DE2723265A1 - Verfahren und einrichtung zum steuern von betriebsparameterabhaengigen vorgaengen - Google Patents

Description

Es werden ein Verfahren und eine Einrichtung vorgeschlagen, die betriebsparameterabhängige, sich wiederholende Vorgänge durch die Erzeugung geeigneter elektrischer, insbesondere impulsfürmiger Spannungsänderungen steuern können, wobei der Zeitpunkt der Erzeugung eines solchen Steuerbefehls neben der Erfassung von zu diesem Zeitpunkt vorherrschenden ßetriebszuständen auch noch abhängig ist von allgemeinen, maschinenspezifischen Daten, die als gespeicherte Werte ergänzend auf den Funktionsablauf einwirken müssen. Besonders geeignet ist die Erfindung zur digitalen Zündzeitpunktverstellung, zur Bestimmung des Einspritz-

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Zeitpunktes und/oder der Einspritzmenge bzw. sonstiger, sich zyklisch wiederholender Vorgänge bei einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung umfaßt ein mechanisch bewegbares Markierungssystem, bevorzugt eine mit über den Umfang laufenden Zahnsegmenten versehene Trägerscheibe, die mit Kurbelwellendrehzahl einer Rotationsbewegung unterworfen ist und der zur Abtastung gespeicherte Informationen bzw. zur Erzeugung geeigneter Zählimpulse mindestens eine induktiv, optisch, magnetisch oder sonstwie von den Markierungen beeinflußte Geberanordnung zugeordnet ist. Wesentlich ist, daß die Markierungen auf der sich drehenden Scheibe nicht nur lediglich Zählimpulse liefern, sondern in bestimmter kodierter Form gleichzeitig auch Speicherinhalte aufweisen, so daß den Geberanordnungen nachgeschaltete Rechenschaltungen so ausgebildet sind, daß neben den sich aus den Zahnsegmentflanken bildenden Zählimpulsen aufgrund ihres jeweiligen Abstandes zueinander zusätzliche, nämlich gespeicherte, maschinenspezifische Daten ermittelt und für die Rechnung verfügbar gemacht werden können.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Einrichtung zum Steuern von betriebsparameterabhängigen Vorgängen bekannt, bei der für die Zündzeitpunktverstellung ein elektronischer Speicher vorhanden ist und mindestens ein, maschinentaktsynchron umlaufender Markierungsträger von einem Geber so abgetastet wird, daß zunächst nach Adressierung des Speichers mit aus den jeweiligen Betriebszuständen gewonnenen Adressen der abgefragte Speicherinhalt einem Ergebniszähler zugeführt und anschließend nach Umschaltung durch Abtastung des Markierungsträgers gewonnene, winkelkonstante Impulse dem Ergebniszähler bis zur Erreichung eines bestimmten Zählerendstands zugeführt werden, woraufhin ein Auslösesignal ausgelöst wird. Es gelingt auf diese Weise, den Aus-

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lösezeitpunkt für den Zündimpuls automatisch bei höheren Drehzahlen vorzuverlegen. Andere Betriebsparameter bei der Zündzeitpunktverstellung können dadurch berücksichtigt werden, daß der Zählerendstand des Ergebniszählers variiert wird oder solche Betriebszustände wie Drehzahl, Last, aber auch Temperaturwerte sofort in die Adressierung des Speichers einbezogen werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die zu seiner Durchführung geeignete erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des üauptanspruchs bzw. des Unteranspruchs 14 haben demgegenüber den Vorteil, daß das Trägerelement, welches zur Ermittlung der Maschinendrehzahl in seiner kurbelwellensynchronen Umdrehung von einem Geber abgetastet wird, gleichzeitig in Form von Codemarkierungen maschinenspezifische Daten gespeichert hat, die bei der Abtastung zur Ermittlung der Brennkraftmaschinendrehzahl unmittolhar ausgewertet werden können. Es vereinfacht sich so der Aufwand, insbesondere hinsichtlich der sonst erforderlichen ilalbleiterschaltelemente und Halbleiterspeicher .

Im einfachsten Fall können die maschinenspezifischen Werte durch ungleichmäßig über den Umfangsbereich angeordnete, der reinen Zählung dienende Zahnsegmente ausgebildet sein, denen sich dann auf dem gleichen Markierungsträger oder auf weiteren Markierungsträgern, bevorzugt in Form von Scheiben, zur Erzeugung von winkelkonstanten Impulsen dienende Zahnsegmentreihen anschließen. *

Gegenüber diesen Speichermöglichkeiten werden bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Koeffizienten

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einer nachzubildenden Kurve, beispielsweise UonnlLaie zur Zündzeitpunktverstellung, durch Segmente,Löcher , Streifen u.dgl. auf dem sich maschinensynchron bewegenden Markierungsträger mit unterschiedlicher Länge und Abstand gespeichert.

Die Informationen, und zwar die zur Drehzahlermittlung dienenden Markierungen sowie die kennlinienproportionale Daten enthaltenden Codemarkierungen können auf einer gemeinsamen Spur, aber auch auf in Haupt- oder Nebenspuren unterteilte "oqnentabschnittnr dargestellt werden. Die Abtastung läßt sich in beliebiger Weise vornehmen, beispielsweise induktiv, magnetisch oder optisch. Da die Anordnung der Segmente auf dem Markierungsträger, ihre Länge und Lage zueinander für die einzelnen Zylinder bzw. Zylinderpaare beliebig gewählt werden kann, können auch unsymmetrische Motoren ohne Mehraufwand berücksichtigt werden.

Gemeinsam ist allen Ausführungsbeispielen, daß die Abtastung der durch Segmentierungen des Markierungsträgers bevorzugt gespeicherten Informationsinhalte innerhalb einer konstanten Erfassungszeit oder Torzeit erfolgt. Dabei können die Flanken der abgetasteten Segmente als Auslöseimpulse zur ßewirkung von Zähl- und/oder Rechenvorgängen benutzt werden oder die Segmente können im einfachsten Fall selbst die zu zählenden Impulse liefern.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel verwendet ein beispielsweise auf einer Hauptspur angeordnetes Referenzsegment, auf welches sämtliche zur Kurvendarstellung benötigten Segmente auf einer oder mehreren Neben- oder Interpolationsspuren bezogen werden. Hierdurch läßt sich die Informationsmenge für eine Kurvendarstellung erhöhen. Zur Interpolation wird dann eine Verhältnisbildung mit dem Bezugssegment vorgenommen. Es kann mit Winkel- oder Zeitauswertung gearbeitet werden.

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Dienen bei einem einfachen Ausführungsbeispiel die Zahnsegmente selbst lediglich zur Erzeugung von Zählimpulsen,beispielsweise zur Drehzahlerfassung der Brennkraftmaschine, dann können diese Zahnsegmente so ausgebildet und abstandsmäßig angeordnet werden, daß sich die Speicherung der Vollastkennlinie auf dem umlaufenden Markierungsträger ergibt. Zur Vollastkennlinie unterschiedliche Kennlinien können dann durch Programmierung des Zählers auf einen veränderbaren Grenzwert oder durch Setzen auf einen Anfangswert erfaßt werden.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen möglichen Kennlinienverlauf bei einem auf die Ermittlung einer Zündkennlinie gerichteten Ausführungsbeispiel, wobei die Kennlinie den Zündwinkel ¹^ als Funktion der Drehzahl beschreibt, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Auswertung einer sich drehenden, an ihrem Umfang segmentierten Scheibe, die alternierend kennlinienproportionale Impulse und winkelkonstante Impulse in zugeordneten Gebern erzeugt, Fig. 3 ein der Fig. 2 ähnliches Ausführungsbeispiel, bei dem die konstante Torzeit von einem Zähler gebildet wird, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein kennlinienproportionaler Informationsgehalt innerhalb einer konstanten Torzeit ermittelt, jedoch dadurch erfaßt wird, daß auf der Trägerscheibe parallele Codespuren vorhanden sind, die zu jedem Zeitpunkt unmittelbar eine zu speichernden Werten entsprechende Dualzahl abgeben, Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Koeffizienten einer nachzubildenden Kurve durch Zahnsegmente mit unterschiedlicher Länge und unterschiedlichem Abstand dargestellt sind, Fig. 6 eine zur Abtastung und Auswertung der Informationsgehalte der Markie-

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rungsscheibe der Fig. 5 geeignete Rechenschaltung, Fig. 7 zeigt in Form von Diagrammen Impulsformen und Funktionsverläufe innerhalb der Rechenschaltung der Fig. 6, Fig. Ö zeigt eine zweite mögliche Ausführungsform der Kodierung einer Markierungsträgerscheibe mit einem Referenzsegment auf einer Hauptspur und den Kurvenkoeffizienten auf mindestens einer Interpolationsspur, die Figuren 9 und 10 zeigen zwei Rechenschaltungen zur Auswertung des Informationsinhalts des Markierungsträgers nach Fig. 8 mit Winkel- und Zeitauslösung, die Fig. 11 zeigt eine weitere Möglichkeit der blockweisen Speicherung der Informationsinhalte maschinenspezifischer Daten auf der Interpolationsspur des Markierungsträgers, während die Fig. 12 eine geeignete, die Kodierungsmöglichkeit der Fig. 11 erfassende und auswertende Schaltungsanordnung zeigt, Fig. 13 zeigt in Form von Diagrammen Funktionsabläufe der Rechenschaltung der Fig. 12 und Fig. 14 zeigt eine letzte Kodierungsmöglichkeit des Markierungsträgers mit einer Hauptspur und einer Vielzahl paralleler Nebenspuren mit jeweils gleichen Koeffizienten der nachzubildenden Kennlinie.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen ist ein Markierungsträger 1, 1a, 1b... vorgesehen, der in an sich beliebiger Form durch Markierungen so ausgebildet ist, daß bei Abtastung der Markierungen Informationen gewonnen werden können, die betriebsparameterabhängig sind und/oder kennlinienproportionalen Speicherwerten entsprechen, die ausgewertet werden können. Als Markierungsträger können beliebige Einrichtungen, Systeme und Anordnungen verwendet werden, die geeignet sind, maschinensynchron bewegt zu werden und die Codemarkierungen tragen können, die sich durch entsprechende Geber abtasten lassen. Die Abtastung kann induktiv, magnetisch, optisch, piezoelektrisch oder in

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sonstiger geeigneter Weise erfolgen; als Markierungsträger können beispielsweise Scheiben, Platten, Bänder, Hohlzylinder o. dgl. verwendet werden, die entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen der Brennkraftmaschine so zugeordnet sind, daß sie beispielsweise eine kurbelwellensynchrone Drehbewegung ausführen. Die maschinensynchrone Verschiebebewegung des Markierungsträgers, die neben der bevorzugten Rotationsbewegung auch eine translatorische Bewegung umfassen kann, kann auch durch Zuordnung zu anderen geeigneten Wellen, beispielsweise der Nockenwelle der Brennkraftmaschine erfolgen.

Die Verarbeitung der abgetasteten Impulsfolgen erfolgt bei vorliegender Erfindung im wesentlichen auf digitaler Grundlage, wobei beliebige,einerSteuerung - auch in Verbindung mit einer Regelung - bedürfende Vorgänge einer Brennkraftmaschine beeinflußt und ausgeführt werden können. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich im wesentlichen ausschließlich auf die Steuerung von Zündzeitpunkten und werden auch anhand entsprechender Ausführungsbeispiele zur digitalen Zündzeitpunktverstellung im einzelnen erläutert. Die Anwendung der grundlegenden erfindungsgemäßen Prinzipien auch auf andere Vorgänge bei einer Brennkraftmaschine liegt innerhalb fachmännischen Könnens.

Zunächst werden anhand der Figuren 2 bis 4 einfachere Ausführungsformen einer digitalen Zündzeitpunktverstellung mit Kennlinienspeicherung auf dem Markierungsträger dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt in Form einer Kennlinie die mögliche Abhängigkeit des Zündwinkels OC von der Drehzahl einer Brennkraftmaschine, wobei der dargestellte Kennlinienverlauf durch weitere maschinenparameterabhängige Einflußgrößen, beispielsweise Last, Temperatur oder sonstige Funktionen insgesamt bzw. nur an spezifischen Drehzahlbereichen eine Verschiebung erfahren

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kann. Die im folgenden genauer erläuterten Ausführungsbeispiele sind so ausgebildet, daß aufgrund von gespeicherten Kennlinienwerten auf dem umlaufenden Markierungsträger sowie durch entsprechende Abtastung sonstiger maschinenspezifischer Parameter wie Drehzahl, Last u. dgl. ein solcher Kennlinienverlauf nachgebildet und für die jeweilige Drehzahl, die die Brennkraftmaschine zum Berechnungszeitpunkt aufweist, der entsprechende Zündwinkel durch einen zeitlich präzise in den Ablauf eingeordneten Zündimpuls bestimmt wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Ausführungsformen vorliegender Erfindung in der Lage sind, beispielsweise bei gegebener Drehzahl n. den dazugehörigen Zündzeitpunkt entsprechend Zündwinkel<X zu errechnen und einen Zündimpuls i\ dem Moment zu erzeugen, zu welchem die Kurbelwelle mit Bezug auf einen Bezugspunkt, beispielsweise oberen Totpunkt (OT) die entsprechende Winkelstellung aufweist. Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Markierungsträger als mit Kurbelwellendrehzahl η umlaufende Scheibe ausgebildet, die über ihren Umfang eine Zähnung aufweist, die von einem induktiv arbeitenden Geber erfaßt und in entsprechende Impulsfolgen umgesetzt werden kann.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Segmentierung des Scheibenumfangs so getroffen, daß mindestens ein kennlinienspezifischer Speicherbereich auf der Scheibe 1a vorgesehen ist, der das Bezugszeichen 2 trägt, sowie mindestens ein Zählimpulsbereich, der das Bezugszeichen 3 trägt. Es sind zwei Impulsgeber 4 und 5 vorgesehen, die die kennlinienproportionale Markierungsfolge 2 bzw. die zählimpulsproportionale Markierungsfolge 3 gleichzeitig oder aufeinanderfolgend abtasten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugt der Impulsgeber 4 an seinem Ausgang infolge Abtastung der den kennlinienspezifischen Speicherbereich 2 bildenden Zahnung am Scheibenumfang kennlinienproportionale Impulse, während der

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Impulsgeber 5 winkelkonstante Impulse erzeugt. Das bedeutet, daß der kennlinienspezifische Speicherbereich 2 jeder Markierungsscheibe 1a in unregelmäßiger, der erforderlichen Kennlinienspeicherung entsprechenden Abstandsbeziehung Zähne 20 aufweist, die bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils einen Impuls am Ausgang des Impulsgebers 4 erzeugen. In entsprechender Weise sind die Zähne 30 zur Erzeugung der winkelkonstanten Impulse über den Scheibenumfang symmetrisch verteilt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient der kennlinienspezifische Speicherbereich 2 mit Markierungen auf der Scheibe 1a der Speicherung der Drehzahl-Kennlinie, während die Erfassung sonstiger Betriebsparameter an anderer Stelle erfolgt und in den Rechenablauf beispielsweise durch Setzen eines Zählers mit einem bestimmten, diesen Betriebsparametern entsprechenden Anfangswert vorgenommen wird.

Die Bestimmung des Zündzeitpunktes erfolgt dadurch, daß bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 der mit dem erwähnten Anfangswert programmierbare Zähler 10 in geeigneter Weise von den Impulsen der Impulsgeber 4 und 5 beaufschlagt wird, bis ein bestimmter, vorgegebener Grenzwert erreicht ist. Dieser Grenzwert kann dem Zählerstand Null oder einem sonstigen, maximalen Zählerstand entsprechen. Bei Erreichen dieses Grenzwertes wird ein Impuls erzeugt, etwa mit Hilfe einer Nullerkennungslogik. Dieser Impuls ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Auslöseimpuls für die Zündung ZI und ergibt sich am Ausgang 11 des Zählers 10 oder am Ausgang einer geeigneten, dem Zähler 10 zugeordneten Nullerkennungsmatrix, etwa einem mit sämtlichen Ausgängen des Zählers verbundenen NOR-Gatter.

Die Abtastung des kennlinienspezifischen Speicherbereichs erfolgt unter Vorgabe einer geeigneten Torzeit, also einer kon-

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stanten Zeitdauer, so daß je nach der Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Markierungsscheibe 1a vom Geber 4 innerhalb der konstanten Torzeit eine mehr oder weniger große Anzahl von Impulsen erzeugt und über geeignete Gatterschaltungen dem Zähler 10 zugeführt werden. Gleichzeitig können von dem in Fig. 1 gezeigten System auch die winkelkonstanten Impulse am Ausgang des Gebers 5 erfaßt und dem Zähler 1O zugeführt werden, wobei die von beiden Gebern 4 und 5 erzeugten Impulse bevorzugt nicht koinzident sind - was man durch, entsprechende Versetzung der örtlichen Anordnung der Zähne 20 bzw. 30 erreicht -; alternativ können geeignete Impulsrastereinrichtungen verwendet werden, die sicherstellen, daß sämtliche von den Gebern 4 und 5 erzeugte Impulse einer Zählung zugeführt werden.

Der erste Impuls am Ausgang des Impulsgebers 4, der den kennlinienspezifischen Speicherbereich 2 abtastet, setzt eine monostabile Kippschaltung bzw. einen Monoflop 20, so daß für einen vorgegebenen Zeitraum an dessen Ausgang 21 ein L-Impuls gebildet und einem nachgeschalteten Gatter, beispielsweise einem UND-Gatter 25 zugeführt wird. Über die parallele Leitung 22 gelangen die die Kennlinie speichernden Impulse auf den anderen Eingang des UND-Gatters 25 und zum Zähleingang 12 des programmierbaren Zählers 10. Es ist eine weitere Gatterschaltung 26 vorgesehen, deren einem Eingang ebenfalls die Impulse des Kennlinienspeicherbereichs 2 zugeführt sind und an dessen anderem, negierendem Eingang die winkelkonstanten Zählimpulse vom Ausgang des Gebers 5 zugeführt sind. Im folgenden werden die winkelkonstanten Zählimpulse als sogenannte WK-Impulse und die einer Speicherung der Kennlinie entsprechenden Impulse als KP-Impulse, also kennlinienproportionale Impulse bezeichnet. Man erkennt, daß das Gatter 26 immer dann einen WK-Impuls zur Zählung durch den Zähler 10 durchläßt, wenn kein KP-Impuls vorliegt .

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Nach Ablauf der zur Drehzahlerfassung dienenden Monozeit des Monoflops 20 erreichen dann nur noch die winkelkonstanten WK-Impulse den programmierbaren Zähler und zählen ihn bis zum durch Teillast, Temperatur usw. programmierten Grenzwert. Die durch den kennlinienspezifischen Speicherbereich 2 getroffene Speicherung kann dabei der Vollastkennlinie des Zündwinkels entsprechen. Ist der Grenzwert des programmierten Zählers 10 erreicht, erfolgt die Zündauslösung durch den Zündimpuls ZI.

Die Programmierung auf einen Anfangswert des Zählers 10 erfolgt bei diesem und bevorzugt auch bei sonstigen Beispielen mit Hilfe eines geeigneten, an seinem Ausgang eine Dualzahl erzeugenden Wandlers, dem eingangsmäßig beispielsweise eine mechanische Verschiebung, eine Temperatur o. dgl. zugeführt ist. Der Wandler ist in Fig. 1 mit 27 bezeichnet und besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer Unterdruckdose 28, einer geeigneten, eine Vielzahl von Codespuren 29 umfassenden Kodieranordnung 8 und einem von der Unterdruckdose mechanisch bewegten Abtasthebel 9. Je nach im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine herrschendem Unterdruck (als Maß für die Belastung der Brennkraftmaschine) steht der Abtasthebel 9 in vorgegebener Winkelauslenkung über den Codespuren 29, so daß eine dieser Last entsprechende, ganz spezifische Dualzahl erfaßt wird, die, wie bei 31 angedeutet, jeweils bei Beginn der Zählung als Anfangswert dem Zähler lOzugeführt wird. Da Anordnungen, die bei Zuführung einer mechanischen oder elektrischen Eingangsgröße ausgangsseitig eine Dualzahl erzeugen, bekannt sind, braucht auf den Wandler 27 an dieser Stelle nicht weiter eingegangen zu werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zählt der Zähler 1O lediglich aufwärts, so daß dann, wenn die gewünschte Verstellkurve für den Zündzeitpunkt nur aus positiven Steigungen besteht, ein solcher, nur in einer Richtung zählender Zähler 10

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ausreichend ist. Negative Steigungen, wie sie in Fig. 1 beispielsweise dem Abschnitt von η bis n- ' oder ab n₂ entsprechen, können dadurch erfaßt werden, daß man als Zähler 10 einen Vorwärts-Rückwärtszähler einsetzt. Die Umschaltung des Vorwärts-Rückwärtszählers kann dann durch spezielle Formgebung eines Zahns 20, 30 oder ähnliche Maßnahmen erfolgen oder auch durch weitere Impulsgeber, die vorzeichengewichtete Markierungsspuren abtasten und die Zählrichtung des Zählers 10 entsprechend umschalten. Der grundsätzliche Wirkungsmechanismus bei diesen Ausführungsbeispielen ist daher so, daß während einer konstanten Torzeit die auf einer umlaufenden Scheibe befindliche Kennlinienspeicherung abgetastet und ein gegebenenfalls auf einen vorgegebenen Anfangswert gesetzter Zähler in seinem Zählerinhalt geändert wird, wobei nach Ablauf der Torzeit der Zähler ausschließlich noch von winkelkonstanten Impulsen bis zur Erreichung eines vorgegebenen Grenzwerts beaufschlagt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erfolgt bei sonst praktisch identischer Ausbildung die Drehzahlerfassung durch einen weiteren Zähler 10a, dessen Zähleingang 11a zeitkonstante Impulse, beispielsweise von einer konstanten Taktfrequenz, zugeführt werden. Der Zähler 10a wird gestartet durch einen ersten Impuls des Impulsgebers 4, der dem Eingang 12a des Zählers 10a zugeführt wird. Zwischenzeitlich zählt der programmierbare Zähler 10 die ihm von den Impulsgebern 4 und i> zugeführten (nichtkoinzidenten) Impulse, wie schon mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Ist dann der Zähler 10a voll gezählt, dann ergibt sich an seinem Ausgang 13a ein Überlaufimpuls ÜI, der über einen Inverter 3 3 das UND-Gatter 25 für die kennlinienproportionalen Impulse vom Geber 4 sperrt. Die winkelkonstanten Impulse vom Geber 5 werden jedoch weitergezählt, bis der programmierbare Zähler 10 seinen Grenzwert erreicht und der Impuls ZI für die Zündung ausgelöst wird. Man erkennt, daß durch entsprechende

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Modifizierung und Beeinflussung der zeitkonstanten Impulse, der Anzahl und Verteilung der kennlinienproportionalen Impulse auf der Markierungsscheibe 1a, durch geeignete Anfangswerte des programmierten Zählers 10 und durch Vorgabe des für die Erzeugung des Zündimpulses maßgebenden Grenzwertes beliebige Kennlinienverläufe und -Variationen realisiert werden können. Vorteilhaft ist insbesondere, daß die Zündzeitpunktverstellung einfach und billig bei geringer Vorbereitungszeit durchgeführt werden kann; auch ist der elektronische Aufwand verhältnismäßig gering, so daß die Steuerung geeigneter betriebsparameterabhängiger Vorgänge fertigungstechnisch leicht realisiert werden kann. Solche erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind auch für unsymmetrische Motoren geeignet. Anpassungen an die entsprechende Zylinderzahl der Motoren sind ohne weiteres möglich; die Verteilung der zur Erzeugung der kennlinienproportionalen Impulse bzw. der winkelkonstanten Impulse geeigneten Bereiche auf der Markierungsscheibe 1a kann den Erfordernissen angepaßt werden; es ist auch möglich, bei entsprechend geringen Ansprüchen nur einen Geber vorzusehen, der zunächst den kennlinienspezifischen Speicherbereich 2 der Trägerscheibe 1a innerhalb der vorgegebenen Torzeit abtastet und anschließend noch die winkelkonstanten Impulse bis zur Zündauslösung zählt. Die gleichzeitige Erfassung der Impulsreihen ist jeweils bei nichtkoinzidenter Anordnung der die Impulse auslösenden Zahnformen 20, 30 möglich.

Eine abgeänderte Ausführungsform einer Einrichtung zur digitalen Zündzeitpunktverstellung ist in Fig. 4 gezeigt. Die mit Kurbelwellendrehzahl umlaufende Markierungsscheibe 1b verfügt zwar ebenfalls über zwei unterschiedliche Codemarkierungsbereiche; allerdings ist der die Kennlinienspeicherung betreffende Codebereich so ausgebildet, daß sich ein innerhalb der vorgegebenen Torzeit ergebender, kennlinienbestimmender Infor-

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mationsgehalt nicht durch die aufeinanderfolgende Zählung von Impulsen sozusagen seriell, sondern in Paralleldarstellung l>ni Ablauf der Monozeit ergibt. Der kennlinienspezifische Speicherbereich 2a verfügt über mehrere Spuren 2Oa, die nebeneinanderliegend in Form von Codespuren von einem sämtliche Spuren überdeckenden Geber 4a jeweils parallel ständig abgetastet werden. Der Geber 4a bzw. eine ihm nachgeschaltete Impulsformerstufe 35 ist so ausgebildet, daß je nach dem bei Ablauf der Monozeit oder Torzeit erreichten Winkelstandpunkt des Gebers 4a mit Bezug auf die Codespuren 20a eine bestimmte Dualzahl erfaßt wird, die als letzte erkannte Dualzahl einen drehzahlabhängigen Verstöllwinkel darstellt, denn die Markierungsscheibe 1b dreht sich auch hier wieder vorzugsweise mit Kurbelwellendrehzahl. Diese Dualzahl wird als Ganzes parallel einem nachgeschalteten programmierbaren Zähler 40 über ein Gatter 41 zugeführt, so daß diesermit einem eine Drehzahlinformation enthaltenden Anfangswert zu zählen beginnt. Eine weitere Codespur 30a enthält Markierungen zur Erzeugung von winkelkonstanten Impulsen mittels eines nachgeschalteten Gebers 5a und einer Impulsformerstufe 42. Ein bestimmter winkelkonstanter WK-Impuls gibt gleichzeitig den Startbeginn des Zähl- und Rechenvorgangs an und bestimmt den Setzzeitpunkt einer monostabilen Kippstufe 23a, die während ihres metastabilen Zustands die konstante Torzeit vorgibt. Während der Dauer des von dem Monoflop 23a erzeugten Torzeitimpulses TI ist ein die winkelkonstanten Impulse Wk dem Zähler 40 und einem weiteren, ebenfalls programmierbaren Zähler 45, auf den weiter unten noch eingegangen wird, zuführendes UND-Gatter 46 gesperrt. Das dem Setzeingang 47 des ersten programmierbaren Zählers 40 vorgeschaltete UND-Gatter 41 ist so ausgebildet, daß die beispielsweise bei Auftreten der negativen Flanke des Torzeitimpulses TI anstehende Dualzahl vom Geber 4a als Anfangswert in den Zähler 40 übernommen wird; alternativ kann auch in geeigneter Weise auf den Setzeingang

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dieses Zählers eingewirkt werden. Der Zähler 40 zählt dann nach Freigabe der Zuführung der winkelkonstanten Zählimpulse durch das UND-Gatter 46 bis zu einer oberen Grenze weiter und erzeugt dann einen überlaufimpuls Ul, der dem zweiten programmierbaren Zähler 45 zugeführt wird, der daraufhin durch Übernahme eines last-, temperatur- oder sonstigen, maschinenparameterabhängigen Anfangswertes gesetzt wird und anschließend mit den winkelkonstanten Impulsen ebenfalls bis zu einer oberen Grenze weiter zählt. Bei Erreichen seines Grenzwertes wird, wie weiter vorn schon erläutert, der Zündimpuls ZI erzeugt. Es versteht sich, daß der Grenzwert jeweils der Zählerstand Null sein kann, der auch durch Abwärtszählen erreichbar ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist wesentlich, daß die umlaufende, kodierte Scheibe durch die vom Monoflop 23a vorgegebene Torzeit abgetastet und die jeweils zuletzt vom Geber 4a erkannte Dualzahl die Drehzahlinformation enthält, die als Anfangswert einem ersten programmierbaren Zähler 40 zugeführt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer digitalen Zündzeitpunktverstellung mit umlaufendem Speicher ist in Fig. 5 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist insofern unterschiedlich zu dem bisher erläuterten Auszählverfahren, als die Koeffizienten der nachzubildenden Kurve für beliebige, zu»steuernde Vorgänge durch Segmente, Löcher, Streifen u. dgl. mit unterschiedlicher Länge und unterschiedlichem Abstand gespeichert werden.

Bei der nachfolgenden Beschreibung erfolgt die Speicherung durch unterschiedliche Segmentbreiten und Segmentabstände am Umfang einer oder mehrerer Markierungsscheiben 1b; die Abtastung der Segmentinformationen wird bevorzugt induktiv mittels eines geeigneten, einzigen Gebers 4b durchgeführt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel verfügt der Markierungsträger in

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Form einer Scheibe 1b über mindestens einen, beim Ausführungsbeispiel über zwei kennlinienspezifische Speicherbereiche 2c und über Teilbereiche 3c, die zur Erzeugung von winkelkonstanten WK-Impulsen bestimmt sind. Die Abtastung des oder der kennlinienspezifischen Speicherbereiche 2c erfolgt ebenfalls innerhalb einer konstanten Torzeit; wesentlich unterschiedlich ist jedoch, daß die einzelnen Zähne 20c des Kennlinienspeicherbereichs keine zu zählenden Impulse erzeugen, sondern selbst mit ihren Flanken der Auslösung von bestimmten Rechenvorgängen, beispielsweise Zählvorgängen u. dgl. dienen. Dei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 läßt sich der Kennlinienverlauf in Fig. 1 mit hoher Präzision nachbilden, wobei die Segmentlängen des Kennlinienspeicherbereichs 2, d.h. beim Ausführungsbeispiel die Zahnbreite ein Maß für die jeweiligen Steigungen des Kennlinienverlaufs darstellen, während die Intervalle, also die Abstände beispielsweise vom Deginn eines ersten Zahns zu einem zweiten Zahn ein Maß für die Intervallbreiten des Kennlinienverlaufs mit gleicher Steigung sind.

Eine den umlaufenden Speicher der Fig. 5 in Form einer Markierungsscheibe 1c abtastende Schaltung kann beispielsweise wie in Fig. 6 gezeigt ausgebildet sind. Es ist. ein Zeitgeber, beispielsweise ein Monoflop 50 vorgesehen, der/durch die positiv ansteigende Impulsflanke des den Kennlinienspeicherbereich 2c bildenden ersten Zahns 200 gesetzt wird. Der Monoflop erzeugt durch seine monostabile Standzeit eine konstante Erfassungszeit, d.h. eine Zeitdauer, während welcher der Kennlinienspeicherbereich 2c vom Geber 4b abgetastet und der Speicherinhalt abgefragt wird.

Im einzelnen umfaßt die Schaltung einen ersten Steigungszähler 51, dem eine konstante Zählimpulsfolge f zugeführt wird. Der Steigungszähler 51 zählt die ihm zugeführte Zählimpulsfolge je-

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weils mit Beginn einer durch die erste Flanke des ersten Segments 200 erzeugten positiven Impulsflanke bis zum Ende dieser Impulsflanke. Es ergibt sich dann im Steigungszähler 51 ein Zählerinhalt, der der Breite des Segments 200 proportional ist. Der bei Segmentende jeweils im Steigungszähler 51 erreichte Zählerstand ist ein Maß für die reziproke Steigung des Kennlinienverlaufs der Fig. 1. Die einzelnen Kurven- und Funktionsabläufe der Fig. 7 zeigen im einzelnen den Funktionsablauf und die Wirkungsweise der Schaltung der Fig. 6 in Verbindung mit der eine Kennlinienspeicherung durch Segmentbreite und Segmentabstand bewirkenden Markierungsscheibe 1c. Fig. 7a zeigt die Abwicklung des Segmentverlaufs des Kennlinienspeicherbereichs 2c bzw. die von dem Geber 4b entsprechend diesem Segmentverlauf erzeugte, die Rechenvorgänge steuernden Impulsfolge. Während der Dauer der durch das erste Segment bewirkten Impulsbreite 1S (entsprechend erster Steigung) wird der Steigungszähler 51 hochgezählt, und es ergibt sich ein Zählerendstand, der dem in Kurve 7c gezeigten Wert y entspricht. Dieser Zählerendstand wird mit der abfallenden Flanke des Impulses 1S in einem dem Steigungszähler 51 nachgeschalteten Zwischenspeicher 52 übernommen. Während des sich an das erste Steigungssegment anschließenden ersten Intervalls (1.IV) wird der vom Steigungszähler 51 erreichte Zählerstand dann ausgezählt, wozu man sich eines weiteren, dem Zwischenspeicher 52 nachgeschalteten Zählers 53 bedient. Die Auszählung erfolgt mit erheblich höherer Zählimpulsfrequenz £ * , wobei jeweils bei Erreichen des Zählerstands Null - wenn der zweite Zähler 53 als Abwärtszähler ausgebildet ist - am Ausgang 54 ein überlaufimpuls Ul erzeugt und einem nachgeschalteten dritten Zähler 55 zugeführt wird. Jeweils bei Auftreten eines solchen Überlaufimpulses übernimmt der zweite Zähler 53 erneut durch Setzen an seinem Eingang 56 den Zählerstand des Zwischenspeichers 52, so daß während des ersten Intervalls 1.IV eine vorgegebene Anzahl von

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überlaufimpulsen vom Zähler 53 erzeugt und dem nachgeschalteten Ergebniszähler 55 zugeführt werden. Die jeweils erzeugten überlauf impulse sind in Fig. 7e dargestellt. Man erkennt, daß die Anzahl der erzeugten überlaufimpulse ÜI um so geringer ist, je größer der vom Steigungszähler 51 während einer Segmentbreite erreichte Zählerstand ist, denn um so langer dauert es, bis dieser Zählerstand vom Zähler 53 jeweils auf Null abgezählt ist.

Entsprechend der Darstellung der Figuren 5 und 7 ist die Dauer eines Intervalls jeweils - vereinbarungsgemäß - gekennzeichnet durch zwei aufeinanderfolgende abfallende Flanken der steuernden Impulsfolge nach Fig. 7a, während die Dauer einer Steigung, während welcher der *Steigungszähler 51 seinen Zählerstand ändert, als Segmentbreite gekennzeichnet ist durch eine ansteigende und eine abfallende Flanke.

Man erkennt, daß noch während des wiederholten Auszählvorgangs des durch die Segmentbreite 1S erreichten Zählerstands im sich daran anschließenden ersten Intervall ein neues Steigungssegment 2S vom Steigungszähler 51 auszuzählen ist, welches sich in seiner Dauer bestimmt durch die Position der ansteigenden Flanke 60 der Fig. 7a innerhalb des ersten Intervalls UV. Insofern ist auch erkennbar, daß die Positionierung dieser ansteigenden Flanke 60 innerhalb des sich jeweils an das vorhergehende Steigungssegment anschließenden Intervallbereichs einen Freiheitsgrad für die Speicherung von das zweite bzw. sich an-

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schließende Steigungssegment/bedeutet, während die Intervalllänge ja ebenfalls frei wählbar ist. Durch die unterschiedlichen Segmentbreiten und die Abstände der Segmente entsprechend Steigungsinformation und Intervallinformation läßt sich eine kennlinienspezifische Speicherung innerhalb des jeweiligen Speicherbereichs 2c erzielen.

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Schon während der ständigen Auszählung des jeweils vorhergehenden erreichten Steigungs-Zählerstands durch den Zähler 53 zählt der erste Steigungszähler 51 ein zweites Steigungsmaß und ändert seinen Zählerstand von Null aufwärts wiederum innerhalb der zweiten Segmentbreite. Es ergibt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wegen des schmäleren zweiten Segmentbereichs 2S auch ein kleinerer Zählerinhalt y', der dann während des gesamten, sich anschließenden Intervalls 2.IV ausgezählt wird. Der Steigungszähler 51 wird daher sinnvollerweise mit jeder abfallenden Flanke auf den Zähler Null airückgesetzt bei gleichzeitiger Übernahme des erreichten Zählerstands in den Zwischenspeicher 52. Die Erfassung durch unterschiedliche Segmentbreiten und -abstände gebildeten Speicherinhalte im Speicherbereich 2c erfolgt, wie weiter vorn schon erwähnt, innerhalb einer konstanten vorgegebenen Torzeit, die in Form eines Torimpulses vom Zeitgeber 50 erzeugt wird. Während dieser Torzeit zählt der Ergebniszähler 55 die ihm vom Zähler 53 zugeführten überlaufimpulse und ändert seinen Zählerstand entsprechend. Man erkennt, daß je nach Drehzahl der beispielsweise mit Kurbelwellendrehzahl umlaufenden Markierunqsscheibe 1c entweder eine Vielzahl von gespeicherten Informationen erfaßt werden kann - wenn beispielsweise d"ie Drehzahl hoch ist und bis zum Ablauf der Torzeit eine größere Anzahl von Segmentbreiten und -abständen erfaßt werden kann - oder nur einige wenige Kennlinieninformationen bei geringerer Drehzahl bis zum Ablauf der Torzeit ausgewertet werden können. Man gewinnt auf diese Weise eine Drehzahlinformation, denn der Speicherinhalt des Ergebniszählers 55 ist ein Maß dafür, bis zu welcher Drehzahl n_Q, n.. , TLj man vorgedrungen ist und welcher entsprechende Zündwinkel hierbei erreicht wurde.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß diese Drehzahlinformation nicht dadurch gewonnen wird, daß sich - was ebenfalls zutreffend ist - der erzielte Zählerendstand beispielsweise im

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Steigungszähler 51 ebenfalls drehzahlabhängig ändert, weil bei einem schnelleren Vorbeistreichen beispielsweise des ersten Steigungssegments 1S bei konstanter Frequenz der Zählimpulsfolge f der Inhalt des Steigungszählers notwendigerweise geringer sein muß. In entsprechender, relativer Bezogenheit ist nämlich auch der sich an das Steigungssegment anschließende, die Auszählung freigebende Intervallbereich kürzer, so daß weniger lange ausgezählt wird; die Drehzahlbehaftung bei diesen beiden Vorgängen (Aufwärtszählen des Stcigungszählers 51 und Abwärtszählen des zweiten Zählers 53) hebt sich daher heraus.

Nach Ablauf der konstanten Tor- oder Erfassungszeit, die auch als Interpolationszeit bezeichnet werden kann und die zur Erzeugung eines steigungsproportionalen Impulsrasters entsprechend Fig.
7e führt, werden dem Ergebniszähler 55 schließlich vom gleichen Geber 4b oder einem anderen Geber noch so lange winkelkonstante WK-Impulse aus dem Zählimpulsbereich 3c der Markierungsscheibe 1c zugeführt, bis die Zählgrenze, d.h. ein vorgegebener Endwert erreicht ist und der Zündimpuls ausgelöst wird. Der Endwert kann der Zählerstand Null sein; in diesem Fall ist dem Ergebniszähler 55 eine Nullerkennungsmatrix 60 nachgeschaltet, die den Zündimpuls erzeugt.

Auch hier ist es möglich, weitere Betriebsparameter durch entsprechendes Laden des Ergebniszählers 55 jeweils vor Zählbeginn zu berücksichtigen; wie mit Bezug auf Fig. 2 schon erläutert, kann daher ein Wandler 27 vorgesehen sein, der, gegebenenfalls über einen Zwischenspeicher 61 den Ergebniszähler 55 mit einem betriebsparameterabhängigen Anfangswert beaufschlagt.

Die Zuführung der einzelnen Zählimpulse, nämlich der kennlinienproportionalen KP-Impulse und der winkelkonstanten WK-Impulse zum Ergebniszähler 55 erfolgt über eine Eingangslogik-

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schaltung 62, die so ausgebildet ist, daß während der Dauer des Torimpulses TI des Zeitgebers 50 vom Ergebniszähler 55 die überlaufimpulse gezählt werden, anschließend die über die Leitung 63 vom Geber 4b zugeführten WK-Impulse.

Dieses Ausführungsbeispiel gestattet auch die Realisierung negativer Steigungen, die durch Zusatzsegmente dargestellt sind, wie in Fig. 7a gezeigt und mit dem Bezugszeichen 65 bezeichnet. Diese Zusatzsegmente sind gegenüber den eigentlichen Steigungssegmenten sehr schmal und erlauben die Erfassung von nur einigen wenigen Impulsen.

Eine andere Möglichkeit zur Realisierung negativer Steigungen besteht nach dem Kurvenverlauf der Fig. 7b darin, daß man alternierend den jeweiligen Intervallen von Anfang an ein bestimmtes Vorzeichen zuordnet, d.h. das Vorzeichen des ersten Intervalls wäre in diesem Fall positiv, das des zweiten Intervalls (2.IV) negativ usw. Je nachdem wie weit negative Steigungen erforderlich sind, wären dann die gespeicherten Informationen für die betreffenden Intervalle auszubilden. Schaltungstechnisch läßt sich eine solche alternierende Vorzeichenzuordnung realisieren durch einen geeigneten Umschalter, beispielsweise in Form eines J-K-Flipflops 66, welches getriggert jeweils von einer negativen Flanke des Geberausgangssignals seinen Ausgangsschaltzustand umschaltet und dem Steigungszähler 51 eine Vorzeicheninformation VZ zuführt, die bei negativen Steigungen den Steigungszähler 51 dazu veranlaßt, rückwärts zu zählen. Durch Zuleitung eines Bezugspunktsignals BZ wird der Anfangsschaltzustand des J-K-Flipflops 66 festgelegt.

Bei den folgenden Ausführungsbeispielen wird jeweils ein Referenzsegment verwendet, auf welches sämtliche zur Kurvendarstellung benötigten Segmente bezogen werden. Das Referenzseg-

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ment kann sich sowohl auf einer eigenen Spur als auch auf einer mit den Kurvenparametern gemeinsamen Spur befinden. Es werden keine winkelkonstanten Impulse in Kodierung auf der Markierungsscheibe benötigt; durch die Unterteilung in eine das Referenzsegment für die Interpolation des Kennlinienbereichs tragenden Hauptspur und durch eine oder mehrere Interpolationsspuren, die aus Steigungssegmenten und Intervalldifferenzen jeweils die Kennlinie aufbauen, läßt sich die Informationsmenge für eine Kurvendarstellung erhöhen. Zur Interpolation, d.h. zur Auswertung der in den Interpolationsspuren kodierten Kennlinieninformationen wird eine Verhältnisbildung mit dem Bezugssegment vorgenommen, wobei je nach Ausführungsart mit einer Winkeloder Zeitauswertung gearbeitet werden kann.

Ein erstes Ausführungsbeispiel zur Nachbildung von Kennlinien, insbesondere zur digitalen Zündzeitpunktverstellung läßt sich der Darstellung der Fig. 8 entnehmen. Die Fig. 8 zeigt die auf einem Informations- oder Markierungsträger befindlichen Spuren, die beispielsweise als Zahnsegmente am Scheibenumfang einer Markierungsscheibe ausgebildet sein können. Bei a) ist die Hauptspur mit einem Referenzsegment T gezeigt. Das Referenzsegment / wird zeitlich jeweils vor den Steigungs- und Intervallbereichen auf der Interpolationsspur abgetastet und vermittelt gleichzeitig einen Bezugspunkt für die Zündwinkelauslösung, wobei jeweils die Rückflanke des Referenzsegmentes / verwendet werden kann. Die bei b) gezeigte Interpolationsspur umfaßt die Steigungs- und Intervallbereiche, die für den vollständigen Aufbau und die vollständige Nachbildung einer Kennlinie erforderlich sind; dabei wird die Kennlinie bis zu dem Punkt nachgebildet, an welchem, bedingt durch die Drehzahl der Brennkraftmaschine ein einen bestimmten Vorgang auslösender Befehl, beispielsweise in Form eines Impulses abgegeben wird. Die Auswertung der sich aus dem Tastverhältnis der Segmente

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auf der Interpolationsspur nach Fig. 8b ergebenden Kennlinienbereiche erfolgt von einer sich aus der Rückflanke des Referenzsegmentes bestimmenden Bezugspunktposition innerhalb einer konstanten vorgegebenen Zeit T . Nach Ablauf dieser Zeit gelangt man je nach Drehzahl der Brennkraftmaschine bis zu einer bestimmten Intervalldifferenz - beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8b bis zur zweiten Intervalldifferenz 2.IV und hat dann die Kennlinie bis zu diesem Bereich nachgebildet. Die Nachbildung ergibt sich als Zählerstand eines Ergebniszählers.

Zum besseren Verständnis werden Aufbau und Wirkungsweise einer die Hauptspurkodierung sowie die Interpolationsspurkodierung abtastenden und auswertenden elektronischen Schaltung in der Darstellung der Fig. 9 gleichzeitig erläutert. Eine Schwierigkeit bei der Auswertung der Interpolationssegmentierungen liegt ja darin, daß sich die diese gespeicherten Werte tragende Markierungsscheibe mit Kurbelwellengeschwindigkeit dreht, so daß in Abhängigkeit zur Drehzahl die einzelnen, von den Segmenten gebildeten Flanken nach Umsetzung in entsprechende elektrische Signale je nach Drehzahl zu durchaus unterschiedlichen Zeiten ergeben. Es ist daher erforderlich, die Auswertung selbst ebenfalls mit Mitteln, beispielsweise Impulsen durchzuführen, die in diesem Sinne mit dem gleichen Fehler behaftet sind, so daß sich die Drehzahlabhängigkeit in <jcnigneter Form heraushebt und die Auswertung auch auf die Drehzahl bezogen dadurch erfolgt, daß die Kennliniensegmente auf der Interpolationsspur innerhalb einer festen Torzeit, die bei diesem Ausführungsbeispiel mit T . bezeichnet ist, vorgenommen wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 besitzt die Markierungsscheibe, wie schon erwähnt, zwei getrennt abtastbare Spuren, wobei die Hauptspur nach Fig. 8a ein zur Rechnung notwendiges Segment J mit einer bestimmten Winkellänge besitzt.

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Daneben enthält die zweite Spur (Interpolationsspur) die zur Nachbildung des Kurvenverlaufs notwendigen Parameter. Bestehen die darzustellenden Kurven aus geraden Stücken, dann sind auf der Interpolationsspur Fig. 8b die Werte für Steigungen, Intervalldifferenzen und, soweit erforderlich, jedoch nicht dargestellt, Anfangswerte gespeichert. Für die Auswertung sind die Entfernungen der Segmente gegenüber einem oder mehreren Bezugsflanken entscheidend. Ein darzustellender Wert hängt vom Verhältnis der Breite des zugehörigen Segments auf der Interpolationsspur zur Breite des Bezugssegments Y auf der Hauptspur ab. Bei dem dargestellten Beispiel nutzt man das Tastverhältnis für die Kurvennachbildung aus. Der Abstand benachbarter Segmentrückflanken ist damit ein Maß für eine Intervalldifferenz; die Steigung erhält man aus dem Tastverhältnis. Zur Auswertung muß zunächst der Steigungswert für das nachfolgende Intervall jeweils vorliegen. Es entsteht daher eine winkelmäßige Verschiebung zwischen dem Intervall und der entsprechenden Steigung. Der Bezugspunkt für die Torzeit T₁ . wird sowohl durch das Referenzsegment / der Hauptspur als auch durch das folgende Steigungssegment der Interpolationsspur festgelegt.

dient

Das Referenzsegment / der Hauptspur/zur Erstellung von sogenannten Winkelimpulsen, deren Impulsfolgefrequenz eine Funktion der Drehzahl ist und die daher dazu verwendet werden können, den sich auf die Kennlinie beziehenden Informationsgehalt der Interpolationsspur durch Rechnung auszuwerten.

Die in Fig. 9 gezeigte Schaltung umfaßt einen Logikblock 70, dem an seinen Eingängen bei a) die Informationen der Hauptspur und bei b) die Informationen der Interpolationsspur jeweils zugeführt werden, über die Leitung 71 steuert die Logikschaltung 70 eine erste Torschaltung 72 mit einem elektrischen Impuls y ' an, der aus dem Referenzsegment f der Hauptspur ab-

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geleitet ist und dessen Dauer Ty. daher zur Drehzahl umgekehrt proportional ist. Die Torschaltung öffnet für die Dauer des f^% -Impulses und führt Zählimpulse einer ersten Taktfrequenz f_Ti einem Periodendauerzähler 73 zu, dessen bei Ende des y'-Impulses jeweils erreichter Zählerstand daher der Drehzahl η der Brennkraftmaschine umgekehrt proportional ist. Die Größe des Referenzsegments f auf der Hauptspur Fig. 8a richtet sich dabei nach der zur Zündwinkelauszählung - bei dem besprochenen Ausführungsbeispiel einer digitalen Zündverstellung - notwendigen Vervielfachung. Die Rückflanke des y⁷'-Impulses dient gleichzeitig als Bezugspunkt für die Zündwinkelauslösung, die Anzahl der Zylinderpaare der Brennkraftmaschine ist gleich der Anzahl der / -Segmente der Hauptspur.

Die während der Phase JT ' von dem Periodendauerzähler 73 aufgezählten Impulse der Taktfrequenz werden mit der Rückflanke von J ' einem nachgeschalteten Divisionszähler 75 übergeben. Die Übergabe erfolgt über den Ladeeingang 76 des Divisionszählers, wobei von der Logikschaltung 70 über eine Leitung 77 dem Divisionszähler 75 ein Ladeimpuls und über die Leitung 78 dem Periodendauerzähler 73 spätestens zu Beginn des nächsten /^V|- Impulses ein Rücksetzimpuls zugeführt werden. Während der gesamten Dauer der Abfrage der Interpolationsspur, also beispielsweise im Zeitintervall zwischen zwei f -Segmenten ändert der Divisionszähler 75 seinen Zählerinhalt mittels der ihm über eine zweite Torschaltung 79 zugeführten zweiten Taktfrequenz f_T2» wobei jeweils abwärts gezählt wird und eine nachgeschaltete Nullvergleichs-Logikschaltung 80 beim Zählerstand Null des Divisionszählers 75 jeweils einen der weiter vorn schon erwähnten Winkelimpulse erzeugt. Die Taktfrequenz f ~ ist wesentlich größer als die dem Periodendauerzähler 73 zugeführte Zählfrequenz f_T1, so daß jeweils bei Erreichen des Zählerstands Null der Divisionszähler 75 erneut den Zählerstand

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des Periodendauerzählers 73 übernimmt. Die von der Nullvergleichs-Logikschaltung 80 gelieferten überlauf- oder Winkelimpulse sind bestimmte Winkeldifferenzen oder Winkelinkremente, die dann jeweils während der Dauer der Steigungssegmente

15, 2S... auf der Interpolationsspur b) in einen Steigungszähler 82 aufsummiert werden. Der die Winkelimpulse erzeugende Schaltungsblock 81 dient daher lediglich dazu, eine Winkelimpuls-Zählfrequenz zu erzeugen, die um so größer ist, je größer die Drehzahl der Brennkraftmaschine gewesen ist. Zur Nachbildung brennkraftmaschinenspezifischer Kennlinien, beim Ausführungsbeispiel der Zündwinkelkennlinie ist es erforderlich, die Steigungsbezugsgröße mit der Intervallbezugsgröße zu multiplizieren, wodurch sukzessive der Kennlinienaufbau erfolgt. Durch das Auszählen des jeweiligen Steigungssegmentes mit den Winkelimpulsen im Steigungszähler 82 gewinnt man einen Zählerstand, der ein Maß für die jeweilige, auf der Interpolationsspur der Fig. 8b angegebenen Steigung ist. Mit der Rückflanke des Steigungssegmentes und über die Leitung 83 wird das jeweilige Steigungsmaß einem nachgeschalteten Steigungsspeicher 84 übergeben, während der Steigungszähler über die Leitung 85 rückgesetzt und zur Auszählung des nächsten Steigungssegmentes vorbereitet wird. Der im Steigungsspeicher 84 enthaltene Steigungswert wird einem nachgeschalteten Multiplizierer 86 übergeben und mit den von der Schaltung 81 gelieferten winkelkonstanten Impulsen multipliziert. Die von dem Multiplizierer 86 an seinem Ausgang gelieferten Impulse sind dann unmittelbar ein Maß für das Produkt Steigung χ zugeordnetem Intervall, sie bilden die Kennlinie nach und werden einem nachgeschalteten Ergebniszähler 87 zugeführt, der die Ausgangsimpulse des Multiplizierers 86 während der weiter vorn schon erwähnten konstanten Torzeit T zählt. Die Torzeit wird dem Enable-Eingang 88 des Ergebniszählers 87 zugeführt. Durch die Summation der Produktinkremente Winkelimpulse χ Steigungsspeicherinhalt während der

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konstanten Interpolationszeit oder Torzeit T ergibt sich ein Zündwinkel. Zur Bestimmung der Zündzeit wird dann der Inhalt des Ergebniszählers 87 mit den vervielfachten winkelkonstanten Impulsen der Schaltung 81 in einem nachgeschalteten Zündwinkelzähler 90 auf Null gezählt, worauf eine nachgeschaltete Nullvergleichs-Erkennungslogik 91 den Zündimpuls liefert. Die Übernahme des Ergebniszählerinhalts in den Zündwinkelzähler erfolgt beispielsweise mit der durch die Rückflanke des J ^% -Impulses erzeugten Bezugspunktmarke BZ und wird über die Leitung 95 ebenfalls von der Logikschaltung 70 gesteuert.

Vorzeicheninformationen können auch bei diesem Ausführungsbeispiel durch alternierende Vorzeichenzuordnung zu den einzelnen Segmenten erfolgen, wobei beispielsweise die Summierung der Ausgangsimpulse des Multiplizierers 86 im Ergebniszähler 87 auch durch Rückwärtszählung, gesteuert von einem Flipflop, wie weiter vorn schon beschrieben, durchgeführt werden kann.

Sonstige Betriebsparameter können einbezogen werden, indem man den Ergebniszähler 87 mit einem geeigneten Anfangswert über eine zugeordnete Wandlerschaltung 27' setzt. Eine Ruhestromabschaltung läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß man für eine untere, weit unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegende Drehzahl einen bestimmten Zählerinhalt des Periodendauerzählers 73 vorgibt, die erreicht werden muß. Wird dieser Zählerinhalt, gesteuert durch das f -Segment der Hauptspur im Periodendauerzähler nicht mehr erreicht, dann sorgt eine nachgeschaltete Dekodier-Ruhestromabschaltung 96 für die Unterbrechung des Zündspulenstroms. Die Schaltung der Fig. 9 arbeitet mit einer winkelbezogenen Zündauslösung, da intern vervielfachte winkelkonstante Impulse zur Auswertung verwendet werden, die von der Schaltung 81 erzeugt werden, so daß eine Interpolation des Zündwinkels in Abhängigkeit von der Drehzahl η erfolyt.

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Bezogen auf die spezielle Kodierung der Markierungsscheibe entsprechend der Darstellung der Fig. 8a ist auch eine Schaltung zur Zündzeitpunktverstellung mit Zeitauslösung möglich, die in Fig. 10 gezeigt ist. Die Fig. 10 verfügt ebenfalls über die Schaltung 81 zur Erzeugung winkelkonstanter Impulse, die gleichfalls dem Steigungszähler 82 zugeführt sind. Unterschiedlich ist jedoch die Art der Auswertung, denn dem Eingang des Multiplizierers 86' wird zur Multiplikation mit dem jeweiligen Steigungswert eine konstante Taktfrequenz f .. zugeführt, wodurch eine Umrechnung der Winkelinkremente in eine entsprechende Zündzeit erfolgt. Am Ende der Interpolation enthält der die Ausgangsimpulse MUI., des Multiplizierers 86' aufsummierende Ergebniszähler 87' eine zur Zündzeit proportionale Größe; auch die Auszählung des Ergebniszählerinhalts im nachgeschalteten Zündzeitpunktzähler 100 erfolgt durch Zuführung einer vierten konstanten Taktfrequenz f ., wobei dann die dem Zündzeitpunktzähler 1OO nachgeschaltete Nullvergleichslogik 91· wiederum den Zündimpuls ZI liefert.

Bezeichnet man die vom Multiplizierer 86 der ersten Schaltung der Fig. 9 dem Ergebniszähler 87 zugeführten Impulse mit MUI₁, dann lassen sich die beiden Schaltungen der Figuren 9 und 10 am besten durch folgenden Vergleich erkennen. Am Ausgang des Multiplizierers 86 der Schaltung der Fig. 9 ergibt sich eine Impulsfolge, die proportional ist zu:

MUI₁ = Winkelimpulse · Steigung · konst.

= Steigung · konst./T Cf)

Daraus ergibt sich dann als

Zündzeiteinheit = MUI₁ · T = r;*.«i miner ' konst. = MUT_

in 2

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Man sieht, daß die Ausgangsimpulse MUI„ des Multiplizierers 86' der Schaltung Fig. 10 eine Zündzeiteinheit darstellen, aus welcher sich nach Auszählung mit konstanter Taktfrequenz und Nullvergleich der Zündzeitpunkt bestimmen läßt.

An sich ist aber die Art der Kodierung der Informationen auf Haupt- und Nebenspur (Interpolationsspur) beliebig; so ist entsprechend Fig. 11 auch eine Markierungsscheibe möglich, bei der das Referenzsegment ψ entsprechend Fig. 8a zwar ebenfalls auf der Hauptspur untergebracht ist, auf der Interpolationsspur jedoch eine blockweise Speicherung der Koeffizienten einer nachzubildenden Kurve vorgenommen wird, wobei zunächst ein erster Block 110 mit den Intervalldifferenzen, anschließend ein zweiter Block 111 mit den Steigungen und gegebenenfalls anschließend ein dritter Block 112 mit den Vorzeichen auf der Interpolationsspur angebracht ist. Eine eine derart kodierte Markierungsscheibe auswertende Schaltung muß so ausgebildet sein, daß die richtigen Steigungen in sukzessiver Abfolge den entsprechenden Intervalldifferenzen multiplikativ zugeordnet werden können, gegebenenfalls unter Einbeziehung entsprechender Vorzeichen. Verzichtet man auf einen eigenen Vorzeichenblock, dann kann zur Vorzeichenerkennung ein Winkelraster verwendet werden oder das Vorzeichen wird durch unterschiedliche Tastverhältnisse charakterisiert. Bei der blockweisen Speicherung auf der Interpolationsspur b) der Fig. 11 sind die zu den Intervalladressen zugehörigen Steigungsadressen um die Anzahl der Segmente eines Blocks verschoben. Entsprechendes gilt für die Vorzeichen und die Anfangswerte. Die Lage des oberen Totpunkts (OT) kann zusätzlich noch durch eine ungleiche Anzahl von Segmenten für den Abstand zwischen den Zylindern gekennzeichnet werden. Es ist weiter denkbar, sowohl die Parameter für die Zündung als auch für die Einspritzung in dieser Form auf einer Scheibe unterzubringen.

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Das Bezugssegment jf der Hauptspur a) kann sich ebenfalls auf der Interpolationsspur b) befinden. Die Hauptspur enthält dann nur eine Marke, um beispielsweise den oberen Totpunkt zu kennzeichnen. Es braucht dann bei einem praktischen Ausführungsbeispiel nur die Interpolationsspur b) genau ausgeführt zu werden. Die Blöcke für die Steigungen, Vorzeichen und die Anfangswerte brauchen zur Verminderung des Platzes auf dem gesamten Markierungsträgerumfang (Seheibenumfang) nur einmal enthalten sein. Diese Größen werden nur als Parameter zur Kurvennachbildung benötigt. Die Aufteilung kann z. B. so erfolgen, daß bei einem 6-Zylindermotor zu den Intervalldifferenzen im Bereich des ersten Zylinders zusätzlich die Steigungen, im Bereich des zweiten Zylinders die Vorzeichen und im Bereich des dritten Zylinders die Anfangswerte in Segmentform vorliegen. Je nach Lage und Ausführung der Segmente benötigt man im Kodierungsbeispiel der Fig. 11 Schreib- und Lesespeicher, um die Kurvenparameter immer vorrätig zu haben.

Zur Zündwinkelauslösung läßt sich eine Flankenart der Segmente zur Synchronisation heranziehen.

Eine Schaltungsausführung zur Abtastung der Codemarkierungen entsprechend der Darstellung der Fig. 11 ist in Fig. 12 gezeigt. Die Fig. 12 enthält lediglich zusätzliche Schaltungselemente und greift auf Schaltungsblöcke zurück, die beispielsweise schon mit Bezug auf die Figuren 9 und 10 erläutert worden sind. So verwendet die Schaltung der Fig. 12 ebenfalls die vom Schaltungsblock 81 der Figuren 9 und 10 erzeugten winkelkonstanten Impulse, die im folgenden als WK'-Impulse bezeichnet und den Eingangsklemmen 120, 121 und 122 der Schaltung der Fig. 12 zugeführt werden. Die aus der Interpolationsspur b) abgeleiteten Schaltsignale gelangen zu den Eingangsklemmen 123 und 124 der

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Schaltung. Die Schaltung der Fig. 12 umfaßt einen ersten Zähler 125, der zur Ermittlung des Vorzeichens für die Steigung aus dem Tastverhältnis für die einzelnen Intervalldifferenzen dient. Die Eingangsgröße des Zählers 125 sind die Winkelimpulse WK', wobei der Zähler 125 mit jeder positiven Flanke des Interpolationsspur-Signals rückgesetzt wird. Der Zähler

125 zählt bei einem Signal S der Interpolationsspur von S = log 1 aufwärts und bei S = log 0 abwärts. Ein weiterer Zähler

126 dient der Ermittlung der Intervalldifferenzen für die Interpolation. Die Eingangsgröße dieses Zählers sind wiederum die winkelkonstanten Impulse WK' von der Klemme 120, wobei der Zähler 126 mit jeder positiven Flanke des Interpolationsspur-Signals S rückgesetzt wird. Der Zähler 126 zählt lediglich aufwärts und zählt nur während sich ein konstantes Interpolationszeitsignal T im Zustand log 1 befindet. Dieses Torzeitsignal wird dem Freigabeeingang 127 des Zählers 126 zugeführt.

Der Zähler 126 arbeitet auf ein nachgeschaltetes Schieberegisterfeld 128. Das Schieberegisterfeld 123 besteht aus einer Anzahl paralleler Schieberegister 128a bis 128f gemäß der bit-Zahl des Zählers 126. Die Länge der Register ist gleich der Intervallanzahl. Das Schieberegister 128 übernimmt mit jeder positiven Flanke des Interpolationsspur-Signals S die Information am Ausgang des Zählers 126. Zusätzlich erfolgt ein entsprechendes Weiterschieben in die jeweils nachfolgende Stufe, bis schließlich auch das letzte Schieberegister 128a eine Information über die zugeordnete Intervalldifferenz enthält.

Es ist ein weiteres Schieberegister 130 vorgesehen, dessen Länge gleich ist der Intervallanzahl für die Vorzeichen der einzelnen Steigungen. Das Weiterschieben erfolgt mit der positiven Flanke des Signals S mit jeweiliger Übernahme der Information vom "Carry-Ausgang in die höchste Stufe" .

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Ein dem Schieberegisterfeld 128 nachgeschalteter Multiplikator 131, beispielsweise ein Serienmultiplikator dient zur Erzeugung einer Ausgangsimpulsfolge MUI^ der Form

MUI, = WK' χ Inhalt Schieberegister 123i/Normierungsfaktor.

Der Multiplikator 131 kann ein TTL-Baustein der Bezeichnung SN7497 von Texas Instruments sein. Zur Steuerung der Multiplikations- und Summationsvorgänge ist ein weiterer Intervallanzahlzähler 132 vorgesehen, der zyklisch die einzelnen Intervallnummern durchläuft. Zur Synchronisation der IntervalInummern wird er mit der Bezugsmarke BZ mit der Intervallanzahl Ix an seinem Eingang 133 geladen. Überlaufimpulse am Ausgang 134 bewirken ebenfalls ein Laden des Intervallanzahlszählers 132 mit der Anzahl Ix der Intervalle. Die Ausgangsimpulse MUI, des Multiplikators 131 werden dann wieder einem Ergebniszähler 135 zugeführt, der der Bildung der Interpolationssuirane aus dem Produkt von Intervalldifferenz χ Steigung dient. Der Ergebniszähler 135 wird mit der Bezugsmarke BZ auf seinen Anfangswert gesetzt. Dem Ergebniszähler 135 ist ein Zündwinkelzähler 136 nachgeschaltet, der, wie schon aus der Erläuterung der Figuren 9 und 10 bekannt, den Inhalt des Ergebniszählers mit der v/inkelkonstanten Impulsfrequenz abzählt und den Zündimpuls ZI liefert.

Die Wirkungsweise der Schaltung der Fig. 12 ist dann wie folgt. Mit der Bezugsmarke beginnt jeweils ein neuer Zyklus der Erfassung der einzelnen Intervalldifferenzen sowie des Vorzeichens durch die Zähler 125 und 126. Den in Fig. 13a) bis e) dargestellten Kurvenverläufen läßt sich der Funktionsablauf genauer entnehmen. Die Fig. 13b zeigt die Dauer der konstanten Torzeit oder Interpolationszeit T in der Form eines die Freigabe des Zählers 126 bewirkenden Impulses. Der Fig. 13c lassen sich die Segmentierungen des Intervalldifferenzenblocks 110 im einzelnen

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entnehmen. Der Kurvenverlauf der Fig. 13c entspricht in seiner Impulsform dieser Segmentierung und bildet das Signal S an den Eingängen 123 und 124 der Schaltung der Fig. 12. Mit der Bezugsmarke BZ erfolgt auch das Laden des Zählers 132 mit der Intervallanzahl und das Laden des Ergebniszählers 135 mit einem vorgegebenen Anfangswinkel, der sich beispielsweise aus der Luftmenge entsprechend der Belastung der Brennkraftmaschine ergibt. Mit Beginn der Interpolationszeit T _T erfolgt die Startfreigabe für den neuen Zyklus, wobei jedoch zunächst der Ergebniszähler 135 seinen Anfangswertinhalt nicht ändert, denn das seine Freigabe über die Leitung 140 bewirkende J-K-Flipflop 141 ist von dem Bezugsmarkenimpuls BZ zunächst noch auf Null gesetzt und ändert seinen Ausgangszustand erst mit Auftreten des ersten Überlaufimpulses des Intervallanzahlzählers 132. Dies ist wesentlich, da zunächst die Intervalldifferenzen im Schieberegisterfeld 128 gespeichert werden müssen, bevor am Ausgang des Multiplikators eine sinnvolle Signalimpulsfolge MUI₃ als Multiplikation der jeweiligen Intervalldifferenz mit den WK'-Impulsen gebildet werden kann.

Die Freigabe des Zählers 126 führt zur Änderung seines Zählinhalts entsprechend Fig. 13a mit einlaufenden winkelkonstanten Impulsen WK¹, bis jeweils mit der nächsten positiven Flanke des Interpolationsspursignals S der Zähler 126 auf Null zurückgesetzt und sein dem ersten Intervall 1IV entsprechender Zählerinhalt ZA1 dem ersten Schieberegister 128f des Schieberegisterfelds 128 übergeben wird. Mit jeder positiven Flanke des Signals S erfolgt über die Leitung 145 daher das Rücksetzen des Zählers 126, die Übernahme seines Zählerinhalts in das Schieberegister und das Weiterschieben. Da die Eingangsgröße des Zählers 126 winkelkonstante WK'-Impulse vom Schaltungsblock 81 der Fig. 9 sind, erfolgt der Anstieg des Zählerinhalts im Zähler 126 (sowie im Zähler 125) stets mit dem gleichen Winkel

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οΛ und drehzahlunabhängig. Der Zähl- und Schiebevorgang endet mit Ende der Torzeit T = Null, so daß der Zähler 126 die Differenz gegenüber der Intervallgrenze (siehe viertes Intervall 4IV der Fig. 13a) enthält. Am Ende der durch T_INT = Null bestimmten Erfassungsphase enthält das Schieberegister in den einzelnen Stufen dann folgende Informationen:

128a = ZA₁, 128b = ZA₂, 128c = ZA₃, 128d = ZA₄, 128e = ZA₅ = 0, 128f = ZA_ß = 0.

Da nach Ablauf der Intervallanzahl das Flipflop 141 bei Auftreten des Zählerüberlaufs 132 den Ausgangszustand log 1 annimmt, wird der Zähleingang für den Ergebniszähler 135 freigegeben und die Multiplikation von Steigung χ Intervalldifferenz erfolgt in der Form, daß die Zeitdauer der Multiplikation für ein Intervall durch den Abstand von benachbarten positiven Flanken vorgegeben ist. Bei dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel und der Begrenzung der Erfassung der Intervalldifferenzen durch die Torzeit T_INT ergibt sich nach dem vierten Schiebevorgang für die Impulse MUI der Wert 0.

Für die Vorzeichenermittlung zählt entsprechend Fig. 13d der Zähler 125 bei Interpolationsspur-Signal S = log 1 aufwärts und bei S = log 0 abwärts. Es ergeben sich dann die aus dem Tastverhältnis der Intervalldifferenzsegmente bestimmten Vorzeichenkombinationen in der Weise, daß der Zählerinhalt des Zählers 125 bei Ende des ersten Intervalls 1IV den Wert 0, am Ende der Intervalle 2IV, 3IV und 5IV einen endlichen Zählerstand und am Ende der Intervalle 4IV und 6IV ebenfalls Zählerstand 0 aufweist. Dementsprechend und vereinbarungsgemäß ergibt sich entsprechend Fig. 13 für die Intervalle 1IV, 4IV und 6IV eine positive Steigung, für die Intervalle 2IV, 3IV und 5IV eine negative Steigung. Das Steigungsvorzeichen ergibt sich parallel

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vT

am Ausgang des Schieberegisters 13O und wird dem Ergebniszähler 135 mit der Bestimmung, bei positiver Steigung aufwärts und bei negativer Steigung abwärts zu zählen, zugeführt, über die Leitung 150 erhält der Ergebniszähler 135 mit dem Bezugsmarkenimpuls BZ einen Ladebefehl auf den bei 151 anstehenden Anfangswert aus Last, Temperatur u. dgl. sowie gleichzeitig der Zündwinkelzähler 136 einen Übernahmeimpuls des Zählerstands des Ergebniszählers 135 zugeführt.

Ein weiteres J-K-Flipflop 152 setzt die Signalimpulsfolgen, zusammen mit einem nachgeschalteten UND-Gatter 153 in die entsprechenden Rücksetz-, Lade- und Freigabe- sowie Schiebeimpulse um, die über die Leitung 145 den einzelnen Schaltungskomponenten zugeführt werden. Der Aufwärts- und Abwärtszählvorgang des

er

Zählers 125 wird unmittelbar durch Zuführung des Interpolationsspur-Signals S zum Richtungszähleingang 154 über die Leitung 155 bewirkt.

Zur umfassenden Information über die vielfältigen Ausgestaltungsmöglichkeiten bei Verwendung von Markierungsträgern mit mindestens zwei Codespuren zur Kennliniennachbildung insbesondere im Bereich von sich bei Brennkraftmaschinen ereignenden Vorgängen wird schließlich noch auf ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer Markierungsträgergestaltung nach Fig. 14 verwiesen. Bei der in Fig. 14 angegebenen Kodierungsmöglichkeit werden zur Kurvennachbildung mehrere Spuren verwendet. Die für eine Kurvennachbildung notwendigen Parameter sind dann beispielsweise in einzelnen Kanälen enthalten. Die Hauptspur a) enthält wieder das Referenzsignal mit der Winkelbreite T. In der nachfolgenden Interpolationsspur b1 sind die einzelnen Intervalldifferenzen 1IV, 2IV... enthalten, wobei die Unterteilung über benachbarte gleichartige Flanken (z.B. nur positive) erfolgt. Mittels dieses Kanals bildet man die zur eigentlichen

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Interpolation notwendige Intervalladresse und Differenz zur Intervaligrenze. Die sich daran anschließende Spur b'2 enthält die zu den Intervallen gehörigen Steigungswerte IS, 2S. ... Die Lage eines Steigungssegmentes ist unabhängig von der Lage des zugehörigen Segmentes für die Intervalldifferenz. Mit zwei weiteren Spuren b3 und b4 lassen sich Anfangswerte und Vorzeichenwerte speichern. Die Segmente für die Vorzeichen können mit denen für die Steigungen zusammenfallen. Andernfalls erhält man für ein Intervall Steigungswerte mit unterschiedlichen Vorzeichen, aber gleichem Betrag. Bei der in Fig. 14 gezeigten Kodierungsmöglichkeit ändert sich das Vorzeichen nur an den Steigungsgrenzen. Zur Winkeldarstellung kann eine weitere Spur für die Winkelauszählung verwendet werden. Der Interpolationsvorgang, der mit der Rückflanke des Segmentes / auf der Hauptspur a) beginnt, erfolgt dann beispielsweise mit einer konstanten Zeit T . Die Größe des dabei durchlaufenen Winkels hängt dann von der Drehzahl ab. Bei dem angegebenen Fall bekommt man nach T eine zur Strecke Ύ proportionale Größe sowie die IntervaLladresse für das Intervall 4IV. Die anderen Spuren liefern zu dieser Adresse die weiteren Kurvenparameter. Zur Einsparung von Spuren ist es aber auch möglich, das Vorzeichen einer Größe, beispielsweise für eine Steigung,in das Tastverhältnis zu legen, wie dies mit Bezug auf die Kodierungsvariante der Fig. 11 schon beim Intervalldifferenzen-Tastverhältnis zur Vorzeichenbestimmung ausgenutzt worden ist. Auch die Ausnutzung benachbarter Flanken zur Darstellung der Parameter ist denkbar. Von einer expliciten Schaltungsdarstellung auch für die Auswertung der Kodierungsvariante der Fig. 14 wird abgesehen; erforderlich sind eine Anzahl von Speichersystemen für die einzelnen Codeinformationen der Spuren sowie Adressmultiplexschaltungen, die die Speicher in der Abfolge der eingehenden Signale ansteuern. Die Spur c) der Fig. 14 ist eine winkelkonstante Impulse aufweisende Spur, wie sie zur Auszählung

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verwendet werden kann. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, sich die WK-Impulse beispielsweise mittels der Schaltung 81 zu beschaffen.

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Claims (1)

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Patentansprüche:

■ 1.,Verfahren zum Steuern von betriebsparameterabhängigen, /
sich wiederholenden Vorgängen, insbesondere zur Bestimmung des Zündzeitpunktes, des Einspritzzeitpunktes und/oder der Einspritzmenge u.dgl. bei einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einer maschinentaktsynchron umlaufenden Markierung und einer diese abtastenden Geberanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei eine Mehrzahl von Impulsen erzeugenden, maschinentaktsynchron umlaufender Codemarkierungen von mindestens einer Geberanordnung abgetastet und die gewonnenen Impuls- oder Auslösefolgen Rechenschaltungen zugeführt werden, die den zu steuernden Vorgängen entsprechende Befehle erzeugen, wobei mindestens eine der Codemarkierungen kennlinienproportionale, maschinenspezifische Speicherwerte zur Auswertung durch die Rechenschaltung enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung der kennlinienspezifische Codemarkierungen enthaltenden Markierungsträgerbereiche während einer vorgegebenen, konstanten Torzeit erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß winkelproportionale Impulse erzeugende Codemarkierungsbereiche und kennlinienproportionale Impulse erzeugende Codemarkierungsbereiche auf dem Markierungsträger so angeordnet werden, daß beide Codespuren parallel und gleichzeitig abgetastet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Codemarkierungen in Form einer Zähnung (Zahnsegmente) am Umfang einer Scheibe so ge-

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troffen sind, daß nichtkoinzidente Impulse von zugeordneten Geberanordnungen erzeugt und über Gatterschaltungen einem gemeinsamen Zähler zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn des Zählvorgangs der Zähler auf einen Anfangswert gesetzt wird zur Einbeziehung weiterer Maschinenparameter (Last, Temperatur etc.).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung von kennlinienproportionalen und von winkelkonstanten Impulsen bestimmten Zahnsegmente aufeinanderfolgend über den Markierungsscheibenumfang bei gleichzeitiger Winkelversetzung der diese Zahnsegmente abtastenden Geber angeordnet sind.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kennlinienproportionale Codemarkierung aus einer Vielzahl von einander zugeordneten Codespuren besteht, die bei jeder zum Abtastzeitpunkt erfaßten Winkelposition des Markierungsträgers eine vollständige, drehzahlbehaftete Dualzahl liefern, die einem ersten Zähler als Anfangswert zugeführt und weiter mit winkelproportionalen Impulsen ausaezöhlt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffizienten von nachzubildenden Kennlinienkurven durch Codemarkierungen unterschiedlicher Länge und Abstands für den kennlinienspezifischen Markierungsbereich nachgebildet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Flanken der Zahnsegmente abgeleiteten elektrischen

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Steuerbefehle zur Auslösung von mit hoher Frequenz erfolgenden Zählvorgängen verwendet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während eines ersten Zahnsegmentes des kennlinienspezifischen Markierungsbereichs auf der mit Maschinendrehzahl rotierenden Markierungsscheibe ein durch seinen Zählerinhalt ein Maß für die Steigung eines Kennlinienabschnittes bildender Zähler mit vorgegebener Zählimpulsfolge beschickt wird und daß jeweils während des nachfolgenden, durch gleichsinnige Segmentflanken gekennzeichneten Intervallbereichs der erreichte Zählerstand mit einer weiteren Zählimpulsfolge ausgezählt und die Überlaufimpulse als Maß für die Kennliniennachbildung verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Interpolation von kennlinienspezifischen Codemarkierungen ein Referenzsegment vorgesehen ist, welches zur Erzeugung von winkelkonstanten Impulsen verwendet wird, wobei auf das Referenzsegment sämtliche zur Kurvendarstellung benötigten Segmente bezogen werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kennliniennachbildung nach Steigung, Intervallbereich, Vorzeichen und Anfangswert eine blockweise Abtastung von jeweils eines dieser Informationsbereiche darstellenden Zahnsegmentbereichs des Markierungsträgers vorgenommen wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die kennlinienspezifische Daten betreffenden Angaben nach Intervalldifferenz, Steigung, Vorzeichen und Anfangswert auf parallelen Spuren des Markierungs-

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trägers angeordnet und parallel abgetastet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

die jeweils in einem ersten Abtastzyklus erfaßten Kennlinienangaben (Intervalldifferenzen) gespeichert und sukzessiv in Form einer Multiplikation mit den Kennlinienwerten (Steigungen) eines zweiten Codemarkierungsbereichs zur Multiplikation gebracht werden.

15. Vorrichtung zum Steuern von betriebsparameterabhängigen, sich wiederholenden Vorgängen, insbesondere zur Bestimmung des Zündzeitpunkts, des Einspritzzeitpunkts und/oder der Einspritzmenge o. dgl. bei einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einer maschinentaktsynchron umlaufenden Markierung und einer diese abtastenden Geberanordnung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Markierungsträger (1a, 1b...) mindestens zwei, eine Mehrzahl von Impulsen liefernde Codemarkierungen (2, 3) angeordnet ^r-I und mindestens ein Geber (4, 5) vorgesehen ist, der aus den Codemarkierungen elektrische Zählimpuls- und/oder Auslöseimpulsfolgen erzeugt und nachgeschalteten Rechenschaltungen (10, 10a, 23, 25, 26, 27; 23a, 41, 46, 40, 45; 51, 52, 53, 50, 55, 60; 31, 32, 84, 86,87) zuführt, die den zu steuernden Vorgängen entsprechende Befehle erzeugen, und daß mindestens eine der Codemarkierungen auf die jeweilige Brennkraftmaschine bezogene kennlinienspezifische Speicherwerte zur Auswertung durch die Rechenschaltung enthält.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei über den Umfang der Markierungsträgerscheibe (la) versetzt angeordnete Geber (4, 5) vorgesehen sind, die gleichzeitig nichtkoinzident angeordnete Zahnsegmente zur Erzeu-

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gung winkelproportionaler Impulse und durch unregelmäßige

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Zahnanordnung/kennlinienproportionale Impulse abtasten und über zeitgesteuerte Gatter (25, 26) einem gemeinsamen Zähler (10) zuführen, der von einer auf den jeweiligen Last-, Temperaturzustand der Brennkraftmaschine ansprechendem Wandler (27) auf einen Anfangswert gesetzt ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine monostabile Kippstufe (23) vorgesehen ist, die nach Ablauf einer konstanten Torzeit die Zuführung von kennlinienproportionalen Impulsen zum Zähler (10) unterbricht.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung als von zeitkonstanten Zählimpulsen beaufschlagter Zähler (1Oa) ausgebildet ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Markierungsträger (Codescheibe 1b) zur Erzeugung einer kennlinienproportionalen Information eine Vielzahl von parallelen Codespuren (20a) angeordnet ist, die ständig gleichzeitig von einem an seinem Ausgang eine Dualzahl erzeugenden Geber/Wandler (4a) abgetastet ist, derart, daß bei Ablauf der konstanten Torzeit ein erster programmierbarer Zähler (40) mit einem dem erreichten Kennlinienbereich proportionalen Anfangswert aufgeladen wird und daß die parallel hierzu erzeugten winkelkonstanten Impulse diesem ersten Zähler (40) sowie nach Erzeugung eines Überlaufimpulses einem zweiten programmierbaren Zähler (45) so lange zuführbar sind, bis ein die Erzeugung des Zündimpulses veranlassender Zählerendstand erreicht ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Geber (4b) aus den Flan-

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ken der Zahnsegmente unterschiedlicher Länge und Abstands des kennlinienspezifischen Markierungsbereichs (2c) gewonnenen Steuerbefehle einem ersten, mit konstanter Zählfrequenz (fz ) beaufschlagten Zähler (51) zur Zählerfreigäbe und Zählersperrung zugeführt sind, dem über einen Zwischenspeicher (52) ein weiterer Zähler (53) nachgeschaltet ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem dem ersten Zähler (51) nachgeschalteten zweiten Zähler (53) eine konstante, mit Bezug auf die erste Zählfrequenz (fz ) höhere Zählfrequenz (fz..) zugeführt ist und daß die sich jeweils bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstands des zweiten Zählers (53) ergebenden, ein steigungsproportionales Impulsraster bildenden überlaufimpulse während einer konstanten Erfassungszeit (T) einem nachgeschalteten Ergebniszahler (55) zugeführt sind.

22. Einrichtung nach Anspruch 2O oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf der konstanten Erfassungszeit (Interpolationszeit T) dem Ergebniszähler von einem gleichen oder einem weiteren, die Markierungsscheibe (1c) abtastenden Geber (4b) winkelkonstante Impulse (WK-Impulse) zugeführt sind bis zum Erreichen eines vorgegebenen, den Zündiinpuls (ZI) auslösenden Zählerstands.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf sonstige Betriebsparameter (Last, Temperatur u. dgl.) ansprechender und an seinem Ausgang eine entsprechende Dualzahl erzeugender Wandler (27) vorgesehen ist, dessen ausgangsseitige Dualzahl als Anfangswert in den Ergebniszähler (55) setzbar ist.

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24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ergebniszähler (5 3) eine den Zündimpuls erzeugende Nullerkennungslogik (60) nachgeschaltet ist.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung negativer Steigungen auf dem Markierungsträger (1c) schmale Zusatzsegmente angeordnet sind und/oder den Steigungs- bzw. Intervallsegmenten alternierend ein Vorzeichen zugeordnet ist, welches von einer von den Segmentflanken getriggerten bistabilen Kippschaltung (66) erfaßbar und in ein Vorzeichensignal (VZ) umsetzbar ist, welches als Vorwärts- oder Rückwärtszählbefehl dem ersten Zähler (51) zugeführt ist.

26. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß dem Markierungsträger (Codescheibe mit Zahnsegmenten) ein winkelkonstantes Hauptspursegment (/) sowie mindestens eine Interpolationsspur zugeordnet ist, deren Zahnsegmente Intervalldifferenzen (1IV, 2IV...) sowie sich aus dem Tastverhältnis bestimmende Steigungssegmente (1S, 2S , 3S .. .) umfassen, durch deren multiplikative Zuordnung die Kennliniennachbildung (Zündwinkel über Drehzahl) erfolgt.

27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die kennlinienspezifischen Bereiche der Interpolationsspur auf dem Markierungsträger blockweise gespeichert sind, derart, daß zunächst sämtliche Intervalldifferenzen (11OV anschließend die Steigungswerte (111), die Vorzeicheninformation (112) und gegebenenfalls weitere zu speichernde Werte (Anfangswerte etc.) angeordnet sind, deren Informationsgehalte bei maschinensynchroner Drehung des Markierungsträ-

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gers sukzessive abgetastet und für die multiplikative Zuordnung einer zeitweiligen Zwischenspeicherung unterworfen werden.

28. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen Informationswerte (Intervalldifferenzen, Steigungen, Vorzeichen, Anfangswerte etc.) neben der das winkelkonstante Referenzsegment (Y) aufweisenden Hauptspur (a) eine Vielzahl paralleler Nebenspuren (b1, b2, b3, b4, c) vorgesehen sind.

29. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung winkelkonstanter, für die rechnerische Auswertung der Informationsgehalte auf der jeweiligen Interpolationsspur benötigten Zählimpulse ein von dem Referenzsegment (T ) der Hauptspur (a) freigegebener und gesperrter, mit einer konstanten Zählfrequenz (f_Tl) beaufschlagter Periodendauerzähler (73) vorgesehen ist, dem zur Übernahme des bei Ende des Referenzsegments erreichten Zählerstands des Periodendauerzählers (73) ein mit erhöhter Zählfrequenz (f_T2) abwärtszählender Divisionszähler (75) nachgeschaltet ist zur Erzeugung von die winkelkonstanten Zählimpulse (WK¹) bildenden 'Jbfrlaiifiirrulspn durch Erfassung des Divisionszählerstandes mittels einer Nullvergleichs-Logikschaltung (80).

30. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Referenzsegment (JL) der Hauptspur abgeleiteten, drehzahlkompensierten winkelkonstanten Zählimpulse (WK) während jedes Steigungssegments (1S, 2S, 3S) der Interpolationsspur (b) als Zählimpulse einem Steigungszähler (82) zuführbar sind, dessen jeweils erreichter Zählerstand über einen Zwischenspeicher (84) zur Multiplikation mit den winkelkonstanten Zählimpulsen (WK¹) einem nachgeschalteten Multiplizierer (86) zugeführt ist derart, daß die am Aus-

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gang des Multiplizierers (86) entstehende Impulsfolge ₁ Kennlinienabschnitte bildet, die einem summierenden Ergebniszähler (87) während einer konstanten Interpolationszeit (Torzeit T) zugeführt sind.

31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählerstand des Ergebniszählers (87) parallel in einen nachgeschalteten Zündwinkelzähler (90) übertragbar ist, der mit den winkelkonstanten Zählimpulsen (WK¹) bis zu einem vorgegebenen Zählerstand, bevorzugt bis zu_^einem durch eine Nullvergleichs-Logikschaltung (91) /Zahlerstand Null zahlt zur Erzeugung des Zundimpulses (ZI).

32. Einrichtung nach Anspruch 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Periodendauerzähler (73) nachgeschaltete Divisionszähler (75) zur Erzeugung der winkelkonstanten Zählimpulse (WK¹) seine konstante Zählfrequenz (f_T2) über Torschaltungen (79) so lange zugeführt erhält, wie winkelkonstante Zählimpulse zur Auswertung des Interpolationsspur-Informationsgehaltes erforderlich sind.

33. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Zündimpulses (ZI) durch Zeitauslösung dem den Steigungszähler-Zählinhalt auswertenden Multiplizierer (Ö6¹) eine konstante Zählfrequenz (f_To) zugeführt ist und daß der im Ergebniszähler (87') aufsummierte Zählerstand von einem nachgeschalteten Zündzeitpunktzähler (1OO) ebenfalls mit konstanter Zählfrequenz (fm*) auszählbar ist zur anschließenden Erzeugung des Zündimpulses (ZI) durch eine Nullvergleichs-Logikschaltung (91 ') ·

34. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß

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zur blockweisen Aufnahme von Kennlinienabschnitte bildenden Teilinformationsgehalten (Intervalldifferenzen 110, Steigung 111...) einem während einer konstanten Interpolationszeit (Torzeit T) mit winkelkonstanten Zählimpulsen (WK) zählendem Zähler (126) ein eine Zwischenspeicherung bewirkendes Schieberegisterfeld (128) mit einer solchen Anzahl von Schieberegistern (128a bis 128f) nachgeschaltet ist zur Übernahme des jeweiligen Zählerendstandes, wie durch Zahnsegmente bestimmte Kennlinienabschnitte zur Auswertung vorgesehen sind.

35. Einrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß

weitere, zum ersten Zähler (126) parallellaufende Zähler

An ¹⁷I'·■"·■>" t;un.f -"^n

(125) vorgesehen sind zur/die jeweiligen Kennlinienabschnitte betreffende-weiterer Informationsgehalte ' (Vorzeichen etc.), welche sich aus dem Tastverhältnis eines ersten Interpolations-Zahnsegmentbereichs (Intervalldifferenzen 110, Stei-

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gung 111) ergibt, und/ebenfalls ein Schieberegister (130) nachgeschaltet ist.

36. Einrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein Intervallanzahl-Zähler (132) vorgesehen ist, dem die Anzahl der Intervalle jedes Interpolations-Informationsbereiches (110,111,112...) zugeführt ist und der einen den dem Multiplikator (131) nachgeschalteten Ergebniszähler (135) freigebenden überlaufimpuls dann erzeugt, wenn der erste, multiplikativ mit den winkelkonstanten Zählimpulsen (WK¹) im Multiplikator (131) auszuzählende Wert das letzte Schieberegister (128a) erreicht hat, derart, daß einander zugeordnete Intervalldifferenz-, Steigungs-, Anfangs- und Vorzeichensegmente der einzelnen, hintereinanderliegenden Informationsblöcke in dieser Zuordnung auswertbar sind.

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