DE19610609B4

DE19610609B4 - Arrangement for controlling cyclically repeating processes in internal combustion engines

Info

Publication number: DE19610609B4
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: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: DE19610609A1; JPH09329048A; JP4145970B2

Abstract

Anordnung zum Steuern sich zyklisch wiederholender Vorgänge in Brennkraftmaschinen mit einer Berechnungseinheit (10) zur Berechnung der Stellgrößen aufgrund erfaßter Betriebsparameter (n, T, p .. . ), mit mindestens einer Ausgabeeinheit (K1 . .. Kn) zur Ausgabe einer StellgröBe, wobei eine Ausgabeeinheit ein erstes und ein zweites Register (20, 21) enthält, die jeweils beide mit der Berechnungseinheit (10) verbunden sind, einen Vergleicher (26), an dessen ersten Eingang ein winkelproportionales Taktsignal geführt ist, einen Zähler (25), an dessen Takteingang eine Signal folge mit fester Taktfrequenz geführt ist, enthält, wobei das erste Register (20) mit dem zweiten Eingang des Vergleichers und das zweite Register (21) mit dem Zähler (25) verbunden ist und wobei die Ausgabeeinheit ein Steuerwerk (27) enthält, an welches das Ausgangssignal des Vergleichers geführt ist und welches mit dem Ausgang des Zähler (25) in wechselseitiger Verbindung steht und wobei ein Ausgang des Steuerwerk (27) mit einer Schaltendstufe verbunden ist.Arrangement for controlling cyclically repeating processes in internal combustion engines with a calculation unit (10) for calculating the manipulated variables based on detected operating parameters (n, T, p ...), With at least one output unit (K1. .. Kn) for outputting a manipulated variable, whereby 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), to the first input of which an angle-proportional clock signal is carried, a counter (25) whose clock input contains a signal sequence with a fixed clock frequency, 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) contains, to which the output signal of the comparator is led 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.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum Steuern sich zyklisch wiederholender Vorgänge in Brennkraftmaschinen wie sie aus der DE A1 31 00 825 bekannt ist.The invention is based on an arrangement for controlling cyclically repetitive processes in internal combustion engines such as that of the DE A1 31 00 825 is known.

Die DE A1 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.The DE A1 31 00 825 shows an arrangement for controlling cyclically repeating processes in internal combustion engines, a microprocessor being connected to a working memory, to a read-only memory and to an input / output unit via a data bus and with the exception of the input / output unit via an address bus. The microprocessor calculates signals for controlling the ignition, the injection and the transmission on the basis of the information recorded by sensors and applied to the input / output unit in connection with permanently stored processing routines and maps, and forwards them to switching output stages for executing the desired switching commands. The input / output unit is connected to an interrupt input of the microprocessor, so that when certain information is available, the program running in the microprocessor can be interrupted. The input / output unit contains an angle increment counter for outputting the manipulated variables calculated by the microprocessor, which is set to a numerical value stored in a buffer each time a signal is generated by a reference mark. Once the angular increment counter has reached zero, it is reset to the numerical value stored in the buffer memory by an overflow signal. Furthermore, a comparator is provided for the control of each ignition output stage, which compares the numerical value of the angle increment counter with a numerical value stored in a buffer and generates a short output pulse to a JK flip-flop if the applied numerical values are identical.The output signal of the JK flip-flop indicates the closing time the ignition stage.

Es ist weiterhin eine ähnliche Vorrichtung aus der DE A1 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 the DE A1 37 14 998 known Here, the control unit has a calculation unit in which. the manipulated variables to be output are calculated. There is also an output interface for outputting the manipulated variables, the output interface being partly directly connected to the calculation unit and partly via a preparation register and an output register with the calculation unit.The calculated manipulated variables are first read into the preparation register and when a crankshaft-synchronous signal, which is from The calculation unit supplied is transmitted to the output interface via the output register. In this case, the calculation unit delivers the crankshaft-synchronous signal for output of the manipulated variable, so that the calculation unit fulfills real-time-critical tasks when outputting the crankshaft-synchronous signal. The output register is also written by the calculation unit before each ignition. These realizations in terms of circuit technology should be simplified and at the same time more versatile.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche hat den Vorteil, daß durch die Trennung der StellgröBenberechnung 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 the separation of the manipulated variable calculation and the manipulated variable output the software in the control units of real-time-critical tasks that have a particularly short response time require is relieved. So unnecessary interrups are avoided This leads to a simplification of the software and the software structures in the control unit Separation continues to result in significantly shorter development times and a much better testability the software and the entire control units. Another advantage is to see that the Processor of the control unit is relieved of the task of signal output and thus the control unit for one extended 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 the crankshaft signal calculate and put these sizes into that file the appropriate register. The distinctive part of the sibling Claim 1 has the advantage that the closing angle and closing time for the Control of the current flow in the ignition coil and with it the ignition simple building blocks is done by the characteristic feature of secondary claim 2 is a closing angle and ignition angle output only with a comparator, on which an angle proportional Signal led is realized.

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 Gebenadauswerteschaltung 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 Modul zusammengefaßt sind, erlaubt den Einsatz eines Modul in sehr verschiedenen Steuergeräten.The measures listed in the subclaims permit advantageous developments and improvements of the arrangement specified in the independent claims. Thus, it is advantageous to provide a metering evaluation circuit which is separate from the control unit and which determines the speed from the crankshaft and / or camshaft signal and forwards it to the control unit. The control unit itself is thus relieved of the speed calculation. At the same time, the encoder wheel evaluation circuit supplies an angle-proportional signal for the output unit. It is particularly advantageous that each output unit is constructed in such a way that it contains both angle-dependent signals, such as closing angle and ignition angle, and an angle-dependent signal and a time-dependent signal, such as Can output closing angle and closing time. This means that all output units can be produced in one production process, which means that better utilization of the tools is achieved, which ultimately makes production cheaper. A number of output units for one manipulated variable is assembled into a module as required in an internal combustion engine Twelve output units are required in one module, namely four output units for the ignition, four output units for the injection and four output units for other operations. Each output unit contains a configuration register in which, when the manipulated variable to be output is determined by this output unit, the respective connection and sequence of the operations to be carried out is defined in an output unit. The universality and free configurability of these output units, which are combined into one module, allows the use of a module in very different control units.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and in the description below explained in more detail. It demonstrate

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

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

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 Nokkenwellensensors 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 1 ist parallel zum Steuergerät 10 und der Geberradauswerteschaltung 12 ein Taktgenerator 22 vorgesehen, welcher ein zeitlich getaktes Signal 24 liefen. 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 2 mit dem Bezugszeichen 30 versehen, dargestellt ist. Jeder Kanal K1 ... Kn realisiert die Ausgabe einer Stellgröße 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. 1 shows the basic structure of the arrangement according to the invention. This figure shows the components necessary to control cyclically repeating processes. For this are a control unit 10 , which represents the central processor unit, the signals of the operating parameters detected by sensors, not shown, as input signals 11 fed. Such input signals 11 are, for example, the combustion chamber pressure, the intake manifold pressure, the temperature or the load. With the control unit 10 there is a sensor wheel evaluation device 12 via a data bus 13 in connection. The sensor wheel evaluation circuit 12 the signals from the crankshaft sensor KW and / or the camshaft sensor NW are fed. The processed encoder signals are sent via a data bus 13 to the control unit 10 directed. In the encoder wheel evaluation circuit 12 an angle clock is arranged and with the reference symbol 12a Mistake. The encoder wheel evaluation circuit 12 is about the angle clock 12a with the individual output units K1. , , Kn connected. Each output unit, also referred to below as a channel, is also connected to the control unit 10 connected. In the 1 is parallel to the control unit 10 and the sensor wheel evaluation circuit 12 a clock generator 22 provided which is a timed signal 24 walked. Instead of the 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 as well as the channels K1 ... Kn. It is also conceivable that the clock generator 22 and the CPU 10 are summarized in one unit, as indicated by the dashed box in 2 with the reference symbol 30 provided, is shown. 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 various 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 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 39 27 967 A1. 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 the 1 are explained. 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 for example in the DE 39 27 967 A1. described. The angle clock 12a thus shows the current crankshaft position at all times. The crankshaft and camshaft signal becomes in the sender wheel evaluation circuit 12 the speed is calculated and via the data bus 13 to the control unit 10 passed so that here due to speed and load, which is via the input signal 11 to the control unit 10 is led, the ignition timing and the closing time for an ignition or start of injection and injection duration are calculated. The control variables calculate the manipulated variables 10 transmitted to the individual channels of a module, the various modules M1, M2, M3 can implement different functions. Since the modules receive the angle-synchronous signal from the angle clock 12a and the signal of the clock generator 22 The modules can be fed from the control unit 10 received control values to the corresponding output stages 14 without additional interrupt from the control unit 10 output by the content of the register, in which an angle-dependent control variable is stored, with the content of the angle clock 12a is compared. This is the control unit 10 freed from real-time critical tasks of signal output.

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. 2 shows the structure of a module for the output of the calculated manipulated variables. Such one 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 constructed identically and can be configured as required, i.e. h The construction of a channel enables both angle-dependent and time-dependent variables to be controlled, and the respective function for each channel is only stored in the configuration register when the task of the output unit has been determined. The structure of the channels will now be explained using 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 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 , with each of these registers 20 and 21 a connection from the control unit 10 is performed, so that the manipulated variables calculated by the control unit in these registers 20 and 21 be filed. In addition, each of the two registers 20 and 21 with a counter 25 and a comparator 26 connected while at the counter 25 also the clock signal 24 of the clock generator 22 and an output of the higher-level watchdoch register WD and to the comparator 26 the angle-synchronous signal of the angle clock 12a is led. Also, both the counter 25 as well as the comparator 26 via an interactive connection with a control unit 27 and one to the control unit 27 assigned configuration register 23 connected. The control unit 27 ensures that the corresponding manipulated variable when the corresponding crank angle is reached or after a predetermined time, which is, for example, the closing time or the injection duration, via a corresponding output signal 28 to the in 1 Switching stage shown 14 is issued. The control unit 27 is also with a status register 29 connected, 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.How it works Module will now be explained based on the injection and the ignition.

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.The registers are used to control the injection 20 and 21 from the control unit 10 calculated values, whereby in the first register 20 the angle for the start of injection and in the second register 21 the injection period is stored. The comparator 26 compares the content of the register 20 with the value of the angle clock. If these two values are the same, the control unit 27 a corresponding signal is issued at the start of injection. At the same time, the value of the register 21 , which represents the injection duration, into the counter 25 loaded, which now depends on a time cycle 24 counts down. 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, if these values are equal, the injection is ended.

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 are in the first register 20 the angle of the beginning of closing filed and in the second register 21 the firing angle. Now the comparator 26 Compare the content of the first register with the angle clock and, if these values are the same, control the ignition stage for the start of closing. At the same time, the content of the register 21 compared with the value of the angle clock and, if they are the same, the closing time ends and an ignition is triggered.

Die Reihenfolge der einzelnen Schritte und ob der in einem Register abgelegte Wen 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 StellgröBe 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 order of the individual steps and whether the Wen stored in a register should be compared with the value of the angle clock or whether it should be counted down in the counter depending on the time cycle is in each channel in the configuration register 23 established. The structure of all channels is identical and a determination and exact 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.Ultimately, there is still a status register in the module 29 provided by the control unit 27 is set. 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 StellgröBe auf rein hardwaremäßiger Basis zu realisieren.These modules, which are also called I can designate peripheral modules for the output of various Manipulated variables none software processing, but are able through the use of comparators and counters the output of the manipulated variable on a purely hardware basis to realize.

Claims

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, an output unit comprising a first and a second register ( 20 . 21 ) contains, both with the calculation unit ( 10 ) are connected, a comparator ( 26 ), at the first input of which 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 carried, with the first register ( 20 ) with the second input of the comparator and the second register ( 21 ) with the counter ( 25 ) and the output unit is a control unit ( 27 ) to which the output signal of the comparison chers and which is connected to the output of the counter ( 25 ) is in mutual connection and with an output of the control unit ( 27 ) is connected to a switching amplifier.

Arrangement for controlling cyclically repeating processes in internal combustion engines with a calculation unit ( 10 ) for calculating the manipulated variables based on recorded operating parameters (n, T, p...), with at least one output unit (K1 ... Kn) for outputting a manipulated variable, with an output unit having a first and a second register ( 20 . 21 ) contains, both with the calculation unit ( 10 ) are connected, a comparator ( 26 ), at whose first input an angle-proportional clock signal is carried and the second input with the first register ( 20 ) and the second register ( 21 ) is connected and the. Output unit a control unit ( 27 ) contains, where the output of the comparator ( 26 ) in mutual connection with the control unit ( 27 ) stands and with an output of the control unit ( 27 ) is connected to a switching amplifier.

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

Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 27 ) a configuration register ( 23 ), which specifies 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.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized that a A large number of output units are combined to form a module (M1, M2, M3) and each output unit controls a switching output stage.