DE2653046C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektronischen Regelverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. einem elektronischen Regelsystem, jeweils zur Spritzbeginnverstellung bei Dieselmotoren, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15. Bei bekannten Regelverfahren zur Spritzbeginnverstellung (DE-OS'en 20 11 712, 23 37 622 oder 23 42 870) wird der Regelweg RW der Einspritzpumpe als Istwertgröße ausgewertet, wobei auf analoger Grundlage arbeitende Spritzverstell- Kennfeldgeneratoren vorgesehen sind, an denen die gewünschten Spritzverstellabhängigkeiten eingestellt werden können und denen als Eingangsgrößen elektrische Betriebs- und Steuergrößen der Brennkraftmaschine zugeführt sind. Die Ausgangsgröße der Spritzverstellkennfeld-Generatoren bildet dann die Führungsgröße eines Spritzverstellreglers, der die mechanische Bewegung des Spritzverstellers bewirkt. Hierzu wird von dem Generator ein entsprechende Daten enthaltendes Kennfeld unter Einbeziehung der äußeren Betriebsparameter ausgewertet zur Bildung spritzbeginnproportionaler Sollwertgrößen bzw. eines Istwertsignals, wobei dann eine Vergleichslogik aus den ihr zugeführten Signalen von Istwert und Sollwert die Regelabweichung feststellt.

Es ist auch schon bekannt (JP-OS 48-98 219), für die Bestimmung des tatsächlichen Einspritzzeitpunktes ein Isteinspritzsignal zu verwenden, welches im Spritzdüsenbereich abgetastet wird.

Allgemein sind Spritzverstelleinrichtungen für Dieselmotoren bekannt, die automatisch den Spritzbeginn bei einer Drehzahländerung verlegen und beispielsweise mit einer fliehkraftgesteuerten oder einer hydraulischen Verstellung der Einspritzpumpenwelle gegenüber dem Antrieb arbeiten und so den Spritzbeginn verändern können.

Bei einer anderen Art von Verteilerpumpen verstellt ein hydraulischer Spritzversteller mit drehzahlabhängig gesteuertem Förderpumpendruck den Rollenring. Eine weitere bekannte Einrichtung dieser Art zur Spritzverstellung läßt sich der US-PS 39 06 916 entnehmen.

Es ist auch bekannt, eine lastabhängige Komponente durch ein Bypass-System einzuführen, wobei aber alle diese Lösungen nicht in der Lage sind, den Spritzbeginn für Dieselmotoren so optimal zu steuern, wie dies den heutigen Anforderungen für eine Spritzverstellung bei modernen Dieselbrennkraftmaschinen entspricht. Der Hauptnachteil der bekannten Einspritzsysteme liegt darin, daß nicht genau genug und bezogen auf die Kurbelwellenumdrehung reagiert werden kann; auch läßt sich der Zeitpunkt des eigentlichen Spritzbeginns, selbst wenn er im Spritzdüsenbereich detektiert wird, nicht mit hinreichender Genauigkeit bei der Regelung auswerten. Üblicherweise wird aber ohnehin nicht auf den tatsächlichen Beginn der Einspritzung des Kraftstoffs in den Dieselmotor abgestellt, sondern lediglich die Steuerung des Förderbeginns erfaßt, so daß schon hier Ungenauigkeiten und Funktionskompromisse entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem elektronischen Regelverfahren und einem entsprechenden System zur Bestimmung des Spritzbeginns bei Dieselmotoren dafür zu sorgen, daß auf der Grundlage einer digitalen Berechnung für jede Kurbelwellenumdrehung in Echtzeit der Regelvorgang für den Spritzbeginn durchgeführt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektronische Regelverfahren und das erfindungsgemäße elektronische Regelsystem lösen diese Aufgabe jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 15 und haben den Vorteil, daß unter Bildung eines echten, schnell arbeitenden Regelkreises mit geringem Aufwand ein besonders genaues Ergebnis der jeweils zuzuführenden Kraftstoffmenge erzielt werden kann, wobei eine Vielzahl weiterer, als berücksichtigenswert erachteter Parameter in die Spritzverstellung einbezogen werden können.

So ist es möglich, den Spritzbeginn nicht nur mehr auf einen Arbeitspunkt zu legen, der auch mit steigender Drehzahl noch einen thermodynamisch günstig liegenden Verbrennungsbeginn sicherstellt, sondern die Erfindung ermöglicht die Beeinflussung des Spritzbeginns auch unter Beachtung so wichtiger weiterer Parameter wie die Emission von Schadstoffen, die Geräuschentwicklung und den Verbrauch, wobei entsprechend erarbeitete und als Spritzbeginnkennlinien nach Art eines Kennlinienfeldes vorliegenden Minimumkurven sinnvoll zur Bildung des Sollwertes ausgewählt und eingehalten werden. Die Erfindung ermöglicht die optimale Führung des Spritzbeginns unter Beobachtung wesentlicher Betriebsparameter des Dieselmotors und läßt die Auswahl von prioritätsbehafteten Kennlinien oder Kennlinienästen zur Sollwertbildung zu, so daß in feiner Abstimmung auf das jeweilige vorrangige Ziel (geringer Verbrauch, geringe Geräuschentwicklung, geringe Rußbildung, maximales Drehmoment od. dgl.) eine ideale Gemischbildungsanlage geschaffen werden kann, die eine optimale Abgasentgiftung sicherstellt und die bisher ungenaue Spritzverstellung in ein hochgenaues Regelsystem überführt, welches auch die Ausregelung der Druckwellenlaufzeit und sonstiger Verschleißerscheinungen ermöglicht.

In sinnvoller Ergänzung hierzu gestattet das erfindungsgemäße Regelsystem auch den externen Eingriff in die Bestimmung der Kennlinienbereiche, die für den jeweiligen Betriebsfall von besonderer Bedeutung sind; erfolgt kein Eingriff von außen, beispielsweise durch Umschaltung, dann arbeitet eine Auswahllogikschaltung entsprechend programmierter Eingabe und wählt selbsttätig den gewünschten Sollwert in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Betriebsparametern aus.

Dabei ist noch besonders vorteilhaft, daß der Hauptteil des Regelsystems auf digitaler Basis arbeitet, wobei eine Taktimpulsfolge für das System verwendet wird, die aus einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen pro Wellenwinkeleinheit besteht.

Da der Sollwert sinnvollerweise von der sollwerterzeugenden Schaltung als analoge Spannung zur Verfügung gestellt wird (auch die dieser Schaltung zugeführten äußeren Betriebsparametersignale sind im wesentlichen analog), ist eine Rasterschaltung gebildet, die das analoge Sollwertsignal in den kurbelwellenwinkelbezogenen Arbeitsablauf des Systems einordnet, wodurch ein digitaler Vergleich mit dem Istimpuls möglich ist, der von einem Geber bei Spritzbeginn erzeugt wird.

Zeichnung

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein mögliches Blockschaltbild eines elektronischen Regelsystems für die Bestimmung des Spritzbeginns bei Dieselmotoren,

Fig. 2 zeigt ein Kennlinienfeld, aus welchem von einer Auswahllogik für jeden Arbeitspunkt des Dieselmotors der optimale Spritzbeginn nach vorgegebenen Kriterien ermittelt werden kann;

Fig. 3a und 3b zeigen elektronische Schaltungskomponenten in bevorzugter digitaler Ausbildung zur zeitlichen Einordnung des Sollwertes und zur Erzeugung eines Sollwertimpulses sowie zur vergleichenden Verarbeitung des Soll- und Istimpulses für den Spritzbeginn;

Fig. 4 zeigt eine der Schaltung der Fig. 3a und 3b nachgeschaltete Schaltung zur Umsetzung der bevorzugt als Zählerinhalt anstehenden Regelabweichung in eine zur Ansteuerung des Stellglieds geeignete Spannung;

Fig. 5 zeigt diagrammäßig den Funktionsablauf bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Regelsystems bei einem zu frühen Spritzbeginn (linkes Diagramm) und einem zu späten Spritzbeginn (rechtes Diagramm), und die

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektronischen Regelsystems, welches nach dem Prinzip der Impulslängenmodulation beim Vergleich des Soll- und Istwertsignals arbeitet.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Das grundlegende Prinzip des elektronischen Regelverfahrens zur sollwertgesteuerten Verstellung des Spritzbeginns bei Dieselmotoren wird zunächst anhand des Blockschaltbilds der Fig. 1 erläutert. In Fig. 1 ist der Stellgliedbereich mit 1 bezeichnet und so ausgebildet, daß durch ein geeignetes Endglied 2 und bei Zuführung eines aus der Regelabweichung ermittelten Stellsignals über die Leitung 3 die Spritzverstellung innerhalb der bei Dieselmotoren üblichen Grenzen durchgeführt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Spritzverstellung druckgesteuert (hierauf wird weiter unten noch genauer eingegangen); es ist jedoch auch jede andere geeignete Einrichtung möglich, die von einem Stellsignal angesteuert werden kann und so ausgebildet ist, daß der Zeitpunkt des Beginns der Einspritzung des Kraftstoffs einer Verstellung nach vorwärts oder rückwärts - beispielsweise bezogen auf die Maßeinheit "Kurbelwellengrade vor oberem Totpunkt" (OT) des Brennkraftmaschinenkolbens durchgeführt werden kann. Es ist eine Sensorschaltung 4 vorgesehen, die in der Lage ist, den echten Spritzbeginn zu erfassen und die daher nahe im Düsenbereich angeordnet und so ausgebildet ist, daß vorzugsweise bei Spritzbeginn ein Impuls erzeugt wird, der in der Lage ist, eine Information über den Istwert des Spritzbeginns zu vermitteln und im folgenden als Istwert-Spritzbeginnimpuls bzw. kürzer als Istimpuls bezeichnet wird. Dieser Istimpuls wird einer Vergleichsschaltung 5 zugeführt, die über eine weitere Leitung 6 eine z. B. winkelproportionale Information über den bei dem jeweiligen Arbeitspunkt der Dieselmaschine bevorzugten Sollwert zugeführt erhält. Darüber hinaus verarbeitet die Vergleichsschaltung 5 noch ein über die Leitung 7 zugeführtes Drehzahlsignal, welches bevorzugt aus einer Signalimpulsfolge besteht mit beispielsweise jeweils einem Impuls pro Kurbelwellengrad (°KW). Über die Leitung 8 wird der Vergleichsschaltung 5 noch eine Referenzmarke zugeführt, die bevorzugt ebenfalls als Impuls ausgebildet ist, der zu einem Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt (OT) der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine erscheint, der größer ist als der maximale Spritzbeginnabstand vor OT. Die Zuführung des Referenzmarken- oder Verarbeitungsimpulses, der im folgenden auch kurz als R-Impuls oder R′-Impuls bezeichnet wird, erfolgt am Eingang 9 der Schaltung; das Drehzahlsignal, im folgenden häufig als I/°KW bezeichnet, erfolgt am Eingang 10 der Schaltung. Zwei weitere Eingänge 11 und 12 weist die Schaltung 13 zur Ermittlung des winkelproportionalen Sollwerts auf; dem Eingang 11 kann beispielsweise ein der Temperatur ϑ proportionales Signal und dem Eingang 12 ein Lastsignal zugeführt werden, welches beispielsweise proportional ist der zugeführten Kraftstoffmenge Q pro Hub (im folgenden als Q/H-Signal bezeichnet).

Die sollwerterzeugende Schaltung 13 verfügt über einen Speicher 14, der zweckmäßigerweise unterschiedliche Optimalkennlinien für die wichtigen spritzbeginnabhängigen Eigenschaften umfaßt. Die Kennlinien können analog oder digital gespeichert sein, wozu beispielsweise Festwertspeicher oder Funktionsgeneratoren verwendet werden können. Durch zweckmäßigerweise analoge Eingabe der zugehörigen Betriebsparameter werden die erforderlichen Daten für jeden Arbeitspunkt abgerufen, und eine nachgeschaltete Auswahllogik 15 bestimmt dann den für den jeweiligen Betriebsfall zu verwendenden Kennlinienast. Im einzelnen wird hierauf weiter unten dann noch anhand der Fig. 2 eingegangen; am Ausgang 16 der Auswahllogik 15 ergibt sich ein Sollwertsignal, welches in beliebiger Form der Vergleichsschaltung 5 zugeführt werden kann, beispielsweise digital kodiert oder als analoges Gleichspannungssignal und zu diesem Zeitpunkt auch noch nicht drehzahlbezogen zu sein braucht.

Das System zur geregelten Verstellung des Spritzbeginns bei Dieselmotoren ist auf eine impulsmäßige Verarbeitung eingestellt, so daß im wesentlichen mit digitalen Bausteinen gearbeitet werden kann. Die Drehzahlbezogenheit des Sollwertsignals auf der Leitung 6 wird dann bei einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Zählschaltungen hergestellt, wobei auch die Regelabweichung zunächst als Zählerstand bereitgestellt wird.

Bevor genauer auf die elektronische Spritzbeginnregelung eingegangen wird, werden im folgenden zweckmäßigerweise die eher peripheren Randgruppen des Systems besprochen, nämlich die Schaltungen, Sensoren und Stellglieder, die dem Regelsystem externe Informationen zuführen bzw. schließlich das Stellsignal zur Spritzverstellung zugeführt erhalten.

Als erstes wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Stellgliedes 1 genauer erläutert. Dabei wird ausgegangen von einer Einrichtung zur Spritzverstellung bei Dieselmotoren, die für sich gesehen bekannt ist und über einen sogenannten Rollenring verfügt, der bei der üblichen Einspritzverteilerpumpe die effektive Spritzverstellung übernimmt. Die Verteilereinspritzpumpe verfügt über einen Kolben 20 für die Spritzverstellung, der bei 21 mechanisch mit dem Rollenring verbunden ist und der üblicherweise als Vorsteuerung von einem drehzahlabhängigen Druck p bei 22 beaufschlagt ist. Bei der erfindungsgemäßen Anwendung ist es möglich, diese drehzahlabhängige Druckbeaufschlagung als Vorsteuerung ganz aufzugeben; bevorzugt wird jedoch so vorgegangen, daß diese drehzahlabhängige Druckvorsteuerung beibehalten wird, etwa für den Fall, daß das Regelsytem ausfällt. So kann dann immer noch je nach Drehzahl des zugeordneten Dieselmotors die Spritzverstellung gesteuert werden.

Für den im Raum 24 beibehaltenen drehzahlabhängigen Druck ist bei 25 ein Abfluß geschaffen, dessen Abflußquerschnitt 26 von einem Steuerschieber 27 je nach Größe der Regelabweichung änderbar ist. Der Steuerschieber 27 ist hier von einem Magneten 28 gesteuert und kann durch kontinuierliches Öffnen oder Schließen des Steuerquerschnitts 26 den Druck im Raum 24 und damit letztlich den Spritzbeginn beeinflussen. Die resultierende Lage des Spritzverstellerkolbens 20 ergibt dann über den Rollenring der Verteilerpumpe in bekannter Weise für den erforderlichen Einspritzbeginn den richtigen Förderbeginn. Die Beaufschlagung des Magneten 28 kann kontinuierlich über ein Gleichstromsignal oder getaktet, bevorzugt mit so hoher Frequenz erfolgen, daß der Steuerschieber 27 schwingungsfrei eine der Regelabweichung proportionale Position einnimmt; es ist aber auch möglich, durch entsprechend schnelles Öffnen oder Schließen des Abflusses 25 zur gewünschten Druckbeeinflussung zu gelangen, wobei dann der Raum 24 und die Massenträgheit der übrigen Komponenten ausgleichend wirken kann.

Je nach der gewünschten Genauigkeit bei der Ermittlung des Drehzahlsignals wird die Kurbelwelle in eine entsprechende Anzahl von Impulsen pro Winkeleinheit unterteilt; beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird so vorgegangen, daß pro Grad Kurbelwelle ein Impuls von einem Impulsgeber erzeugt wird. Auf die besondere Ausbildung eines solchen Impulsgebers braucht nicht detailliert eingegangen zu werden; beispielsweise können über den Umfang der Kurbelwelle 360 Zähne vorgesehen sein, die an einem induktiven Geber die gewünschte Signalfolge I/°KW erzeugt mit einem Impuls pro Kurbelwellengrad. Schließlich wird dem Eingang 9 der schon erwähnte Referenzmarkenimpuls zugeführt, der zum zeitbezogenen Setzen des digitalen Arbeitsablaufes dient bzw. den Rechenablauf zur Ermittlung der Regelabweichung einleitet. Der Verarbeitungsimpuls R-Imp tritt einmal pro Kurbelwellenumdrehung auf und weist einen Abstand zum oberen Totpunkt auf, der größer ist als der Abstand, der sich für den maximal möglichen, denkbaren Spritzbeginn vor dem oberen Totpunkt (des jeweils bezogenen Zylinders) ergibt.

Wie schon erwähnt, wird der den tatsächlichen Moment des Spritzbeginns angebende Istimpuls vom Sensor 4 einem Eingang 9 a zugeführt; dabei muß die Erfassung des echten Spritzbeginns nahe der Düse erfolgen, damit die Leitungslaufzeit mitgemessen wird. An sich kann als Sensor oder Geber 4 für die Erzeugung des Istimpulses jedes geeignete System verwendet werden, welches so ausgebildet ist, daß der zeitliche Moment der Einspritzung erfaßt und durch Abgabe eines Impulses den anderen Komponenten des Systems vermittelt werden kann.

Wichtig ist, daß der Geber einen elektrischen Impuls genau zum Zeitpunkt des echten Spritzbeginns liefert, wobei der Temperatureinfluß oder die Nullpunktverschiebung solcher Geber für den Istimpuls belanglos sind, weil ein dynamisches Signal ausreicht. Da bei Viertakt-Motoren nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung eine Einspritzung stattfindet, bietet sich im übrigen bei geradzahliger Zylinderzahl des Motors die Zusammenschaltung zwei Einspritzdüsen mit elektrischen Halbbrücken zu einer Vollbrücke an.

Das dem Eingang 11 der Schaltung 13 für die Sollwerterstellung zugeführte Temperatursignal des Motors läßt sich einfach beispielsweise mit einem temperaturabhängigen Widerstand (NTC- Widerstand) oder in ähnlicher Weise ermitteln; das Temperatursignal ϑ ist wesentlich, da von ihm der Spritzbeginn besonders bei Kaltstart und für optimalen Hochlauf stark abhängt.

Als Lastsignal wird dem Eingang 12 der Sollwertschaltung 13 schließlich ein kraftstoffmengenproportionales Signal zugeführt, welches ein gutes Kriterium für die Belastung der Brennkraftmaschine darstellt. Dieses kann durch die Lage der Regelstange einer Reiheneinspritzpumpe bzw. des Steuerschiebers einer Verteilerpumpe ableitbar sein; wobei es noch genauere, aber aufwendigere Methoden der Mengenmessung gibt.

Zusammengefaßt definieren der am Eingang 9 der Schaltung zugeführte Verarbeitungsimpuls R-Imp und die ab dem Durchgang dieser Referenzmarke eingetroffenen Impulse pro Wellenwinkeleinheit der Kurbelwelle (I/°KW) für das Regelsystem die momentane Winkelstellung und es ist dann möglich, innerhalb des so für jede Drehgeschwindigkeit geschaffenen Maßstabes für die jeweilige Winkelstellung in diesem das Signal des wirklichen Spritzbeginns (Istimpuls) und das gewünschte Sollwertsignal einzuordnen.

Im folgenden wird nun zunächst zum besseren Verständnis auf einen möglichen funktionsmäßigen Ablauf bei der Ermittlung der Regelabweichung anhand der Darstellung der Fig. 5 genauer eingegangen, da sich nach Verständnis der Wirkungsweise die verschiedenen möglichen Ausführungsformen zurRealisierung des erfindungsgemäßen Regelsystems besser verstehen und einordnen lassen.

Wie schon erwähnt, erfolgt die Verarbeitung digital, da auch die dem Regelsystem zugeführten wesentlichen Bezugsgrößen, nämlich das Drehzahlsignal I/°KW, der Verarbeitungsimpuls R-Imp und das Istwertsignal als Istimpuls in digitaler Form erscheinen.

Das Wirkungsschema der digitalen Regelung entsprechend Fig. 5 zeigt zwei verschiedene Funktionsabläufe, nämlich für einen mit Bezug auf den Sollwert zu frühen und einen zu späten Spritzbeginn. Das linke Diagramm der Fig. 5 zeigt verschiedene Spannungsverläufe über der Zeit bzw. genauer gesagt über dem Bezugsmaßstab °KW, wobei mit U _x eine derzeit noch analoge Sollwertspannung bezeichnet ist, die von dem Kennlinienfeld 14 und der nachgeschalteten Auswahllogik 15 für diesen jeweiligen Betriebszustand vorgegeben ist. Der zum Zeitpunkt t₁ auftretende Verarbeitungsimpuls dient als Nullpunkt für den jeweiligen Abtastvorgang und den Beginn der Ermittlung der Regelabweichung. Zum Zeitpunkt t₁ veranlaßt der Verarbeitungsimpuls R-Imp einen ersten Zähler, beispielsweise einen üblichen Vorwärtszähler 30 (Fig. 3b) zur Durchführung eines Zählvorgangs, wobei der jeweilige Zählerstand des Zählers 30 bei dem anhand der Fig. 5 dargestellten Funktionsablauf sofort in Form einer analogen Treppenkurve, beispielsweise mit Hilfe eines dem Zähler 30 nachgeschalteten digitalen Analogwandlers 32 abgebildet wird. Da auch die Sollwertspannung als analoge Spannung U _x vorliegt, läßt sich durch geeigneten Vergleich ein Zeitpunkt (beim Ausführungsbeispiel t₃ bzw. t₃′ beim rechten Diagramm) ermitteln, an welchem ein Sollimpuls erzeugt wird.

Bei zu frühem Spritzbeginn startet der vom Istwertgeber 4 erzeugte Istimpuls zum Zeitpunkt t₂ innerhalb des im Zähler 30 ablaufenden definierten Winkelrasters einen gleichlaufenden Vorwärts-Rückwärtszähler 35. Die beiden Zählern 30 und 35 zugeführte Zählfrequenz ist bevorzugt die drehzahlproportionale Signalimpulsfolge I/°KW, wie sie dem Eingang 10 nach Fig. 1 zugeführt wird. Bei dem einen zu frühen Spritzbeginn angebenden linken Diagramm der Fig. 5 ist der Wirkungsablauf demnach so, daß zum Zeitpunkt t₁ zunächst der Zähler 30 hochzählt und zum Zeitpunkt t₂ der Vorwärts-Rückwärtszähler 35 in vorgegebener Zählrichtung parallel mitläuft, bis zum Zeitpunkt t₃ der Zählerstand des Zählers 1 im analogen Vergleich gleich ist dem Sollwert, der aus den Betriebsparametern und der Kennfeldauswahl resultiert. Sobald zum Zeitpunkt t₃ der Sollimpuls ermittelt ist und eintrifft, wird der für die Ermittlung des winkelbezogenen Sollimpulses Soll-SB wesentliche Aufwärtszähler 30 gestoppt und auch gelöscht; der vom Istimpuls angeworfene Vorwärts-Rückwärtszähler 35 wird ebenfalls gestoppt, und sein Zählerstand zeigt dann sofort diejenige Anzahl von Winkeleinheiten an, um welche die Einspritzung zu früh beginnt. Diese Regelabweichung Δ A gelangt vorzeichenrichtig zur Stellgliedelektronik, je nach Stellwerk als Analogwert oder als Digitalwert; bis zum mit der nächsten Kurbelwellenumdrehung zum Zeitpunkt t₁ eingeleiteten Zyklus wird der Zähler 30 gelöscht gehalten und der Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers 35 bleibt als Stellgröße noch erhalten, insbesondere bei niedriger Drehzahl, da die Auswertung dieser Regelabweichung an sich beliebig ist und bevorzugt so durchgeführt wird, wie dies weiter unten noch anhand der Fig. 4 erläutert wird.

Erfolgt entsprechend dem rechten Diagramm der Fig. 5 der Spritzbeginn zu spät, dann trifft der Sollimpuls schon zum Zeitpunkt t₃′ ein, vor dem Istimpuls. In diesem Fall veranlaßt das "vorzeitige" Eintreffen des Sollimpulses das Einzählen der Kurbelwellensignalimpulse I/°KW in zur ersten Zählrichtung umgekehrten Zählrichtung in den Vorwärts-Rückwärtszähler 35 und der später eintreffende Istimpuls stoppt dann in vertauschter Rolle den Vorwärts-Rückwärtszähler. Der Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers stellt daher stets die Regelabweichung dar; bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird so vorgegangen, daß der Vorwärts-Rückwärtszähler im Normalbetrieb nicht gelöscht wird, sondern die jeweils einmal pro Zyklus auftretenden Regelabweichungen integrierend erfaßt.

Wesentlich ist daher, daß eine Einrichtung geschaffen wird, die in der Lage ist, die analoge Sollspannung U _x , die von der Schaltung 13 zur Ermittlung des Sollwertes erzeugt wird, so in den Zeitbereich ab Eintreffen des Verarbeitungsimpulses R-Imp zum Zeitpunkt t₁ bis beispielsweise zum oberen Totpunkt einzuordnen, daß weitere nachgeschaltete Logikschaltungen in der Lage sind, nunmehr aus der winkelrichtigen Positionierung des Istimpulses und des Sollimpulses das jeweils frühere Eintreffen entweder des Sollimpulses oder des Istimpulses zu ermitteln und gleichzeitig auch ein Maß für den zeitlichen bzw. genauer gesagt für den kurbelwellenwinkelbezogenen Abstand zwischen diesen beiden Impulsen zur Verfügung zu stellen, das dann als Regelabweichung weiter ausgewertet wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung erfolgt die kurbelwellenwinkelmäßige Positionierung des Sollimpulses und die Ermittlung der Regelabweichung mit Hilfe von Schaltungen, wie sie in den Fig. 3a und 3b dargestellt sind, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen wird, daß es sich hier lediglich um ein mögliches Ausführungsbeispiel handelt und die prinzipielle Wirkungsweise auch durch ähnlich wirkende, äquivalente Schaltungsteilkomponenten oder Schaltungen erzielt werden kann.

Im folgenden wird anhand der Darstellung der Fig. 3a und 3b ein mögliches Ausführungsbeispiel zur winkelproportionalen Plazierung des Sollimpulses und zur Angabe der Regelabweichung genauer erläutert. Es wird bei diesem Ausführungsbeispiel mit analogem Sollwert gearbeitet, der als Gleichspannung von der Sollwerterzeugungsschaltung 13 dem Eingang 40 der Schaltung der Fig. 3b zugeführt wird.

Wie weiter vorn erläutert, veranlaßt der dem Eingang 41 zugeführte, den Null- bzw. Startpunkt des Systems festlegende Verarbeitungsimpuls R-Imp die Aufwärtszählung des Zählers 30 mit der seinem Eingang 33 zugeführten Zählimpulsfolge, die auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine bezogen ist und beispielsweise einen Impuls pro Winkeleinheit, beispielsweise pro Grad Kurbelwellenumdrehung liefert. Der jeweilige, an den Ausgängen 34 des Zählers auftretende Zählerstand wird über die Leitungen 35 sofort einem nachgeschalteten Digitalanalogwandler 32 zugeführt, der eine Bewertungsmatrix darstellt und beispielsweise als Widerstandsmatrix in geeigneter Kodierung ausgebildet sein kann, so daß am Ausgang 36 des Digitalanalogwandlers die in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 31 bezeichnete, analoge Treppenkurve auftritt. Es handelt sich bei dieser Treppenkurve um ein quantisiertes, ansteigendes Gleichstromsignal, welches dem einen Eingang 37 eines nachgeschalteten Vergleichers 38 zugeführt wird, dessen anderem Eingang der bei 40 anliegende analoge Sollwert U _x zugeführt ist. Der Vergleicher 38 ist so ausgebildet, daß bei Identität von Treppenkurve 31 mit Sollwertspanung U _x ein Ausgangsimpuls, nämlich der schon erwähnte Sollimpuls, abgegeben wird. Dieser Impuls kann über die Schaltung 42 sofort dem Löscheingang Cl des Zählers 30 zugeführt werden, so daß dieser gelöscht wird und für den nächsten Arbeitszyklus vorbereitet ist. Die Schaltung 42 hat den Sollimpuls so lange zu halten, bis alle Stufen des Zählers 30, auch bei wieder verschwindendem Signal am Vergleicher 38 sicher gelöscht sind. Dies geschieht in der bevorzugten Ausführung durch Setzen einer bistabilen Kippstufe, welche vom nächstfolgenden I/°KW-Impuls rückgesetzt werden kann. Über die weiterführende Leitung 43 gelangt der nunmehr in das zeitliche Raster der Kurbelwellenwinkel richtig positionierte Sollimpuls zum Eingang 45 einer Logikschaltung 46, die an einem zweiten Eingang 47 den Istimpuls zugeführt erhält. Die Logikschaltung ist so ausgebildet, daß sie in der Lage ist, durch Änderung ihres Ausgangspotentials anzugeben, welcher der beiden Impulse vor dem anderen eingegangen ist, d. h. es handelt sich um eine Diskriminatorschaltung, die zwischen dem vorzeitigen oder früheren Eingang des Istimpulses unterscheiden kann sowie Angaben über den zeitlichen (oder kurbelwellenwinkelbezogenen) Abstand zwischen beiden macht.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Logikschaltung 46 so aufgebaut, daß zwei bistabile Kippstufen 48 und 49 vorgesehen sind, die als sogenannte RS-Flipflops ausgebildet sind und deren Setzeingängen S jeweils der Ist-SB- bzw. der Soll-SB-Impuls zugeführt ist. Die Rücksetzeingänge sind mit dem Verarbeitungsimpuls R-Imp beaufschlagt, so daß sich die beiden Flipflops beispielsweise zum Nullpunkt oder Startpunkt jeweils in ihrem gleichen Ausgangsschaltzustand befinden. Vereinbarungsgemäß soll gelten, daß bei Eintreffen des Istimpulses vor dem Sollimpuls der der Logikschaltung 46 nachgeschaltete Vorwärts-Rückwärtszähler 35 vorwärtszählt, bei umgekehrtem zeitlichen Eingang dieser beiden Impulse soll die Rückwärtszählung des Vorwärts-Rückwärtszählers veranlaßt werden. Das bedeutet, daß - lediglich auf dieses Ausführungsbeispiel bezogen - die -Ausgänge beider Flipflops 48 und 49 im rückgesetzten Zustand, also nach Eintreffen des R-Impulses, das Signal logisch 1 (log 1) oder H führen. Bei Eintreffen des Istimpulses am Setzeingang des Flipflops 48 kippt dieser in seinen zweiten Schaltzustand, und am Ausgang Q und damit am Eingang a eines nachgeschalteten NAND-Gatters 50 erscheint das Signal log 1, während gleichzeitig das nunmehr auf log 0 liegende Ausgangssignal am Ausgang des Flipflops 48 über die Leitung 51 ein weiteres, dem Flipflop 49 nachgeschaltetes UND- Gatter 52 sperrt. Wegen der durch die Leitungen 51 und 53 vorhandenen Querverriegelung oder Quersignalübermittlung von den -Ausgängen der Flipflops 48 und 49 auf die mittleren Eingänge b der UND-Gatter 50 und 52 ist eine Einflußnahme des jeweils vom anderen Impuls (Soll-SB oder Ist-SB) angesteuerten Flipflops möglich. Zunächst liegt bei früherem Eintreffen des Istimpulses am Eingang a des UND-Gatters 50 das Signal log 1, desgleichen bei noch nicht erfolgtem Setzen des Flipflops 49 wegen =log 1 auch am Eingang b. Den Eingängen c beider UND- Gatter 50 und 52 wird die Zählimpulsfolge I/°KW zugeführt und somit wird dann der Aufwärtszähleingang 55 des nachgeschalteten Vorwärts-Rückwärtszählers 35 von den Zählimpulsen beaufschlagt. Sobald jedoch der Sollimpuls am Eingang 45 auftritt, wird das Flipflop 49 ebenfalls gesetzt und sein Ausgang geht auf log 0, so daß zu diesem Zeitpunkt dann die Zuführung der Zählimpulse zum Vorwärts-Rückwärtszähler 35 gesperrt wird und der Zählerstand des Zählers 35 entspricht genau der Regelabweichung Δ A, wie in Fig. 5 schon ausgeführt. Entsprechendes gilt bei zu spätem Eintreffen des Istimpulses nach dem Sollimpuls, was bedeutet, daß für die dann auftretende drehzahl- bzw. kurbelwellenwinkelbezogene Regelabweichung Δ R der Vorwärts- Rückwärtszähler 35 um die entsprechende Anzahl von Zählimpulsen rückwärts zählt. Es ergibt sich daher im Regelfall stets ein bestimmter Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers 35 an seinen Ausgängen 57; die Auswertung dieses Zählerstands zur Stellgliedbeaufschlagung wird weiter unten anhand der Darstellung der Fig. 4 erläutert. Der Rückwärtszähleingang des Vorwärts- Rückwärtszählers 35 ist mit 56 bezeichnet.

Als Modifikation ist denkbar, daß als Zählimpulsfolge für die Speisung der beiden Zähler 30 und 35 auch eine beliebige Impulsfolge verwendet werden kann, wobei dann die Regelabweichung nicht drehzahlbezogen ist; es ist auch möglich, mit einem digitalen Sollwert zu arbeiten, indem der aus dem Kennlinienfeld ermittelte Sollwert sofort digitalisiert wird, und zwar mittels eines Analogdigitalwandlers, dessen Ausgangsfrequenz auf die Zählimpulsfolgenfrequenz, die hier verwendet wird, also auf die Impulsfolge I/°KW bezogen ist, wobei dann die Positionierung des Soll-SB-Impulses mittels Zählervergleichsstufe erfolgt.

Die Auswertung des Zählerstands des Vorwärts-Rückwärtszählers 35 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der in Fig. 4 gezeigten Schaltung; diese Schaltung ist so ausgebildet, daß der jeweilige Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers 35 in einen Ansteuerimpuls für das Stellglied, im Anwendungsfall für die Erregerwicklung des Magneten 28, umgewandelt wird. Es ist weiter vorn schon darauf hingewiesen worden, daß sich der Vorwärts-Rückwärtszähler 35 im wesentlichen stets auf einem mittleren Zählerstand befindet, der bei jedem Arbeitszyklus korrigiert wird, und zwar entweder in Aufwärtszählrichtung oder in Abwärtszählrichtung, so daß das Vorzeichen der Regelabweichung hierdurch berücksichtigt ist. Der Zähler 35 selbst wirkt als integrierendes Reglerglied oder als Speicher und die nachgeschaltete Schaltung der Fig. 4 ist so ausgebildet, daß sie dem Magneten 128 ein zyklisches Ansteuersignal zuführt, welches getaktet ist und dessen Tastverhältnis durch den Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers 35 beeinflußt wird, so daß sich ein mehr oder weniger großer Abfluß des auf den Spritzverstellerkolben wirkenden Vorsteuerdrucks ergibt.

Mit anderen Worten kann es sich bei der Schaltung der Fig. 4 um eine Einrichtung handeln, die am besten als Wandler zur Umsetzung eines digitalen Zählerstandes in ein Tastverhältnis bezeichnet wird. Der von der Schaltung der Fig. 3a schon bekannte Vorwärts-Rückwärtszähler 35 ist in der Fig. 4 nochmals gezeichnet; sein jeweiliger Zählerstand wird über die Leitungen 60 einem nachgeschalteten Rückwärtszähler 61 übermittelt, jeweils zu Zeitpunkten, während welchen sich der Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers 35 nicht ändert. Die Auswertung des Zählerstands des Vorwärts-Rückwärtszählers 35 ist in ihrer Wiederholungsrate aber zweckmäßigerweise unabhängig von dem drehzahlabhängigen Änderungszyklus der Regelabweichung, denn bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Magnet 28 vom Ausgangssignal der Endstufe über die Leitung 3 angesteuert und es ist sinnvoll, eine Frequenz zu wählen, die, obwohl die Ansteuerung getaktet erfolgt, eine vibrationsfreie Ruheposition des Steuerschiebers 27 sicherstellt. Die Änderung der Steuerschieberposition erfolgt dann durch entsprechende Änderung des Tastverhältnisses der dem Magneten 28 zugeführten Rechteckspannung.

Es ist daher ein Taktgenerator 62 vorgesehen, der eine vorgegebene Impulsfrequenz liefert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Frequenz von 1600 Hz gewählt, die über die Leitung 63 einer Frequenzteilerschaltung 64 zugeführt ist, die diese Frequenz f _A um den Faktor 16 reduziert, so daß die Ausgangsfrequenz f _T der Teilerstufe 64 100 Hz beträgt. Es ist eine logische Auswahlschaltung oder eine Differenzierschaltung aus einem Kondensator 65 und einem Widerstand 66 vorgesehen, so daß ein nachgeschaltetes bistabiles Flipflop 67 impulsmäßig an seinem Setzeingang S angesteuert werden kann. Es sei angenommen, daß bei Auftreten des f _T -Impulses, d. h. beim Setzen des Flipflops 67 der Q-Ausgang dieses Flipflops das Ausgangspotential log 1 bzw. positive Spannung führt. Dieses Potential steuert den Magneten 28. Es ist nun ein Kriterium des Zählerinhaltes des Zählers 61, zu welchem Zeitpunkt innerhalb der Periodendauer der 100-Hz- Frequenz f _T das Flipflop 67 an seinem R-Eingang über die Leitung 68 von dem Zähler 61 wieder zurückgesetzt wird. Vereinbarungsgemäß ist die von dem Frequenzgenerator 62 erzeugte Ausgangsfrequenz f _A sechzehnmal größer als die Abfrage-Frequenz f _T für den Zählerstand 61, die gleichzeitig die Ansteuerfrequenz für den Magneten 28 des Stellglieds 1 bildet. Die Ausgangsfrequenz f _A des Frequenzgenerators 62 gelangt über die Leitung 69 auf eine Gatterschaltung 70 und von dort zum Rückwärtszähleingang 71 des Rückwärtszählers 61. Es können jeweils 16 Impulse auf den Zähleingang 71 des Zählers 61 gelangen, bevor wieder ein Impuls der Frequenz f _T zum Setzen des Flipflops 67 auftritt. Nimmt man an, daß der maximale Zählerstand, den der Vorwärts-Rückwärtszähler 35 erreichen kann, bei 4 bit liegt, der auch vom Rückwärtszähler 61 übernommen werden kann, und geht man ferner davon aus, daß im Normalfall der Vorwärts- Rückwärtszähler einen übernehmbaren mittleren Zählerstand aufweist, dann wird die Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 4 deutlich, denn nach etwa 8 Impulsen am Zähleingang 71 ist der Rückwärtszähler 61 bis zum Zählerstand null ausgezählt und an seinem Ausgang 72 ergibt sich der Rücksetzimpuls für das Flipflop 67, welches zu diesem Zeitpunkt seinen Q-Ausgang auf log 0 schaltet. Es vergehen dann weitere acht Impulse der hohen Zählfrequenz f _A , bis das Flipflop 67 erneut von dem nächsten f _T -Impuls gesetzt wird und man erkennt, daß im Falle eines mittleren Zählerstandes (8 bit) sich ein Tastverhältnis von 1 : 1 ergibt, was mit anderen Worten bedeutet, daß der Magnet 28 während der ersten Halbperiode der f _T -Schwingung mit Strom versorgt wird und während der zweiten Halbperiode stromlos bleibt.

Je nach sich änderndem mittleren Zählerstand des Vorwärts- Rückwärtszählers 35 bzw. des sein Ergebnis übernehmenden Rückwärtszählers 61 kommt es zu einer entsprechenden Verschiebung des Tastverhältnisses und damit zu einer mehr oder weniger starken mittleren Ansteuerung des Magneten 28, so daß sich der vom Steuerschieber 27 gebildete Öffnungsquerschnitt 26 für den Abfluß des drehzahlproportionalen Drucks im Stellglied entsprechend ändert und eine effektive Regelung mit geschlossener Schleife erzielt wird.

Als weitere Möglichkeiten zur Bildung des erwähnten Tastverhältnisses kommen noch in Frage ein "1 aus f _A /f _T "-Dekodierer anstelle des Zählers 61 bzw. eine Paritätsprüfung der digitalen Zählerstände von Zähler 35 und Zähler 64.

Da die Möglichkeit besteht, daß bei bestimmten Betriebsverhältnissen des Dieselmotors die Einspritzung völlig unterbunden wird (Schubbetrieb), was andererseits bedeuten würde, daß die so beschriebene Regelung an ihren einen Anschlag läuft und bei Wiedereinsetzen der Einspritzimpulse zunächst nicht einwandfrei arbeiten könnte, ist bei der in Fig. 4 gezeigten Wandlerschaltung noch ein bistabiles Kippglied 75 vorgesehen, welches bei maximalem Zählerstand über die Leitung 76 von einem dann am Ausgang 60 a auftretenden Impuls des Vorwärts- Rückwärtszählers 35 angesteuert wird und einen solchen ausgangsmäßigen Schaltzustand einnimmt und über die Leitung 77 dem Vorwärts-Rückwärtszähler 35 zuführt, daß dieser bei 78 von einer nicht weiter dargestellten Setzschaltung einen vorgegebenen mittleren Zählerstand übernimmt, bei gleichzeitiger Sperrung der Vor- und Rückwärtszähleingänge 55 und 56. Sobald dann die Einspritzung des Kraftstoffs wieder freigegeben ist, wird das bistabile Kippglied 75 an seinem anderen Eingang 79, beispielsweise von dem Istimpuls rückgesetzt und der Vorwärts-Rückwärtszähler 35 wieder freigegeben; während des Schiebebetriebs liegt daher ein von dem bistabilen Kippglied 75 oder von einem sonstigen geeigneten Schaltungselement veranlaßter Steuerbetrieb vor.

Es versteht sich selbstverständlich, daß die Ansteuerung des Stellglieds 1, beispielsweise in anderer Ausbildung, auch völlig analog erfolgen kann, wobei dann der Zählerstand des Vorwärts- Rückwärtszählers 35 von einem Analogdigitalwandler in entsprechender Weise umzuwandeln ist. Am Ausgang dieses Digitalanalogwandlers ergibt sich dann eine kontinuierliche Spannung, die, gegebenenfalls nach Verstärkung, zur Beaufschlagung des Stellglieds verwendet werden kann.

Die Gatterschaltung 70 der Fig. 4 ist im übrigen dazu vorgesehen, die Zuführung weiterer Zählimpulse mit der Frequenz f _A zum Rückwärtszähler 61 dann zu unterbinden, wenn von dem über die Leitung 68 dem bistabilen Kippglied 67 zugeführten Rücksetzimpuls dieses in seinen anderen Schaltzustand gekippt worden ist; über die Leitung 80 erfolgt dann die Sperrung des Gatters 70, welches am Ausführungsbeispiel als NAND-Gatter ausgebildet ist, für weitere Zählimpulse. Bevor im folgenden auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Darstellung der Fig. 6 eingegangen wird, wird zunächst die graphische Darstellung der Fig. 2 im einzelnen erläutert, aus der sich auch der Schaltungsbereich 13 für die Erstellung des Sollwerts am besten erklären läßt.

Die verschiedenen Kurvenverläufe a, a′ bis e, e′ stellen gemessene Spritzbeginnkennlinien dar, wobei der Spritzbeginn in Kurbelwellengraden vor oberem Totpunkt aufgetragen ist über der Motordrehzahl n in min^-1. Jede dieser Kennlinien oder Kennlinienzweige ist für bestimmte Betriebsverhältnisse und für gewünschte Eigenschaften des Dieselmotors verantwortlich, und es sind diese Kennlinien für den Spritzbeginn, die in der zur sollwerterzeugenden Schaltung 13 der Fig. 1 gehörenden Anordnung 14 einprogrammiert sind. Es handelt sich um verschiedene, für optimale Verhaltenskriterien festgestellte Kennlinien, auf denen dann abhängig vom Betriebszustand jeweils ein vorteilhafter Arbeitspunkt ausgesucht werden kann.

So ist beispielsweise die Kennlinie a, die sich mit steigender Temperatur in Richtung auf die parallel zu dieser gestrichelt gezeichneten Kennlinie a′ verschiebt, maßgebend für den Spritzbeginn bei Start und Hochlauf des kalten Motors für maximales Drehmoment; die Kennlinie b, die lastabhängig aus der Kennlinie b′ durch parallele Verschiebung nach oben entstanden ist, ist maßgebend für möglichst geringe Geräuschentwicklung, die Kennlinie d′, die sich für ansteigende Last (von Teillast TL bis Vollast VL) parallel zur Kennlinie d nach oben verschiebt, gibt den minimalen spezifischen Verbrauch an, während die Kennlinien e′ bis e (ebenfalls Parallelverschiebung nach oben mit steigendem Drehmoment bzw. von Teillast in Richtung auf Vollast) für die Erzielung der minimalen Schwärzungszahl (Rauchentwicklung, allgemein geringe Schadstoffemission) maßgebend ist. Es versteht sich, daß die diese Kennlinien enthaltende Schaltung 14 noch eine Vielzahl weiterer Kennlinienäste und einprogrammierter Verhältnisse und Abhängigkeiten aufweisen kann, die insgesamt solche Verhaltenskriterien wie geringen Verbrauch, geringe Emission, nämlich Schadstoffentwicklung, geringe Geräuschentwicklung, maximales Drehmoment, Abgasschwärzung bzw. Rauchentwicklung u. dgl. betreffen können. Die Programmierung dieser Kennlinien in die Anordnung 14 kann in bekannter Weise erfolgen, so daß auf den Aufbau der Anordnung 14 nicht genauer eingegangen zu werden braucht, es kann sich hierbei handeln um Festwertspeicher, um geeignete Funktionsgeneratoren u. dgl. Die der im folgenden als Kennlinien-Speicherschaltung bezeichnete Anordnung 14 nachgeschaltete Auswahllogik kann dann so ausgebildet sein und betrieben werden, daß der für einen Betriebsfall zu verwendende Kennlinienast je nach dem Anwendungsfall oder nach einer Vorschrift eine Priorität entsprechend der jeweils wesentlichsten Anforderung setzt, so daß beispielsweise an der Auswahllogik 15 ein Sollwert für den Spritzbeginn über der Drehzahl ausgewählt wird, der so verläuft, wie es die strichpunktierte Linienführung längs der zum Teil dick durchgezogenen einzelnen Kennlinienäste angibt. Dies bedeutet, daß zunächst bei niedriger Temperatur ein Teilzweig des Kennlinienastes a für kalten Motor und Hochlauf bei Vollast verwendet wird, anschließend, etwa ab 1000 U/min wird auf einen Spritzbeginnsollwert umgeschaltet, der für geringste Geräuschentwicklung verantwortlich ist; für den mittleren Drehzahlbereich und bei warmem Motor und Teillast verläuft der Sollwert für den Spritzbeginn längs des Kennlinienastes d′ für minimalen Verbrauch, während aber einer bestimmten oberen Drehzahl auf dem Kennlinienast für geringste Schwärzungszahl bzw. Rauchentwicklung umgeschaltet wird. Dies wäre eine beispielhafte Sollwertverstellung, die beispielsweise als Gleichspannung am Ausgang 16 der Auswahllogik 15 auftritt und in der weiter vorn schon beschriebenen Weise verarbeitet wird. Es versteht sich aber im übrigen, daß die Auswahl des jeweils zur Verfügung stehenden und verwendeten Sollwerts auch rein digital erfolgen kann, indem beispielsweise ein Festwertspeicher über bestimmte Adressen angesprochen wird, die aus den jeweiligen äußeren Betriebsparametern des Dieselmotors abgeleitet sind. Der Kennlinienspeicher gibt dann, gegebenenfalls unter dem Einfluß einer die Auswahlkriterien endgültig bestimmenden Auswahllogikschaltung in digitaler Verschlüsselung, beispielsweise als Wörter von je 8 bit, Sollwertinformationen an die verarbeitende, logische Vergleichsschaltung 5 weiter, und es ist dann möglich, beispielsweise mit diesen ausgewählten Sollwert-Wörtern einen Zähler zu setzen, der von der Zählimpulsfolge ausgezählt wird und bei Zählerstand null den Sollimpuls erzeugt.

Die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bevorzugt verwendete analoge Sollwertspannung in Form eines Gleichstromsignals, dessen Amplitude ein Maß für den Sollwert ist, läßt sich bei digitaler Speicherung des Kennlinienfeldes aus den abgefragten Daten beispielsweise durch eine Digitalanalogumsetzung des entsprechend kodierten digitalen Signals erzielen, wobei je nach der digitalen Verschlüsselung des gespeicherten Sollwerts eine von sechzehn möglichen Spannungswerten (bei dem vorgesehenen Ausführungsbeispiel, bei dem der Sollwertspritzbeginn zwischen 0 und 16 Kurbelwellengraden vor oberem Totpunkt liegen kann) ausgewählt wird.

Im folgenden wird schließlich noch anhand der Darstellung der Fig. 6 ein Regelsystem für den Spritzbeginn und die Verstellung des Spritzbeginns beschrieben, welches auf dem Prinzip einer Impulslängenmodulation beruht und sich im übrigen in bestimmten Punkten von dem weiter vorn beschriebenen Regelschema unterscheidet.

Als Eingangsdaten werden dem Regelsystem der Fig. 6 wiederum zugeführt eine Impulsfolge, die eine vorgegebene Anzahl von Impulsen pro Kurbelwelleneinheit, bevorzugt einen Impuls pro Grad Kurbelwellenteilung aufweist (I/°KW); diese Impulsfolge wird dem Eingang 90 zugeführt. Ein weiterer Impuls, der hier ebenfalls als Referenzimpuls oder Verarbeitungsimpuls bezeichnet werden kann, wird gleichfalls abgeleitet von einer bestimmten Position der Kurbelwelle, wobei bei vorliegendem Ausführungsbeispiel bevorzugt die obere Totpunktmarke gewählt wird; dieser Impuls wird dem Eingang 91 zugeführt und ist im folgenden als R′- Imp bezeichnet. Dem Eingang 92 der Schaltung wird der Impuls des effektiven Spritzbeginns, also der weiter vorn schon erwähnte Istimpuls zugeführt und die Eingänge 93, 94 und 95 der Schaltung sind in dieser Reihenfolge beaufschlagt mit einem Drehzahlsignal, einem Lastsignal und einem Temperatursignal. Mit dem Bezugszeichen 13 ist wiederum die sollwerterzeugende Schaltung bezeichnet, auf die daher auch nicht genauer eingegangen zu werden braucht; denn sie kann nach den weiter vorn schon beschriebenen Prinzipien und mit den gleichen Auswahlkriterien arbeiten und verfügt über den schon bekannten Kennfeldgenerator 14 und die nach- oder parallelgeschaltete Auswahllogikschaltung 15, die an ihrem Ausgang 16 eine dem Sollwert proportionale Gleichspannung zur Verfügung stellt. Mit 96 ist eine Schaltung bezeichnet, die aus der ihr zugeführten Sollwertspannung U _x einen in seiner Länge modulierten Impuls 97 erzeugt, so daß diese Schaltung als Impulslängenmodulator bezeichnet werden kann. Im übrigen beruht das Grundprinzip dieses Regelsystems darauf, daß mit unterschiedlichen Impulslängen bei der Sollwertermittlung gearbeitet wird, die verglichen werden mit einer, bezogen auf den Istimpuls, konstanten Impulslänge, die maßgebend ist für das Istwertsignal. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Zeitschaltung oder der Impulslängenmodulator 96 an seinem Ausgang 98 einen Impuls zur Verfügung stellt, dessen Länge sich je nach der Höhe der zugeführten Sollwertspannung U _x und proportional zu dieser ändert. Solche Modulatoren sind bekannt und brauchen daher im Detail nicht erläutert zu werden; es kann sich beispielsweise um ein einfaches monostabiles Element handeln, dessen Speicherglied mit der vorgegebenen Spannung aufgeladen wird und dessen Entladungsdauer sich dann proportional zur erzielten Ladungsmenge verändert. Bei Rückkippen in die stabile Lage kann ein nachgeschaltetes bistabiles Kippglied wieder in seinen Ausgangszustand rückgesetzt werden, welches zu Beginn des Sollimpulses gesetzt worden ist. Der Beginn des Sollimpulses wird im übrigen festgelegt durch das Auftreten des Istimpulses, der an dem Eingang 92 zugeführt ist, so daß auf diese Weise die Winkelbezogenheit des Sollimpulses sichergestellt wird. Der gleiche Istimpuls triggert bei seinem Auftreten ein bistabiles Kippglied 99 in seinen einen Schaltzustand, bei welchem beispielsweise am Ausgang 100 dieses Kippglieds eine positive Spannung bzw. der Schaltzustand log 1 auftritt. Die Ausgänge 98 und 100 des Impulslängenmodulators 96 für den Sollwert einerseits bzw. der bistabilen Kippstufe 99, die von dem Verarbeitungsimpuls R′-Imp im Moment des Erreichens der oberen Totpunktmarke (O.T.) rückgesetzt wird, arbeiten auf nachgeschaltete Torschaltungen 101 und 102, denen die Taktimpulsfolge bzw. die aus der Kurbelwellenteilung abgeleitete Impulsfolge I/°KW zugeführt ist. Ausgangsmäßig sind die beiden als UND-Glieder ausgebildeten Torschaltungen verbunden mit den beiden Eingängen 103 und 104 eines nachgeschalteten Antivalenzgatters oder einer Exklusiven- ODER-Schaltung 105, an deren Ausgang 106 die Regelabweichung auftritt.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist wie folgt. Durch Zuführen des Istimpulses Ist-SB zur bistabilen Kippschaltung 99 wird diese gesetzt und steuert mit ihrem Ausgang 100 die nachgeschaltete Torschaltung 102 auf, so daß die Impulse I/°KW auf den Eingang 104 des Antivalenzgatters gelangen. Zurückgesetzt wird die bistabile Kippstufe 99 grundsätzlich bei Erreichen des oberen Totpunktes durch den R′-Imp-Impuls, so daß die Dauer des Schaltzustandes log 1 bzw. die Impulslänge am Ausgang der Flipflopschaltung 99 unmittelbar ein Maß dafür ist, um wieviel Kurbelwellengrade bzw. in welchem zeitlichen Abstand der Istimpuls vor der oberen Totpunktmarke erscheint. Da der Istimpuls aber über die Leitung 107 gleichzeitig auch die Impulslängenmodulatorschaltung 96 anwirft, die ihrerseits die nachgeschaltete Torschaltung 101 aufschaltet, gelangen zum gleichen Zeitpunkt des Eintreffens des Istimpulses über die beiden Torschaltungen 101 und 102 die I/°KW-Impulse auf die beiden Eingänge des Antivalenzgatters. Die bekannte Wirkungsweise des Antivalenzgatters ist so, daß sich die gleichzeitig eintreffenden Impulse aufheben, so daß am Ausgang in diesem Fall keine Impulse erscheinen. In der Darstellung der Fig. 6 sind die gleichzeitig auftretenden ersten drei Impulse ab dem Zeitpunkt t₁′ des Auftretens des Istimpulses bis zum Zeitpunkt t₂′ (Erreichen der oberen Totpunktmarke) offen gezeichnet.

Bei dem angenommenen Fall verlangt jedoch die sollwertproportionale Spannung U _x den effektiven Spritzbeginn fünf Impulse vor der OT-Marke, was sich dadurch bemerkbar macht, daß der Impuls am Ausgang 98 des Impulslängenmodulators 96 noch für zwei weitere Zählimpulse I/°KW andauert, bevor auch die Torschaltung 101 sperrt. Es gelangen daher zwei zusätzliche "Sollimpulse" auf den Eingang 103 des Antivalenzgatters 105 und werden an dessen Ausgang 106, wie in der Zeichnung dargestellt, auch abgebildet, was bei dem angenommenen Ausführungsbeispiel bedeutet, daß der effektive Spritzbeginn um zwei Kurbelwellengrade (entsprechend zwei Kurbelwellenimpulsen) zu spät eingeleitet wurde. Das Antivalenzgatter 105 führt daher einen Soll- Ist-Vergleich durch, wobei man die Ausgangsimpulse des Impulslängenmodulators 96 bzw. des bistabilen Flipflops 99 als "Sollimpulslänge" einerseits bzw. als "Istimpulslänge" andererseits bezeichnen kann. Dem Unterschied der Soll-Istimpulslänge proportional ist die Anzahl der von einer der Gatterschaltungen 101 bzw. 102 durchgelassenen zusätzlichen Impulse, die daher die Regelabweichung darstellen. Es läßt sich aber erkennen, daß hierdurch lediglich der Absolutwert der Regelabweichung, jedoch nicht ihr Vorzeichen bzw. ihre Richtung ermittelt werden kann. Hierzu dient das Kriterium, daß die Richtung der Regelabweichung sich daraus bestimmt, welche Impulslänge am Ausgang der Schaltungen 99 oder 96 länger andauerte. Dauerte wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Sollimpulslänge länger an als die Istimpulslänge, dann erfolgte der Spritzbeginn zu spät; im umgekehrten Fall setzte der Spritzbeginn zu früh ein. Erfassen läßt sich dieses Kriterium dadurch, daß man das Eintreffen der mit dem Bezugszeichen 108 bezeichneten und der Regelabweichung entsprechenden Impulse am Ausgang 106 des Antivalenzgatters 105 bezieht auf den Schaltzustand am Ausgang der bistabilen Kippschaltung 99. Befindet sich bei Eintreffen der Regelabweichungs-Impulse 108 der Ausgang des bistabilen Kippgliedes 99 im Schaltzustand log 0, dann stammen diese Impulse ersichtlich von der vom Impulslängenmodulator 96 angesteuerten Impulsschaltung 101 und der effektive Spritzbeginn erfolgt zu spät (es muß daher in Richtung auf früheren Spritzbeginn geregelt werden). Treffen die Impulse 108 ein zusammen mit einem log 1-Schaltzustand des bistabilen Kippglieds 99, dann muß in umgekehrter Richtung, nämlich auf einen späteren Spritzbeginn geregelt werden. Ein entsprechendes Steuersignal läßt sich in einfacher Weise mit Hilfe einer entsprechenden logischen Verknüpfungsschaltung ermitteln, beispielsweise durch eine UND-Schaltung, der die Ausgangssignale des Antivalenzgatters 105 und des bistabilen Kippglieds 99 zugeführt sind; diese UND-Schaltung kann Teil der weiter verarbeitenden Schaltung 110 sein, die an ihrem Ausgang 111 den Betrag der Regelabweichung und an ihrem Ausgang 112 ein Richtungssignal erzeugt.

Die Weiterverarbeitung dieser beiden Signale kann dann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise an dieser Stelle wiederum durch Ansteuerung eines Vorwärts-Rückwärtszählers, dessen Zähleingang die Impulse 108 der Regelabweichung und dessen Zählrichtungseingang das Richtungssignal am Ausgang 112 der Schaltung 110 zugeführt ist, so daß die Weiterverarbeitung der ermittelten Signale dann so verläuft, wie weiter vorn schon anhand der Darstellung der Fig. 4 erläutert und sich ein analoges Stellglied, beim Ausführungsbeispiel der Magnet 28, ansteuern läßt. Es ist aber auch möglich, an den Ausgang der Schaltung 110 eine Steuerelektronik für einen Schrittmotor mit einer Impulsweiche für Vor- und Rückwärtssteuerung anzuschließen bzw. die Impulse der Regelabweichung unmittelbar zur Ansteuerung von Stellgliedern in der vom Stellrichtungssignal bestimmten Richtung auszunutzen.

Es versteht sich im übrigen, daß die Ermittlung des jeweiligen Sollwertes entweder entsprechend eingegebener Auswahlkriterien durch die Auswahllogik 15 für optimalen Betrieb bei bestimmten Betriebsparametern erfolgen kann; es ist aber auch möglich, die entsprechenden Auswahllogikschaltungen umschaltbar zu gestalten, so daß auch durch Eingriff von außen, beispielsweise während des Betriebs vom Fahrer des mit diesem Dieselmotor ausgerüsteten Kraftfahrzeugs bestimmt werden kann, welche Kennlinienäste für die Spritzbeginnregelung für die Sollwertverstellung auszunutzen sind.

Zusammenfassend läßt sich daher feststellen, daß die Spritzverstellung bei Dieselmotoren bzw. die Einstellung des Spritzbeginns mit Hilfe eines echten geschlossenen Regelkreises bewirkt wird, so daß optimal und unabhängig von Alterungen und sonstigen Einflüssen gearbeitet werden kann; besonders vorteilhaft ist hierbei, daß der wirkliche Spritzbeginn als Istsignal erfaßt wird. Durch die Verwendung von einfachen und sicheren Gebern erzielt man ein impulsförmiges Ist-SB-Signal und ist dadurch unempfindlich gegen Nullpunktverschiebung und Temperatureinfluß. Die Erzeugung dieses Istimpulses erfolgt durch Umsetzung einer Kraft- oder Druckänderung im Einspritzdüsenbereich, wobei verschiedene Meßprinzipien, wie vorne schon erwähnt, angewendet werden können.

Das vorliegende System läßt sich bevorzugt in Ergänzung der Vorsteuerung des Spritzverstellerkolbens durch drehzahlproportionalen Druck einsetzen, was sowohl bei einer Verteilerpumpe durch vorhandene Förderbeginnsteuerung als auch bei einer Reihenpumpe mit hydraulischem Stellwerk möglich ist, so daß man neben der erheblichen mechanischen Sicherheit den Vorteil gewinnt, daß bei möglichen Störungen ohne Schwierigkeiten der Betrieb des Dieselmotors aufrechterhalten werden kann; es ist nur ein verhältnismäßig kleines Stellwerk für die Verstellung des Spritzbeginns erforderlich, wobei keine Weggeber für ein dynamisches Verhalten am Stellwerk nötig sind.

Die vorliegenden Regelsysteme sind in der Lage, die Druckwellenlaufzeit in der Einspritzleitung zu kompensieren sowie Veränderungen während des Betriebs auszuregeln, die beispielsweise in einer Veränderung der Temperatur bzw. der Kraftstoffdichte, in einem Setzen der Düsenfedern, in einer Änderung des Förderverlaufs und der Steuerung der Pumpe bestehen können; auf diese Weise erzielt man eine Langzeitkonstanz der den Kraftstoff einspritzenden Systeme und eine leichte Austauschbarkeit.

Besonders wesentlich ist auch, daß eine Genauigkeit in der Bemessung des Spritzbeginns erreicht werden kann, die durch die exakte Bestimmung des Sollwerts möglich ist; dieser bestimmt sich wiederum aus dem momentanen Betriebszustand, nämlich Drehzahl, Last, Temperatur und ist sowohl an die Anwendungsart des Dieselmotors (stationär oder beweglich) oder an sonstige Vorschriften bezüglich Emissionen u. dgl. durch Kennfeldänderung anpaßbar. Die Kennfelder, die jeweils für das Minimum einer bestimmten Emission oder für andere verbesserte Eigenschaften einzeln optimal auslegbar sind, werden gespeichert, beispielsweise durch Verwendung geeigneter abgeglichener Module, die auch auswechselbar sind, und die Auswahl unter den Kennfeldern erfolgt nach der Priorität der gewünschten Eigenschaften in den jeweiligen Betriebsbereichen oder Anwendungen, wobei die Kennlinienäste sich bestimmen durch den gewünschten Kleinstwert oder Größtwert sowie durch entsprechende Betriebsparameterschwellen.

Es wird die Verarbeitung einer Vielzahl von Betriebsparametern ermöglicht und ihr Einsatz bei der Bestimmung des Spritzbeginns, beispielsweise der Last, die als Kraftstoffmenge/ Hub gemessen werden kann und die bei luft- bzw. bei kraftstoffmengengeregelten Anlagen schon als Information vorhanden ist; die jeweilige Temperatur des Dieselmotors läßt sich in vorteilhafter Weise mittels eines NTC-Widerstands ermitteln und eingeben, desgleichen läßt sich die Drehzahl und die relative Winkellage mit Hilfe eines einzigen Impulsgebers ermitteln.

Der für die Erzeugung der Referenzmarken (Position entweder in einem Abstand vor dem oberen Totpunkt, der größer ist als der frühestmögliche Spritzbeginn oder obere Totpunktmarke) verwendete Impulsgeber kann vorteilhaft auf der Nockenwelle angeordnet werden und ist bezüglich der Meßdüse justierbar; es ist auch eine Anbringung an der Kurbelwelle möglich, wobei eine Einbeziehung in den Drehzahl-Winkelgeber durch eine unregelmäßige Impulsform im Bereich der gewünschten Referenzmarke möglich ist.

Bei den beschriebenen Reglersystemen ist die digitale Arbeitsweise des Reglers bzw. die Impulsverarbeitung (entsprechend der Darstellung der Fig. 6) deshalb vorteilhaft, weil die Kurbelwinkelgrade abzählbar sind und man einen zeitkonstant erwünschten Spritzbeginn erzielt; die Impulssignale sind günstig und einfach erzeugbar, und die Regelabweichung läßt sich einfach als Zählerinhalt speichern und beliebig häufig abfragen.

Weiter vorn ist zwar darauf hingewiesen worden, daß die Sollwertbestimmung und -verarbeitung auch digital erfolgen kann, bevorzugt wird jedoch eine analoge Sollwertverarbeitung, da die Betriebsparameter, die für die Sollwertbestimmung eingegeben werden, selbst nahezu immer in analoger Form vorliegen und die Eingabe daher einfach und schnell erfolgen kann; die Umsetzung in den analogen Wert kann durch ein einfaches Widerstandsnetzwerk erfolgen, was beispielsweise auf den Digitalanalogwandler 32 der Fig. 3b zutrifft; es sind keine Analogdigitalwandler erforderlich, und die Darstellung der Kennlinien läßt sich im Kennlinienspeicher beispielsweise durch Polygone mit Hilfe von Operationsverstärkern verwirklichen.

Weiter vorn ist schon erwähnt worden, daß der Inhalt des Vorwärts- Rückwärtszählers verhältnismäßig klein sein kann, beispielsweise nur 16 Zählschritte zu betragen braucht, wobei eine Fehleranzeige durch Zählerüberläufe und entsprechende Auswertung möglich ist, so daß eine einfache Bereichskontrolle realisiert werden kann (siehe Flipflop 75 in Fig. 4).

Das erfindungsgemäße Regelsystem läßt eine analoge Stellgröße zur Beeinflussung eines analog arbeitenden, beispielsweise aber getaktet beaufschlagten Stellwerks zu; möglich ist aber auch die Beibehaltung der digital ermittelten Regelabweichung und die Ansteuerung eines Schrittmotors über eine geeignete Steuerelektronik.

Das vorliegende Regelsystem eignet sich im übrigen für jede beliebige Art von Dieselmotoren.

Claims (39)

1. Elektronisches Regelverfahren zur Spritzbeginnverstellung bei Dieselmotoren, wobei zur Ermittlung eines winkelproportionalen Sollwertes ds optimalen Spritzbeginns ein entsprechende Daten enthaltendes Kennfeld unter Einbeziehung von äußeren Betriebsparametern (Drehzahl, Last) ausgewertet, durch Abtastung ein winkelproportionales Istwertsignal des Spritzbeginns ermittelt, mittels einer Vergleichslogik aus den ihr zugeführten Signalen von Ist- und Sollwert die Regelabweichung festgestellt und zur Bildung einer geschlossenen Regelschleife eine Einrichtung zur Spritzverstellung entsprechend angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der winkelproportionale Sollwert und der winkelproportionale Istwert als Impulse oder Impulsformen in einem auf die jeweilige momentane Kurbelwellenwinkelstellung bezogenen Impulsraster angeordnet werden und aus ihrem relativen Abstand nach Graden der Kurbelwellenumdrehung die Regelabweichung bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der winkelproportionale Istwert des Spritzbeginns durch direkte Abtastung im Einspritzdüsenbereich als Impuls ermittelt und im Impulsraster dargestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem vorgegebenen Zeitpunkt kurbelwellensynchron ein Verarbeitungsimpuls (R-Imp, R′-Imp) als Zeitmarke für das Impulsraster erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zunächst in analoger Form als Sollwertspannung (U _x ) vorliegende winkelproportionale Sollwert durch kurbelwellenwinkelbezogene Analog/Digitalumsetzung in das von der Zeitmarke des Bearbeitungsimpulses (R-Imp) zeitlich bestimmte und durch kurbelwellenwinkelbezogene Impulse aufgespannte Impulsraster als Sollimpuls des Spritzbeginns (Soll-SB) eingeordnet und sein Abstand zum im gleichen Impulsraster angeordneten Spritzbeginnistimpuls (Ist-SB) durch Zählung nach Abstand und Vorzeichen bestimmt wird (Fig. 1 und 5).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in analoger Form vorliegende winkelproprotionale Sollwert (Sollwertspannung U _x ) die Dauer eines im kurbelwellenwinkelbezogenen Impulsraster liegenden Impulses bestimmt, die mit der Dauer eines vom Verarbeitungsimpuls (R′-Imp) mitbestimmten, istwertbezogenen Impulses verglichen wird (Fig. 6).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der beiden in ihrer Dauer durch den Spritzbeginnsollimpuls (Soll- SB), den Spritzbeginnistimpuls (Ist-SB) und den Verarbeitungsimpuls (R′-Imp) bestimmten Impulse durch getrenntes Auszählen mit kurbelwellensynchronen Impulsen (I/°KW) und durch Vergleich der jeweiligen Zählimpulse untereinander an einer Gatterschaltung (105) vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Sollimpulses (Soll-SB) in das drehzahlproportionale Impulsmuster der Kurbelwellenwinkelstellung ein erster Zähler mit pro Wellenwinkeleinheit (ein Impuls/°KW) erzeugten Impulsen jeweils ab Eintreffen des eine vorgegebenen Zeitmarke (R-Imp) bestimmenden Verarbeitungsimpulses angesteuert wird, daß der jeweilige Zählerinhalt von einem Digitalanalogwandler in eine analoge Ausgangsgröße (analoge Treppenstufenspannung) umgesetzt und diese ständig mit einer gewünschten Sollwertspannung (U _x ) verglichen und bei Übereinstimmung der den im zeitlich richtigen Raster liegenden Sollspritzbeginn anzeigende Sollimpuls (Soll-SB) erzeugt und der Zähler gestoppt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im zeitlichen Impulsraster der Kurbelwellenteilung liegende Sollimpuls (Soll-SB) für den Spritzbeginn und der von einem Geber im Spritzdüsenbereich erzeugte Istimpuls (Ist-SB) für den effektiven Spritzbeginn einen Vorwärts-Rückwärtszähler ansteuern mit einer sich aus der zeitlichen Vorrangposition der Impulse (Soll-SB; Ist-SB) bestimmenden Zählrichtung.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Zählerinhalt des Vorwärts-Rückwärtszählers unmittelbar die integrierte Regelabweichung nach Betrag und Richtung angibt, daß der Zählerinhalt bis zum nächsten Zyklus gespeichert bleibt und durch Auszählen mit einer konstanten Zählimpulsfolge (f _A ) innerhalb eines konstanten Wiederholungsrasters (f _T ) eine Rechteckspannung mit einem vom Zählerinhalt des Vorwärts-Rückwärtszählers abhängigen Tastverhältnis erzeugt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei mittlerem Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers der Anteil der Impulsdauer im wesentlichen gleich ist dem Anteil der Impulspause (Tastverhältnis 1/2), daß diese Rechteckspannung mit veränderlichem Tastverhältnis verwendet wird zur getakteten Ansteuerung eines Stellglieds und daß die Frequenz der Rechteckspannung so gewählt ist, daß das Stellglied ein im wesentlichen analoges Ausgangsverhalten zeigt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des betriebsparameterabhängigen Sollwerts eine Vielzahl von den Spritzbeginn in Winkelgraden vor oberem Totpunkt über der Drehzahl der Brennkraftmaschine angebende Kennlinien für optimale, unterschiedliche Betriebsbedingungen in einem Speichersystem (Kennfeldgenerator, Funktionsgenerator mit Operationsverstärker, Festwertspeicher) gespeichert werden und je nach Priorität des gewünschten Betriebsverhaltens vorgegebene Kennlinienäste ausgewählt und zur Erstellung einer analogen oder digital kodierten Sollwertausgangsspannung (U _x ) verwendet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahllogik für die jeweils bevorzugte Kennlinie des Spritzbeginns umschaltbar und extern auswählbar ist.

13. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Beginn der effektiven Einspritzung angebende Istimpuls (Ist-SB) verwendet wird zur Triggerung zweier in mindestens zwei Schaltzustände umschaltbarer Schaltungskomponenten, daß die Rückschaltung einer der Schaltungskomponenten in ihren ursprünglichen Schaltungszustand bewirkt wird von dem bei einem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel auftretenden Verarbeitungsimpuls (R′-Imp), während die Rückschaltung der anderen Schaltungskomponente in Abhängigkeit zur zugeführten Sollwertspannung erfolgt, derart, daß eine Ist-Impulslänge und eine Soll-Impulslänge gebildet werden, deren Differenz ein Maß für die Regelabweichung ist, deren Richtung (Vorzeichen) sich aus dem jeweils länger andauernden Impuls bestimmt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der impulslängenmodulierte Istimpuls und der impulslängenmodulierte Sollimpuls zur Ansteuerung zweier Torschaltungen verwendet werden, denen eine Zählimpulsfolge (I/°KW) zugeführt wird und deren Ausgangsimpulse nach gegenseitiger Auslöschung als Restimpulse die Regelabweichung bilden.

15. Elektronisches Regelsystem zur Bestimmung des Spritzbeginns bei Dieselmotoren zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, mit einem Daten zur Erstellung eines winkelproportionalen Sollwertes unter Einbeziehung von äußeren Betriebsparametern (Drehzahl, Last) enthaltenden Kennfeld, Sensormitteln zur Bildung eines winkelproportionalen Istwertsignals, einer aus den zugeführten Istwert- und Sollwertsignalen die Regelabweichung ermittelnden Vergleichslogik und einer nachgeschalteten Einrichtung mit Stellglied zur Spritzverstellung, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Sollwertgröße erzeugenden und auswählenden Schaltung (13) eine Schaltung (5; 30, 32, 38; 96) zur Positionierung der analog bzw. digital anstehenden Sollwertgröße in Form eines Sollimpulses (Soll-SB) in ein zeitliches Raster der Kurbelwellenteilung nachgeschaltet ist, in welches auch der Istimpuls (Ist-SB) eingeordnet ist, und daß eine Schaltung zur Auswertung des relativen Abstandes des Istimpulses (Ist-SB) zum Sollimpuls (Soll-SB) vorgesehen ist, deren Ausgangssignal die Regelabweichung bildet.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sollwertgröße erzeugende Schaltung (13) eine Anordnung (14) zur Speicherung optimaler Spritzbeginnkennlinien bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen (kalter Motor, Hochlauf, Geräuschentwicklung, spezifischer Verbrauch, Rauchentwicklung, Teillast, Vollast u. dgl.) sowie eine zugeordnete Auswahllogikschaltung (15) enthält, die in Abhängigkeit von zugeführten äußeren Betriebsparametern (Temperatur ϑ, Drehzahl n, Last Q/H) einen prioritätsbehafteten Sollwert auswählt und zur Weiterverarbeitung kontinuierlich zur Verfügung stellt.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahllogikschaltung (15) umschaltbar und durch externe Eingaben äußeren Erfordernissen anpaßbar ist.

18. System nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des zeitlichen Rasters der Kurbelwellenteilung ein Impulsgeber vorgesehen ist, der pro Kurbelwellenwinkeleinheit eine vorgegebene Anzahl von Impulsen (I/°KW) erzeugt.

19. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzgeber oder eine Zusatzschaltung zur Erzeugung eines eine zeitliche Referenzmarke bildenden Verarbeitungsimpulses (R-Imp; R′-Imp) vorgesehen ist.

20. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einspritzdüse ein Geber (4) angeordnet ist, der bei effektivem Beginn der Kraftstoffeinspritzung den Istimpuls (Ist-SB) erzeugt.

21. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 20 mit einer Einrichtung zur Spritzverstellung an einer Verteilereinspritzpumpe, insbesondere mit einem Spritzverstellerkolben, der von einem drehzahlabhängigen Druck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Stellgliedbereich (1) ein Schaltungselement (28) vorgesehen ist, welches von einer Vergleichslogikschaltung (5) für die relative Beziehung zwischen Sollimpuls (Soll-SB) und Istimpuls (Ist-SB) ein (getaktetes) Ausgangssignal zur Ansteuerung zugeführt erhält und so ausgebildet ist, daß der drehzahlabhängige Druckaufbau im Bereich des Spritzverstellerkolbens ergänzend durch das Regelsystem beeinflußbar ist.

22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungselement (28) als Magnet mit zugeordnetem Steuerschieber (27) ausgebildet ist, der einen Abflußquerschnitt (26) im Vorsteuerungsbereich für den Aufbau des drehzahlabhängigen Drucks kontinuierlich im Sinne der Regelabweichung verstellt.

23. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Sollwertauswählschaltung (13) erzeugte analoge Sollwertspannung (U _x ) dem einen Eingang eines Vergleichers (38) zugeführt ist, dessen anderem Eingang eine analoge, sich in ihrer Amplitude kontinuierlich ändernde Eingangsspannung (31) zugeführt ist, daß die ansteigende Vergleichsspannung von einem Digitalanalogwandler (32) entsprechend dem Zählerstand eines Aufwärtszählers (30) gebildet ist und daß dem Aufwärtszähler eine kurbelwellenwinkelproportionale Impulsfolge (I/°KW) zugeführt ist.

24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählbeginn des Aufwärtszählers (30) zur Bildung der treppenförmig ansteigenden Sollwertvergleichsspannung gesteuert ist von dem Verarbeitungsimpuls (R-Imp), der zeitlich bzw. abstandsmäßig vor dem frühestmöglichen Spritzbeginn vor der Position des oberen Totpunktes liegt, und daß bei Identität von dem Vergleicher (38) zugeführter Sollwertspannung (U _x ) und treppenförmiger, zählerstandproportionaler Vergleichsspannung (31) ein Ausgangssignalimpuls erzeugbar ist, der als der den Sollspritzbeginn angebender Sollimpuls (Soll-SB) im zeitlichen Impulsraster der Kurbelwellenteilung eingeordnet ist.

25. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sollspritzbeginn und den Istspritzbeginn angebenden Impulse (Soll-SB; Ist-SB) einer zeitlichen Vergleichsschaltung (46) zuführbar sind zur Bestimmung ihres relativen Abstands als Maß der Regelabweichung.

26. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur digitalen Abbildung der Regelabweichung ein Vorwärts-Rückwärtszähler (35) vorgesehen ist, dessen Zählbeginn gesteuert ist von dem zeitlich eher entreffenden Impuls für den Sollspritzbeginn bzw. Istspritzbeginn, wobei der Vorwärts-Rückwärtszähler (35) so geschaltet ist, daß, je nachdem, welcher der Impulse (Soll-SB-Impuls; Ist-SB-Impuls) den Zählbeginn veranlaßt, auch die Zählrichtung bestimmbar ist, wobei der dann jeweils später eintreffende Impuls den Zählvorgang stoppt.

27. System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärts-Rückwärtszähler (35) als integrierendes Reglerteil die Regelabweichung unmittelbar nach Betrag und Richtung enthält und diesem eine Schaltungsanordnung (61, 62, 67, 64) nachgeschaltet ist, die den jeweiligen Zählerinhalt des Vorwärts-Rückwärtszählers (35) in eine impulslängenmodulierte Ansteuerspannung für das Stellglied (1) umwandelt.

28. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Vergleichsschaltung (46) zwei bistabile Kippglieder (48, 49) enthält, die von dem Verarbeitungsimpuls (R-Imp) rückgesetzt werden und deren jeweiligen Setzeingängen der Istimpuls (Ist-SB) bzw. der Sollimpuls (Soll-SB) zuführbar sind, derart, daß eine mit den Ausgängen der bistabilen Kippglieder (48, 49) kreuzweise verbundene digitale Verknüpfungsschaltung (50, 52) die Ansteuerung des Vorwärts- Rückwärtszählers (35) durch die pro Kurbelwellenwinkeleinheit auftretenden Impulse (I/°KW) in der einen oder anderen Zählrichtung freigibt bzw. die Zählereingänge sperrt.

29. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Verknüpfungsschaltung (50, 52) aus zwei UND-Gattern besteht, deren einen Eingängen (c) die Zählimpulsfolge (I/°KW), deren anderen Eingängen (a) das Ausgangssignal des jeweils zugeordneten bistabilen Kippglieds (48, 49) und deren dritten Eingängen (b) das jeweils den anderen Schaltzustand aufweisende Ausgangssignal des den anderen Gattern zugeordneten bistabilen Kippglieds (48, 49) zugeführt ist.

30. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerschaltung zur Umwandlung des digitalen Zählerstands des Vorwärts- Rückwärtszählers (35) in eine Reckteckausgangsspannung mit sich änderndem Tastverhältnis aus einem den Zählerstand des Vorwärts-Rückwärtszählers (35) im vorgegebenen Wiederholungszyklus übernehmenden Ergebniszähler (61) besteht, dessen Zählinhalt mit hoher Zählfrequenz (f _A ) jeweils bis zum Zählerstand Null auszählbar ist, daß dem Ergebniszähler (61) ein bistabiles Kippglied (67) nachgeschaltet ist, welches von diesem bei Zählerstand Null rückgesetzt wird, und daß das bistabile Kippglied (69) jeweils gesetzt wird von einem durch Untersetzung der Zählfrequenz (f _A ) erzeugten Setzimpuls mit einer vorgegebenen Wiederholungsfrequenz (f _T ), derart, daß am Ausgang des Kippglieds (67) eine Rechteckschaltspannung gebildet ist zur Ansteuerung des Stellglieds (11), deren Tastverhältnis sich aus dem Zählerstand des Rückwärtszählers (35) bestimmt.

31. System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktgenerator (62) zur Erzeugung der Zählfrequenz (f _A ) und zur zyklischen Erzeugung des Setzimpulses (f _T ) für das bistabile Kippglied (67) eine Frequenzteilerschaltung (64) vorgesehen ist und daß die Zählfrequenz (f _A ) dem Ergebniszähler (61) über eine Gatterschaltung (70) zugeführt ist, deren Durchlaßzustand sich aus dem Schaltzustand des von dem Ergebniszähler (61) rückgesetzten bistabilen Kippglieds (67) bestimmt.

32. System nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Tastverhältnisses anstelle des Zählers eine "1 aus f _A /f _T "-Dekodierschaltung bzw. eine Schaltung zur Vornahme einer Paritätsprüfung der digitalen Zählerstände von Zähler 35 und Zähler 64 vorgesehen sind.

33. System nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine in zwei Schaltzustände triggerbare, eine Umschaltung von Regelung auf Steuerung bewirkende Kippschaltung (75) vorgesehen ist, die bei Überlauf des Vorwärts-Rückwärtszählers (35) bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (Schiebebetrieb=fehlender Istimpuls) den Zähleingang des Vorwärts-Rückwärtszählers sperrt und diesen auf einen mittleren Zählerinhalt bzw. einen Zählerinhalt, der von verschiedenen Parametern gesteuert werden kann, setzt, der so lange beibehalten wird, bis ein erster Istimpuls (Ist-SB) erscheint.

34. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Sperrung des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (35) vorgesehen ist, die diesen bei Erreichen des vollen Zählerstandes beim Vorwärtszählen so lange sperrt, bis mit dem zugehörigen maximalen Stellsignal wieder ein Zustand erreicht ist, der Rückwärtszählen zuläßt.

35. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schaltungsanordnung (96) zur Umwandlung der zugeführten analogen oder digitalen Sollwertgröße (U _x ) in einen impulslängenmodulierten Sollimpuls (Soll-SB) und eine Schaltungsanordnung (99) zur Erzeugung eines Istimpulses (Ist-SB) mit veränderlicher Impulsdauer vorgesehen sind, die beide von dem den Istzeitpunkt des Spritzbeginns angebenden Istimpuls (Ist-SB) getriggert sind, und daß die beiden, den Sollimpuls und den Istimpuls veränderlicher Länge erzeugenden Schaltungen (96, 99) auf eine Diskriminatorschaltung (101, 102, 105) arbeiten, die aus der unterschiedlichen Impulslänge die Regelabweichung und aus dem Kriterium, welcher der Impulse länger ist, die Richtung der Regelabweichung ermittelt.

36. System nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Erzeugung der Ist-Impulslänge ein von dem Istimpuls (Ist-SB) in seinen Setzzustand getriggertes bistabiles Kippglied (99) ist, welches von dem die zeitliche Referenzmarke (oberer Totpunkt) angebenden konstanten Verarbeitungsimpuls (R′-Imp) rücksetzbar ist, und daß die Diskriminatorschaltung zwei von der Ist-Impulslänge und der Soll-Impulslänge in ihrer Durchlässigkeit gesteuerte Torschaltungen (101, 102) umfaßt, die die pro Wellenwinkeleinheit erzeugten Impulse (I/°KW) einer Antivalenz-Gatterschaltung (105) zuführen, deren Ausgangsimpulse (108) die Regelabweichung bilden.

37. System nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzustand des bistabilen Kippglieds (99) für die Ist-Impulslängenerzeugung ergänzend ausgewertet wird in Verbindung mit den die Regelabweichung angebenden Ausgangsimpulsen (108) zur Stellrichtungsbestimmung in einer nachgeschalteten Schaltung (110).

38. System nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulse der Antivalenz-Gatterschaltung (105) einem Vorwärts-Rückwärtszähler zugeführt sind, dessen Zählrichtung sich aus dem Schaltzustand des bistabilen Kippglieds (99) bestimmt.

39. System nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulse (108) der Antivalenz-Gatterschaltung (105) zur Ansteuerung eines dem Stellglied zugeordneten Schrittmotors dienen, dessen Drehrichtung sich aus dem Richtungssignal des bistabilen Kippglieds (99) bestimmt.