DE19610609A1

DE19610609A1 - Central processor control unit (CPU) arrangement for cyclically repeated processes in IC engine

Info

Publication number: DE19610609A1
Application number: DE19610609A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Borst; Mathias Lohse; Frank-Thomas Eitrich; Dietrich Dr Schaefer-Siebert; Michael Dr Strugala
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH09329048A; JP4145970B2; DE19610609B4

Abstract

The arrangement includes a calculation unit (10) serving ads the central control unit (CPU) for the calculation of control signals in response to detected operating parameters (n, T, p ...), and at least one output unit (K1... Kn) for the output of the control signals. An output unit comprises a first and a second register (20, 21), which are both respectively connected with the calculation unit, a comparator (26) whose first input is supplied with a clock signal in proportion to an angle, and a counter (25) whose clock input is supplied with a signal sequence with a fixed clock frequency. The first register (20) is connected with the second input of the comparator, and the second register (21) is connected with the counter. The output unit contains a control arrangement (27) which is supplied with the output signal of the comparator, and which stands in reciprocal connection with the output of the counter. An output of the control arrangement is connected with an output switch stage.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum Steuern sich zyklisch wiederholender Vorgänge in Brennkraftmaschinen wie sie aus der DE-PS 31 00 825 bekannt ist.The invention is based on an arrangement for controlling itself cyclical repetitions in internal combustion engines such as it is known from DE-PS 31 00 825.

Die DE-PS 31 00 825 zeigt eine Anordnung zum Steuern sich zyklisch wiederholender Vorgänge in Brennkraftmaschinen, wobei ein Mikroprozessor mit einem Arbeitsspeicher, mit einem Festwertspeicher sowie mit einer Eingabe/Ausgabeeinheit über einen Datenbus und mit Ausnahme der Eingabe/Ausgabeeinheit über einen Adressenbus verbunden ist. Der Mikroprozessor berechnet aufgrund der von Sensoren erfaßten und an der Eingabe/Ausgabeeinheit anliegenden Informationen im Zusammenhang mit fest gespeicherten Bearbeitungsroutinen und Kennfeldern Signale zur Steuerung der Zündung, der Einspritzung und des Getriebes und gibt diese an Schaltendstufen zur Ausführung der gewünschten Schaltbefehle weiter. Die Eingabe/Ausgabeeinheit ist mit einem Interrupteingang des Mikroprozessors verbunden, so daß bei Vorliegen bestimmter Informationen das im Mikroprozessor ablaufende Programm unterbrochen werden kann. Die Eingabe/Ausgabeeinheit enthält zur Ausgabe der vom Mikroprozessor berechneten Stellgrößen einen Winkelinkrementzähler, welcher jeweils bei einem durch eine Bezugsmarke generierten Signal auf einen in einem Zwischenspeicher gespeicherten Zahlenwert gesetzt wird. Hat der Winkelinkrementzähler den Wert Null erreicht, wird er durch ein Überlaufsingal erneut auf den im Zwischenspeicher gespeicherten Zahlenwert gesetzt. Der Zahlenwert ist dabei so festgelegt, daß im Winkelinkrementzähler eine der Zahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entsprechende Zahl von Zählzyklen in einem 720° Kurbelwellenbereich ablaufen. Des weiteren ist für die Ansteuerung jeder Zündendstufe ein Komparator vorgesehen, welcher den Zahlenwert des Winkelinkrementzählers mit einem in einem Zwischenspeicher abgelegen Zahlenwert vergleicht und bei Gleichheit der anliegenden Zahlenwerte einen kurzen Ausgangsimpuls an einen JK-Flipflop erzeugt. Das Ausgangssignal des JK-Flipflop gibt die Schließzeit in der Zündendstufe vor.DE-PS 31 00 825 shows an arrangement for controlling itself cyclically repeating processes in internal combustion engines, being a microprocessor with a working memory, with a read-only memory and one Input / output unit via a data bus and with one exception the input / output unit connected via an address bus is. The microprocessor calculates based on that of sensors detected and applied to the input / output unit Information related to permanently stored Processing routines and maps signals for control ignition, injection and transmission and there this on switching amplifiers to carry out the desired Switch commands continue. The input / output unit is with connected to an interrupt input of the microprocessor, so that if certain information is available, this is in the microprocessor running program can be interrupted. The Input / output unit contains for the output of the Microprocessor calculates a manipulated variable Angular increment counter, which in each case by a Reference mark generated signal on one in one Buffer stored numerical value is set. Has the angle increment counter reaches zero, it becomes by means of an overflow signal again in the buffer stored numerical value. The numerical value is included set so that one of the number in the angular increment counter the cylinder of the internal combustion engine corresponding number of Counting cycles in a 720 ° crankshaft range. Of Another is for the control of each ignition output stage Comparator provided which the numerical value of the Angle increment counter with one in a buffer compares the remote numerical value and if the a short output pulse to a JK flip-flop generated. The output signal of the JK flip-flop gives the closing time in the ignition stage.

Es ist weiterhin eine ähnliche Vorrichtung aus der DE-OS 37 14 998 bekannt. Hierbei weist das Steuergerät eine Berechnungseinheit auf, in welcher die auszugebenden Stellgrößen berechnet werden. Weiterhin ist eine Ausgabeschnittstelle zur Ausgabe der Stellgrößen vorhanden, wobei die Ausgabeschnittstelle teilweise direkt mit der Berechnungseinheit und teilweise über ein Vorbereitungsregister und ein Ausgaberegister mit der Berechnungseinheit in Verbindung steht. Die berechneten Stellgrößen werden zunächst in das Vorbereitungsregister gelesen und beim Auftreten eines kurbelwellensynchronen Signals, welches von der Berechnungseinheit geliefert wird über das Ausgaberegister an die Ausgabeschnittstelle übertragen. Hierbei wird von der Berechnungseinheit jeweils das kurbelwellensynchrone Signal zur Ausgabe der Stellgröße geliefert, so daß die Berechnungseinheit echtzeitkritische Aufgaben bei der Ausgabe des kurbelwellensynchronen Signals erfüllt. Das Ausgaberegister wird ferner vor jeder Zündung von der Berechnungseinheit beschrieben. Diese doch schaltungstechnischen Realisierungen sollen vereinfacht und gleichzeitig vielseitiger einsetzbar werden.It is also a similar device from DE-OS 37 14 998 known. Here, the control unit has one Calculation unit in which the to be output Manipulated variables are calculated. Furthermore, one Output interface for output of the manipulated variables available, the output interface partly directly with the Calculation unit and partly over one Preparation register and an output register with the Calculation unit is connected. The calculated Actuating variables are initially in the preparation register read and when a crankshaft synchronous occurs Signal, which is supplied by the calculation unit via the output register to the output interface transfer. Here, the calculation unit in each case the crankshaft-synchronous signal for output of the manipulated variable delivered so that the calculation unit real-time critical Tasks for the output of the crankshaft synchronous signal Fulfills. The output register is also before each ignition described by the calculation unit. This one circuitry realizations should be simplified and become more versatile at the same time.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche hat den Vorteil, daß durch die Trennung der Stellgrößenberechnung und der Stellgrößenausgabe die Software in den Steuergeräten von echtzeit-kritischen Aufgaben, die eine besonders kurze Reaktionszeit erfordern, entlastet wird. Es werden so unnötige Interrups vermieden, was zu einer Vereinfachung der Software und der Softwarestrukturen im Steuergerät führt. Diese Trennung bewirkt weiterhin wesentlich kürzere Entwicklungszeiten und eine wesentlich bessere Prüfbarkeit der Software und der gesamten Steuergeräte. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß der Prozessor des Steuergerätes von der Aufgabe der Signalausgabe entlastet wird und somit das Steuergerät für einen erweiterten Funktionsumfang einsetzbar ist. Letztendlich kann der Prozessor des Steuergerätes die Stellgrößen für Zündung und Einspritzung völlig asynchron zur Kurbelwellenumdrehung und damit zum Kurbelwellensignal berechnen und diese Größen in das entsprechenden Register ablegen. Der kennzeichnende Teil des nebengeordneten Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß Schließwinkel und Schließzeit für die Ansteuerung des Stromfluß in der Zündspule und damit die Zündung mit einfachen Bausteinen erfolgt. Durch das kennzeichnende Merkmal des nebengeordneten Anspruchs 2 wird eine Schließwinkel- und Zündwinkelausgabe lediglich mit einem Vergleicher, an welchen ein winkelproportionales Signal geführt ist, realisiert.The arrangement according to the invention with the characteristic Features of the independent claims has the advantage that by separating the manipulated variable calculation and the The software in the control units of real-time critical tasks that are particularly short Response time require is relieved. It will be so unnecessary interrups avoided, which simplifies the process Software and the software structures in the control unit leads. This separation also results in much shorter periods Development times and a much better testability the software and the entire control units. As another The advantage is that the processor of the control unit is relieved of the task of signal output and thus the control unit for an expanded range of functions can be used. Ultimately, the processor of the Control unit the control variables for ignition and injection completely asynchronous to the crankshaft revolution and thus to Calculate crankshaft signal and put these quantities into that file the appropriate register. The characteristic part of the independent claim 1 has the advantage that Closing angle and closing time for controlling the Current flow in the ignition coil and thus the ignition simple building blocks. By the characteristic Feature of the independent claim 2 is a Closing angle and ignition angle output with only one Comparators on which a signal proportional to the angle is implemented.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Anordnung möglich. So ist es vorteilhaft vom Steuergerät getrennt eine Geberradauswerteschaltung vorzusehen, die aus dem Kurbelwellen- und/oder Nockenwellensignal die Drehzahl bestimmt und an das Steuergerät weiterleitet. Damit ist das Steuergerät selbst von der Drehzahlberechnung entlastet. Gleichzeitig liefert die Geberradauswerteschaltung ein winkelproportionales Signal für die Ausgabeeinheit. Besonders vorteilhaft ist, daß jede Ausgabeeinheit so aufgebaut ist, daß sie sowohl zwei winkelabhängige Signale, wie Schließwinkel und Zündwinkel als auch ein winkelabhängiges Signal und ein zeitabhängiges Signal, wie Schließwinkel und Schließzeit ausgeben kann. Damit können alle Ausgabeeinheiten in einem Fertigungsprozeß hergestellt werden, wodurch eine bessere Auslastung der Werkzeuge erzielt wird, was letztendlich die Herstellung verbilligt. Eine Anzahl von Ausgabeeinheiten für jeweils eine Stellgröße wird je nach Bedarf in einer Brennkraftmaschine zu einem Modul zusammengesetzt. Für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine wären beispielsweise zwölf Ausgabeeinheiten in einem Modul erforderlich, und zwar vier Ausgabeeinheiten für die Zündung, vier Ausgabeeinheiten für die Einspritzung und vier Ausgabeeinheiten für sonstige Vorgänge. Jede Ausgabeeinheit enthält ein Konfigurationsregister, in welchem bei Festlegung der auszugebenden Stellgröße durch diese Ausgabeeinheit die jeweilige Verbindung und Reihenfolge der abzulaufenden Vorgänge in einer Ausgabeeiheit festgelegt wird. Die Universalität und die freie Konfigurierbarkeit dieser Ausgabeeinheiten, die zu einem Module zusammengefaßt sind, erlaubt den Einsatz eines Moduls in sehr verschiedenen Steuergeräten.By the measures listed in the subclaims advantageous developments and improvements in the arrangement specified possible. So it is advantageous to separate one from the control unit Provide encoder wheel evaluation circuit, which from the Crankshaft and / or camshaft signal the speed determined and forwarded to the control unit. That’s it Control unit itself relieved of the speed calculation. At the same time, the sensor wheel evaluation circuit delivers angle-proportional signal for the output unit. It is particularly advantageous that each output unit is so is built up that it has two angle-dependent signals, like closing angle and firing angle as well angle-dependent signal and a time-dependent signal, such as Can output closing angle and closing time. So that can all output units are manufactured in one manufacturing process be, which means better utilization of the tools is achieved, which ultimately makes the manufacture cheaper. A number of output units for one manipulated variable each becomes an as required in an internal combustion engine Module assembled. For a four-cylinder internal combustion engine would be twelve, for example Output units required in one module, four Output units for the ignition, four output units for the injection and four output units for others Operations. Each output unit contains one Configuration register, in which when the output to be output by this output unit respective connection and sequence of those to be expired Operations in an output unit. The Universality and the free configurability of this Output units that are combined into a module allows the use of one module in very different Control units.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are in the drawing shown and in the following description explained. Show it

Fig. 1 den Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 2 den Aufbau eines Ausgabeeinheit. Fig. 1 shows the basic structure of the arrangement according to the invention, Fig. 2 shows the structure of an output unit.

Description of the embodiments

Fig. 1 zeigt den Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Anordnung. Diese Figur zeigt die notwendigen Bestandteile zur Steuerung sich zyklisch wiederholender Vorgänge. Hierzu sind einem Steuergerät 10, welches die zentrale Prozessoreinheit darstellt, die von nicht dargestellten Sensoren erfaßten Signale der Betriebsparameter als Eingangssignale 11 zugeführt. Solche Eingangssignale 11 sind beispielsweise der Brennraumdruck, der Saugrohrdruck, die Temperatur oder die Last. Mit dem Steuergerät 10 steht eine Geberradauswerteeinrichtung 12 über einen Datenbus 13 in Verbindung. Der Geberradauswerteschaltung 12 sind die Signale des Kurbelwellensensors KW und/oder des Nockenwellensensors NW zugeführt. Die aufbereiteten Gebersignale werden über einen Datenbus 13 an das Steuergerät 10 geleitet. In der Geberradauswerteschaltung 12 ist eine Winkeluhr angeordnet und mit dem Bezugszeichen 12a versehen. Die Geberradauswerteschaltung 12 ist über die Winkeluhr 12a mit den einzelnen Ausgabeeinheiten K1 . . . Kn verbunden. Jede Ausgabeeinheit, im weiteren auch als Kanal bezeichnet, ist außerdem mit dem Steuergerät 10 verbunden. In der Fig. 1 ist parallel zum Steuergerät 10 und der Geberradauswerteschaltung 12 ein Taktgenerator 22 vorgesehen, welcher ein zeitlich getaktes Signal 24 liefert. Anstelle des zeitlich getakteten Signals ist es auch möglich, eine Signal folge mit einer der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwelle proportionalen Frequenz an die Ausgabeeinheiten zu liefern. Dieses zeitlich getaktete Signal ist sowohl der CPU 10 als auch den Kanälen K1 . . . Kn zugeführt. Denkbar ist auch , daß der Taktgenerator 22 und die CPU 10 in einer Baueinheit zusammengefaßt sind, wie dies durch das gestrichelte Kästchen in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 30 versehen, dargestellt ist. Jeder Kanal K1 . . . Kn realisiert die Ausgabe einer Stellgrößen in Form der Ansteuersignale 28 an die entsprechende Ansteuerendstufe 14. Zur Ansteuerung verschiedener Schalterendstufen beispielsweise die einzelnen Zündendstufen bei Brennkraftmaschinen mit ruhender Verteilung sind mehrere Kanäle zu einem sogenannten Modul zusammengefaßt. Die Anzahl der Module kann beliebig sein. Jedem Kanal K1 . . . Kn ist der Ausgang eines übergeordneten Registers WD zugeführt, welches eine minimal oder maximal zulässige Dauer des jeweiligen Steuersingals enthält. Damit wird sichergestellt, daß eine Mindestschließzeit für die Aufladung der Zündspule, so daß in jedem Fall ein Zündfunke entsteht, gewährleistet ist. Fig. 1 shows the basic structure of the arrangement according to the invention. This figure shows the necessary components for the control of cyclically repeating processes. For this purpose, a control unit 10 , which represents the central processor unit, is supplied with the signals of the operating parameters detected by sensors, not shown, as input signals 11 . Such input signals 11 are, for example, the combustion chamber pressure, the intake manifold pressure, the temperature or the load. A sensor wheel evaluation device 12 is connected to the control unit 10 via a data bus 13 . The signals from the crankshaft sensor KW and / or the camshaft sensor NW are fed to the transmitter wheel evaluation circuit 12 . The processed encoder signals are sent to the control unit 10 via a data bus 13 . An angle clock is arranged in the transmitter wheel evaluation circuit 12 and provided with the reference symbol 12 a. The encoder wheel evaluation circuit 12 is via the angle clock 12 a with the individual output units K1. . . Kn connected. Each output unit, hereinafter also referred to as a channel, is also connected to the control unit 10 . In FIG. 1, a clock generator 22 is provided in parallel to the control unit 10 and the sensor wheel evaluation circuit 12 , which supplies a clocked signal 24 . Instead of the time-clocked signal, it is also possible to deliver a signal sequence with a frequency proportional to the rotational speed of the crankshaft to the output units. This timed signal is both the CPU 10 and the channels K1. . . Kn fed. It is also conceivable that the clock generator 22 and the CPU 10 are combined in one structural unit, as is shown by the dashed box in FIG. 2 with the reference symbol 30 . Each channel K1. . . Kn realizes the output of a manipulated variable in the form of the control signals 28 to the corresponding control output stage 14 . To control different switch output stages, for example the individual ignition output stages in internal combustion engines with a stationary distribution, several channels are combined to form a so-called module. The number of modules can be any. Each channel K1. . . Kn is fed to the output of a higher-level register WD, which contains a minimum or maximum permissible duration of the respective control signal. This ensures that a minimum closing time for charging the ignition coil, so that an ignition spark is generated, is guaranteed.

Im folgenden soll die Wirkungsweise der Fig. 1 erläutert werden. Die Geberradauswerteschaltung 12 wertet digitalisierte Kurbelwellen- und Nockenwellensignale aus. Sie synchronisiert sich selbst und verfeinert das Kurbelwellensignal. Die Geberradauswerteschaltung bildet dabei ein winkelsynchrones Signal, mit welchem die Winkeluhr angetrieben wird. Die Funktion einer solchen Winkeluhr ist bereits bekannt und beispielsweise in der DE-OS 39 27 967 bzw. der korrespondierenden US-PS 5 222 110 beschrieben. Die Winkeluhr 12a zeigt damit jederzeit die aktuelle Kurbelwellenposition an. Aus Kurbelwellen- und Nockenwellensignal wird in der Geberradauswerteschaltung 12 die Drehzahl berechnet und über den Datenbus 13 an das Steuergerät 10 geleitet, so daß hier aufgrund von Drehzahl und Last, welche über das Eingangssignal 11 an das Steuergerät 10 geführt ist, der Zündzeitpunkt und die Schließzeit für eine Zündung oder Einspritzbeginn und Einspritzdauer berechnet werden. Die berechneten Stellgrößen werden vom Steuergerät 10 an die einzelnen Kanäle eines Moduls übertragen, hierbei können die verschiedenen Module M1, M2, M3 verschiedene Funktionen realisieren. Da den Modulen das winkelsynchrone Signal der Winkeluhr 12a und das Signal des Taktgenerators 22 zugeführt ist, können die Module die vorher vom Steuergerät 10 empfangenen Stellgrößen an die entsprechenden Endstufen 14 ohne zusätzlichen Interrupt von seitens des Steuergerätes 10 ausgeben, indem der Inhalt des Registers, in welchem eine winkelabhängige Steuergröße abgelegt ist, mit dem Inhalt der Winkeluhr 12a verglichen wird. Damit ist das Steuergerät 10 von echtzeitkritischen Aufgaben der Signalausgabe befreit.The mode of operation of FIG. 1 will be explained below. The encoder wheel evaluation circuit 12 evaluates digitized crankshaft and camshaft signals. It synchronizes itself and refines the crankshaft signal. The encoder wheel evaluation circuit forms an angle-synchronous signal with which the angle clock is driven. The function of such an angle clock is already known and is described, for example, in DE-OS 39 27 967 or the corresponding US Pat. No. 5,222,110. The angle clock 12 a thus shows the current crankshaft position at all times. Of crankshaft and camshaft signal, the speed is calculated and passed via the data bus 13 to the controller 10 so that here on the basis of speed and load, which is passed through the input signal 11 to the controller 10, the ignition timing and the closing timing in the encoder wheel values circuit 12 be calculated for an ignition or start of injection and injection duration. The calculated manipulated variables are transmitted from the control unit 10 to the individual channels of a module; the various modules M1, M2, M3 can implement different functions. Since the modules are supplied with the angle-synchronous signal from the angle clock 12 a and the signal from the clock generator 22 , the modules can output the manipulated variables previously received by the control unit 10 to the corresponding output stages 14 without an additional interrupt on the part of the control unit 10 by changing the content of the register, in which an angle-dependent control variable is stored, is compared with the content of the angle clock 12 a. The control device 10 is thus freed from real-time-critical tasks of signal output.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Moduls zur Ausgabe der berechneten Stellgrößen. Ein solches Modul M besteht aus mehreren Ausgeeinheiten, den Kanälen K1 . . . Kn, wobei jeder dieser Kanäle die Ausgabe einer einzelnen Stellgröße realisiert. Die Kanäle sind dabei jeweils identisch aufgebaut und können je nach Bedarf konfiguriert werden, d. h. der Aufbau eines Kanals ermöglicht sowohl die Steuerung winkelabhängiger als auch zeitabhängiger Größen und die jeweilige Funktion wird für jeden Kanal erst dann im Konfigurationsregister abgelegt, wenn die Aufgabe der Ausgabeeinheit feststeht. Der Aufbau der Kanäle soll nun anhand des Kanals K1 des Moduls erläutert werden. Fig. 2 shows the structure of a module for outputting the calculated manipulated variables. Such a module M consists of several units, the channels K1. . . Kn, each of these channels realizing the output of a single manipulated variable. The channels are each structured identically and can be configured as required, i.e. the structure of a channel enables both angle-dependent and time-dependent variables to be controlled and the respective function is only stored in the configuration register for each channel when the task of the output unit has been determined. The structure of the channels will now be explained using the channel K1 of the module.

Jeder Kanal enthält ein erstes Register 20 und ein zweites Register 21, wobei an jedes dieser Register 20 und 21 eine Verbindung vom Steuergerät 10 geführt ist, so daß die vom Steuergerät berechnete Stellgrößen in diese Register 20 und 21 abgelegt werden. Außerdem ist jedes der beiden Register 20 und 21 mit einem Zähler 25 und einem Vergleicher 26 verbunden, während an den Zähler 25 außerdem das Taktsignal 24 des Taktgenerators 22 sowie ein Ausgang des übergeordneten Watchdoch-Register WD und an den Vergleicher 26 das winkelsynchrone Signal der Winkeluhr 12a geführt ist. Außerdem sind sowohl der Zähler 25 als auch der Vergleicher 26 über eine wechselwirkende Verbindung mit einem Steuerwerk 27 und einem dem Steuerwerk 27 zugeordneten Konfigurationsregister 23 verbunden. Das Steuerwerk 27 sorgt dafür, daß die entsprechende Stellgröße bei Erreichen des entsprechenden Kurbelwinkels oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die beispielsweise die Schließzeit oder die Einspritzdauer sind, über ein entsprechendes Ausgabesignal 28 an die in Fig. 1 dargestellte Schaltendstufe 14 ausgegeben wird. Das Steuerwerk 27 ist außerdem noch mit einem Statusregister 29 verbunden, das ebenfalls im Kanal K1 angeordnet ist. Das Steuerwerk 27 steuert den zeitlichen Ablauf der Vergleichs- und Zähloperationen.Each channel contains a first register 20 and a second register 21 , a connection from the control device 10 being made to each of these registers 20 and 21 , so that the manipulated variables calculated by the control device are stored in these registers 20 and 21 . In addition, each of the two registers 20 and 21 is connected to a counter 25 and a comparator 26 , while the clock signal 24 of the clock generator 22 and an output of the superordinate watchdoch register WD are also connected to the counter 25, and the angle-synchronous signal of the angle clock to the comparator 26 12 a is performed. In addition, both the counter 25 and the comparator 26 are connected via an interactive connection to a control unit 27 and a configuration register 23 assigned to the control unit 27 . The control unit 27 ensures that the corresponding manipulated variable is output via a corresponding output signal 28 to the switching output stage 14 shown in FIG. 1 when the corresponding crank angle is reached or after a predetermined time, which is, for example, the closing time or the injection duration. The control unit 27 is also connected to a status register 29 , which is also arranged in the channel K1. The control unit 27 controls the timing of the comparison and counting operations.

Die Funktionsweise eines solchen Moduls soll nun anhand der Einspritzung und der Zündung erläutert werden.The mode of operation of such a module should now be based on the Injection and ignition are explained.

Für die Steuerung der Einspritzung stehen in den Registern 20 und 21 vom Steuergerät 10 berechnete Werte, wobei im ersten Register 20 der Winkel für den Beginn der Einspritzung und im zweiten Register 21 die Einspritzdauer abgelegt ist. Der Vergleicher 26 vergleicht den Inhalt des Registers 20 mit dem Wert der Winkeluhr. Bei Gleichheit dieser beiden Werte, wird vom Steuerwerk 27 ein entsprechendes Signal zum Einspritzbeginn ausgegeben. Gleichzeitig wird der Wert des Registers 21, welcher die Einspritzdauer repräsentiert, in den Zähler 25 geladen, welcher nun in Abhängigkeit eines Zeittaktes 24 herunterzählt. Bei Erreichen des Wertes Null wird die Einspritzung beendet. Denkbar wäre aber auch ein aufwärtszählender Zähler, welcher beispielsweise beim Einspritzbeginn von Null beginnend los zählt und ein Vergleich des Inhalts des Registers 21 und des Zählers 25 in der Art durchgeführt wird, so daß bei Gleichheit dieser Werte die Einspritzung beendet wird.Values calculated by control unit 10 are stored in registers 20 and 21 for controlling the injection, the angle for the start of injection being stored in first register 20 and the injection duration in second register 21 . The comparator 26 compares the content of the register 20 with the value of the angle clock. If these two values are identical, the control unit 27 outputs a corresponding signal at the start of injection. At the same time, the value of the register 21 , which represents the injection duration, is loaded into the counter 25 , which now counts down as a function of a timing clock 24 . When the value reaches zero, the injection is ended. However, it would also be conceivable to have an up-counting counter which, for example, starts from zero when the injection begins and a comparison of the contents of the register 21 and the counter 25 is carried out in such a way that the injection is terminated if these values are identical.

Auf gleicher Weise ist die Zündung realisierbar. Für die Steuerung der Zündung sind im ersten Register 20 der Winkel des Schließbeginns abgelegt und im zweiten Register 21 der Zündwinkel. Nun wird der Vergleicher 26 den Inhalt des ersten Registers mit der Winkeluhr vergleichen und bei Gleichheit dieser Werte die Zündendstufe für den Schließbeginn angesteuert. Gleichzeitig wird nun der Inhalt des Registers 21 mit dem Wert der Winkeluhr verglichen und bei Gleichheit die Schließzeit beendet und eine Zündung ausgelöst.The ignition can be implemented in the same way. For the control of the ignition, the angle of the start of closing is stored in the first register 20 and the ignition angle in the second register 21 . The comparator 26 will now compare the content of the first register with the angle clock and, if these values are the same, the ignition output stage for the start of closing will be activated. At the same time, the content of register 21 is now compared with the value of the angle clock and, in the event of equality, the closing time ends and an ignition is triggered.

Die Reihenfolge der einzelnen Schritte und ob der in einem Register abgelegte Wert mit dem Wert der Winkeluhr verglichen werden soll oder ob er im Zähler in Abhängigkeit des Zeittaktes heruntergezählt werden soll, ist in jedem Kanal im Konfigurationsregister 23 festgelegt. Der Aufbau aller Kanäle ist identisch und eine Bestimmung und genaue Festlegung, welche Stellgröße mittels eines bestimmten Kanals ausgegeben werden soll, wird im Konfigurationsregister abgelegt, so daß eine Anpassung der Ausgabeeinheiten an verschiedene Steuergeräte und der Einsatz in unterschiedlichen Brennkraftmaschinen möglich ist.The sequence of the individual steps and whether the value stored in a register is to be compared with the value of the angle clock or whether it is to be counted down in the counter depending on the time cycle is defined in each channel in the configuration register 23 . The structure of all channels is identical and a determination and precise definition of which manipulated variable is to be output by means of a specific channel is stored in the configuration register, so that the output units can be adapted to different control units and used in different internal combustion engines.

Letztendlich ist in dem Modul noch ein Statusregister 29 vorgesehen, das von der Steuereinheit 27 gesetzt wird. Dieses Statusregister dient der Beobachtbarkeit modulinterner Vorgänge. Das Statusregister 29 hat jeweils die aktuelle Information in welcher Bearbeitungsphase sich eine Ausgabeeinheit befindet.Finally, a status register 29 is provided in the module, which is set by the control unit 27 . This status register is used to monitor internal module processes. The status register 29 has the current information in which processing phase an output unit is located.

Diese Module, welche man auch als Peripheriemodule bezeichnen kann, benötigen für die Ausgabe verschiedener Stellgrößen keine softwaremäßige Aufbereitung, sondern sind in der Lage durch den Einsatz von Vergleichern und Zählern, die Ausgabe der Stellgröße auf rein hardwaremäßiger Basis zu realisieren.These modules, which are also called peripheral modules can denote need for output different Actuating variables are not software-based processing, but are able through the use of comparators and counters, the output of the manipulated variable on a purely hardware basis realize.

Claims

1. Arrangement for controlling cyclically repeating processes in internal combustion engines with a calculation unit ( 10 ) for calculating the manipulated variables on the basis of detected operating parameters (n, T, p...), With at least one output unit (K1... Kn) for outputting a manipulated variable , wherein an output unit contains a first and a second register ( 20 , 21 ), both of which are each connected to the calculation unit ( 10 ), a comparator ( 26 ), at whose first input an angle-proportional clock signal is carried, a counter ( 25 ) , at the clock input of which a signal sequence with a fixed clock frequency is guided, the first register ( 20 ) being connected to the second input of the comparator and the second register ( 21 ) being connected to the counter ( 25 ) and the output unit being a control unit ( 27 ) to which the output signal of the comparator is routed and which is in mutual connection with the output of the counter ( 25 ) and wherein an output of the control unit ( 27 ) is connected to a switching output stage.

2. Arrangement for controlling cyclically repeating processes in internal combustion engines with a calculation unit ( 10 ) for calculating the manipulated variables on the basis of detected operating parameters (n, T, p...), With at least one output unit (K1... Kn) for outputting a manipulated variable , wherein an output unit contains a first and a second register ( 20, 21 ), both of which are each connected to the calculation unit ( 10 ), a comparator ( 26 ), at the first input of which an angle-proportional clock signal is conducted and the second input of which first register ( 20 ) and the second register ( 21 ) is connected and wherein the. Output unit contains a control unit ( 27 ), the output of the comparator ( 26 ) being mutually connected to the control unit ( 27 ) and an output of the control unit ( 27 ) being connected to a switching output stage.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the signals of a crankshaft sensor (KW) and / or camshaft sensor (NW) are guided to a sensor wheel evaluation circuit ( 12 ), so that the sensor wheel evaluation circuit determines the speed (s) and an output of the Sensor wheel evaluation circuit ( 12 ) is connected to the calculation unit ( 10 ) and that the angle-synchronous signal is supplied by the sensor wheel evaluation circuit and is passed to the comparator ( 26 ).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 27 ) contains a configuration register ( 23 ) in which it is determined which manipulated variable the individual registers contain and how the content of the register for the output of an output signal ( 28 ) is to be evaluated.

5 Arrangement according to one of the preceding claims, characterized featured that a variety of output units too one module (M1, M2, M3) are combined and each Output unit controls a switching amplifier.