DE2426976A1 - ELECTRONIC GASOLINE INJECTION - Google Patents

ELECTRONIC GASOLINE INJECTION

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    • F02D41/2454Learning of the air-fuel ratio control

Description

28. Mai 1974 Q/May.May 28, 1974 Q / May.

PATENTANWALT DIPL. PHYS. H. QUARDER PATENT ADVOCATE DIPL. PHYS. H. QUARDER

7 STUTTGART 17 STUTTGART 1

Richard-Wagner-Straße 16 Telefon 0711/244446-47Richard-Wagner-Straße 16 Telephone 0711 / 244446-47

Anmelder: Wolfgang Klein Applicant: Wolfgang Klein

7031 Steinenbronn
Stuttgarter Str. 25
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Stuttgarter Str. 25

Elektronische BenzineinspritzungElectronic fuel injection

Bei Verbrennungskraftmaschinen, die nach dem Ottoprinzip arbeiten, ist neben motorspezifischen Konstruktionsmerkmalen vor allem die Zusammensetzung des in einer Kolbenzylinder anordnung zur Entzündung gebrachten Verbrennungsgemisches von ausschlaggebender Bedeutung für die Abgaszusammensetzung. Da die Abgase und Verbrennungsrückstände mehr oder weniger giftige und gesundheitsschädliche Bestandteile enthalten, ist es Bestreben eines jeden Konstrukteurs von Verbrennungskraftmaschinen den Anteil der in den Abgasen und Verbrennungsrückständen enthaltenen Schadstoffe möglichst klein zu halten.For internal combustion engines that work according to the Otto principle, In addition to engine-specific design features, it is primarily the composition of the ignition in a piston-cylinder arrangement brought combustion mixture of decisive importance for the exhaust gas composition. As the exhaust gases and combustion residues contain more or less toxic and harmful components, it is the aim of every designer of internal combustion engines, the proportion of pollutants contained in the exhaust gases and combustion residues is as small as possible to keep.

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Neben spezifisch motorbaulichen Maßnahmen wird dies vor allem durch eine exakt, dem stöchiometrischen Gesetz entsprechende Zusammensetzung des Kraftstoff-Luftgemisches erreicht.In addition to specific engine construction measures, this is primarily due to a composition that precisely complies with the stoichiometric law of the fuel-air mixture reached.

Zur Gemischaufbereitung haben sich dabei im wesentlichen zwei Verfahren und Vorrichtungen durchgesetzt, mit denen mehr oder weniger gut ein stöchiometrisches Gemisch aus Kraftstoff, vorzugsweise Benzin, und dem Oxydationsmittel Luft hergestellt werden kann.There are essentially two methods for preparing the mixture and devices enforced with which a more or less good stoichiometric mixture of fuel, preferably gasoline, and the oxidizing agent air can be produced.

Das am weitesten verbreitete Verfahren ist die Zerstäubung des Kraftstoffes in einem sog. Vergaser, bei dem durch den von dem ansaugenden Kolben des Ottomotors erzeugten Unterdruck Luft durch einen verengten Querschnitt gezogen wird. Die im Bereich des verengten Querschnittes stark beschleunigte Luft reißt durch den dabei entstehenden Unterdruck aus einer Öffnung im Bereich dieses verengten Querschnittes Kraftstoffteilchen. Der Luftdurchtritt und damit auch die Menge der aus der Öffnung herausgesaugten Kraftstoffteilchen ist durch eine Drosselklappe steuerbar, mit deren Hilfe auf diese Weise auch die momentane Leistung des Verbrennungsmotors geregelt wird.The most common method is the atomization of the fuel in what is known as a carburetor, in which air is constricted by the negative pressure generated by the intake piston of the gasoline engine Cross section is drawn. The air, which is strongly accelerated in the area of the narrowed cross-section, tears through the resulting air Negative pressure from an opening in the area of this narrowed cross section of fuel particles. The air passage and thus also the amount of out The fuel particles sucked out of the opening can be controlled by a throttle valve, with the help of which the current Performance of the internal combustion engine is regulated.

Die Praxis hat nun gezeigt, daß die Gemischaufbereitung mittels Vergaser nur in engen Grenzen und unter bestimmten Betriebsbedingungen befriedigende Ergebnisse bezüglich der Abgas zusammensetzung liefert.Practice has now shown that the mixture preparation by means of a carburetor only within narrow limits and under certain operating conditions provides satisfactory results with regard to the exhaust gas composition.

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Der hauptsächliche Nachteil einer Vergaseranlage zeigt sich vor allem, im dynamischen Betrieb in Kraftfahrzeugen, wo Drehzahl, Last und Gemisch laufend und zum Teil sehr schnell wechseln..The main disadvantage of a carburetor system is shown above all, in dynamic operation in motor vehicles, where speed, load and mixture change continuously and sometimes very quickly.

Selbst mit aufwendigen konstruktiven Maßnahmen kann ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luftgemisch nicht unter allen vorkommenden Betriebsbedingungen erreicht werden.Even with complex design measures, a stoichiometric Fuel-air mixture not under all occurring operating conditions can be achieved.

Diese vorgenannten Unzulänglichkeiten der Zerstäubung des Kraftstoffes in Vergasern haben zur Entwicklung und zum zunehmenden Einsatz eines zweiten Verfahrens zur Aufbereitung des Kraftstoffes, der Benzineinspritzung, geführt.These aforementioned inadequacies in the atomization of the fuel in carburetors have led to the development and increasing use of a second process for processing the fuel, the gasoline injection, guided.

Wirtschaftliche Bedeutung hat vor allem, die Saugrohreinspritzung erlangt. Von der Steuerungsseite her lassen sich derartige Saugrohreinspritzungen in zwei Systeme unterteilen, die mechanische Benzineinspritzung mit Steuerung durch den Saugrohrunterdruck bzw. den Staudruck gegen eine Stauscheibe im Ansaugweg, oder mit Steuerung durch Drehzahl und Drosselklappenstellung sowie die elektronische Einspritzung mit Steuerung durch Saugrohrunterdruck und Drehzahl oder mit Steuerung durch die Stellung einer Stauscheibe im Ansaugweg.Manifold injection is of particular economic importance. Such manifold injections can be carried out from the control side Divide into two systems, the mechanical fuel injection with control by the intake manifold vacuum and the dynamic pressure against a baffle plate in the intake path, or with control by speed and throttle valve position as well as the electronic injection with control through intake manifold vacuum and speed or with control through the position of a baffle plate in the intake path.

Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß nach Verschärfung der Abgasvorschriften eine ausreichende genaue Steuerung der Kraftstoffeinspritzung zur Erzielung eines stöchiometrischen Kraftstoff-Luftgemisches mit der mechanischen Benzineinspritzung und Steuerung durch den Saugrohrunterdruck nicht erreicht werden kann.Practice has shown, however, that after tightening the exhaust gas regulations a sufficiently precise control of the fuel injection to achieve a stoichiometric fuel-air mixture with mechanical fuel injection and control cannot be achieved by the intake manifold vacuum.

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Hauptursache hierfür ist die relativ hohe Kraft zur Steuerung der Einspritzmenge, die von einer mit dem Saugrohr verbundenen Membrandose aufgebracht werden muß, um die für die Einspritzmenge verantwortliche Stellung der Pumpenstößel des Einspritzgerätes zu verändern, die zudem während der Lebensdauer derartiger Geräte erheblichen Schwankungen unterliegt.The main reason for this is the relatively high force for controlling the injection quantity, which is generated by a diaphragm can connected to the intake manifold must be applied to the position responsible for the injection quantity of the pump plunger of the injection device change, which is also subject to considerable fluctuations during the service life of such devices.

Der Hauptnachteil mechanischer Benzineinspritzung mit Steuerung durch Drehzahl und Drosselklappenstellung über einen Raumnocken ist neben der konstruktiv aufwendigen Bauweise über die Lebensdauer einer derartigen Anlage gesehen, die geringe Reproduzierbarkeit des Steuerungsvorganges. Mechanische Abnützung, unvermeidbare Verschmutzung und Materialdehnung sind wesentliche Störfaktoren. Nachteilig ist auch die schwierige Einstellung derartiger mechanischer Benzineinspritzsysteme sowohl bei der Herstellung als auch bei der späteren Reparatur.The main disadvantage of mechanical fuel injection with control by speed and throttle position via a space cam is In addition to the complex construction, seen over the service life of such a system, the low reproducibility of the control process. Mechanical wear, unavoidable soiling and material expansion are major disruptive factors. Is also disadvantageous the difficult adjustment of such mechanical gasoline injection systems both during manufacture and during subsequent repairs.

Bei der mechanischen Benzineinspritzung mit Steuerung durch eine Stauklappe ergeben sich folgende Nachteile: über längere Zeiträume schlechte Reproduzierbarkeit der Staukraftübertragungsvorrichtungen (Reibung, Abnützung, Dehnung), sowie des Steuerkolbens,In the case of mechanical fuel injection controlled by a damper, the following disadvantages arise: over long periods of time poor reproducibility of the damming force transmission devices (friction, wear, elongation), as well as the control piston,

Diese vorgenannten Nachteile mechanischer Benzineinspritzgeräte hat zu der Entwicklung elektronischer Einspritzgeräte mit Steuerung durch Saugrohrunterdruck und Drehzahl oder mit Steuerung durfh Stellungsänderung einer Stauscheibe im Luftstrom geführt. Dabei wird z.B. bei der Steuerung durch Saugrohrunterdruck und Drehzahl von einer elektrischen Kraftstoffpumpe aus einem Tank Kraftstoff angesaugt und in eine sog. Ringleitung gedrückt. Ein Druckregler sorgt dafür, daß bei Überschreitung eines bestimmten Druckes überschüssiger Kraftstoff in den Tank zurückfließt. An die Ringleitung sind nun elektromagnetische E in spritz ventile angeschlossen, die elektrisch betätigbar sind. Da der Druck unter dem der Kraftstoff in der Ringleitung steht,Mechanical gasoline injection devices have these aforementioned disadvantages to the development of electronic injection devices with control Intake manifold vacuum and speed or with control by changing the position of a baffle plate in the air flow. For example, the control by intake manifold vacuum and speed of an electric fuel pump sucked in fuel from a tank and pressed into a so-called ring line. A pressure regulator ensures that when a certain pressure is exceeded, excess fuel flows back into the tank. There are now electromagnetic ones on the ring line E in injection valves connected, which can be operated electrically. Since the pressure under which the fuel is in the ring line,

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konstant gehalten wird, hängt die Einspritzmenge ausschließlich von der Zeitdauer, während der das Einspritzventil geöffnet ist, ab.is kept constant, the injection quantity depends exclusively on the length of time during which the injector is open.

Die Einspritzzeit wird von einem Steuergerät vorgegeben, das seine Informationen von den einzelnen Informationsgebern am Motor erhält.The injection time is specified by a control unit, which is his Receives information from the individual information providers on the engine.

Der Einspritzbeginn wird dabei von der Stellung der Nockenwelle des Zündverteilers bestimmt, während die Einspritzzeit von zwei Faktoren abhängt: von der Drehzahl und vom Lastzustand des Motors, Die Drehzahl wird dem Steuergerät dabei wiederum von Kontakten im Zündverteiler in Form von elektrischen Impulsen geliefert.The start of injection is determined by the position of the camshaft of the Distributor determines while the injection time of two factors depends on: the speed and the load condition of the engine, the speed is in turn transmitted to the control unit by contacts in the Ignition distributor supplied in the form of electrical pulses.

Der Lastzustand des Motors kann von den Druckverhältnissen im Ansaugverteiler des Motors mittels eines Druckfühlers abgeleitet werden, der den ermittelten Druck in einen elektrischen Wert umwandelt und diesen dem Steuergerät weiterleitet.The load condition of the engine can be derived from the pressure conditions in the intake manifold of the engine by means of a pressure sensor which converts the determined pressure into an electrical value and forwards it to the control unit.

Das Steuergerät verarbeitet diese Informationen zu einem Steuerimpuls, der dafür sorgt, daß die Einspritzventile länger oder kürzer öffnen und dadurch mehr oder weniger Kraftstoff eingespritzt wird.The control unit processes this information into a control pulse, which ensures that the injection valves open longer or shorter and thus more or less fuel is injected.

Damit der konstruktive Aufwand im Steuergerät und folglich dessen Herstellungskosten in vertretbaren Grenzen bleiben, sind jeweils zwei Einspritzventile parallel geschaltet.So that the design effort in the control unit and consequently its production costs remain within reasonable limits, are in each case two injectors connected in parallel.

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Auch diese elektronischen Benzineinspritzungen sind jedoch nicht mehr in der Lage, verschärften Abgasbestimmungen, wie sie beispielsweise in den USA neuerdings in Kraft getreten sind und in anderen Landern erwartet werden, zu entsprechen, weil die Luftmenge, die während eines An saug vor gangs in den Zylinder gelangt, nur in grober Näherung dem mittleren Saugrohrdruck proportional ist, der jedoch zur Steuerung der Einspritzmenge des Kraftstoffes dient, so daß ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luftgemisch nicht immer erreicht wird.However, even these electronic gasoline injections are no longer able to comply with more stringent exhaust gas regulations, such as those for example have recently come into force in the USA and are expected to comply in other countries because the air volume, which enters the cylinder during an intake process is only proportional to the mean intake manifold pressure in a rough approximation, which however, it is used to control the injection amount of the fuel, so that a stoichiometric fuel-air mixture is not always achieved will.

Bei gegebenen Luftansaugwegen wird die Luftfüllung der Zylinder maßgeblich durch die schwingenden Gassäulen bestimmt. Diese hängen wiederum direkt von der Drehzahl des Motors und der augenblicklichen Stellung der Drosselklappe ab. Der mittlere Saugrohrdruck ist somit als Hauptsteuerungsgröße ungeeignet für die Bestimmung der augenblicklichen Luftmenge im Zylinder.With a given air intake path, the air charge in the cylinder is decisive determined by the swinging gas columns. These in turn depend directly on the engine speed and the current one Position of the throttle valve. The mean intake manifold pressure is therefore unsuitable as the main control variable for determining the instantaneous Air volume in the cylinder.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine elektronisches Benzineinspritzsystem zu schaffen, das bei allen vorkommenden Betriebszuständen von Verbrennungskraftmaschinen ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luftgemisch liefert und dadurch eine schadstoffarme Abgaszusammensetzung ermöglicht.The object of the present invention is to provide an electronic gasoline injection system to create a stoichiometric fuel-air mixture in all operating states of internal combustion engines supplies and thus enables a low-pollutant exhaust gas composition.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die für den Betriebs- und Lastzustand einer Verbrennungskraftmaschine charakteristischen Informationen, wie z. B. Drehzahl, Drosselklappenstellung,The object is achieved according to the invention in that the characteristic for the operating and load condition of an internal combustion engine Information such as B. speed, throttle position,

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Saugrohrdruck, Temperatur, Abgaszusammensetzung, Luftmenge usw. über einen Speicher bzw. Zuordner als der jeweiligen Einspritzmenge zuord*~enbarer dualer Wert (Bitmuster) zur Steuerung der Einspritzmenge eingesetzt werden.Intake manifold pressure, temperature, exhaust gas composition, air volume, etc. via a memory or allocator as the respective injection quantity assignable dual value (bit pattern) to control the Injection quantity are used.

Dabei kann eine Aufteilung der einzuspritzenden Kraftstoffgesamtmenge in Teilmengen erfolgen, wobei eine oder mehrere dieser Teilmengen konstant sein und die anderen, entweder einzeln oder zusammen, in ihrer Menge als Bitmuster dargestellt werden können.A division of the total amount of fuel to be injected can be used take place in subsets, with one or more of these subsets being constant and the others, either individually or together, can be represented in their quantity as a bit pattern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die einzelnen charakteristischen Informationen dabei zunächst analog gemessen und anschließend digitalisiert werden, wobei die Informationen sowohl in analoger Form verknüpft und anschließend erst in digitale Form umgewandelt werden können, d.h. die Verknüpfung der Informationen kann sowohl in analoger als auch digitaler Form erfolgen, und zwar sowohl vor als auch nach dem Speicher bzw. Zuordner.In a further embodiment of the invention, the individual characteristic Information is first measured in analog form and then digitized, the information being both in can be linked in analog form and only then converted into digital form, i.e. the linking of information can be done in both analog and digital form, both before and after the memory or allocator.

Es hat sich gezeigt, daß für eine abgasoptimale Steuerung der Kraftstoffzuteilung eines Ottomotors die Erfassung und Auswertung der Größen Drehzahl und Drosselklappenstellung ausreicht, sofern der Motor Betriebstemperatur hat und die Temperatur und der Druck der Ansaugluft konstant sind.It has been shown that for an exhaust-gas-optimized control of the fuel allocation of a gasoline engine, the detection and evaluation of the variables speed and throttle valve position is sufficient, provided that the The engine is at operating temperature and the temperature and pressure of the intake air are constant.

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Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Details of the invention are described in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the accompanying drawings.

Von den Zeichnungen zeigen:From the drawings show:

Fig. 1 ein Blockschaltbild undFig. 1 is a block diagram and

Fig. 2 das Gesamtschaltbild einer elektronischen Benzineinspritzung nach vorliegender Erfindung,2 shows the overall circuit diagram of an electronic gasoline injection according to the present invention,

Fig. 3a,Fig. 3a,

3b, 3c eine grafische Darstellung der Zuordnung zwischen Zündfolge und Einspritzfolge,3b, 3c a graphical representation of the assignment between the firing order and injection sequence,

Fig. 4 das Impuls diagramm des Taktgebers,Fig. 4 is the pulse diagram of the clock,

Fig. 5 ein Impuls diagramm im Üb ergangsb ereich einzelner Bitmuster bei ungünstiger Phasenlage,Fig. 5 is a pulse diagram in the transition area of individual bit patterns if the phase position is unfavorable,

Fig. 6 ein Diagramm der optimalen Einspritzmenge bei verschiedenen Drehzahlen und unterschiedlichen Drosselklappenstellungen mit entsprechender Bitmusterzuordnung,Fig. 6 is a diagram of the optimal injection amount for various Speeds and different throttle valve positions with corresponding bit pattern assignment,

Fig. 7 ein weiteres Impuls diagramm,
Fig. 8 eine Zu satz schaltung zu der Schaltung von Fig. 2 und
7 shows a further pulse diagram,
Fig. 8 shows a circuit to the circuit of Fig. 2 and

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Abgasoptimierung. 9 shows a schematic representation of a device for exhaust gas optimization.

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Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen elektronischen Benzineinspritzung entspricht im Prinzip der mit einem Raumnocken arbeitenden mechanischen Benzineinspritzung, bei der die beiden Größen Drehzahl und Drosselklappenstellung zur Steuerung der Einspritzmenge miteinander verknüpft werden.The functional principle of the electronic gasoline injection according to the invention corresponds in principle to the mechanical gasoline injection working with a space cam, in which the two variables Speed and throttle position for controlling the injection quantity can be linked to one another.

Mit dem nachstehend beschriebenen grundsätzlichen Aufbau des Steuergerätes der elektronischen Benzineinspritzung wird der Erkenntnis Rechnung getragen, daß ein Werte speicher für die Verknüpfung von Drehzahl und Drosselklappen stellung am günstigsten in digitaler Technik realisierbar ist.With the basic structure of the control unit described below the electronic fuel injection becomes of the knowledge Taken into account that a value memory for the linkage of The most favorable speed and throttle position in digital technology is feasible.

Ob die bei vorliegendem Ausführungsbeispiel im Versuchsaufbau verwendete TTl-Technik sich auch späterhin bei einer evtl. Serienproduktion des Systems vorteilhaft verwenden läßt, sei jedoch dahingestellt.Whether that was used in the experimental setup in the present exemplary embodiment TTl technology can also be used advantageously later in a possible series production of the system, but this is an open question.

Die bei der Realisierung vorliegender Erfindung zu lösende Aufgabe bestand im wesentlichen darin, die digitale Drehzahlinformation mit der ebenfalls in digitaler Form vorliegenden Drosselklappenstellung über das Speicherwerk so zu verarbeiten, daß für jedes Wertepaar ein Bitmuster entsteht, dessen Wert der sog. ZuS atz spritz zeit entspricht. Außerdem sollte jedes Einspritzventil einzeln gesteuert werden. Weiterhin sollte an der Grund spritz zeit zu einem späteren Zeitpunkt die diversen Korrekturen und die zu einer Regelung zurückgeführte Meßgröße der Abgasemmision angreifen.The problem to be solved in realizing the present invention essentially consisted in transferring the digital speed information with the throttle valve position, which is also in digital form to process the storage unit in such a way that a bit pattern is created for each value pair, the value of which corresponds to the so-called additional injection time. In addition, each injector should be controlled individually. Farther the various corrections and the measured variable fed back to a control should be made at a later point in time at the basic injection time attack the exhaust emission.

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In Fig. 1 ist mit 1 der Speicher bezeichnet, dem über vier Zuleitungen 2 Informationen über die Stellung der Drosselklappe geliefert werden. Die Information über die Stellung der Drosselklappe wird dabei von einem nicht dargestellten Winkelcoder abgenommen und im 4 Bit-Binärcode (Dualzahlen) dem Speicher 1 mitgeteilt. Die Anschlußpunkte für den Winkelcoder sind in den Fig. 1 und 2 mit 3 bezeichnet, wobei das Bit mit dem höchsten Stellenwert die Bezeichnung MSB (Most Significant Bit) und das Bit mit dem niedrigsten Stellenwert die Bezeichnung LSB (Lowest Significant Bit) hat.In Fig. 1, 1 denotes the memory, which has four supply lines 2 Information about the position of the throttle valve can be provided. The information about the position of the throttle valve is taken from an angle encoder (not shown) and in 4-bit binary code (Binary numbers) communicated to the memory 1. The connection points for the angle encoder are denoted by 3 in FIGS. 1 and 2, with the bit with the highest significance the designation MSB (Most Significant Bit) and the bit with the lowest significance the designation LSB (Lowest Significant Bit).

Der Winkelcoder kann 16 verschiedene Stellungen zwischen O erkennen. Nachstehende Tabelle zeigt seine kodierten Ausgangssignale:The angle encoder can recognize 16 different positions between O. The following table shows its coded output signals:

Winkel in Grad BitmusterAngle in degrees bit pattern

0 00000 0000

5 00015,0001

7,5 00107.5 0010

10 001110 0011

12,5 010012.5 0 100

15 010115 0101

17,5 011017.5 0110

20 Olli20 Olli

25 100025 1000

30 100130 1001

35 101035 1010

40 101140 1011

50 110050 1100

60 110160 1101

70 111070 1110

82 111182 1111

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Die Zünderkennung und Zuordnung erfolgt mittels einer mit 4 bezeichneten Einrichtung, die ihre Informationen über die Anschlußpunkte Zl bis Z4 und die Zuleitungen 5 von den Zündkabel·! über die dazwischengeschalteten, hier nicht näher beschriebenen, Impulsformer, erhält. Wird z. B. der Zylinder Nr. 4 gezündet, so tritt an Z4 ein negativer Impuls auf; wird Zylinder Nr. 3 gezündet tritt ein Impuls an Z3 auf usw.The ignition detection and assignment takes place by means of a designated 4 Device, the information about the connection points Zl to Z4 and the leads 5 from the ignition cable ·! via the intermediary, pulse shaper not described here in detail. Is z. If, for example, cylinder no. 4 is ignited, a negative pulse occurs at Z4; if cylinder no.3 is fired, a pulse occurs at Z3, etc.

Da beim Viertaktmotor mit vier Zylindern immer ein Zylinder einen Ansaughub macht, wenn ein anderer Zylinder gezündet wird, kann der Zündfolge 1-4-3-2 eine Einspritzfolge 3-2-1-4 fest zugeordnet werden. Der Funktionsablauf ist in den Figuren 3a bis 3c veranschaulicht.Since in a four-stroke engine with four cylinders one cylinder always makes an intake stroke when another cylinder is ignited, the Firing sequence 1-4-3-2 can be assigned an injection sequence 3-2-1-4. The functional sequence is illustrated in Figures 3a to 3c.

Die von den Zündkabeln abgeleiteten Informationen werden über eine digitale Drehzahlmessung 6 als Drehzahlinformation über die Leitungen 7 dem Speicher 1 zugeführt, gleichzeitig werden von der Zünderkennung und Zuordnung 4 die empfangenen Signale über die Leitungen 8 an eine Einspritzventil-Auswahllogik 9 und von dieser an die Ausgänge zu den Einspritzventilen El bis E4 gegeben.The information derived from the ignition cables is transmitted via a digital speed measurement 6 is fed as speed information via the lines 7 to the memory 1, at the same time from the ignition detection and assignment 4, the received signals via lines 8 to an injection valve selection logic 9 and from there to the outputs to the Injectors El to E4 given.

Die einzelnen Elemente des in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbildes wirken folgendermaßen zusammen: wenn der Zylinder 2 gezündet wird, tritt an Z2 ein negativer Impuls auf, dieser Impuls schaltet über die Zünderkennungs- und Zuordnungsschaltung 4 das Einspritzventil E4 ein. Gleichzeitig wird dem Grundspritzzeitgeber 10 ein "Start"-Signal zugeleitet. Weiterhin wird die Information gespeichert, welcher Zylinder augenblicklich gezündet hat.The individual elements of the block diagram shown in FIG. 1 work together as follows: when cylinder 2 is ignited, a negative pulse occurs at Z2, this pulse switches over the Ignition detection and assignment circuit 4, the injection valve E4. At the same time, the basic injection timer 10 is supplied with a "start" signal. In addition, the information is stored as to which cylinder has currently fired.

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Nach Ablauf der Gr und spritz zeit wird von dem Grundspritzzeitgeber 10 ein "Stop"-Signal an die Zünderkennung und Zuordnung 4 zurückgegeben. Diese wählt durch die vorher gespeicherte Information, welcher Zylinder zuvor gezündet wurde, die entsprechende Ventilgruppe aus und teilt dem Zusatzspritzzeitgeber 11 ein Startzeichen für die jeweilige Ventilgruppe mit. Der Zusatzspritzzeitgeber zählt nun im Zeittakt zurück bis zum Überlauf. Beim Überlauf wird ein "Stop "-Signal gegeben, das das geöffnete Einspritzventil wieder schließt.After the injection time has elapsed, the basic injection timer 10 a "stop" signal is returned to the ignition recognition and assignment 4. This selects the appropriate valve group based on the information previously stored as to which cylinder was previously ignited and notifies the additional injection timer 11 of a start character for the respective valve group. The additional injection timer now counts in Time cycle back to the overflow. In the event of an overflow, a "stop" signal is given, which closes the opened injection valve again.

Die Information, um wieviel Takte zurückgezählt werden soll, wird dem Zusatzspritzzeitgeber 11 von dem Speicher 1 in Abhängigkeit von Drehzahl und Drosselklappenstellung mitgeteilt.The information about how many bars should be counted back is the additional injection timer 11 from the memory 1 as a function of Speed and throttle position communicated.

Die Drehzahl wird bestimmt, indem über eine sog, Torzeit die Anzahl der Zündimpulse gezählt wird. Die Speichersteuerung 12 sorgt dafür, daß sich die Zusatzspritzzeit-Information während des "Nachladens" eines Zählers nicht ändern kann.The speed is determined by the number of the ignition pulses are counted. The memory control 12 ensures that the additional injection time information is available during the "reloading" of a counter cannot change.

Die einzelnen Ventilgruppen sind folgendermaßen zusammengefasst: Gruppe A Zylinder Nr, 1 und 3, Gruppe B Zylinder Nr. 2 und 4.The individual valve groups are summarized as follows: Group A cylinder no. 1 and 3, group B cylinder no. 2 and 4.

Ein zentraler Taktgeber 13, der in vorliegendem Ausführungsbeispiel durch einen Quarz gesteuert wird, gibt den einzelnen Baugruppen exakte Zeitsignale,A central clock generator 13, which in the present embodiment is controlled by a quartz, gives the individual assemblies exact time signals,

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Nachfolgend wird in Verbindung mit Fig. 2 die Realisierung der einzelnen Baugruppenblöcke näher beschrieben.The implementation of the individual assembly blocks is described in more detail below in connection with FIG. 2.

Der TaktgeberThe clock

Die zentrale Steuerfrequenz von 1 MHz wird im ICl erzeugt.The central control frequency of 1 MHz is generated in the ICl.

Die Gatter Ic und Id stellen einen zweistufigen Oszillator dar; im Rückkopplung s zweig liegt der frequenzbestimmende Quarz Qz.The gates Ic and Id represent a two-stage oscillator; The frequency-determining crystal Qz is located in the feedback branch.

Die nachfolgenden Gatter la und Ib bewirken eine Impulsformung.The following gates la and Ib cause a pulse shaping.

Durch IC2 und IC3 wird der 1 MHz - Takt auf 10 KHz heruntergeteilt.IC2 and IC3 divide the 1 MHz clock down to 10 KHz.

An dem Punkt S*, an dem das Signal S abgenommen wird, soll zukünftig ein Stimmgabel-Oszillator-Baustein angeschlossen werden, dessen Ausgangs signal TT L-kompatibel ist (der in dem Ausführungsbeispiel verwendete Quarzoszillator mit einer Genauigkeit von 5 χ 10 ist für vorliegenden Zweck viel zu genau und zu teuer. Der Stimmgabel-Oszillator wird bei einer Genauigkeit von ungefährAt the point S * , at which the signal S is picked up, a tuning fork oscillator module is to be connected in the future, the output signal TT of which is L-compatible (the quartz oscillator used in the exemplary embodiment with an accuracy of 5 10 is for the present Purpose too accurate and too expensive. The tuning fork oscillator will run at an accuracy of approximately

-3-3

1 χ 10 , die völlig ausreichend ist, erheblich preisgünstiger sein).1 χ 10, which is completely sufficient, can be considerably cheaper).

Durch IC4 und IC 5 wird das 10 KHz - Signal nochmals durch 100 geteilt, so daß an dem Punkt A ein 100 Hz - Signal zur Verfügung steht. IC6 teilt dieses Signal weiter zu dem Signal G von 10 Hz auf. Am IC 7 wird nach einer weiteren Teilung durch 2 das Signal H (5 Hz) abgegriffen, während am Ausgang von IC7 das 1 Hz - Signal SEC zur Verfügung steht, das für die zukünftige Abgasmeßeinrichtung benötigt wird.The 10 KHz signal is again divided by 100 by IC 4 and IC 5, so that a 100 Hz signal is available at point A stands. IC6 divides this signal further into the signal G of 10 Hz. At the IC 7, after a further division by 2, the signal H (5 Hz) tapped, while the 1 Hz signal SEC is available at the output of IC7, which is required for the future exhaust gas measuring device will.

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509886/0502509886/0502

242637b242637b

Zur Erzeugung der "Torzeit" für die Drehzahlmessung und um einige andere getaktete Vorgänge auszulösen, wird das Signal C benötigt. Dazu wird H in IC9a invertiert. G oder H ergibt das Signal C (IC9bnegative Logik); es ist ein positiver Impuls von 150 ms Länge und 50 ms Pause, wie aus dem Impuls diagramm von Fig. 4 zu erkennen ist.Signal C is required to generate the "gate time" for speed measurement and to trigger some other clocked processes. To do this, H is inverted in IC9a. G or H results in signal C (IC9bnegative logic); it is a positive pulse of 150 ms and 50 ms pause length as seen from the timing diagram of FIG. 4 can be seen.

Da durch die Flankenüberschneidung von H und G unter Umständen nach 50 ms ein kurzer negativer Impuls (Länge ungefähr 30 ns) kommen kann, folgt auf IC9b und IC9c jeweils ein Tiefpassfilter. Die Grenzfrequenz ist so gewählt, daß die relativ langsamen gewünschten Impulse ohne nennenswerte Verzerrung übertragen werden, die hochfrequenten schnellen Störimpulse dagegen unterdrückt werden.Because the edges of H and G overlap, a short negative pulse (length approx. 30 ns) may appear after 50 ms IC9b and IC9c are each followed by a low-pass filter. The cutoff frequency is chosen so that the relatively slow desired pulses can be transmitted without significant distortion, while the high-frequency, fast interference pulses are suppressed.

Die Signale C und A werden über das Nand-Gatter IC13a verknüpft. Da beide Signale synchron laufen, werden während jeder positiven Impulszeit von C (150 ms) genau 15 der von A kommenden 10 ms-Impulse in den Binärzähler IC14 eingezählt. Da der Zähler bei positiven Flanken weiterzählt, wird nach jeweils 10 ms der Zustand an den Ausgängen (A, B, C, D) verändert. Dieser Zustand wird durch die Decoder IC15 und ICH festgestellt. Werden nun die Ausgänge der Decoder von Takt "1" bis "9" über ein Oder-Gatter (IClO und IC16-negative Logik) entsprechend zusammengeschaltet, so erhält man am Ausgang das Signal I.The signals C and A are linked via the NAND gate IC13a. Since both signals run synchronously, exactly 15 of the 10 ms pulses coming from A are generated during each positive pulse time of C (150 ms) counted in the binary counter IC14. Since the counter is positive Edge counts, the state at the outputs (A, B, C, D) is changed after every 10 ms. This state is made possible by the Decoder IC15 and ICH noted. If the outputs of the decoder are now from clock "1" to "9" via an OR gate (IC10 and IC16-negative Logic) are interconnected accordingly, signal I is obtained at the output.

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509886/0502509886/0502

Dieses Signal ist noch nicht brauchbar, da im Umschaltmoment des Zählers alle 10 ms ein ca. 50 ns kurzer negativer Störimpuls erscheint. Zwei Filter entfernen den Störimpuls; die erforderliche Flankensteilheit des Signals wird durch IC8 (Schmitt-Trigger) wieder hergestellt, worauf am Ausgang eine "Torzeit" von 90 ms T erscheint.This signal cannot yet be used because when the counter is switched over, a negative interference pulse of approx. 50 ns appears every 10 ms. Two filters remove the glitch; the required edge steepness of the signal is restored by IC8 (Schmitt trigger) established, whereupon a "gate time" of 90 ms T appears at the output.

Diese Torzeit läßt sich von 10 ms bis 100 ms verändern, einfach durch die Verbindung der Decoderausgänge zum Oder-Gatter.This gate time can be changed from 10 ms to 100 ms, simply through the connection of the decoder outputs to the OR gate.

Die 90 ms der Torzeit wurde bei vorliegendem Ausführungsbeispiel aufgrund folgender Überlegung gewählt:In the present exemplary embodiment, the 90 ms of the gate time was chosen based on the following considerations:

Die höchstzulässige Dauerdrehzahl des Motors wird mit 5000 U/min angenommen. Kurzzeitig dürfte eine Drehzahl von ca. 5300 U/min erreichbar sein. 5333 U/min bedeutet bei einem Viertakt-Vierzylindermotor, mit Zündung bei jeder halben Kurbelwellen drehung, eine Zündfolgefrequenz von ca. 178 Hz. Demnach entsteht alle 5, 625 ms ein Zählimpuls, Will man nun einen 4-Bit-Binärzähler bei dieser max. Drehzahl voll erhalten, benötigt man dazu 16x5, 625 ms - 90 ms. Aus dieser Überlegung ergibt sich dann auch die Aufteilung des Drehzahlbereiches in die verschiedenen Bitmuster. Die nachstehende Tabelle zeigt die entsprechende Zuordnung.The maximum permissible continuous speed of the motor is assumed to be 5000 rpm. A speed of approx. 5300 rpm is expected for a short time be available. 5333 rpm means for a four-stroke four-cylinder engine, with ignition at every half crankshaft rotation, an ignition sequence frequency of approx. 178 Hz. This results in every 5.625 ms a counting pulse, if you want a 4-bit binary counter with this max. To get full speed, you need 16x5, 625 ms - 90 ms. The division of the speed range then also results from this consideration in the different bit patterns. The table below shows the corresponding assignment.

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509886/0502509886/0502

BitmusterBit pattern

0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 Olli 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 11110000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 Olli 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

Der digitale DrehzahlmesserThe digital tachometer

Nach der Oder-Schaltung IC21 (negative Logik) steht eine der Drehzahl proportionale Zündfolge Z (Zündimpulse) zur Verfügung. Über das Und-Gatter IC17a und IC17b werden diese Impulse 90 ms lang dem Zähler ICl 8 zugeführt. Nach der Torzeit steht das Drehzahl-ErgebnisAfter the OR circuit IC21 (negative logic) there is one of the speed Proportional firing sequence Z (firing pulses) are available. These pulses are 90 ms long via the AND gate IC17a and IC17b Counter ICl 8 supplied. The speed result is available after the gate time

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509886/0502509886/0502

"17~ 242697b" 17 ~ 242697b

am A, B1, C, D-Ausgang des Binärzählers IC18 bereit. Alle 200 ms wird die Drehzahlmessung wiederholt. Dazu wird bei Takt "15" über IC12 den beiden Zählern IC18 und ICl4 ein 11RESET-Impuls" von 20 ms Länge zugeführt (vgl. hierzu Fig. 4).at the A, B 1 , C, D output of the binary counter IC18. The speed measurement is repeated every 200 ms. For this purpose, an 11 RESET pulse "of 20 ms length is fed to the two counters IC18 and ICl4 via IC12 at cycle" 15 "(cf. FIG. 4).

Da die Taktfrequenz, die den Messzyklus der Drehzahlmessung bewirkt, nicht synchron zur Zündimpulsfrequenz ist, kann es in den Übergangsbereichen der einzelnen Bitmuster durch ungünstige Phasenlage zu Fehlern in der Drehzahlmessung kommen. Diese Fehler sind jedoch nur in der Größenordnung eines Bits der niedrigsten Wertigkeit, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist. Eine Steigerung der Meßgenauigkeit ist prinzipiell durch Verwendung eines 5, 6 oder mehrstelligen Bitmusters erreichbar. Der konstruktive Aufwand in allen Teilen des Gerätes erhöht sich aber dadurch wesentlich.
Der Speicher
Since the clock frequency, which causes the measuring cycle of the speed measurement, is not synchronous with the ignition pulse frequency, errors in the speed measurement can occur in the transition areas of the individual bit patterns due to unfavorable phase positions. However, these errors are only on the order of a least significant bit, as can be seen from FIG. In principle, the measurement accuracy can be increased by using a 5, 6 or multi-digit bit pattern. The design effort in all parts of the device increases significantly as a result.
The memory

Der Speicher IC28 erhält seine Informationen von den beiden Latches IC19 und IC20. Jeder 8-Bit-Adresse an seinen Eingängen (AO bis A7) entspricht ein bestimmtes Bitmuster an seinem Ausgang (01 bis 04). Dieses Bitmuster wird durch Drehzahl und Drosselklappenstellung gegeben und ist in Fig. 6 veranschaulicht.The memory IC28 receives its information from the two latches IC19 and IC20. Each 8-bit address at its inputs (AO to A7) corresponds to a certain bit pattern at its output (01 to 04). This bit pattern is given by the speed and throttle valve position and is illustrated in FIG. 6.

Die Speicherkontrolle (Steuerung)The memory control (control)

Da sich beim "Nachladen" der Zähler im Zusatzspritzzeitgeber die Ausgänge und somit auch die Eingänge nicht in ihrem Bitmuster ändern dürfen, sind den Speichereingängen sog. Latches vorgeschaltet. Diese übernehmen bei positivem Transfer-Eingang die Information von ihrenSince when "reloading" the counter in the additional injection timer Outputs and thus also the inputs are not allowed to change their bit pattern, so-called latches are connected upstream of the memory inputs. These accept the information from theirs if the transfer is positive

- 18 509886/0 502- 18 509886/0 502

Eingangsklemmen auf die Ausgangsklemmen. Verschwindet der Transfer-Impuls, so wird die Information an den Ausgängen gehalten.Input terminals to the output terminals. If the transfer impulse disappears, so the information is kept at the outputs.

Alle 200 ms, wenn die 90 ms - Torzeit zu Ende ist, steht das Ergebnis der Drehzahlmessung am Ausgang des IC18 bereit. Bei Takt "13" des Decoders wird für 10 ms ein Transfer-Impuls erzeugt, der ICl9 und IC20 öffnet. Damit stehen die kodierten Drehzahl-und Drosselklappeninformationen am Eingang des Speichers. Dies erfolgt jedoch nur, wenn der Ausgang des IC24c positiv ist, wenn also gerade nicht bei den Zählern nachgeladen wird.The result is available every 200 ms, when the 90 ms gate time is over speed measurement at the output of the IC18. At clock "13" of the decoder a transfer pulse is generated for 10 ms, the IC19 and IC20 opens. The coded speed and throttle valve information are then available at the entrance of the store. However, this only happens when the output of the IC24c is positive, i.e. not when the meters is reloaded.

Die Zünderkennung und Zuordnung und der Grundspritzzeitgeber.The ignition detection and assignment and the basic injection timer.

aufbereiteten
Die/Zündimpulse, die der Reihe nach an Zl - Z4 - Z3 - Z2 eingegeben werden, sind kurze negative Signale von 200^us Dauer. Tritt also an einem der Zündeingänge ein solcher Impuls auf, gibt es an Z ein positives Signal von 200 jus Dauer. Dieses Signal wird über IC17c invertiert und triggert gleichzeitig IC31 und IC41, IC41 erzeugt einen positiven Transfer-Impuls von 100 us Dauer. Dieser Impuls bewirkt, daß die Zündinformation von den Eingangsklemmen zu den Ausgangsklemmen gelangt. Nach dem Transfer-Impuls .steht die Information, welcher Zylinder gezündet hat an den Eingangsklemmen des IC23a und des IC23b. Je nach dem zu welcher Ventilgruppe der zündende Zylinder gehört, steht an den Ausgängen von entweder IC23a oder IC23b ein positives Dauer signal.
processed
The / ignition pulses, which are entered one after the other at Z1 - Z4 - Z3 - Z2, are short negative signals with a duration of 200 μs. If such a pulse occurs at one of the ignition inputs, there is a positive signal at Z of 200 jus duration. This signal is inverted via IC17c and simultaneously triggers IC31 and IC41, IC41 generates a positive transfer pulse of 100 us duration. This pulse causes the ignition information to pass from the input terminals to the output terminals. After the transfer pulse, the information about which cylinder has fired is available at the input terminals of the IC23a and IC23b. Depending on which valve group the firing cylinder belongs to, there is a positive continuous signal at the outputs of either IC23a or IC23b.

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509886/0502509886/0502

In der Zwischenzeit ist die 1, 5 ms lange Impulsdauer von IC31, dem Grundspritz zeitgeber, vorbei. Die negative Flanke seines Ausgangsimpulses triggert IC30. Dieser gibt für 10 /as einen positiven Impuls an die Eingänge der Gatter IC37a und IC37b. Je nach dem, welcher Gruppe der Zündimpulse über IC23a und IC23b zugeordnet wurde, wird entweder IC33a oder IC33b über "PRESET" gesetzt.In the meantime, the 1.5 ms long pulse duration of IC31, the basic injection timer, is over. The negative edge of its output pulse triggers IC30. This gives a positive pulse to the inputs of the gates IC37a and IC37b for 10 / as. Depending on which group of ignition pulses was assigned via IC23a and IC23b, either IC33a or IC33b is set via "PRESET".

Am Grundspritzzeitgeber IC 31 sollen später die rückgeführten Größen der Abgasmessung eingreifen. Eine dadurch stattfindende Veränderung der Grundspritzzeit bewirkt eine Verschiebung des Kraftstoff-Grundniveaus, At the basic injection timer IC 31, the returned values of the exhaust gas measurement are to intervene later. One that takes place through it Changing the basic injection time causes a shift in the basic fuel level,

Der Zusatzspritzzeitgeber.The additional injection timer.

Nimmt man an, der IC33a sei gerade durch "PRESET" gesetzt worden, weil z.B. der Zylinder 1 gezündet hat und die Grund spritz zeit abgelaufen ist, wird durch das positive Signal an Q IC25a geöffnet. Dieser läßt dann die Takte S über IC25c in den Teiler IC27 ein. Die durch 5 geteilten Ausgangsimpulse des Teilers werden dem Abwärtszähler IC34.zugeführt. Je nach dem welches Bitmuster in diesen Abwärtszähler beim letzten "Nachladen" eingegeben wurde, beginnt dieser mit jedem Takt von dieser eingegebenen Binärzahl 1 Bit weiter abzuziehen. Erreicht er die Stellung 11OOOO" dann ist die Zeit, die vergangen ist seit dem ersten Taktimpuls, das Produkt aus dem Wert des Binärmusters und dem zeitlichen Abstand der Taktimpulse.Assuming that the IC33a has just been set by "PRESET", for example because cylinder 1 has ignited and the basic injection time has expired, the positive signal at Q IC25a opens. This then lets the clocks S into the divider IC27 via IC25c. The output pulses of the divider divided by 5 are fed to the down counter IC34. Depending on which bit pattern was entered in this down counter during the last "reloading", it begins to subtract 1 bit further from this entered binary number with each cycle. If it reaches the position 11 OOOO "then the time that has passed since the first clock pulse is the product of the value of the binary pattern and the time interval between the clock pulses.

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24263762426376

Wurde z.B. über die Eingänge "A, B, C,D" vorher "Uli" eingelesen, und ist der Taktabstand 500 us, dann beträgt die Zeit 16 χ 0, 5 ms = 8 ms,For example, if "Uli" was previously read in via the inputs "A, B, C, D", and if the cycle interval is 500 us, then the time is 16 χ 0.5 ms = 8 ms,

Der "Null"-Zustand wird hier nicht identifiziert, weil z.B. über "AjBjC1D" auch "OOOO" eingelassen werden kann, was zur Instabilität der Schaltung führt.The "zero" state is not identified here because, for example , "OOOO" can also be admitted via "AjBjC 1 D", which leads to instability of the circuit.

Um diesen Schwierigkeiten zu entgehen, wird der Zustand "Überlauf" (Overflew OVF) festgestellt.To avoid these difficulties, the "overflow" state (Overflew OVF).

Überlauf tritt auf, wenn von der Stellung "0000" noch ein weiterer Takt abgezogen wird. Die Zeit, die bis zum Überlauf vergeht, ist die Zeit bis zur Stellung "0000" + 1 Takt Abstand (500 ^us). Tritt also an IC34 "Überlauf" auf, dann wird über IC37d der Monoflop IC32 getriggert. Dieser erzeugt einen Impuls von 120 us, Der positive Impuls setzt den Teiler IC27 zurück, während der negative Impuls über die "CLEAR"-Eingänge den IC33 und den gesetzten Flip-Flop des Einspritzventils zurücksetzt.Overflow occurs if there is another clock from the "0000" position is deducted. The time that elapses until the overflow is the time until the position "0000" + 1 clock interval (500 ^ us). So join IC34 "Overflow", then the monoflop IC32 is triggered via IC37d. This generates a pulse of 120 us, the positive pulse sets the divider IC27 back, while the negative pulse via the "CLEAR" inputs the IC33 and the set flip-flop of the injector resets.

Der Grund warum der Takt S erst durch 5mnd dann dem Aefwärtszähler zugeführt wird, ist leicht einzusehen. Angenommen ein Gatter habe einen 500 «s - Takt direkt zum Abwärtszähler freigegeben. Kurz bevor das Gatter geöffnet wurde, war der letzte Taktimpuls vergangen; nach ca, 400 μβ tritt ein neuer ein. Erst jetzt beginnt der Zähler abwärts zu laufen. Seiner Endzeit ist deshalb 400 us zuzuzählen. UmThe reason why the clock S is only fed to the up counter by 5mnd is easy to see. Assume a gate has released a 500 «s cycle directly to the down counter. Just before the gate was opened, the last clock pulse had passed; after approx. 400 μβ a new one occurs. Only now does the counter begin to run downwards. 400 us must therefore be added to its end time. Around

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509886/OSQg509886 / OSQg

_ οι __ οι _

diesen Effekt auszuschalten, wird hier ein 100 *us - Takt verwendet, der anschließend durch 5 geteilt wird. Der Fehler beträgt dann nur noch max. 100 ^us, was durchaus tragbar ist.to switch off this effect, a 100 * us cycle is used here, which is then divided by 5. The error is then only a maximum of 100 ^ us, which is quite acceptable.

Wird der IC33b durch eine Zündung an Z2 oder Z4 gesetzt, läuft über die zugehörigen ICs derselbe Vorgang ab.If the IC33b is set by an ignition at Z2 or Z4, the same process takes place via the associated ICs.

Fällt entweder IC33a oder lC33b durch ein "CLEAR"-Signal zurück, wird IC35 bzw. IC39 getriggert. Diese beiden Monoflops erzeugen einen kurzen negativen Impuls von 10 us Dauer, der die entsprechenden Abwärtszähler nachlädt. Sollte während dieser Zeit am Decoder ICH der Takt "13" auftreten, wird über lC23d und IC24c ein Transfer-Signal unterbunden (vgl. hierzu Fig. 7).If either IC33a or IC33b falls back with a "CLEAR" signal, IC35 or IC39 is triggered. These two monoflops generate a short negative pulse of 10 us duration, which is the corresponding Reloads down counter. If during this time the clock "13" occurs at the decoder ICH, a transfer signal is sent via IC23d and IC24c prevented (see Fig. 7).

Die Einspritzventil-AuswahllogikThe injector selection logic

Jedem Einspritzventil ist ein eigenes Flip-Flop zugeordnet. Tritt an Zl bis Z4 ein negativer Zündimpuls auf, wird das entsprechende Flip-Flop gesetzt. Nach Ablauf der Spritzzeit wird beim Überlauf des zugehörigen Zählers ein "CLEAR" zu den beiden Flip-Flops einer Gruppe gegeben. Da sowieso immer nur ein Flip-Flop einer Gruppe gesetzt ist, wird dieses zurückgesetzt, während das andere ungesetzt bleibt.Each injection valve is assigned its own flip-flop. Kick a negative ignition pulse at Z1 to Z4, the corresponding flip-flop is set. After the spraying time has elapsed, there is an overflow of the associated counter a "CLEAR" is given to the two flip-flops of a group. There is always only one flip-flop anyway Group is set, this one is reset, while the other remains unset.

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609086/0502609086/0502

Das Sperren der Kraft stoffzufuhr während des Schiebebetriebes.Blocking the fuel supply during pushing operation.

Diese Einrichtung ist in vorliegendem Schaltungsbeispiel von Fig. 2 noch nicht enthalten. Da diese Maßnahme eine weitere Abgasemmisionsverminderung zuläßt, wird nachstehend eine derartige Einrichtung in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben.This device is shown in the present circuit example from FIG. 2 not yet included. Since this measure allows a further reduction in exhaust emissions, such a device is described below in connection with FIG. 8.

Über ein Nand-Gatter 21 bis 24 und einen Inverter 25 bis 28 gelangen die Einspritzimpulse der einzelnen Einspritzventile El bis E4 zu den Endstufen. Der zweite Eingang der Nand-Gatter 21 bis 24 ist zusammengefasst und führt zum Ausgang des IC44, Wird hier der Pegel "Null", dann wird die Ansteuerung der Endstufen unterbrochen, d.h. die Kraftstoffzufuhr gesperrt. Daß es dazu kommen kann, wenn die beiden Eingänge des Nand-Gatters IC44 positiv sind, ist einleuchtend. Diese Eingänge sind aber nur positiv,wenn IC43 (Nor) die Stellung "0000 " der Drosselklappe erkennt und wenn die Stellen C oder D der Drehzahlinformation 6 mit einer "1" besetzt sind. Dies ist der Fall, wenn die Drehzahl 1333 U/min übersteigt (vgl. hierzu die Tabelle auf Seite 16).Via a NAND gate 21 to 24 and an inverter 25 to 28 arrive the injection pulses of the individual injection valves E1 to E4 to the output stages. The second input of NAND gates 21 to 24 is summarized and leads to the output of the IC44, the Level "zero", then the control of the output stages is interrupted, i.e. the fuel supply is blocked. That it can come to that, if the two inputs of the NAND gate IC44 are positive, is evident. These inputs are only positive if IC43 (Nor) die The throttle valve recognizes position "0000" and if the digits C or D of the speed information 6 are assigned a "1". This is the case when the speed exceeds 1333 rpm (see the table on page 16).

Sinkt die Drehzahl unter 1333 U/min oder wird die Drosselklappe wieder geöffnet, gelangen auch die Einspritzimpulse wieder zu ihren Endstufen und Einspritzventilen.If the speed drops below 1333 rpm or if the throttle valve is opened again, the injection pulses also come back to theirs Output stages and injectors.

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509886/0502509886/0502

Schutz des Motors vor Überdrehen durch entsprechende Programmierung des Speichers.Protection of the motor against overspeeding through appropriate programming of memory.

Wird der Motor z.B. bei vollgeöffneter Drosselklappe (82 ) mit 5400 U/min überdreht, dann zählt während der Drehzahlmessung der Zähler IC18 über den Stand "Uli" hinaus auf "0000", was nach der Programmierung zur Folge hat, daß die Einspritzzeit schlagartig von 7,5 ms auf 2 ms zurückgeht. Da die Drehzahlmessung alle 200 ms durchgeführt wird, kann davon ausgegangen werden, daß durch diese verminderte Kraftstoffzufuhr und dem damit verbundenen Absinken der Drehzahl der Motor noch wirksam geschützt wird.If, for example, the motor is over-revved at 5400 rpm with the throttle valve (82) fully open, then counts during the rev measurement the counter IC18 over the state "Uli" to "0000", what after the programming has the consequence that the injection time abruptly decreases from 7.5 ms to 2 ms. Since the speed measurement is carried out every 200 ms, it can be assumed that this reduced fuel supply and the associated If the speed drops, the motor is still effectively protected.

Die Ermittlung der optimalen Einspritzmenge für jede Stellung der Drosselklappe und jede Drehzahl des Motors wird bei der erfindungsgemäßen elektronischen Einspritzung nach Fig. 9 vorgenommen. Dabei fördert eine elektrische Pumpe 31 über ein Filter 32 Kraft-. stoff aus einem Kraftstofftank 33 in eine Ringleitung 34, die zu sämtlichen Einspritzventilen 35 des Motors 36 führt.The determination of the optimal injection quantity for each position of the Throttle valve and each speed of the engine is carried out in the electronic injection according to the invention according to FIG. An electric pump 31 conveys through a filter 32 power. material from a fuel tank 33 in a ring line 34, which leads to all Injectors 35 of the engine 36 leads.

Ein Druckregler 37 begrenzt den Druck des Kraftstoffes in der Ringleitung 34 auf 2 atü. Überschüssiger Kraftstoff fließt durch eine Rückleitung 38 in den Kraftstofftank 33 zurück.A pressure regulator 37 limits the pressure of the fuel in the ring line 34 on 2 atü. Excess fuel flows back into the fuel tank 33 through a return line 38.

An den Meßgeräten des Motorprüf stan des können direkt die Größen Drehzahl (n), Drehmoment (Md) und Leistung (N) abgelesen werden.The variables can be read directly from the measuring devices of the engine test stand Speed (n), torque (Md) and power (N) can be read off.

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B09886/0502B09886 / 0502

Über ein auspuffseitig angeschlossenes automatisches Chemie-Analyse-Verfahr en können laufend CO-, CO2-,O2-, CH- und NOx-Gehalt der Abgase gemessen und registriert werden.Via an automatic chemistry analysis process connected to the exhaust side The CO, CO2, O2, CH and NOx content can be continuously monitored the exhaust gases are measured and registered.

Von dem laufenden Motor werden dabei von der Zündung Trigger-Impulse abgeleitet, die über eine Auslöseschaltung 39 das Ansprechen des Ventilsteuergerätes 40 bewirken. Die Dauer der Einspritzimpulse ist von Hand steuerbar, womit auch die eingespritzte Kraftstoffmenge, die der Einspritzzeit proportional ist, steuerbar wird. Mit einem Pulsbreitenmesser 41 wird die Länge der Einspritzzeitimpulse genau ermittelt, die durch einen Oszillographen 42 zusätzlich kontrolliert werden kann.When the engine is running, trigger impulses are generated by the ignition derived, which cause the valve control device 40 to respond via a trigger circuit 39. The duration of the injection pulses can be controlled manually, which means that the amount of fuel injected, which is proportional to the injection time, can also be controlled. With a pulse width meter 41, the length of the injection time pulses is determined precisely, which is also determined by an oscilloscope 42 can be controlled.

Zur Lei stungs abnähme am Motor dient ein elektrischer Umformer 43, der entweder als Generator dem Motor Leistung entzieht oder in Nachbildung des Schiebebetriebes im Kraftfahrzeug den Motor antreibt. An electrical converter 43 is used to decrease performance on the engine, which either draws power from the engine as a generator or drives the engine in a simulation of the overrun mode in the motor vehicle.

Die Einstellung des Steuergerätes erfolgt dann in der Weise, daß bei einer bestimmten Drehzahl des Motors, beispielsweise 600 U/min, die Drosselklappe alle Stellungen von 0 bis Vollast durchläuft. Über den als Leistungsbremse fungierenden elektrischen Umformer wird dabei die Drehzahl des Motors konstant gehalten. Die Einspritzmenge wird daraufhin am Handsteuergerät 40 so verstellt, daß sich eine vollständige, möglichst saubere und schadstoff arme Verbrennung ergibt. Dieses Verfahren wird für alle Drehzahlen wiederholt; es führt dann zu dem in Fig. 6 dargestellten Diagramm, das eine eindeutige Zu-The setting of the control unit is then carried out in such a way that at a certain speed of the engine, for example 600 rpm, the throttle valve passes through all positions from 0 to full load. Above the electrical converter, which acts as a performance brake, keeps the engine speed constant. The injection quantity is then adjusted on the manual control unit 40 so that the result is a complete, clean and low-pollutant combustion. This procedure is repeated for all speeds; it then leads to the diagram shown in Fig. 6, which is a clear allocation

S09886/05Ö2 " 25 "S09886 / 05Ö2 " 25 "

2A2697B2A2697B

Ordnung eines Binärmusters zu einer bestimmten Einspritzmenge bzw. einer bestimmten Einspritzzeit ergibt. Die Drosselklappenstellung tritt bei der dargestellten Kurvenschar als Parameter auf. Anzumerken ist, daß im Vollastbereich, also bei Drehzahlen ab 3000 U/min und Drosselklappenwinke
Kraftstoffüberschuß gearbeitet wird.
Order of a binary pattern for a specific injection quantity or a specific injection time results. The throttle valve position appears as a parameter in the family of curves shown. It should be noted that in the full load range, i.e. at speeds from 3000 rpm and throttle valve angles
Excess fuel is worked.

3000 U/min und Drosselklappenwinkeln von 70 bis 82 mit leichtem3000 rpm and throttle angles from 70 to 82 with easy

Das auf vorbeschriebene Weise ermittelte Bitmuster wird über das Speicherwerk zur Festlegung der Zusatz spritz zeit ausgewertet.The bit pattern determined in the manner described above is evaluated via the storage unit to determine the additional injection time.

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Claims (16)

An spriieheTo spray 1. W erfahr en zur elektronischen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung — bei Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Betriebs- und Lastzustand einer Verbrennungskraftmaschine charakteristischen Informationen, wie z.B. Drehzahl, Drosselklappenstellung, Saugrohr druck, Temperatur, Abgaszusammensetzung, Luftmenge usw. über einen Speicher bzw. Zuordner als der jeweiligen Einspritzmenge zuordenbarer dualer Wert (Bitmuster) zur Steuerung der Einspritzmenge eingesetzt werden.1. Learn about electronic control of fuel injection - In internal combustion engines, characterized in that the Information characteristic of the operating and load state of an internal combustion engine, such as speed, throttle valve position, Intake manifold pressure, temperature, exhaust gas composition, Air quantity etc. via a memory or allocator as a dual value (bit pattern) that can be assigned to the respective injection quantity can be used to control the injection quantity. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer bestimmten Kraftstoffeinspritzungsmenge ein fester dualer Wert (Bitmuster) zugeordnet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a certain A fixed dual value (bit pattern) is assigned to the fuel injection quantity. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamteinspritzmenge des Kraftstoffes in einzelne Teilmengen aufgeteilt wird, wobei eine oder mehrere dieser Teilmengen konstant sein können und die anderen, entweder einzeln oder zusammen, in ihrer Menge als Bitmuster dargestellt werden.3. The method according to claim 1 and / or 2, characterized in that the total injection quantity of the fuel is divided into individual subsets, one or more of these subsets being constant can be and the others, either individually or together, are represented in their set as a bit pattern. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Betriebs- und Lastzustarid eines Verbrennungsmotors charakteristischen Informationen in digitaler Form zu einem der jeweiligen entsprechenden Einspritzmenge zuordenbaren dualen Wert (Bitmuster) verarbeitet wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the characteristic of the operating and load conditions of an internal combustion engine Information in digital form on a dual value (bit pattern) that can be assigned to the respective corresponding injection quantity is processed. - 27 -- 27 - 509886/0502509886/0502 5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine abgasoptimale Steuerung eine Ottomotors ausschließlich die Drehzahl und die Drosselklappenstellung herangezogen werden, sofern der Motor Betriebstemperatur hat und Temperatur und Druck der Ansaugluft konstant sind.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized characterized in that for an optimal exhaust gas control a gasoline engine only the speed and the throttle position can be used if the engine is at operating temperature and the temperature and pressure of the intake air are constant. 6. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Niederdrucksaugrohreinspritzung mit konstantem Kraftstoffdruck und veränderlicher Öffnungszeit der Einspritzventile die Einspritzzeit als digitaler Wert (Bitmuster) dargestellt wird,, der zuvor aus den charakteristischen Informationen des Betriebszustandes des Motors ermittelt und über einen Speicher ausgewertet wurde.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the case of a low-pressure intake manifold injection With constant fuel pressure and variable opening time of the injection valves, the injection time as a digital value (bit pattern) is represented, previously from the characteristic information the operating state of the engine was determined and evaluated via a memory. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für jeden Last- und Betriebszustand des Motors geltende Einspritzzeit (Bitmuster) durch einen Zeittakt, während dem die Einspritzung erfolgt, abgezählt wird.7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the injection time (bit pattern) valid for each load and operating state of the engine is represented by a time cycle, during which the injection takes place, is counted. 8. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Einspritzmenge entsprechende Einspritzzeit in eine feste Grundspritzzeit und eine variable Zusatzspritzzeit aufgeteilt wird.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the injection quantity corresponding Injection time is divided into a fixed basic injection time and a variable additional injection time. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Abgasanalyse eine Regelgröße gewonnen wird, die über eine Rückkopplung die Kraftstoffmenge auf ein optimales Ab gas verhalten des Motors ausregelt.9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a control variable is obtained by means of an exhaust gas analysis which, via a feedback, determines the amount of fuel regulates the engine to optimize its exhaust gas behavior. OOOO S09886/05Ö2S09886 / 05Ö2 10. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch Abgasanalyse gewonnene
Regelgröße die Kraftstoffeinspritzmenge auf ein abgasoptimales
Verhalten des Motors hin ausregelt.
10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that one obtained by exhaust gas analysis
Controlled variable the fuel injection quantity to an optimal exhaust gas
The behavior of the motor.
11. Verfahren nach Anspruch 1O-, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Über- oder Unterschreitung eines vorgegebenen Sollwertes der
CO-Konzentration ein Regelvorgang ausgelöst wird.
11. The method according to claim 1O - , characterized in that at
Exceeding or falling below a specified setpoint of the
CO concentration a control process is triggered.
12. Verfahren nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelvorgang nur im Leerlauf und nach einer bestimmten Zeit vorgenommen wird, die Regeleinstellung bei einem zwischenzeitlich auftretenden Lastspiel bis zum nächsten Leerlauf erhalten bleibt.12. The method according to claim 10 and / or 11, characterized in that that the control process is only carried out when idling and after a certain time, the control setting in the meantime occurring load cycle is retained until the next no-load operation. 13. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine entsprechende Auslegung
des Bitmusters der Motor vor Überdrehung und anderen gefährlichen Zuständen geschützt wird.
13. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that by an appropriate design
the bit pattern protects the motor from overspeeding and other dangerous conditions.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schiebebetrieb des Motors bei erhöhter Drehzahl eine Kraftstoffabsperrung erfolgt.14. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a fuel shut-off takes place in the overrun mode of the engine at increased speed. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Betriebs- und Lastzustand einer Verbrennungskraftmaschine charakteristischen Informationen als der jeweiligen Einspritzmenge zugeordneter dualer Wert15. Device for performing the method according to claim 1 to 14, characterized in that the information characteristic of the operating and load conditions of an internal combustion engine as the dual value assigned to the respective injection quantity - 29 -- 29 - 509836/0502509836/0502 (Bitmuster) über einen Speicher bzw. Zuordner (1) zur Steuerung der Einspritzmenge einsetzbar ist.(Bit pattern) can be used via a memory or allocator (1) to control the injection quantity. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Winkelcoder zur Erkennung der momentanen Drosselklappenstellung, der seine Informationen in einem Binärcode einem Speicherwerk (1) zuleitet, eine Zünderkennung und Zuordnung (4), die die digitale Drehzahlinformation ebenfalls auf das Speicherwerk (1) gibt, einen mit der Zünderkennung und Zuordnung (4) verbundenen Grundspritzzeitgeber (10) sowie einen Zusatzspritzzeitgeber (11), der seine Informationen über den Speicher (1) und einen Taktgenerator (13) erhält, der die Torzeit für die digitale Drehzahlmessung (6) liefert, sowie eine Einspritz ventil-Auswahllogik (9), die sowohl mit der Zünderkennung und Zuordnung (4) als auch mit dem Zusatzspritzzeitgeber (11) verbunden ist.16. The device according to claim 15, characterized by an angle encoder to recognize the current throttle valve position, which stores its information in a binary code in a memory unit (1) introduces an ignition detection and assignment (4), which contains the digital speed information Also on the storage unit (1) there is a basic injection timer connected to the ignition recognition and assignment (4) (10) and an additional injection timer (11), which receives its information via the memory (1) and a clock generator (13), which supplies the gate time for the digital speed measurement (6), as well as an injection valve selection logic (9) that works with both the ignition detection and assignment (4) and the additional injection timer (11) is connected. 509886/0502509886/0502 LeerseiteBlank page
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