DE2808110A1

DE2808110A1 - Vorrichtung zur numerischen steuerung der zuendzeitpunktverstellung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2808110A1
Application number: DE19782808110
Authority: DE
Inventors: Louis Monpetit
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1978-08-31
Also published as: IT7820630A0; GB1602787A; FR2381919B1; FR2381919A1; JPS53107533A; US4262334A; IT1092923B

Description

Dr.-Ing. WERNER GEYER . Dr. rer. aat. HEINRICH HACEMANN ο

Dlpl.-Ing. Dip:. Chem.

Dip!.-ing.

Destouchesstraße 60
Postfach 4007 45
8000 München 40

Unser Zeichen! our rif.

Pat 58/1-78M

Telefon: (089) 3040 71* Telex: 5-216136 hage d Telegrammadresse: hageypateni

B/2/kk

München, den

24 ο Februar 1978

ANVAR- Agence Nationale de Valorisation de la Recherche

Neuilly sur Seine / Frankreich

Vorrichtung zur numerischen Steuerung der Zündzeitpunktverstellung für eine Brennkraftmaschine

Beanspruchte Priorität;

Datums 25. Februar 1977
Land: Frankreich
Az.: 77/05561

DR. GEYER · DR. HAGEMANN · FRAN¹Z LiEER

Di-sUuic hi'sitrjßo M) · l'o'.ii.idi 4OO74S · 8(1(K) Munc Ium 40 · Tclcfnn (JiI¹) .M)4()7r · \r\o\ ^r>-2 lf> 1 !(> h.iRt· d Τ<·Ι<·μΓ.ιηιιπ li.iKcyp.itcitt

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200011 U

ANVAR- Agence Nationale de München, den Valorisation de la Recherche 24. Feburar 1978

Neuilly sur Seine / Frankreich „ ,_ ,, ,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur numerischen Steuerung der Zündzeitpunktverstellung für eine Brennkraftmaschine mit einer Drehzahlmeßeinrichtung, welche Impulse mit einer Frequenz abgibt, die ein Vielfaches der Frequenz der von einem Meßfühler erzeugten Signale beträgt.

Es ist bekannt, den Zündzeitpunkt einer Brennkraftmaschine mit Hilfe einer Drehzahlmeßeinrxchtung zu steuern, die Impulse mit einer Frequenz abgibt, die ein Vielfaches der Frequenz der von einem Meßfühler erzeugten Signale beträgt, wobei dieser Meßfühler beispielsweise die Durchläufe einer mit der Kurbelwelle der Brennkraft-

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maschine verbundenen Markierung registriert. Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-OS 24 44 635.3 beschrieben. Sie stellt eine Beziehung zwischen einer Anzahl von Impulsen und einer Winkelabweichung her, um einen der Zündzeitpunktverstellung entsprechenden Zündwinkel in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors zu definieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung der Zündzeitpunktverstellung in Abhängigkeit von mehreren Parametern auf rein numerische Weise zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird er::indungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, daß diese ferner eine numerische Rechenanordnung aufweist, die für die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine charakteristische Signale empfängt und eine Interpolation durchführt, um die mit der Frequenz der Interpolation veränderliche und dem Zündwinkel entsprechende Anzahl der von der Drehzahlmeßeinrichtung erzeugten Impulse zu bestim-0 men.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Rechenanordnung eine ihrem Arbeitsspeicher nachgeschaltete Schaltungsanordnung zur variablen Dämpfung aufweisen, die im wesentlichen aus einer Subtraktionseinrichtung, einem umkehrbaren Zähler und einem Vorv/ahlzähler besteht, wobei der Arbeitsspeicher der Rechenanordnung und der Zäh-

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ler jeweils einen Eingang der Subtraktionseinrichtung mit den Bits höherer Wertigkeit der an ihren Ausgängen liegenden Zahlen speisen, das Ergebnis der Subtraktion dem Vorwahlzähler zugeführt wird und dem umkehrbaren Zähler Taktpulse in Abhängigkeit dieses Ergebnisses zugeführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die eine geringere Wertigkeit aufweisenden Bits der Zahlen am Ausgang des Arbeitsspeichers und des umkehrbaren Speichers in einer zweiten Subtraktionseinrichtung miteinander verglichen werden, die eine Zahl und ein Vorzeichen definierende numerische Signale einer Schaltung zuführt, welche die Übertragung der Überträge entsprechend ihren Vorzeichen au:, iie erste Subtraktionseinrichtung bewirkt.

Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß der Vorwahlzähler Taktpulse empfängt und jedesmal einen Impuls abgibt, wenn er seine Zählung vollendet hat.

Vorteilhafterweise weist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Rechenanordnung eine ihrem Arbeitsspeicher nachgeschaltete Schaltungsanordnung zur

Dämpfung auf, die im wesentlichen aus einer Subtraktionseinrichtung, einem umkehrbaren Zähler und einem Binärmultiplikator besteht, wobei die Subtrak-

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de la Recherche ,_

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tionseinrichtung die die höhere Wertigkeit besitzenden Bits der Ausgangszahlen des Arbeitsspeichers und des umkehrbaren Zählers erhält und dem Multiplikator das Ergebnis der Subtraktion zuführt,und wobei der Multiplikator Taktpulse erhält und den umkehrbaren Zähler speist.

Die Rechenanordnung kann auch vorteilhafterweise eine ihrem Arbeitsspeicher vorgeschaltete Eingabeschaltung aufweisen, die zwei Addierer umfaßt, von denen der eine die Überträge bestimmt und an den anderen überträgt, der mit der Interpolationsfrequenz eine Zahl in den Arbeitsspeicher eingibt, die von der Summe aus den die höchste Wertigkeit aufweisenden Bits der am Eingang gemessenen Zahl und den eventuellen Übertragen gebildet ist.

Der erste Addierer kann dabei einerseits die die niedrigste Wertigkeit aufweisenden Bits der am Eingang gemessenen Zahl und andererseits eine Zufallszahl empfangen. Vorzugsweise ist die Zufallszahl von diesen Bits mit der niedrigsten Wertigkeit gebildet.

Der von dem Vorwahlzähler erzeugte Impuls wird der Eingabeschaltung zugeführt, um die Interpolation auszulösen.

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de la Recherche a η ω ο *> C /nö/ §

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Gemäß der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Bestimmung der Zündzeitpunktverstellung bei fremdgezündeten Motoren und zur Bestimmung der Verstellung des Einspritz-Zeitpunktes bei Dieselmotoren zu verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;

Fig. 2a ein vereinfachtes Blockschaltbild einer dem Arbeitsspeicher der Rechenanordnung nachgeschalteten Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer variablen Dämpfung der Gewichtung der eingegebenen Werte;

Fig. 2b ein vereinfachtes Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der in Fig. 2a dargestellten Schaltungsanordnung unter Verwendung eines Imnulsmultinlikators;

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Fig. 3a ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Erläuterung des Verfahrens des Übertrages der Reste mit einer dem Arbeitsspeicher der Rechenanordnung vorgeschalteten Schaltungsanordnung bekannter Art, und

Fig. 3b ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der in Fig. 3a dargestellten Schaltungsanordnung .

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 erkennt man in der Vorrichtung als wesentliches Teil einen Meßfühler 1 für die Drehzahl des Motors, der beispielsweise bei jedem Durchlauf einer mit der Kurbelwelle des Motors verbundenen Markierung einen Impuls abgibt.

Mit 2 ist eine Drehzahlmeßeinrichtung bezeichnet, wie sie beispielsweise in der DE-OS 24 44 635 beschrieben ist. Sie liefert Impulse mit einer Frequenz, die ein Vielfaches (beispielsweise in der Größenordnung des 2000-fachen) der Frequenz der Signale des Meßfühlers 1 beträgt.

Eine Rechenanordnung 3, die beispielsweise dem in den DE-OS'en 23 60 212 und 24 37 188 beschriebenen Typ entspricht, empfängt neben den von der Drehzahlmeßeinrich-

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tung 2 gelieferten Impulsen die Signale von Meßfühlern 4 und 5, wobei diese Signale beispielsweise einem Druck im Einlaßstutzen des Motors und einer Temperatur entsprechen. Die Rechenanordnung steuert den eigentlichen Zündschaltkreis 6.

Unter gegebenen Betriebsbedingungen (beispielsweise Geschwindigkeit und Druck) definiert die Rechenanordnung eine Anzahl von Impulsen. Ausgehend von dem Vorbeilaufen der Markierung vor dem Meßfühler 1 (Meßsignal) wird eine entsprechende Anzahl von Impulsen, die von der
Drehzahlmeßeinrichtung 2 erzeugt werden, gezählt und
die Zündung mit einer einem bestimmten Zündwinkel entsprechenden Verzögerung (relativ zum Meßsignal) betätigt.

Es ist zu bemerken, daß eine Größe z, beispielsweise die Zündzeitpunktvorverstellung, in empirischer Weise von zwei anderen Größen, beispielsweise der Drehzahl des
Motors und dem Druck in dem Einlaßstutzen des Motors,
abhängt, die mit χ bzw. y bezeichnet sind. Die Gesamtheit der Koordinatenpunkte x, y, ζ bilden eine den Betriebszuständen des Motors entsprechendes Kennfeld.

In der numerischen Rechenanordnung 3 wird eine bestimmte Anzahl von Werten ζ gespeichert, die jeweils einem

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Paar diskreter numerischer Werte x, y entsprechen, die zusammen einen Eingangswert bilden- Es ist selten, daß ein Arbeitspunkt oder Betriebszustand des Motors genau einem Eingangswert entspricht,und man verwendet daher im allgemeinen ein Interpolationsverfahren, das einen gewissen Näherungswert für das Ergebnis liefert. Das hier verwendete Interpolationsverfahren besteht darin, daß ein gemessener Wert, beispielsweise x, in einen ganzzahligen Anteil x.,bestehend aus den Bits mit der höchsten Signifikanz (hohe Wertigkeit), und einen Bruchanteil R. (Bits mit niedriger Wertigkeit) zerlegt wird, wobei dieser Bruchanteil einen Rest bildet, der niemals verschwindet und auf den nachfolgenden Meßwert übertragen wird.

Erfindungsgemäß werden mit einer vorgegebenen Frequenz Meßwerte abgetastet. Bei jeder Abtastung werden Messungen vorgenommen und dabei für jeden Punkt von Koordinaten χ und y die ganzzahligen Anteile und die Reste ermittelt. Zwischen zwei Messungen werden eine bestimmte Anzahl von Eingangswerten x, y derart verarbeitet, daß nach einigen Eingaben der entsprechende Mittelwert im wesentlichen dem wirklichen Wert für χ und y entspricht. Tatsächlich tendiert dieser Wert zu dem wirklichen Wert und kann diesen sogar erreichen» Die Gesamtvorrichtung arbeitet mit einer Angleichung an das Ergebnis nach Art

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einer Folgeregelung. Dieses Ergebnis ist durch das Mittel der am Ausgang des Arbeitsspeichers der Rechenanordnung erhaltenen Werte gegeben.

Wenn man jedoch zu einer neuen Messung übergeht, werden die früheren Messungen weniger signifikant als die letzte. Es ist daher bei der Folgeregelung zu empfehlen, relativ rasch die Gewichtung der dem Ergebnis bereits nahekommenden Eingabewerte, welche dieses Ergebnis lediglich bestätigen, relativ rasch zu dämpfen. Wenn dagegen eine wesentliche Abweichung auftritt, soll die Dämpfung langsamer erfolgen. Indem man mit S. den Wert des verfügbaren Ergebnisses und mit S. den zuletzt eingegebenen Wert bezeichnet, ersetzt man die Formel für den Mittelwert durch die folgende Rekursionsformel:

S* = S^_-1 * ( 1 - l/n) + Si

wobei η eine Zahl ist und (1-1/n) den Dämpfungsfaktor
darstellt.

Aufeinanderfolgende Eingabewerte werden daher regelmässig entsprechend ihrem Rang gedämpft. Diese Dämpfung
erfolgt umso rascher, je weniger sich die Eingabewerte
voneinander unterscheiden.

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Dieses Ergebnis erhält man mit einer Schaltung gemäß Fig. 2a. Das Ausgangssignal eines Arbeitsspeichers der Rechenanordnung 3 ist beispielsweise in Form einer Zahl S. mit 8 Bits dargestellt, von denen beispielsweise nur die sechs ersten als die Bits mit der höchsten Signifikanz beibehalten werden. Wenn X. das erhaltene Ergebnis bezeichnet, so gilt X. = S./q, wobei q einen Divisionsfaktor darstellt. Da von den acht Bits der Zahl S. zwei Bits nicht mitgerechnet v/erden, muß man die Zahl S. mit 2 potenziert um die Zahl der nicht berücksichtigten Bits dividieren, um X. zu erhalten. Im vorliegenden Beispiel gilt alsosq =2=4.

Im Arbeitsspeicher 2.0 liegt die Zahl S. an. An dem Ausgang 2.4 erscheint die Zahl X., die in den Eingang eines Subtrahierers 2.5 eingespeist wird. An seinem anderen Eingang 2.7 empfängt der Subtrahierer die Bits mit der höchsten Wertigkeit und in der der Zahl X. entsprechenden Anzahl von dem Ausgang eines in zwei Betriebszuständen betreibbaren umkehrbaren Zählers 2.8. Das Ergebnis der Subtraktion (in der Praxis:sein Komplement) wird dem Eingang 2.19 eines VorwahlZählers 2.20 zugeführt.

Der Wert dieser Zahl wird auf der Grundlage von X. und S /n berechnet, wenn man mit S den Inhalt des Zählers

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2.8 und mit η den Versetzungsfaktor bezeichnet. In dem hier gegebenen Beispiel besitzt das Ausgangssignal 2.8 zwölf Bits und die Verschiebung beträgt sechs Bits, so daß man erhält: η = 2 =64. Für die bei 2.19 eingegebene Zahl erhält man folglich:

i η ~ q n

wenn man den Inhalt des Zählers 2.8 zum Zeitpunkt einer Einspeisung mit S ._.. bezeichnet.

Ferner wird das Vorzeichen des Ergebnisses der Subtraktion, das am Ausgang 2.10 des Subtrahierens auftritt, über eine Vorrichtung 2.25 dem Betriebsartenwahleingang des umkehrbaren Zählers 2.8 zugeführt. Wenn das Vorzeichen posititv ist, arbeitet der Zähler 2.8 als Aufwärtszähler, und wenn das Vorzeichen negativ ist, als Abwärtszähler. Die Anordnung 2.25 bildet einen Pufferspeicher oder Latch mit einem Bit und gibt an seinem mit dem Betriebsartenwahleingang 2.12 des Zählers 2.8 verbundenen Ausgang das Signal (binärer Zustand L oder 0) wieder, das am Ausgang 2.10 im Augenblick einer Eingäbe in den Vorwahlzähler 2.20 auftritt.

Nach einer Eingabe empfängt der Vorwahlzähler 2.20 an seinem Zähleingang über ein NAND-Glied 2.13 Taktpulse.

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Solange nicht alle Ausgänge des Vorwahlzählers 2.20 den binären Zustand L aufweisen, besitzt der Ausgang des NAND-Gliedes 2.15 den Zustand L, so daß die an einem der Eingänge des NAND-Gliedes 2.13 anliegenden Taktpulse an die Zähler 2.20 und 2.8 (am Eingang 2.9) übertragen werden. Dann erreichen sämtliche Ausgänge des Vorwahlzählers 2.20 den Zustand L, wodurch über das NAND-Glied 2.15 bei 2.16 ein Impuls auftritt, der folgendes bewirkt: Die neuerliche Eingabe eines neuen Resultates vom Substrahierer in den Vorwahlzähler 2.20 an dessen Eingabeeingang, die Wiedergabe des neuen bei 2.10 auftretenden Vorzeichens am Eingang 2.12 des Zählers 2.8 über dem Übertragungseingang der Anordnung 2.25, das Auftreten des genannten Impulses bei 2.14, dessen eventuelle Ver-Wendung man später noch erkennen wird, und schließlich die über das NAND-Glied 2.13 erfolgende Blockierung der Zähler 2.20 und 2.8 während dieser Vorgänge. Wenn auch im Prinzip alle diese logischen Operationsschritte augenblicklich erfolgen, muß man doch in der Praxis, insbesondere im Falle einer Verwendung des bei 2.14 auftretenden Impulses, eine Operationszeit (im allgemeinen einen Zeitraum von zwei Taktpulsen) mit Hilfe einer Vorrichtung vorsehen, die zum Verständnis nicht notwendig und daher nicht beschrieben ist.

Aus dem vorstehend Beschriebenen ergibt sich, daß zwi-

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sehen zwei aufeinanderfolgenden Eingaben in den Zähler 2.20 der Zähler 2.8 über das NAND-Glied 2.13 eine Zahl von Impulsen erhalten hat, die gleich dem in den Vorwahlzähler 2.20 eingegebenen Wert ist, d.h. daß an seinem Ausgang die angezeigte Gesamtzahl übergegangen ist von

i-1 ^{nach S}i '

S S⁺

+ + i i-

wobei S. = S. , + ( - ——

ι x-1 q η

und der letzte Ausdruck über den Eingang 2.12 mit seinem Vorzeichen genommen wird.

Man verwendet die die höchste Wertigkeit aufweisenden 8 Bits von S.. Man erhält dann das Resultat:

κ -JL

wobei ρ der Wert ist, der sich ergibt, wenn man die Zahl 2 mit dem Wert der Verschiebung potenziert. Das be deutet hier

12 - 8 = 4 und hieraus ρ - 2 = 16,

Hieraus erhält man:

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1 ^Si

i i-l η ρ . q

Es soll ein stabiler Wert (konstanter Eingangswert) von R, gesucht werden, d-h. R. = ^R-_i· Hiermit erhält man

^Ri * ^' ¹ ⁺-T-⁾⁼FT

R. = -^- . S.
i P » q ι

In dem vorliegenden Beispiel ergibt das mit den Werten

P= 16, q = 4, n=64

das Ergebnis R. = S.. Dies ist vollständig normal, da S. und R. durch dieselbe Anzahl von Bits ausgedrückt werden.

Die am wenigsten signifikanten Bits (Y_Q und Y,) werden in einen der Eingänge eines Subtrahierers 2.1 eingespeist, dessem anderen Eingang zwei der Zahl R. zugeordnete Bits (hier durch die Ausgänge a und b des Zählers 2.8 bezeichnet) zugeführt werden. Das Ergebnis der Subtraktion am Ausgang 2.29 wird dem Eingang der Einrichtung 2.24 zugeführt, wobei das Vorzeichen dieser Einrichtung über die Leitung 2.30 zugeführt wird. Die Einrichtung 2.24 empfängt ferner am Eingang 2.17 die Impulse, die von der Stelle 2.16 kommen. Die Einrichtung 2.24 hat folgende Aufgabe: Wenn an ihren dem Subtrahierer 2.1 zu-

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wandten Eingängen eine Zahl d auftaucht (hier mit einem Wert zwischen O und 3), gibt die Vorrichtung 2.24 an einem Ausgang (von denen es hier zwei gibt) d mal in vier möglichen Fällen ein Signal mit dem Zustand L ab. Vier mögliche Fälle gibt es deswegen, weil hier die Zahl der am wenigsten signifikanten Bits 2 ist. Die Male, zu denen das Signal abgegeben wird, werden durch die Impulse aufeinanderfolgend ausgelöst, die am Eingang 2.17 eintreffen. Es gibt zwei Ausgänge, die zu 2.3 hinführen, von denen je nach dem Wert des über die Leitung 2.30 eintreffenden Signales (Zustand L oder O) entweder der eine oder der andere das Resultat gibt. Das bei 2.3 eintreffende Signal wird dem Übertragungseingang des Subtrahierers 2.5 zugeführt, entweder als positiver übertrag (dem bei 2.6 eintreffenden Wert wird eine 1 hinzugefügt) oder als negativer Übertrag (dem bei 2.7 eintreffenden Wert wird eine 1 hinzugefügt). Daraus folgt, daß, wenn zwischen R. und S. bei den Bits mit der niedrigsten Wertigkeit eine Abweichung von beispielsweise 1 auftritt (d.h. 1/4, bezogen auf die Basiseinheit), fügt die Vorrichtung dem Ergebnis in dem Subtrahierer 2.5 einmal in vier Fällen algebraisch die Zahl 1 hinzu. Man kann bemerken, daß dies es ermöglicht, in einem Verhältnis (hier 4) die Geschwindigkeit der Nachführung zu erhöhen.

Mit der Vorrichtung gemäß der Fig. 2a erhält man fol-

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gende Ergebnisse:

a) Man hat ständig das Resultat der Nachführung, die Zahl R., zur Verfügung; das Verfahren ist kohärent.

b) Diese Zahl kann selbst während ihrer Abänderungen

und während der Bestimmung der Zündzeitpunktverstellung bzw. -vorverstellung verwendet werden.

v,

c) Man kann mehrere Zähler und danit mehrere Leistungskreise (Mehrzylindermotoren) sogar gleichzeitig steuern.

d) Das vorgeschlagene Verfahren ist besonders schnell, was das Zählverfahren anbelangt, da die gesamte Zeit (mit.Ausnahme dessen,was für die Dauer der neuerlichen Eingabe und der Übertragung gesagt wurde) verwendet wird, um R. zu korrigieren. Dies bewirkt in der Zeit eine variable Dämpfung der Gewichtung der Eingabewerte (angestrebtes Ziel).

Ein anderes Verfahren "durch Abzählung" bestünde darin (Fig. 2b), das Abzählen der Eingabezyklen am Vorwahlzähler 2.20 durch ein Multiplikationsverfahren unter Verwendung eines Binärmultiplikators (Binary rate multiplier) zu ersetzen, der an seinen Codeeingängen mit den Ausgangswerten des Subtrahierens und an seinem Takteingang

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mit einer festen Frequenz gespeist wird. Die vom Binärmultiplikator (BRM) abgegebene veränderliche Ausgangsfrequenz (moduliert durch das Resultat der Subtraktion) wird auf den Takteingang eines umkehrbaren Zählers gegeben, dessen Betriebsart ebenfalls durch das Vorzeichen des Ergebnisses des Subtrahierers gesteuert wird. In der schematischen Darstellung gemäß der Fig. 2b ist ein derartiges System ohne weitere Beschreibung wiedergegeben.

Die Fig. 3a zeigt (zur Erinnerung), wie die Eingabe mit nicht verschwindendem Übertrag bei den Vorrichtungen gemäß den oben genannten DE-OSen, auf deren Inhalt ausdrücklich Bezug genommen wird, erfolgt. Eine bei 3.0 schematisch dargestellte Taktgebereinrichtung erinnert beispielsweise an das Verfahren, bei dem es sich um die Interpolation von Geschwindigkeitswerten handelt, und liefert folgende Signale:

a) Bei 3.01 ein Signal, das im allgemeinen den binären Zustand L aufweist und das über das NAND-Glied 3.1 die Impulse von der Drehzahlmeßeinrichtung zum Zähler 3.3 gelangen läßt und von dort zum Zähler 3.4.

b) Dieses Signal unterbricht periodisch (mit der Meßfrequenz) den Zählvorgang (Übergang zum Nullzustand).

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c) Während der Unterbrechung gibt die Taktgebereinrichtung 3.0 von ihrem Ausgang 3.02 ein Transfersignal an den Eingang 3.6 des Pufferspeichers 3.5, der an seinen Ausgängen 3.7 das wiedergibt, was an den Ausgängen des Zählers 3.4 im Augenblick des Auftretens des Transfersignales enthalten war. Dieser Wert stellt den Eingabewert dar (genauer gesagt, den sich auf die Geschwindigkeit beziehenden Teil des Eingabewertes).

d) Nach oder während der Unterbrechung stellt die Taktgeber einrichtung 3.0 über den Ausgang 3.03 den Zähler 3.4 auf Null, nicht jedoch den Zähler 3.3.

Man erhält daher wohl eine brauchbare Arbeitsweise durch Übertrag, jedoch mit der Meßfrequenz. Man kann die von der Taktgebervorrichtung gelieferte Abtastfrequenz mit der Interpolationsfrequenz koppeln, wodurch sich eine Verringerung des Aufwandes ergibt, wie dies in den vorstehend genannten DT-OSen gezeigt und beschrieben ist, worauf wieder ausdrücklich verwiesen sei.

In bestimmten Fällen ist diese Einsparung nicht gerechtfertigt/und die Fig. 3b zeigt ein Mittel zur Entkoppelung der Interpolationsfrequenz im Rahmen des fundamentalen Verfahrens variabler Eingabewerte, ohne Beziehung zu der Meßfrequenz.

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Das Element 3.0 arbeitet in der gleichen Weise wie in dem in Fig. 3a dargestellten Fall. Es liefert jedoch auch ein Transfersignal an einen Pufferspeicher oder Latch 3.21, der in der Ausführungs gemäß Fig. 3a nicht existiert. Ferner setzt es den Zähler 3.13 zu Null, der die Rolle des nicht auf Null zurückgestellten Zählers 3.3 spielt.

Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Nach Abschluß einer Messung erfolgt wie bei der vorher beschriebenen Vorrichtung entsprechend der Aussendung eines Transfersignales zum Pufferspeicher 3.5 die Abgabe eines Transfers!gnales zu einem Pufferspeicher 3.15. Bis zum darauffolgenden Transfer steht daher der Subwert x. am Ausgang des Pufferspeichers 3.15.

Da der Zähler 3.13 bei jeder Messung ebenfalls auf Null zurückgestellt wird, tritt am Ausgang des Zählers 3.13 am Ende der Messung der Wert a (die Bits mit der geringsten Wertigkeit) auf, der nach dem Transfer und bis zum darauffolgenden Transfer (Meßperiode) sich am Ausgang des Pufferspeichers 3.21 befindet. Der Zähler 3.13 fährt nach der Rückstellung auf Null fort zu zählen und während jedes Augenblickes tritt an seinem Ausgang eine Zahl zwischen 0 und 7 auf (hier wurde ein Zähler mit 3 Bit vorausgesetzt, was natürlich nur ein Beispiel

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darstellt). Der Ausgangswert des Pufferspeichers 3.21 wird dem Eingang eines Addierers 3.22 zugeführt. Am anderen Eingang des Addierers 3.22 werden die Ausgangswerte der UND-Glieder 3.23 eingespeist, die hier durch eine Folge von NAND-Gliedern und NICHT-Gliedern dargestellt sind. Der Eingang 3.30 dieser UND-Glieder befindet sich im allgemeinen auf dem binären Zustand Null, so daß der Addierer 3.22 im allgemeinen die Operation (a + O) = a ^ 8 durchführt. Der Gesamtübertrag ^; 8

X X

dieser Addition wird dem Übertragseingang des Addierers 3.24 zugeführt.

Wenn man einen Eingabewert benötigt (beispielsweise wenn man ausgangsseitig des Arbeitsspeichers eine der Fig. 2 entsprechende Schaltungsanordnung verwendet, wobei dieser Augenblick einem Impuls am Ausgang 2.14 mit dem binären Zustand Null entspricht) wird bei 3.30 ein Signal mit dem binären Zustand L eingegeben. Daher wird das Bezugszeichen 2.14 in Fig. 3b mit einem Querstrich versehen .

In diesem Augenblick fügt der Addierer 3.22 der Zahl a eine praktisch zufällige Größe hinzu (den Momentan-

wert am Ausgang des Zählers 3.13). Daraus ergibt sich, daß diese Zahl die gewünschte Norm (hier 3 Bits) hat. Die Wahrscheinlichkeit, daß bei 3.24 ein übertrag ein-

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gegeben wird, ist a proportional. Wenn ein derartiges Ereignis stattfindet, wird der Bruchteil des Wertes χ. zu x_i+1 und man hat das gesuchte Resultat erhalten. Im allgemeinen, wenn man ein Element 2.25 verwendet, wie dies bei der Vorrichtung gemäß der Fig. 2a der Fall ist, genügen "flüchtige" Eingabewerte. Wenn dies nicht der Fall ist, wird man einen Pufferspeicher zwischen der Vorrichtung 3.24 und dem Einspeisungseingang des Speichers anordnen.

Wenn die Eingabewerte als "flüchtige" Werte verwendet werden, beispielsweise um den Vorwahlzähler 2.20 in Fig. 2a zu laden, sind die Glieder 3.30 nicht notwendig. Die Ausgangssignale des Zählers 3.13 werden direkt in den zweiten Eingang des Addierers 3.22 eingespeist, so daß die Summe immer zwischen a und a + 7 schwankt. Daraus folgt, daß die Wahrscheinlichtkeit des Übertrages und damit des Eingabewertes x. , zu einem gegebenen Zeitpunkt a proportional ist. Die Eingabe am Speicher

Ji

ändert sich ständig und die Abtastung wird durch die Benutzung erreicht, d.h. beispielsweise durch das Laden des Vorwahlζahlers 2.2o.

Zwischen zwei Messungen am Zähler 3.13 kann man eine gewisse Anzahl von Eingabewerten an dem Arbeitsspeicher der Rechenanordnung erreichen, um die Interpolationen

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bei jedem Auftreten eines Impulses bei 2.14 durchzuführen. Zu diesem Zweck speist man anstelle der Ausgangswerte des Zählers 3.13 in die Glieder 3.23 den Ausgangswert eines Zufallzahlengenerators bekannter Bauart ein.

Bei jeder neuen Messung an dem Zähler 3.13 löscht man den Rest aus. Auf diese Weise erreicht man eine Entkopplung der Interpolationsfrequenz und der Meßfrequenz.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde eine Drehzahlmeßeinrichtung der in der DE-OS 24 44 635 beschriebenen Art verwendet. Man kann jedoch auch anstelle eines Drehzahlmeßgerätes und eines Eingangszählers zwischen den Eingangsmeßfühlern und dem Arbeitsspeicher der Rechenanordnung einen Konverter benutzen, welcher eine Anzahl von Ausgangswerten liefert, dessen Bits mit der höchsten Wertigkeit dem Pufferspeicher 3.15 und dessen Bits mit der geringsten Wertigkeit der Anordnung 3.21 zugeführt werden. Man verfügt damit am Ausgang des Konverters oder Umformers ständig über ein Meßergebnis und kann mit der durch die Impulse bei 2.14 definierten Frequenz interpolieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das sich in ihr verkörpernde erfinderische Verfahren zur Steuerung der Zündzeitpunktverstellung ist insbesondere zur Steuerung der Zündzeitpunktverstellung bei Motoren mit Fremd-

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zündung oder zur Steuerung der Verstellung des Einspritzzeitpunktes bei Dieselmotoren geeignet. Die von der Drehzahlmeßeinrichtung erzeugten Impulse entsprechen den Drehwinkein des Motors. Wenn die Anzahl dieser Impulse der mit dem Interpolationsverfahren berechneten Anzahl entspricht, wird entweder die Zündung (Motoren mit gesteuerter Zündung) oder die Einspritzung (Dieselmotoren) ausgelöst.

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Valorisation de la Recherche 24. Februar 1978 Neuilly sur Seine / Prankreich _ß/2/kk

u.Z.: Pat 58/1-78M

PATENTANSPRÜCHE

n) Vorrichtung zur numerischen Steuerung der Zündzeitpunktverstellung für eine Brennkraftmaschine mit einer Drehzahlmeßeinrichtung, welche Impulse mit einer Frequenz abgibt, die ein Vielfaches der Frequenz der von einem Meßfühler erzeugten Signale beträgt, dadurch gekennzeichnet , daß sie ferner eine numerische Rechenanordnung (3) aufweist, die für die Betriebsparameter (x, y) der Brennkraftmaschine charakteristische Signale empfängt und eine Interpolation durchführt, um die mit der Frequenz der Interpolation veränderliche

8Ö9835/Ö84S

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und dem Zündwinkel entsprechende Anzahl der von der Drehzahlmeßeinrichtung (2) erzeugten Impulse zu bes timmen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung (3), ihrem Arbeitsspeicher (2.0) nachgeschaltet, eine Schaltungsanordnung zur variablen Dämpfung aufweist, die im wesentlichen eine Subtraktionseinrichtung (2.5), einen umkehrbaren Zähler (2.8) und einen Vorwahlzähler (2.20) aufweist, wobei der Arbeitsspeicher (2.0) der Rechenanordnung (3) und der Zähler (2.8) jeweils einen Eingang (2.6 bzw. 2.7) der Subtraktionseinrichtung mit den Bits höherer Wertigkeit der an ihren Ausgängen liegenden Zahlen speisen, das Ergebnis der Subtraktion dem Vorwahlzähler (2.20) zugeführt wird und dem umkehrbaren Zähler (2.8) Taktpulse in Abhängigkeit dieses Ergebnisses zugeführt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die geringste Wertigkeit aufweisenden Bits der Zahlen am Ausgang des Arbeitsspeichers (2.0) und des umkehrbaren Speichers (2.8) in einer zweiten Subtraktionseinrichtung (2.1) miteinander verglichen werden, die eine Zahl und ein Vorzeichen definierende numerische Signale einer Schaltung (2.24)

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zuführt, welche die Übertragung der Überträge entsprechend ihren Vorzeichen auf die erste Subtraktionsvorrichtung (2.5) bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwahlzähler (2,20) Taktpulse empfängt und jedesmal einen Impuls abgibt, wenn er seine Zählung vollendet hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung (3),ihrem Arbeitsspeicher (2.0) nachgeschaltet, eine Schaltungsanordnung zur variablen Dämpfung aufweist, die im wesentlichen eine Subtraktionseinrichtung (2.5), einen umkehrbaren Zähler (2.8) und einen Binärmultiplikator (BRM) aufweist. wobei die Subtraktionsvorrichtung (2.5) die die höchste Wertigkeit besitzenden Bits der Ausgangszahlen des Arbeitsspeichers (2.0) und des umkehrbaren Zählers (2.8) erhält und dem Multiplikator (BRM) das Ergebnis der Subtraktion zuführt und wobei der Multiplikator (BRM) Taktpulse erhält und den umkehrbaren Zähler (2.8) speist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenanordnung (3), ihrem Arbeitsspeicher (2.0) vorgeschaltet, eine Eingabe-

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de la Recherche » λ λ #* * r / λ λ ί β
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schaltung aufweist, die zwei Addierer umfaßt, von denen der eine die Überträge bestimmt und an den anderen überträgt, der mit der Interpolationsfrequenz
eine Zahl in den Arbeitsspeicher (2.0) eingibt, die
von der Summe aus den die höchste Wertigkeit aufweisenden Bits der am Eingang gemessenen Zahl und den
eventuellen Übertragen gebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Addierer einerseits die die niedrigste Wertigkeit aufweisenden Bits der am Eingang gemessenen Zahl und andererseits eine Zufallszahl empfängt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufallszahl von diesen Bits mit der niedrigsten Wertigkeit gebildet ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Vorwahlzähler (2.20) abgegebene Impuls der Eingabeschaltung zum Auslösen der Interpolation zugeführt wird.
10. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 9 zur Bestimmung der Zündzeitpunktverstellung

bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung.
11. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 9 zur Bestimmung der Verstellung des Einspritzzeitpunktes bei Dieselmotoren.

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