleiche Zahl von Speicherdrehzahladressen liefert.

Es ist festzustellen, daß die Zeitverzögerung des Ausgangssignals bezogen auf den /?₂-Impuls nicht nur vom Speicherausgangssignal abhängt (was eine empirisch bestimmte Funktion des Drehzahleingangssignals ist), sondern auch vom Istwert der drei höchstwertigsten Bits des Drehzahleingangssignals. Das bedeutet, daß der tatsächliche dynamische Bereich des Speichers sehr komprimiert werden kann, um damit eine sehr effektive Ausnutzung der Speichermatrix zu ermöglichen.

F i g. 5 zeigt eine Schaltung zum Feststellen eines untertourigen Laufs des Motors. Wenn das festgestellt wird, blockiert sie die normale, zeitlich festgelegte Einspritzung und bewirkt ein Einspritzen bei einer bestimmten Kurbelwellenposition. In dem einen wie in dem anderen Fall wird ein Impulsverlängerungskreis benutzt, um einen längeren Ausgangsimpuls zu erhalten (64 Taktperioden).

In F i g. 5 ist der /^Ausgangsanschluß (d. h. der Zt-Anschluß) der Vorrichtung 16 mit dem STELL-Eingang S einer R-S-Flipflopschaltung 301 verbunden, die durch das /?₂-Signal zurückgesetzt wird. Der Q-Ausgang dieser Schaltung 301 ist zurück zum DSTOP-Eingangsanschluß D in F i g. 4 geschaltet. Der Q-Ausgang andererseits ist mit einem Eingang einer NOR-Torschaltung 302 verbunden, deren Ausgang mit einem Eingang einer NOR-Torschaltung 303 verbunden ist. Der Ausgang der NOR-Torschaltung 303 ist mit dem RÜCKSTELL-Anschluß R einer D-Typ-Flipflopschaltung 304 verbunden.

Der Q-Ausgang der Flipflopschaltung ist mit einem //V/fCT-Anschluß E (siehe F i g. 3) verbunden. Der Q-Anschluß der Schaltung 304 ist auch mit einem Eingang einer NOR-Torschaltung 305 verbunden, die mit einem anderen Eingang mit dem Taktgeber verbunden ist. Der Ausgang der Torschaltung 305 ist mit dem Takt-Anschluß CK eines Zählers 306 (MC 14024) verbunden, dessen RÜCKSTELL-Anschluß R mit dem Ausgang der Torschaltung 303 verbunden ist. Der Qö-Ausfang des Zählers 306 ist mit einem Eingang einer NOR-Torschaltune 307 verbunden, der andere Eingang ist mit dem Ausgang der Torschaltung 303 verbunden, und der Ausgang ist mit dem D-Eingang der Schaltung 304 verbunden. Der Takt-Anschluß CK der Schaltung 304 ist mit dem Taktgeber verbunden.

Die Logikschaltung nach Fig.5 hat ferner Eingänge von der /?+ T₀-Leitung (Fig.3), der OF- (Fig.4) und der R\ -Leitung (Fig. 3). Die Λι-Leitung ist mit den RÜCKSTELL-Eingängen von drei JK-Typ-Flipflopschaltungen 308, 309 und 310 verbunden. Diese Schaltungen 308, 309, 310 sind mit ihren Takt-Anschlüssen CK mit dem Taktgeber verbunden. Die /- und /(-Eingänge der Schaltung 308 sind beide mit dem Ausgang einer NAN D-Torschaltung 311 verbunden, die Signale von einer NAN D-Torschaltung 312 und von einer NOR-Torschaltung 313 erhält. Die NAN D-Torschaltung 312 erhält Eingangssignale von einer NAND-Torschaltung 314 und von einer NOR-Torschaltung 315. Die NAND-Torschaltung 314 erhält Signale vom OF-AnschiuB über einen logischen inverter 316 und von den (^-Ausgängen der Schaltungen 309 und 310. Die Torschaltung 315 erhält Signale von der R+ TO-Leitung und vom Q-Ausgang der Schaltung 308.

Die Torschaltung 313 erhält Signale von den Ausgängen von zwei NOR-Torschaltungen 317 und 318. Die Torschaltung 317 erhält Signale von einer NAND-Torschaltung 319 und von einer NOR-Torschaltung 320. Die Torschaltung 318 erhält Signale vom O-Ausgangsanschluß der Schaltung 309 und vom Ausgang einer NAND-Torschaltung 321. Der Ausgang der NOR-Torschaltung 317 ist mit einem Eingang einer NOR-Torschaltung 322 verbunden, deren Ausgang mit den J- und /C-Eingängen der Schaltung 309 über einen logischen Inverter 323 verbunden ist. Die NAND-Torschaltung 319 erhält Signale von der R+ TO-Leitung, vom Q-Ausgang der Schaltung 308 und vom Q-Ausgang der Schaltung 309. Die NOR-Torschaltung 322 hat einen weiteren Eingang, der mit dem Ausgang einer NOR-Torschaltung 324 verbunden ist, der auch mit dem /- und mit dem /(-Eingang der Schaltung 310 verbunden ist. Die Torschaltung 324 erhält Signale von der Torschaltung 321 und vom Q-Ausgang der Schaltung 309.

Die NAND-Torschaltung 321 erhält Signale von der NOR-Torschaltung 320 und von einer NOR-Torschaltung 325, die Signale vom Q-Ausgang der Vorrichtung 308 und von der R + To-Leitung über einen Inverter 326 erhält. Die Torschaltung 320 erhält Signale vom Inverter 316 und vom O-Ausgang der Vorrichtung 310.

Der Q-Ausgang der Schaltung 310 ist mit einem Eingang der Torschaltung 302 verbunden, und deren Q-Ausgang ist mit einem Eingang einer NAND-Torschaltung 327 verbunden, die auch Signale von den Q-Ausgängen der Schaltungen 308 und 309 erhält. Der Ausgang der Torschaltung 327 ist mit einem Eingang der Torschaltung 303 über einen Inverter 328 verbunden.

Ersichtlich ist die Logikschaltung nach F i g. 5 komplex, und es wird deshalb kein Versuch unternommen, deren Funktion im einzelnen zu erläutern. Es möge ausreichen, festzustellen, daß sie durch jeden O-Impuls vom Zähler 202 in Funktion gesetzt werden muß und dann festzustellen hat, ob der nächste O-Impuls vor oder nach dem folgenden To-Impuls ankommt Wenn der zweite O-Impuls vor dem Γο-Impuls ankommt, liefert der folgende Γο-Impuls den Einspritzimpuls für die Dosiervorrichtung anstelle des //^Impulses vom Zähler 20Γ. Das stellt sicher, daß für alle Motordrehzahlen unter dem Bereich, für den Daten im Speicher 201 gespeichert sind, ein Einspritzen am oberen Totpunkt für den in Frage stehenden Zylinder erfolgt, anstatt bis zu 30° vor dem

11 12

oberen Totpunkt. Obgleich die Schaltung nach Fig. j komplex ist, ist sie billiger als die zusätzlichen Schaltkreise, die erforderlich wären, um den Drehzahlbereich des Speichers bis zur Anlaßdrehzahl des Motors herunter zu verlängern.

Während das vorstehend beschriebene Aiisführungsbeispiel eine Anwendung der Erfindung zur Steuerung des Zeitpunkts in dem Arbeitstakt eines Dieselmotors darstellt, bei dem Kraftstoff eingespritzt wird, versteht es sich, daß die Erfindung in gleicher Weise für das Steuern des Zündbeginns in Benzinmotoren anwendbar ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

40

50

60

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Bestimmen eines Funktionszeitpunkts für eine Brennkraftmaschine mit einem Positionsgeber (15) zum Erzeugen einer Impulsfolge, wobei jeder Impuls eine Drehung einer von der Maschine angetriebenen Welle um einen bestimmten Winkel angibt, mit einem eine feste Frequenz aufweisenden Taktgeber (17) zur Abgabe von Zäh!- impulsen, mit einem Drehzähler (14) zur Bestimmung der Drehzahl der Welle, mit einem Ausgangszähler (19) zum Bestimmen des Funktionszeitpunktes, mit einem empirisch programmierten Festwertspeicher (12), dessen Eingänge einerseits mit dem Drehzahlzähler (14) und andererseits mit einem einen weiteren Parameter der Maschine anzeigenden Geber (13) verbunden sind und der mit Sollwerten für die Funktionszeitpunkte in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Parameter programmiert ist, mit einem mit dem Taktgeber (17) verbundenen programmierbaren Frequenzteiler (18) und mit einer durch die Impulse des Positionsgebers (15) gesteuerten Schaltanordnung (16), über die der Taktgeber

(17) mit dem Drehzahlzähler (14) oder dem Ausgangszähler (19) verbindbar ist, wodurch der Drehzahlzähler (14) während eines ersten Teils des Arbeitszyklus der Maschine und der Ausgangszähler (19) während eines anderen Teils des Arbeitszyklus Zählimpulse empfangen und wobei während des anderen Teils dto Arbeitszyklus der Funktionszeitpunkt erreicht ist, wenn der Zähivert des Ausgangszählers (19) einem vom Festwertspeicher (12) vorgegebenen Sollwert entspricht, dad -. rch gekennzeichnet, daß der programmierbare Frequenzteuer (18, 2Ö4, 205) Divisorsieuereingänge (A, B, C) aufweist,die mit ausgewählten Ausgängen (Q\,Q2, Q3) des Drehzahlzählers (14; 203) verbunden sind, und derart ausgebildet ist, daß während des ersten Teils des Arbeitszyklus die Frequenz der dem Zähleingang (CK) des Drehzahlzählers (14; 202,203) zugeführten Zählimpulse während des Zählens abhängig vom aktuellen jeweiligen Zählerstand des Drehzahlzählers änderbar ist, und daß während des anderen Teils des Arbeitszyklus die Frequenz der dem Zähleingang (CK) des Ausgangszählers (19; 208, 209) zugeführten Zählimpulse fest ist und der von dem Drehzahlzähler (14) am Ende des ersten Teils des Arbeitszyklus bestimmten Frequenz entspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Ausgangsanschlüsse «?1, Q2, Q3) des Drehzahlzählers (203) die Ausgangsanschlüsse mit den höchstwertigen Bits sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Frequenzteiler

(18) aus der Kombination eines binären Zählers (204), dessen Eingang mit dem Ausgang des Taktgebers (17) verbunden ist, und eines Datenwählers (205) besteht, dessen Dateneingangsanschlüsse (XO, ..., X 6, X7) mit ausgesuchten Stufenausgängen so (Q 0, Q 1, Q 2) des binären Zählers (204) und mit dem Ausgang des Taktgebers (17) verbunden sind und dessen Eingangsanschlüsse (A, B, C)die Divisorsteuereingänge sind.

65 Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bestimmen eines Funktionszeitpunktes für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Anordnung ist aus der französischen Offenlegungsschrift 22 89 744 bekannt Diese Druckschrift beschreibt ein Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen, das einen Festwertspeicher aufweist, der abhängig von zwei Betriebsgrößen des Motors, hier der Drehzahl und der Last, programmiert ist Mit der Kurbelwelle des Motors ist ein Positionsgeber verbunden, dessen Ausgangssignal sich mit der Stellung der Kurbelwelle ändert Der Positionsgeber ist über eine Schaltanordnung, einen Frequenzteiler und einen Drehzahlzähle? mit dem Speicher verbunden. Ein weiterer Ausgang der Schaltanordnung ist mit einem programmierbaren Frequenzteiler verbunden, der an einen Ausgangszähler angeschlossen ist Die Ausgänge des Ausgangszählers und die des Speichers sind mit den Eingängen eines Komparator verbunden. Der Eingang der Schaltanordnung ist an einen Taktgeber angeschlossen.

Während eines bestimmten Winkeibereiches, der durch den Positionsgeber vorgegeben wird, ist der Taktgeber mit dem Drehzahlzähler verbunden, wobei der dazwischengeschaltete Frequenzteiler durch eine feste Zahl dividiert, die der Anzahl der Zylinder des Motors entspricht Auf diese Weise wird die Drehzahl bestimmt und das Zählergebnis, α. h. die jeweilige Drehzahl, wird dem Speicher zugeführt, der abhängig von der Drehzahl dem Komparator einen Sollwert vorgibt Bei Änderung des Ausgangssignals des Positionsgebers wird der Taktgeber über die Schaltanordnung und den programmierbaren Frequenzteiler auf den Ausgangszähler geschaltet. Der Speicher legt abhängig von der vorher bestimmten Drehzahl den Divisor für den programmierbaren Frequenzteiler fest, durch den die vom Taktgeber gelieferte Frequenz geteilt wird. Der Ausgangszähler zählt die Impulse mit einer durch den Divisor geteilien Frequenz des Taktgebers auf. Der Zählerstand des Ausgangszählers wird im Komparator mk dem vom Speicher vorgegebenen Wert verglichen und bei Gleichheit wird ein Einspritzimpuls abgegeben.

Bei dieser bekannten Anordnung wird die Drehzahl in der Weise bestimmt, daß eine Zählung in konstanter Weise über den vollen Drehzahlbereich hinweg erfolgt. Das heißt, es wird nur eine geringe Anzahl von Impulsen vom Positionsgeber bei hoher Drehzahl erfaßt, während bei einer niedrigen Drehzahl im gleichen Winkelbereich eine größere Zahl von Impulsen gezählt wird. Dadurch ■st die Genauigkeit bei niedrigen Drehzahlen sehr viel höher als bei hohen Drehzahlen, bei denen diese Genauigkeit nicht notwendig ist. Dabei benötigt der Speicher einen sehr hohen Speicherplatz. Das bekannte System weist zwar einen programmierbaren Frequenzteiler auf, dieser Frequenzteiler ist aber nur in dem Winkelbereich, in dem der Ausgangszähler zählt, in Funktion. Der Ausgangszähler mißt die Position der Kurbelwelle mit einer durch die Frequenz des Taktgebers vorgegebenen Genauigkeit. Die Frequenz des Taktgebers ist allerdings durch die Kapazität des Ausgangszählers begrenzt. Durch das Anordnen des programmierbaren Teilers kann entweder ein zweiter Zähler mit geringerer Kapazität verwendet werden oder die Genauigkeit erhöht werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Speicherplatz des Festwertspeichers besser ausnutzt, so daß bei gleicher Speicherkapazität eine bessere Winkelauflösung im gesamten Drehzahibereich er-