DE2726950A1

DE2726950A1 - Funktionszeitgabesteuerung fuer brennkraftmotor

Info

Publication number: DE2726950A1
Application number: DE19772726950
Authority: DE
Inventors: John Michael Ironside
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1977-12-29
Also published as: FR2355165B1; GB1586475A; DE2726950C2; US4142483A; FR2355165A1; IT1081264B; JPS5322927A

Description

für Brennkraftmotor

Sie Erfindung betrifft eine Funktionszeitgabesteuerung für einen Brennkraftmotor, besonders bei Kraftstoffeinspritzregelungen für Sieseimotoren oder bei Zündungsregelungen für Benzinmotoren.

Sie Erfindung ist besonders zur Verwendung eines empirisch programmierten Hurlesespeichere als ein Teil einer elektronischen Funktionszeitgabesteuerung in einem solchen System befaßt. Solche Speicher, deren Verwendung schon zum Einsatz in solchen MotorsteuerungsfEllen wie die Krafstoffeinspritzdosierung von Benzinmotoren Torgesohlagen worden ist, sind besonders gut für die Motorsteuerung geeignet, weil es eine relatir einfache Sache ist, einen solchen Speicher mit einer sehr komplexen Funktion zweier unabhängiger Veränderlichen zu programmieren, was sehr schwierig, wenn nicht gar mnmeglioh unter Verwendung herkömmlicher Analogrechnerkreise wäre. Bei einer Zeitgabesteuerung in solcher Form stellt der Ausgang rom Speicher die Position im Metorspiel dar, in der der Kraftstoff eingespritzt wird oder in der der Funken zu erzeugen ist, und Signale, die die Istwinkelposition der Motorkurbelwelle darstellen, werden mit dem Speicherausgang verglichen, und wenn die beiden zusammenfallen, wird die Kraftstoffzufuhr oder die Funkenerzeugung eingeleitet.

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üblicherweise auf die Zeitgabesteuerung de· Einspritzen* τ·η Kraftstoff in einen Dieselmotor oder der Beginn der Funkenerzeugung in einen Benzinmotor eine gute Winkelaufltfsung (4- 1/4°) fleer einen groten Bereioh τοη Betriebsdrehzahlen (e.G. 300 bis 3000 UpH) ergeben. Ein offensichtlicher Weg zur Lieferung eine· digitalen Drehzahleingangsaignal· an den Speicher besteht darin» die Zahl von Uhrimpulaen su zählen, die swischen zwei Markierimpulsen auftreten» velohe Ton eines Wandler erzeugt werden, der ▼ob Motor angetrieben wird. Bei einer seIohen Anordnung stellt jedoch eine bestimmte Änderung in der Zählung beim heohteurigen Lauf de· Drehsahlbereiche eine Drehzahländerung dar, die um da· 100-fache griBer al· die gleiche Änderung in der Zählung bei« niedertourigen Lauf ist. Da· bedeutet, dai eine effiziente Ausnutzung der Speieherfähigkeit de« Speiohers unmiglich ist, weil die Gesamtzahl ron Speicheradressen, die erforderlieh ist, so gewühlt sein «ÜBte, daB die erforderliche Auflösung bei heohteurigem Lauf des Drehzahlbereich· geliefert wird, und eine Auflosung bei dos niedertourigen Lauf wäre dann viel hiher al· erforderlich.

In gleicher Weise besteht eine Art der Lieferung eines Digitalsignals, das die Winkelposition der Motorkurbelwelle daratellt, darin, die Zahl der Uhrimpulse von eines Marklerimpuls zu »zählen, der Ton ine« motorbetriebenen Wandler erzeugt wird; folglich derselbe Wandler, der die beiden Markierimpulse für die Drehzahlmessung erzeugt. Wie bei der Drehzahlmoesung, die vorstehend erläutert worden ist, stellt jedooh eine bestimmte Änderung in der Zählung am Heohtourenende de· WinkelmoBbereioh· eine Winkeländerung dar, die um da· 100-fache gritter al· die gleiohe Änderung In dor Zählung am liedertourenende iat. Da· führt ebenfall· zu einer ineffizienten Ausnutzung des Speioher·.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, bei dorn die Effizienz der Ausnutzung dos Speioher· verbevert wird.

Eine Punktionszeitgabe· teuerung für einen Brennkrafteetor naoh der

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Erfindung weist einen Metorwellenpositionewandler, der tob Meter angetrieben ist und eine Iapulskette erzeugt, von der jeder Impuls eine spezielle Wlnkelpoaition der Netorwelle markiert, einen Uhrispulageber fixer Frequenz, einen Zähler sub Zählen von Impulsen tob UhriBpul«geber, einen eapiriaoh programmierten digitalen lurleaeapeioher alt eines Satz BIngangaanaehltiaaen, die mit dem Zähler verbunden aind, eines weiteren Sats Eingangaanschlttsse, die mit eines weiteren de« Motor sugeordneten Wandlerkreia Terbunden aind, und eines Sats Auagangsansohlttsse, einen sit den Auaganganaohlüeaen dea Speiohera verbundenen Auagangakreia und einen die Uhr sit des Zähler und den Auagangakreia Terbindeneden Steuerkreia auf, der auch sit des Wandler verbunden iat, derart, da· der Zähler tob Uhrispulageber in eines Teil dea Spiels weitergeaohaltet wird, der tob Wandler beatiast wird, und der Auagangakreia durch den Uhr impulsgeber in eines anderen Teil des Ietriebespielβ weltergeschaltet wird, und sie ist dadurch gekennzeichnet, dafi der Steuerkreis einen prograasierbaren Frequenzteilerkreis aufweist, der sit des Uhrispulsgeber Terbunden ist und Teilersteuereingangaanachlttaae hat, die sit selektiTen Ausgangsanschlttssen des Zählers Terbunden sind, derart, daB in doB einen Teil des Betriebsspiels die Frequenz, Bit der der Zähler veL tergesohaltet wird, entsprechend des Zählzustand des Zählers geändert wird und dafl in des anderen Teil dea Betriebsspiels der Ausgangskreis slt einer fixen Frequenz weitergesohaltet wird, die duroh den Zählzustand des Zählere as Ende des einen Teils des letriebsspiels bestiBst wird.

Sie Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen aindt

Flg. 1 ein Gesastbleckaohaltbild eines Ausfuhrungsbeispiels eines KraftsteffeinspritsregelsTsteas für einen Sieselsetor gesäB

der Erfindung,
Flg. 2 eine seheaatisohe Sarstellung eines Teils eines Vellenposi-

tlonswandlers, der einen Teil des Systeas nach Fig. 1 bildet, Flg. 2a eine schesatisohe ZurTendarstellung, in der der Ausgang des

Wandlers nach Fig. 2 gezeigt ist,

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Fig. 5 ein Blockschaltbild eine*· Steuerungslogikkreises des Systems, Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Zeitgabesteuerkreises des Systems

und
Fig. 5 ein Blockschaltbilds eines Ausgaagslokgikkreisea des System·.

Zunächst auf Fig. 1 bezeugnehmend, weist das System für einen Vierzylinder-Dieselmotor 10 Tier Kraftstoffdosierrorrichtungen 11 auf, die jeweils den Injektoren für die Tier Zylinder des Motors zugeordnet sind. Diese Vorrichtungen sind nicht im einzelnen beschrieben, ebensowenig der Teil der Steuerung, der den Augenblick siganaliaiert, zu dem ein Laden dearjetweiligen Doaierrorriohtung beginnen kann. Die Erfindung ist ausschließlich mit einer Anordnung befaßt, die im System zur Steuerung des genauen Augenblioks zum Freisetzen der Kraftsteffladungen aus den Deaierrorriohtungen enthalten ist.

Bin empirisch programmierter Surlesespeicher 12 erhält Eingangssignale Ton einem Laatwandler 15 und von einem Drehzahlzähler 14, wobei die Zählung im Zähler 14 im Zähler zwischen zwei Markierungen gespeichert wird, die vom Wellenpositionswandler 15 geliefert werden, wenn der Wandler 15 elnemnelektronischen Zweiwegeschaltor 16 eine Verbindung zwisohen einer Uhr 17 fixer Frequenz und dem Zähler 14 über einen programmierbaren Teiler (18) herateilen läßt (deaaen Funktion nachstehend noch zu erläutern sein wird). JTachdem die Drehzahlzählung erfolgt ist, bewirkt der Wandler 15, daaßder Zweiwegeschalter 16 die Uhr 17 mit einem Auagangazähler 19 über den programmierbaren Teiler 1t verbindet (dessen Funktion wiederum nachstehend erläutert wird). Der Auagangazähler 19 hat eine Zählung, die Tom Speicher 12 entsprechend der Frequenz geliefert wird, mit der die Impulae am Auagangazähler 19 ankommen» derart, daß dann, wenn die Uhrimpulae, die von einer Tom Wandler 15 gelieferten Markierung aus beginnen, gleich der im Auagangazähler 19 gespeicherten Zahl sind, die Dosierrorriohtungen 11, die die dosierten Kraftstoff mengen enthalten, in den Motor 10 einspritzen kennen.

Wie erläutert worden ist, wäre dann, wenn die Uhr 17 den Drehzahlzäh-

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ler ohne Modifizierung zwischen zwei Markierungen aa Winkelwandler 15 über den Teilen Drehzahlbereich speisen könnte, ein unnötig großer Speieher «forderlich, üb de erforderliche Auflösung über einen solchen Drehzahlbereich hinweg zu liefern. Ub dieses Problem su beseitigen, wird selektive Information vom Zähler 14t die an den Speieher 12 adressiert ist, zum Programmieren des Teilers 18 benutzt, so daß bei niedrigen Drehzahlen ein größerer Divisor als bei hohen Drehsahlen benutzt wird, um damit eine wirkungsvollere Auenutzung des Speichers 12 sieherzustellen.

In gleicher Weise würde, wie sohon erläutert worden ist, ein unnötig großer Speieher benötigt, wenn der Ausgangszähler 19 Information erhalten würde, die die Zahl der Impulse wiedergibt, die erforderlich sind, üb ein Einspritzen einzuleiten, wenn eine Zählung in konstanter Weise über den vollen Drehzahlbereich hinweg erfolgen würde, weil eine geringe Zahl von Impulsen vom Wandler 15 bei hoher Drteahl die gleiche Motorwinkelbewegung wie bei einer viel größeren Zahl von Uhrimpulsen bei niedriger Drehzahl darstellen würde» d.h. die Winkelauflösung bei niedrigen Drehzahlen wäre viel besser als bei hohen Drehzahlen. Ub dieses Problea su beseitigen, wird der Divisor, wie er duroh die selektive Speicheradresse vob Drehzahlzähler I4 bestimmt wird, zum Teilen der Uhrfrequenz gebraoht, wenn der Wandler 15 dem Zweiwegeschalter 16 erlaubt, die Uhr Bit dem Ausgangszähler 19 zu verbinden und damit eine gleiehalßigere Winkelauflösung über den vollen Drehsahlbereich zu sohaffen.

Der Wellenpositionswandler ist allgemein bereits vorgesehlagen worden, und er ist elekt«magnetisch aufgebaut. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Wandler einen Ständer 20 Bit Polen in den 1-, 2-, 3-» 4-t 6-, 7- und 9-Uhr-Pesitionen, ist aber ohne Pole an den 5-, 8-, 10-, 11- und 12-Uhr-Positienen, und einen Eetor 21 Bit einer gleiohen Polanordnung. Der Wandler weist einen Permanentmagneten und eine Abgreifspule auf, *und wie Ib einzelnen bereits beschrieben werden ist, wer-

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den Ausgangelmpulse dann erzeugt, wenn der Rotor 21 gedreht wird, wobei jeder Impuls einen positiv verlaufenden Teil und einen negativ verlaufenden Teil hat. Sie Höhen der Impulse ändern sich, wie in Fig. 2a dargestellt, wobei ein großer Ia pd β pro Umdrehung des lÄufere und elf viel kleinere Impulse auftreten. Im übrigen sind zwei der elf kleineren Impulse etwas kleiner als der Rest, das ist aber nicht signifikant. Vie in Fig. 3 dargestellt ist, folgt dem Wandler 15 ein Impulserkennungskreis 116, der so angeordnet ist, daß er zwischen dem einzelnen größeren Impuls und den verbleibenden elf Impulsen in der Art und Weise unterscheidet, die allgemein bereits an anderer Stelle beschrieben worden ist. Der Einzelimpuls erscheint an einem Anschluß R, und die verbleibenden elf erscheinen an einem Anschluß T^.

In der folgenden Beschreibung sind alle Terschaltungen, Flipflopschaltungen und dergleichen integrierte Sehaltkreise der Bauart Motorola CMOS.

Fig. 3 enthält hauptsächlich Einrichtungen zur Erzeugung kurzer Uhrsynchron-Rttckstellimpulse bei jedem Wandlerimpuls, den Wandkripositionszähler und verschiedene Terschaltungen zur Erzeugung bestimmter Rückstellimpulse nur bei jeweiligen Stadien des Wandlers.

Der Steuerungslogikkreis in Fig. 3 weist eine IODER-Torschaltung 117 (1/4 MC 14001) auf, die zwei Eingänge hat, die mit dem R- bzw. T -Anschluß verbunden sind, so daß ein Logikausgangssignal R + T-erzeugt wird. Der Ausgang der !ODER-Torschaltung 117 ist mit den Rückstellanechlüssen zweier JE-Typ-Flipflopschaltungen 118, II9 (jeweils 1/2 MC 14027) verbunden. Die ZEITGABE-Anschlüsse dieser beiden Flipflopschaltungen sind mit dem Uhrimpulsgeber 17 verbunden, der mit hoher Frequenz arbeitet, z.B. etwa 250 KHz. Der J-Eingangsanschlui der Flipflopschaltung 118 ist mit dem ^-Ausgangsanschluß der Flipflopschaltung II9 verbunden, und der K-Eingangsanschlu· der Flipflopaohaltung 118 ist mit einem fieren Legik-1-Eingang verbunden. Die J- und K-Einganegeanschlüsse der Flipflopschal-

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-r-

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tang 119 sind ait dem Q-Ausgangsanschlue der Plipflopechaltung 118 verbanden, der auch mit einem Ausgangsanschluß verbunden ist, der ■it MOIO bezeichnet ist.

Die Flipflopschaltungen 118, 119 erzeugen eine Kette von Ausgangssignalen am MOHO-Ausgangeanschluß, und jedes Ausgangesignal beginnt an einer positiv verlaufenden Flanke jedes R- oder Ί» -Signals und hat eine Dauer von 4 HS·

Ein zweites Paar JK-Flipflopschaltungen 121, 122(jeweils 1/2 MC 14027) sind mit ihren RÜCKSTELL-Anschlüseen mit der R-Leitung und mit ihren ZEITGABE-Eingangsanschlüssen mit dem Q-AusgangsanschluB der Flipflopsehaltung 118 verbunden. Der J-Eingangsanschluß der Flipflopschaltung 121 ist mit dem ^-Ausgangsanschluß der Flipflopschaltung 122 verbunden, und der J-Eingangsanschluß der Flipflopschaltung 122 ist mit dem Q-AusgangsanschluB der Flipflopschaltung 121 verbunden.

Effektiv bilden die Flipflopschaltungen 121, 122 einen Zähler, der die drei Segmente jedes Quadranten des Betriebsspiels zählt. Am »Ende jedes Spiels werden beide Flipflopschaltungen durch den R-Impuls zurückgestellt, und jeder sukzessive MONO-Impuls schaltet die Flipflopschaltungen 121, 122 weiter.

Der Q- und Q-Ausgangsanschluß der Flipflopschaltung 121 sind mit SPEED- und SPEED-Ausgangsanschlüssen verbunden und werden dazu benutzt, wie noch zu erläutern sein wird, den DrehzahlmeBteil eines Arbeitsspiels zu steuern.

Ein drittes Paar Flipflopschaltungen 123, 124 (jeweils 1/2 MC 14027) wird zum Zählen der Quadranten benutzt. Jede ist mit ihrem RÜCKSTELL-Anschluß mit der R-Leitung und mit ihrem ZIETGABE-Anschluß mit dem Q-Ausgangsanschluß der Flipflopschaltung 122 verbunden. Die J- und K-Eingangsanech?.üsse der Flipflopschaltung 123 sind mit einem Logik-1-Eingang verbunden, und die J- und K-Eingangsanschlüsee der Flip-

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flopschaltung 124 sind beide mit dem u-Augegangsanschluß der Flipflopschaltung 123 verbunden.

Der Steuerungslogikkreis weist ferner eine Felge von Torschaltungen auf (die alle verschiedene MotoroIa-HCMOS-Torschaltungen nicht spezifizierter Art sind), die zur Erzeugung von Rücketeil- und anderen Steuerimpulsen dienen. Zum ersten erhält eine HODEB-Torschaltung 123 Eingänge von den Q-Ausgangsanschlüssen der Flipflopschaltungen 119 und 121. Das erzeugt einen R.-Bückstellimpuls unmittelbar nach dem ersten, vierten, siebten und zehnten T_-Impuls nach jedem R-Impuls. iL'ine HODüH-Torschaltung 126 erhält Eingänge von den Q,-Ausgängen der Flipflopschaltungen II9 und 122. Das erzeugt einen R.-Rückstellitimpuls unmittelbar in Anschluß an den zweiten, fünften, achten und «elften T -Impuls nach jedem B-Impuls. Eine ODKR-Torschaltung mit Eingängen von den NODER-Terschaltungen 125 und 126 erzeugt eine Kette von Impulsen R₁+Rp. Ein Inverter 128 liefert einen R^-Ausgäng. Eine NUMD-Torschaltung 129 erhält einen Eingang von den ^-Ausgangε-anschlüssen der Flipflopschaltungen 12J und 124 und einen weiteren Eingang von der NOD^R-Torschaltung 126. Das erzeugt einen A-Impuls unmittelbar in Anschluß an den zweiten T.-Impuls nach jedem R-Impuls. Eine UND-Torschaltung 15Ο erhält einen Eingang von zwei weiteren UND-Torschaltungen 13I und 132. Die Torschaltung 131 erhält Eingänge von den Q-Ausgangsanschlüssen der Flipflopschaltungen 121 und 122, und die Torschaltung 132 erhält Eingänge von den Q-Ausgangsanschlüssen der Flipflopschaltungen 123 und 124· Die Torschaltung 130 erzeugt einen PE-Ausgang während der Zeit zwischen dem dritten und dem vierten T -Impuls nach jedem R-Impuls. Die A- und FE-Ausgänge werden nicht im folgenden Kreis benutzt, aber in einem Kreis, der an anderer Stellte bereits beschrieben worden ist und der das Dosierzeitgabeeystem betrifft.

Die Verteilung wird unter Verwendung eines 1-von4-Decoders 133 (1/2 HC 1435) erreicht. Die A- und B-Eingangsanschlüsse des Decoders 133 sind mit den Q.-Ausgangsanschlüssen der Flipflopschaltung 123 bzw. 124 verbunden, und der E-Eingangsansohluß ist mit dem INJECT-Anschluß (aus Fig. 5) Terbunden. Die Q_Q-»Q₁-t Qg- und Q -Ausgangsanschlüese

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des Decoders 153 »sind mit den Einspritz-EingangsanschlüsBen der Tier Dosiervorrichtungen verbunden.

In Fig. 4 sind der Teil des Schaltkreises, der zur Erzeugung eines Digitaldrehzahlsignals verantwortlich ist, der Speicher 12, der vom Drehsahlsignal angerufen wird, ebenso von einem Digitalsignal vom Lastwandler 13, und der Teil des Schaltkreises gezeigt, der zur Bestimmung des Einepritzmoments entsprechend dem Ausgang des Speichere verantwortlich ist.

Der Drehzahlsignalgeberkreis wiest den programmierbaren Frequenzteiler 18 auf, «tanter desamn Zwischenschalten Uhrimpulse in den Zähler 14 (bestehend aus Schaltkreisen 202, 203) während der Zeit eingezählt werden, während der der DREHZAHL-Ausgang hoch ist (d.h. im zweiten Segment jedes Quadranten). Der programmierbare Frequenzteiler 18 besteht tatsächlich aus zwei integrierten Schaltkreisen, nämlich· aus einem Zähler 204 0/2 MC 14320) und einem 1-von-8-Datenwähler (MC 14512). Der Zähler ist mit seinem UHR-Eingangsanschluß mit dem Uhrimpulsgeber und mit seinem Rückete11-Kingangsanschluß mit der H-J⁺H₂ -Leitung verbunden. Die (L·-, Q- und Q^-Ausgangsanschlüsse liefern Impulsketten bei jeweils der halben, des viertel und dem Achtel der Uhrimpulsfrequenz.

Der Wähler 205 i«t derart, daß das Signal an seainem Z-Ausgangsan-8OhIuB das gleiche wie das Signal an seinem X -, X.- ... oder X-EingangsanschlmjB entsprechend der Kombination von Signalen ist, die an seinem A-, B- oder C-Eingangeanschluß vorhanden sind. Die X- und X₁-Eingänge des Wählers 205 sind mit dem Q₂-Ausgang des Zählers 204 verbunden, seine X₂- und Χ,-Eingangeanechlüsee sind mit dem Q₁-AuB-gangeanschluß verbunden, seine X.-, X^-und Χ,-Eingangsanschlüeee sind mit dem Q^-Ausgangsanschlue verbunden, und der X--Eingangean-BChIuB ist mit dem Uhrimpulsgeber verbunden. Der Ausgang des Anschlusses Z hat damit die Uhrfrequenz bei einem Eingang an CBA ven 111, die Hälfte der Uhrfrequenz bei Eingängen von 110, 101 und 100, einem Tiertel der Uhrfrequenz bei Eingängen von 011 und 010 und ein Achtel der Uhrfrequenz bei Eingängen ven 001 und 000.

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Der Z-Ausgangsanschlul des Wählers 205 ist ait dm Y₁- und X₂ gangeanschluß eineer Vierpol-Zweiwege-CMOS-Schaltervorrichtung 16 (MC 14519) verbunden. Die A- und B-Steuereingangsanschlüsse der Schaltervorrichtung 16 aind je weil« «it den DREHZAHL- und DHElZAHL-Ausgangsanschlüssen des Steuerungslogikkreises nach Fig. 3 verbunden. Der Z₂-Auegangeanechluß der Schaltervorriehtung 16 ist alt de· UHR-AnschluB eine· Zählere 207 (1/2 MC 14520) verbanden, dessen RÜCKSTELL-Anschlufl Bit der H₁+B₂-Leitung verbanden ist. Die Q₂- und Qz-Ausgangsansohlüsse dieses Zählers sind jeweils alt den X,-und Y.-Eingangsansehlüssen der Schaltervorrichtung 16 verbanden. Die Y₂ and Υ,-Elngangeansohlttese der Vorrichtung 16 sind Bit eines Ausgang eines Zählers 19 verbunden (bestehend aus Zählerkreisen 2Ot₁ 209, die noch zu beschreiben sind), und die Z₁- und Z -Ausgänge der Torrichtung· 16 liefern Zeitgabepiapulse für den Zähler 20·, 209, 202, 203. Der Z .-Ausgangsansohluß der Torrichtung 206 ist alt eines I -Ausgang verbunden, der zu Fig. 5 führt.

Die Verrichtung 16 ändert die Verbindungen zwischen des Ausgang des Frequenzteilers 18, den Zählern 207, 2OjB und 209 und 202 und 203 und dea AnaohluB I_ entsprechend den Signalen an den DHEHZAHL- und DREH-ZAHL-Eingängen. Ia Betriebszustand, bei dea dieser DREHZAHL-Eingang hooh ist, geht kein Ausgang zu I- oder sub Zähler 20·, 209 (wobei sioh die X₁- und X.-Anschlüsse auf einer logiaohen 0 befinden), und der Ausgang Z dea Teuere 18 geht duroh die Sohaltervorrichtong 16 (X₂ Z₂) zua Zähler 207, der ao wirkt, daß ein Teilen duroh β erfolgt (Qg-Auagang), und dann über die Schaltervorrichtung (X, Z,) zua Zähler 202 203 (14). In dem Zuatand, bei des der DREEÜL-Eingang hoch iat, geht der Ausgang Z dea Teilera 18 über die Schaltervorrichtung 16 (Y₁ Z₁) zua Zähler 208, 209 (19)» und deaaen Ausgang geht durch die Verrichtung 16 (Y₂ Z₂) zua Zähler 207* der ao wirkt, daA eine Teilung durch einen I6er-Ireia erfolgt, und auSerdea duroh die Verrichtung (Y Z) zuB Zähler 202, 203 (U). Der Q₅-Au«gang vob Zähler 207 geht duroh die Verrichtung 16 (Y. Z.) zua Amsgaagaanaohlu· I .

Der Zähler 202, 203 (14) besteht aus zwei Vierbit-Zählern (jeweils

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MC 14526). Diese sind «it ihren ZÄHLBLOCKIER-Anschlüssen über einen ■onostabilen 8^uS-Kreis 210 »it den B₂-Ausgang des Kreises nach Fig. 5 verbunden. Die VORGABEFUHKTIONS-Anschlüsse der beiden Zähler sind ■it dem B₁-AuSgBOg des Kreises naoh Fig. 3 verbanden. Der O-AuegangsanBohlafi des Zählers 202 ist Bit eine» 0„-AusgangsanSchluß verbunden (der lur Fig. 5 führt). Der UHH-Eingangsanschluß des Zählers 202 ist ■it dem Zz-AnsohluB der Vorrichtung 16 verbunden. Der Q,-Ausgangeanschluß des Zählers 202 ist mit dem UHR-Ansohluß des Zählers 203 und auch Bit dem LSB-Eingang zur Speichermatriz 201 verbunden. Die Q₀-, Q₁^Q₂- und CL-Ausgangsanechlüsee des Zählers 203 sind mit den verbleibenden DrehxahlanrufeingangBanschlüssen der Speichermatrix verbunden, bei der es sich um eine empirisch programmierte Nurlesespeichermatriz bekannter Form handelt, bestehend aus einer Folge von Dioden, die Verbindungen zwischen ausgewählten der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse herstellen. Die beiden Zähler 202, 203 haben acht DATEN-VOBGABE-Eingangsanschlüsse, die gemäß der Darstellung angeschlossen sind, um eine logische 1 an jedem der DP_- und DF--Anschlüsse des Zählers 202 und eine logische 0 an dem Rest zu liefern. Der O-Ausgangsanschluß des Zählers 203 ist mit dem CF-EingangsanschluS des Zählers 202 verbunden.

Der Zähler 208, 209 (19) besteht wiederum aus zwei Vierbit-Zählern (beide MC 14526) in Kaskade, deren BLOCKIER-Anschlüsse mit einem DSTOP-Ausgang (von Fig. 5) verbunden sind. Der Z₁-Ausgangsanschluß der Sk>haltervorrichtung 16 ist mit dem UHR-Eingangsanschluß des Zähler· 208 verbunden, und der Qz-Aufsgangsanschluß des Zählers 208 ist mit dem UHR-Eingangsanschluß des Zählers 209 verbunden. Der Rückstellanschluß jedes Zählers ist mit der B₂-Leitung verbunden, und der VOR-GABEFUHKTIOIS-Anschluß jedes Zählers ist mit dem 0-Ausgangsanschluß des Zählers 208 verbunden. Dabei ist der 0-Ausgangsanschluß des Zähler· 209 Bit dem CF-Anschluß des Zählers 208 verbunden. Es ist der O-Ausgangsanschluß des Zählers 208, der mit den Y₂- und !"-Anschlüssen der Vorrichtung 16 verbunden ist. Die aoht DATEHVOBGABE'-Ansohlüsse der Zähler 208, 209 *ind mit den acht Ausgangsanschlüssen der Speichervorrichtung 201 verbunden.

Der in Fig. 4 gezeigte Schaltkreis arbeitet wie folgt: Ein BfImpuls

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•teilt die Zähler 204 und 207 auf Hull zurüok und stellt die Zähler 202, 205 »uf 00110000 Tor. Das DREHZAHL-Signal stellt die Sohaltervorrichtung 16 so, wie das vorstehend besehrieben worden ist, daß Uhrimpulse über den Teiler 18 und den Zähler 207 (der als ein Teiler wirkt) üb einen Achter-Kreis zum Zähler 202, 205 geliefert werden, der sub Abwärtszählen eingerichtet ist. In dieser Phase sind die drei MSB-Signale auf 000, und der Teiler 18 arbeitet damit so, daß er duroh acht teilt. Die Gesaatdivision beträgt daait 64t und die Zeit, die benötigt wird, üb 15 Iapulse abzuzählen, danit der Zustand 11111111 erreiht wird, beträgt etwa 5-1/5 nS, was der Zeit zwischen zwei sukzessiven T -Impulsen bei der aaxiaalen Motordrehzahl von 5000 UpH entspricht, die bewältigt wird. Bei geringeren Drehzahlen durchläuft die Zählung 11111111 und geht weiter naoh unten, bis sie durch diaβ Ende des DREH-ZAHL-Impulsee gestoppt wird. Bei 11111111 schaltet der Teiler 8 se, daß das Zählen Bit eines Achtel der vollen Uhrfrequenz weitergeht, bis die Zählung auf 11011111 abfällt, wenn der Teiler schaltet, üb Impulse zum Zählen alt einem Sechszehntel der Uhrfrequenz bis zu 10000000 zu zählen, und Bit einea Zweiunddreißigstel der Uhrfrequenz von 01111111 und Bit einea Tierundsechzigstel der Uhrfrefuenz von 00111111 bis zu 00000000. Auf diese Weise wird eine relativ gleichmäßige Verteilung von Drehzahlen über die verfügbaren Drehzahladressen des Speiohers erreicht.

Ab Ende des DBEHZAHL-Iapulses stellt das H₂-Signal die Zähler 204» 207» 208 und 209 zurttok. Die Zähler 208, 209 stellen dann auf den Vert ver, der voB Speieher 12 ausgegeben wird. Die monostab!Ie Schaltung 210 stellt sicher, daß die Zähler 202, 205 während einer solchen Bücketeilung blockiert werden, se daß die ZaHer 202, 205 nioht duroh den 0-Iapuls voB Zähler 208 weitergesohaltet werden, der beim Eüekstellen auftritt und der zum Zähler 202 über die Schaltervorrichtung 16 (Y, Z,) geleitet wird. Das Ausgangszählen beginnt dann, wobei Uhriapulse dea Zähler 208 alt einer Frequenz zugeführt werden, die um das Achtfache höher als die ist, mit der der Zähler 202 aa Ende der DHEHZAHL-Ieit weitergeschaltet worden ist, weil der Zähler 207 nun ausgeschaltet ist. Venn der Zähler 208, 209 00000000 erreicht, wird der Ausgangsiapuls vom O-Ausgangsanschluß des Zählers 208 zum Zähler 207 und zum Zähler 202 geleitet. Die Änderung in der Zählung la Zähler 202 hat

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nur einen Effekt auf das nächste Zählspiel, wenn die drei am wenigsten Signifikaten Bits la Zähler 202 000 wären, d.h. wenn die Zählung XXZXXOOO wäre, webei X 1 oder 0 ist. Das LSB des Eingangs zum Speicher wird dann um eins reduziert, und der Ausgang des Speichers würde sich ändern. Die Zähler 208, 209 werden wieder auf den vorhandenen Speicherausgang vorgestellt, und ein anderer Spielablauf geht vonstatten, wobei der Zähler 207 einmal geschaltet wird. Es versteht sich, daB swar dieses Spiel achtmal erfolgt, ehe ein Ausgang vom Q -Anschluß des Zkählers 207 erscheint,»was die Zählung stoppt, wie das im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben worden ist, aber der Speicherdrehzahleingang nur dann der gleiche für alle acht Spiele ist, wenn die unteren drei bits des Zählers bei 111 anfangen. Anderenfalls bewirkt einer der Impulse vom 0-Anschluß des Zählers 208, daß das LSB des Speicherdrehzahleingangs um eins reduziert wird, se daß die Anteile der Gesamtzahl von Spielen an den beiden verschiedenen Speicherdrehzahleingängen sioh entsprechend dem Anfangsweit der drei LSBe des Zählers 202 ändern, was eine Form der Interpolation ergebit, die eine verbesserte Genauigkeit für die gleiche Zahl von Speicherdrehzahladressen liefert.

Es ist festzustellen, daß die Ausgangszeitverzögerung vom H₂-Impuls nicht nur vom Speicherausgang abhängt (was eine empirisch bestimmte Funktion des Drehzahleingangs ist), sondern auch vom Istwert der drei MSBs devs Drehzahleingangs. Das bedeutet, daß der tatsächliche dmynamische Bereich des Speichers sehr komprimiert werden kann, um damit eine «ohr effektive Ausnutzung der Speichermatrix zu ermöglichen.

Fig. 5 zeigt eine Schaltung zum Feststellen eines untertourigen Laufs dos Motors. Venn das festgestellt wird, blockiert sie die normale zeitlioh festgelegte Einspritzung und ersetzt das Einspritzen an einer statischen Position. In dem einen wie in dem anderen Fall ist ein Impuls*etreokkreis benutzt, um einen längeren Ausgangsimpuls zu ergeben (M Uhrperioden).

In Fig. 5 i*t der I_-Ausgangsanschluß (d.h. der Z.-Ansohluß) der Verrichtung 16 mit dem STELL-Eingangsansohluß einer H-S-Flipflopsohal-

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tung 3*01 verbunden, die durch das ^-Signal zurückgestellt wird. Der Q-AuegangsanschluB dieser Schaltung 301 ist surüok zum DSTOP-EingangsanschluB in Fig. 4 geschaltet. Der Q-Ausgangsaneohluß andererseits ist mit einen EingangsanschluB einer HOSES-Torschaltung 302 verbunden, deren AusgangsanSchluß Bit einen EingeangsanschluB einer NODEB-T«rschaltung 303 verbunden ist. Der AusgangsansehluB einer VODER-Terschaltung

303 ist nit den EÜCKSTELL-lnschlufl einer D-Typ-Flipflopschaltung 304 verbunden.

Der Q-AusgangsansohluB der Flipflopsohaltung ist ait einen UJECT-In-■chluß (siehe Fig. 3) verbunden. Der ([-AnschluB der Schaltung 304 ist auch nit einen Eingangsansohlufi einer VODER-Torschaltung 505 verBunden, die nit einen anderen Eingangsanschlufi nit den Uhrimpulsgeber verbunden ist. Der iusgangsanschlufl der Torschaltung 305 ist nit den UHR-Anschluß eines Zählen 3Of (MC I4024) verbunden, dessen RUCKSTELL-Anechluß nit den Ausgangsanschlufi der Torsohaltung 303 verbunden ist. Der Q^-AuagangsanschluB des Zählers 506 ist nit einen Eingangsanschlufi einer IODEB-Torschaltung 307 verbunden, und der andere Eingangsansohlufi ist nit den Ausgangsanschlufi der Torschaltung 303 verbunden, und der AuBgangsanschluB ist nit den D-EingangsansehluB der Sohaltung

304 verbunden. Der UHR-AnschluB der Sohaltung 304 ist nit den Uhrimpulsgeber verbunden.

Die Logik schaltung nach Fig. 5 hat ferner Eingänge von der R + T^- Leitung (Fig. 3)t der OF- (Fig. 4) und der R₁-leitung (Fig. 3)· Die B₁-Leitung ist nit den RÜCKSTELL-Eingangsansehlttssen von drei JI-Typ-Flipfiepschaltungen 308, 309 und 310 verbunden. Diese Schaltungen 308, 309· 310 sind nit ihren UIR-inschlttssen nit den ührinpulsgeber verbunden. Die J- und K-Eingangsansohlflsse der Sohaltung 308 sind beide nit den AusgangsanschluJ einer VQID-Torsohaltung 311 verbunden, die einen Eingang von einer VUVD-Tersohaltung 312 und einen von einer VODER-Ter schaltung JI3 erhalt. Die IUIi)-Tor se haltung 312 erhält einen Eingang von einer VUVDVForsohaltung 314 und einen von einer VODER-Torsohaltung 315. Die VUVD-Tersohaltung 314 erhält Eingänge von OF-Ansohlufi über einen logisohen Inverter 3I6 und von den ^-Ansgangsan-

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sohlüssen der Schaltung 309 und 310. Die Torschaltung 315 erhält Eingänge von der B + T«-Leitung und tob Q-Ausgangsanschluß der Schaltang 308.

Sie Torsohaltung 313 erhält Eingänge von den Ausgangsanschlüssen von svei HODER-Torschaltungen 317 und 318. Die Torschaltung 317 erhält Eingänge von einer HUHD-Torschaltung 319 und von einer HODER-Torschaltung 320. Die Torschaltung 318 erhält Eingänge von Q-Ausgangeanschluß der Schaltung 309 und von Ausgangsanschluß einer HUND-Torschaltung 321. Der Ausgangeansohluß der HODER-Torschaltung 317 ist mit einen Eingang β-ansohluß einer HODEH-Torschaltung 322 verbunden, deren AusgangsanSchluß ■it den J- und K-Eingangaanschlüssen der Schaltung 309 über einen logischen Inverter 323 verbunden ist. Die HUHD-Torschaltung 319 erhält Eingänge von der E + T_-Leitung, vom Q-Ausgangsanschluß der Schaltung 308 und vom Q-Ausgangsanschluß der Schaltung 309« Die HODER-Torschaltung 322 eribält einen weiteren Eingangeanschluß, der mit dem AusgangsanSchluß einer HODER-Torschaltung 324 verbunden ist, der auch mit dem J- und mit dem K-Eingangsanschluß der Schaltung 310 verbunden ist. Die Torschaltung 324 erhält Eingänge von der Torsohaltung 321 und vom Q-Ausgangsanschluß der Schaltung 309«

Die HUHD-Torschaltung 321 erhält einen Eingang von der Torschaltung 320 und einen anderen von einer HODER-Torschaltung 325» die einen Eingang vom Q-Auegangeanschluß der Vorrichtung 308 und einen anderen von

der B + T_D-Leitung über einen Inverter 326 erhält. Die Torschaltung 320 erhält einen Eingang vom Inverter 316 und einen anderen vom Q-Ausgangsanschluß der Vorrichtung 310.

Der Q-Ausgangsanschlufi der Schaltung 310 ist mit einem Eingang der Torsohaltung 302 verbunden, und deren Q-Ausgangsanschluß ist mit eines Eingangsanschluß einer HUHD-Torsohaltung 327 verbunden, die aaoh Eingänge von den Q-Ausgangsanschlüssen der Schaltungen 308 und 309 erhält. Der Auegangeanschluß der Torsohaltung 327 ist mit einem Eingangsanschluß der Torschaltung 303 über einen Inverter 328 verbunden.

Ersichtlich ist die Logikschaltung nach Fig. 5 komplex, und es wird

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deshalb kein Versuch unternommen, deren Funktion im einzelnen zu erläutern. Es möge auereichen, festzustellen, daß sie durch jeden 0-Impuls von Zähler 202 in Funktion gesetzt werden muß und dann festzustellen hat, ob der nächste 0-Impuls vor oder nach dem folgenden T_n-Impuls ankommt. Venn der zweite 0-Impuls vor dem IL-Impuls ankommt, liefert der folgende T -Impuls den Einspritzzeitgabeimpuls für die Dosiervorrichtung anstelle des I -Impulses vom Zähler 207· Das stellt sicher, daß für alle Motordrehzahlen unter dem Bereich, für den Daten im Speisher 201 gespeichert sind, ein Einspritzen am oberen Totpunkt für den in Frage stehenden Zylinder erfolgt, ansttt bis zu 30° vor dem oberen Totpunkt. Obgleich die Schaltung nach Fig. 5 komplex ist, ist sie billiger als die zusätzlichen Schaltkreise, die erforderlich wären, um den Drehzahlbereich des Speichers bis zur Andrehdre>hzahl des Motors herunter zu verlängern.

Während das vorstehend beschriebene Aueführungsbeispiel eine Anwendung der Erfindung zur Steuerung des Augenblicks in dem Arbeitsspiel eines Dieselmotors darstellt, bei dem Kraftstoff eingespritzt wird, versteht es sich, daß die Schaltungen in gleicher Weise für das Steuern des Zündungsbeginns in Benzinmotoren anwendbar sind.

Leerseite

Claims

2 7 ? R 9 FS C)

Ansprüche

\1./ Funktionszeitgabesteuerung für einen Brennkraftaotor, mit einem Motorwellenpositionswandler, der vom Motor angetrieben ist und eine Impulskette erzeugt, von der jeder Impuls eine spezielle Winkelposition der Motorwelle markiert, einem Uhrimpulsgeber fixer Frequenz, einem Zähler zum Zfhlen von Impulsen vom Uhrimpulsgeber, einem empirisch programmierten digitalen Nurlesespeicher mit einem Satz Eingangeansohlüseen, die mit dem Zähler verbunden sind, einem weiteren Satz Eingangsanschlüssen, die mit einem weiteren dem Motor zugeordneten Wandlerkreis verbunden sind, und einem Satz Ausgangsanschlüssen, einem mit demnAusgangsanechlüesen des Speichers verbundenen Ausgangsekreis und einem die Ohr mit dem Zähler und dem Auegangekreis verbindenden Steuerkreis, der auch mit dem Wandler verbunden ist, derart, daß der Zähler vom Uhrimpulsgeber in einem Teil des Spiels weitergeschaltet wird, der vom Wandler bestimmt ist, und der Ausgangskreis durch den Uhrimpulsgeber in einem anderen Teil des Betriebsspiele weitergeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dafl der Steuerkreis einen programmierbaren Frequenzteilerkreis aufweist, der mit dem Uhrimpulsgeber verbunden ist und Teilersteuereingangeanschlüese hat, die mit selektiven Ausgangsanschlüssen

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ORIGINAL INSPECTED

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des Zählers verbunden sind, derart, daß in den einen Teil des Betriebsspiels die Frequenz, mit der der Zähler veitergeBehaltet wird, entsprechend dem Zählzustand des Zählers geändert wird und daß in den anderen Teil des Betriebsspiels der Ausgangskreis mit einer fixen frequenz weitergeschaltet wird, die durch den Zählzustand des Zählers am Ende des einen Teils des Betriebsepieis bestimmt wird.
2. Funktionszeitgabesteuerung nach inepruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eelektiven Ausgangsansohlüsse des Zählers die Ausgangsanschlüsse des Zählers »it den aa meisten signifikanten bits sind.

3· Funktionszeitgabesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der programmierbare Frequenzteilerkreis aus der Kombination eines binären Zählers und eines Datenv&hlers besteht, dessen Sateneingangsansohlüsse mit ausgesuchten der Stufenausgänge des binären Zählers verbunden sind.

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