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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Mikroprozessoren enthaltende Steuereinrichtungen in Kraftfahrzeugen
sind z.B. bereits aus folgenden Literaturstellen bekannt: Electronics, January 20,
1977, Seite 102 ff Electronic Design 1, January 4, 1977, Seite 34 ff Elektronik,
1977, Heft 4, Seite 48 ff, SAE-Paper Nr. 750 432, Application of Microprocessors
to the Automobile, Seite 65 ff, etz-b, Band 28 1976, Heft 15 Seite 496 ff, Computer,
August 1974, Seite 33 ff.
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Weiterhin sind fest verdrahtete Rechner zur Steuerung von Vorgängen.im
Kraftfahrzeug, bzw. in der Brennkraftmaschine, z.B. aus der DT-OS 2 504 843 (US-Anmeldung
Nr. 660 858 vom 24.2.1976) bekannt. Ein solcher fest verdrahteter. Rechner hat gegenüber
einem Mikroprozessor-System den Nachteil schlechterer Variabilität, während die
bekannten Mikroprozessor-Systeme in Abhängikeit von der notwendigen Eingabe/ Ausgabe-Einheit
und der davon wiederum abhängigen notwendigen Speicherwerte im Festwertspeicher
aufgrund aufwendiger Programme zur Aufbereitung und Verarbeitung der extern angelegten
Signale mehr oder weniger langwierige und damit langsame Rechenprozesse ausführen
müssen, die insbesondere bei höheren Drehzahlen eine Beschränkung auf Kosten der
Rechengenauigkeit erfahren müssen, oder sie müssen eine entsprechend hohe Anzahl
von bits aufweisen, insbesondere für die Kraftstoffeinspritzung, bei der üblicherweise
mehr als 8 bit benötigt werden.
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In der deutschen Patentanmeldung P 27 32 781.7 ist bereits eine Eingabe/Ausgabe-Einheit
beschrieben, in der verschiedene Rechenoperationen ablaufen. Auf die speziellen
Probleme zur
Erfassung der angesaugten Luftmenge ist jedoch nicht
näher eingegangen.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch weitgehende Verlagerung
von Rechenoperationen, insbesondere Zählvorgängen, in die Eingabe/Ausgabe-Einheit
das Mikrorechner-System mit einer geringeren Bit-Zahl ausgelegt werden kann, insbesondere
8 bit.
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Dabei können gewisse Zählvorgänge, wie die zur Erfassung eines drehzahlabhängigen
Zahlenwerts, sowohl für die Zündung, wie auch für die Einspritzung verwendet werden.
Die Eingabe/Ausgabe-Einheit ist leicht integrierbar und ermöglicht den programmgesteuerten
Ablauf verschiedener Zählvorgänge, für die Mikroprozessoren der heutigen Generation
noch nicht geeignet sind.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung
möglich. Besonders vorteilhaft ist die Auszählung des von der angesaugten Luftmenge
abhängigen Zahlenwerts in der zweiten Zählvorrichtung. Durch diese mehrfache Ausnützung
eines Zählers kann der schaltungsmäßige Aufwand, bzw. der Aufwand für die Integration
verringert werden.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, zur Erhöhung der Genauigkeit
eine Drehzahlerkennung vorzusehen, durch die oberhalb einer festlegbaren Drehzahl
eine um einen bestimmten Faktor längere Zählzeit für die Auszählung der der Luftmenge
proportionalen Zählfrequenz festlegbar ist. Dieser Faktor muß natürlich nach Korrektur
Rechenvorgängen in Abhängigkeit von weiteren Parametern der Brennkraftmaschine wieder
berücksichtigt, d.h. kompensiert werden. Durch diese Methode ist die Erfassung der
Luftmenge auch bei hohen Drehzahlen mit ausreichender Genauigkeit gewährleistet,
ohne daß dafür bei niedrigen Drehzahlen zu hohe Zahlenwerte in Kauf genommen werden
müssen.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 ein Blockschaltbild eines bekannten Mikrorechner-Systems für eine Brennkraftmaschine,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Blockschaltbild, Fig. 3 eine Dekodiereinrichtung
zur Steuerung der mit dem Datenbus verbundenen Schaltelemente gemäß Fig. 2, Fig.
4 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung.einer drehzahlabhängigen Umschaltvorrichtung
für Zählfrequenzen, Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Zählgenauigkeit
bei verschiedenen Drehzahlen und Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Wi.rkungsweise
des Ausführungsbeispiels.
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Beschreibung der Erfindung Bei dem in Fig. 1 dargestellten Mikrorechner-System
ist ein Mikroprozessor 10 mit einem Arbeitsspeicher (RAM) 11, mit einem Festwertspeicher
(ROM, PROM oder EPROM) 12 sowie mit einer Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 über einen
Datenbus 14 und einen Adressenbus 15 verbunden. In Abhängigkeit von dem zu übertragenden
Imformationsgehalt, bzw. in Abhängigkeit von der Anzahl der anwählbaren Adressen
kann ein solcher Datenbus 14 z.B. aus acht Einzelleitungen und ein Adressenbus 15
z.B. aus drei Einzelleitungen bestehen. Eine die Bauteile 10 bis 12 verbindende
Lese-Befehlsleitung 16 ist über eine Klemme 17 mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13
verbunden und dient dazu, anliegende oder gespeicherte Informationen abzurufen.
Eine die Bauteile 10, 11 verbindende Schreib-Befehlsleitung 18 ist über eine Klemme
19 ebenfalls mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden und dient dazu, Informationen
in Zwischenspeicher einzulesen. Eine Programmunterbrechungs-Befehlsleitung (Interrupt)
20 führt von der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 über eine Klemme 21 zum Mikroprozessor
10. Diese Leitung dient dazu« bei Vorliegen bestimmter Informationen ein gerade
im Mikroprozessor ablaufendes Programm zu unterbrechen. Vom Mikroprozessor 10
führt
eine Lösch-Befehlsleitung (Clear) 22 über eine Klemme 23 zur Eingabe/Ausgabe-Einheit
13. Sie dient dazu, bestimmte Aufangsbedingungen, z.B. bei.einem Programmbeginn,
zu schaffen.
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Ein Frequenzgenerator 24 ist über eine Klemme 25 mit dem Mikroprozessor
10 verbunden, um diesem Baustein eine Grundtaktfrequenz zuzuführen. Vorzugsweise
eine daraus durch Teilung gewonnene Frequenz wird über die Klemme 25 der Eingabe/Ausgabe-Einheit
zugeführt. Eine eine Versorgungsspannung führende Klemme 26 ist mit einer Spannungsstabilisierungsschaltung
27 verbunden, deren stabilisierte Ausgangsspannung einer Klemme 28, sowie sämtlichen
Bauelementen zugeführt ist, die Elektronik beinhalten.
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Eine Eingangsschaltung 29 weist sieben Eingänge 30 bis 36 auf, die
mit externen Signalgebern verbunden sind. Dadurch wird der Jeweilige Zustand, z.B.
einer Brennkraftmaschine an das Rechnersystem gemeldet. Eine mit den Eingängen 30,
31 verbundene Geberanordnung 37 besteht aus einer vorzugsweise mit der Kurbelwelle
einer Brennkraftmaschine verbundenen Zahnscheibe 370, auf der umfangsseitig eine
Vielzahl von Zähnen 371 angebracht sind. Diese Zähne werden durch einen ersten Aufnehmer
372 abgetastet, indem jeder ferromagnetische Zahn in diesem induktiven Aufnehmer
372 eine Flußänderung hervorruft, die ein Spannungssignal zur Folge hat. Die dadurch
erzeugte drehzahlabhängige Signalfolge wird dem Eingang 30 zugeführt. Statt ferromagnetischer
Zähne können auch andere Marken vorgesehen sein, die durch andere Aufnehmer abtastbar
sind. So kann z.B. die Scheibe in Umfangsrichtung sreifenförmig magnetisiert sein
oder eine Lochanordnung aufweisen, die durch optische Vorrichtungen abtastbar ist.
Eine Bezugsmarke 373 ist ebenfalls auf der Scheibe 370 angeordnet. Diese Bezugsmarke
373 kann natürlich auch auf einer anderen Scheibe oder einem anderen Drehteil angeordnet
sein. Die Bezugsmarke 373 wird von einem zweiten Aufnehmer 374 abgetastet und das
Bezugsmarkensignal dem Eingang 31 zugeführt. Weitere Informationen der-Brennkraftmaschine,
bzw. des Fahrzeugs liegen
als Versorgungsspannung U, Temperatur
T, angesaugte Luftmenge L, Stellung des Drosselklappenschalters 38 und Stellung
des Startschalters 39 an den Eingängen 32 bis 36 an. Die Zahl dieser weiteren Informationen
ist noch beliebig erweiterbar und nicht auf die dargestellten Informationen beschränkt.
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Die dargestellten sieben Eingangsinformationen an den Eingängen 30
bis 36 werden in der Eingangsschaltung aufbereitet, entstört und soweit erforderlich,
digitalisiert. Ausgangsseitig werden diese Informationen über die Klemme 40 bis
46 der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 zugeführt. Sofern Informationen an der Eingangsschaltung
29 in analoger Form vorliegen, werden sie durch einen in der Eingangsschaltung 29
enthaltenen Analog-Digital-Wandler, z.B. einen VCO: voltage controlledoscillator,
in Frequenzen umgewandelt. Eine Signalaufbereitung kann z.B. mit Hilfe von Schmitt-Triggern
erfolgen. Zur Entstörung können an sich bekannte Entprell-Schaltungen sowie Schaltungen
zum Schutz gegen Überspannung eingesetzt werden.
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Zwei Endstufenausgänge der Eingabe/Ausgabe-Einheit sind über Klemmen
47, 48 mit Schaltendstufen 49, 50 verbunden, die als Zündungsendstufen ausgebildet
sind. Solche Zündungsendstufen enthalten in bekannter Weise einen Halbleiterschalter
im Primärstromkreis einer Zündspule, in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine
Zündstrecke 51, 52, bzw. Zündkerze geschaltet ist. Eine weitere Schaltendstufe 54
zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung über vier dargestellte Einspritzdüsen 55
bis 58 ist ebenfalls mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 verbunden.
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Die Wirkungsweise des dargestellten, an sich bekannten Mikroprozessors-Systems
ist bekannt und vielfach in der Literatur beschrieben. Neben dem eingangs genannten
Stand der Technik sei in diesem Zusammenhang vor allem auf die Gebrauchshandbücher
der verschiedenen Mikroprozessor-Hersteller verwiesen, in denen detailliert sowohl
der Aufbau und die Beschaltung der einzelnen Bausteine, wie auch deren Wirkungsweise
und
Programmierung beschrieben ist. Aufbauvarianten und'BF"VV tungsmöglichkeiten,
bzw. -Vorschläge sind sehr detailliert angegeben. Als Beispiel sei auf die Handbücher
der Firma RCA V!User Manual for the CDP 1802 Cosmac Microprocessor MPM-201A" und
"RCA, Integrated Circuits, SSD-210, 4-76" verwiesen.
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Im Rahmen eines im Festwertspeicher 12 gespeicherten Programms werden
vom Mikroprozessor 10 extern an der Eingabe/ Ausgabe-Einheit 13 anliegende Informationen
im Zusammenhang mit fest gespeicherten Informationen verarbeitet. Das errechnete
Ergebnis, im vorliegenden Fall die Signale zur Steuerung von Zündung und Einspritzung,
werden den Schaltendstufen 49, 50 , 54, weitergegeben zur Ausführung der gewünschten
Schaltbefehle. Endergebnisse und Zwischenergebnisse werden zum Teil im Arbeitsspeicher
11 zwischengespeichert, um dann bei Bedarf durch den Mikroprozessor wieder abgerufen
zu werden.
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Die Anzahl der verwendeten Mikroprozessoren, Festwertspeicher und
Arbeitsspeicher ist nicht gemäß der Darstellung beschränkt, sondern kann in Abhängigkeit
der zu verarbeitenden Informationen, dem Umfang des.Programms und dem Umfang der
gespeicherten Daten beliebig erweitert werden. Diese Anzahl hängt natürlich auch
vom jeweils verwendeten Bauteiltyp ab, bzw. von dessen Arbeits- und Speichermöglichkeiten.
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In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
die mit dem Drehzahlsignal beaufschlagte Klemme 40 mit dem Takt eingang C eines
ersten Zählers 61 verbunden, dessen Zahlenausgänge über eine erste Torstufe 62 mit
dem Datenbus 14 verbunden sind. Die vorzugsweise als Parallelschaltung verschiedener
Transmissions-Gatter ausgebildete erste Torstufe 62 wird über eine Klemme 63 gesteuert.
Die das Bezugsmarkensignal führende Klemme 41 ist sowohl mit dem Rücksetzeingang
R des Zählers 61, wie auch über ein Zeitglied 64 mit dem Toreingang (Carry In) CI
dieses Zählers 61
verbunden. Das Zeitglied 64 ist für die vorliegende
digitale Schaltungsausführung vorzugsweise ebenfalls als Zähler ausgebildet, der
eine Festfrequenz bis zu einen bestimmten Zählerstand zählt. Die dargestellte Schaltungsausführung
61 bis 64 zur Ermittlung eines drehzahlabhängigen Zahlenwerts kann in vielfacher
Weise realisiert werden, z.B. auch gemäß der deutschen Patentanmeldung P 27 32 781.7.
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Der Datenbus 14 ist weiterhin über einen ersten Zwischenspeicher 65,
dessen Übernahmeeingang über eine Klemme 66 gesteuert wird, mit den Setzeingängen
des zweiten Zählers 67 verbunden, dessen Überlaufausgang (Carry Out) CO mit dem
Rücksetzeingang R eines Flipflops 68 verbunden ist. Der Setzeingang des Flipflops
68 wird über eine Klemme 69 gesteuert. Ein Ausgang des Flipflops 68 ist an die Klemme
53 angeschlossen, und der zweite, komplementäre Ausgang ist mit einem Eingang eines
UND-Gatters 70 verbunden. Die Zahlenausgänge des zweiten Zählers 67 sind über eine
Dekodierstufe 71 an einen zweiten Eingang des UND-Gatters 70 angeschlossen. Soll
der niedrigste Zählerstand dekodiert werden, so kann die Dekodierstufe 71 als UND-Gatter
ausgebildet sein, oder der Ausgang CO wird anstelle dieser Dekodierstufe 71 verwendet.
Die Klemme 69, sowie eine weitere Klemme 72 sind über ein ODER-Gatter 73 mit dem
Ladeeingang (preset enable) PE des zweiten Zählers 67 verbunden.
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Die Klemme 44 ist mit dem Takteingang C eines dritten Zählers 74 verbunden,
dessen Toreingang CI sowie dessen Rücksetzeingang R an den Ausgang des UND-Gatters
70 angeschlossen sind. Die Zahlenausgänge dieses dritten Zählers 74 sind über eine
zweite, über eine Klemme 75 gesteuerte Torstufe 76 mit dem Datenbus 14 verbunden.
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Die die Grundtaktfrequenz führende Klemme 25 ist mit dem Eingang einer
Frequenzuntersetzerstufe 77 verbunden, an deren beiden Ausgängen zwei, vorzugsweise
um den Faktor 4 verschiedene Ausgangs frequenzen anliegen. Diese beiden Ausgangsfrequenzen
sind üher~ eine Uschaltvorrichtung 78 wahlweise
dem Takteingang
C des zweiten Zählers 67 zuführbar.
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Zur Steuerung von Umschaltvorgängen ist die Umschaltvorrichtung 78
über eine Umschalt-Dekodierstufe 79 mit dem Datenbus 14 verbunden. Die Auslösung
der Schaltbefehle erfolgt über die Klemme 80.
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Die Eingangssignale für die dargestellte Schaltung, sowie für die
in den folgenden Figuren dargestellten Schaltungen sind vorzugsweise mit der Grundfrequenz
gerastert, bzw.
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synchronisiert. Für diesen Zweck notwendige Synchronisierungsstufen
sind jedoch der Einfachheit halber nicht näher dargestellt und aus der eingangs
genannten DT-OS 2 504 843, Fig. 4 bekannt. Die dort gezeigte Schaltung dient gleichzeitig
der Frequenzverdoppelung. Ebenfalls nicht dargestellt sind eventuell an den Ausgängen
benötigte Verstärkerstufen. Sie können je nach Bedarf und Signalpegel vorgesehen
werden.
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Die in Fig. 3 dargestellte Dekodiereinrichtung 100 ist eingangsseitig
mit dem Adressenbus 15 sowie über die Klemmen.17, 19 mit der Lese-Befehlsleitung
16 und der Schreib-Befehlsleitung 18 verbunden. Ausgangsseitig ist die Dekodiereinrichtung
100 mit den Klemmen 63, 66, 69, 72, 75 und 80 verbunden. Die Dekodiereinrichtung
100 ist ebenfalls in der Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 enthalten und dient zum Steuern
der mit den besagten Klemmen verbundenen Torstufen, Zwischenspeichern, Dekodierstufen
und Zählern. In Abhängigkeit von den anliegenden Eingangssignalen erscheint an einer
oder an mehreren Ausgangsklemmen der Dekodiereinrichtung 100 ein Signal, durch das
die jeweils damit verbundene Stufe betätigt wird.. Dadurch kann z.B. ein Signal
eine Torstufe passieren oder ein Zähler einen anliegenden Zahlenwert übernehmen.
Die Reihenfolge dieser Befehle wird über das Programm im Mikroprozessor festgelegt
und als Befehl über die Leitungen 15, 16, 18 ausgegeben.
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Die prinzipielle Wirkungsweise der in den Figuren 2 und 3 dargestellten
Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 im Zusammenhang mit dem in Fig. 1 dargestellten System
wird im folgenden anhand der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Diagramme erläutert.
Wesentlich für die Einspritzung und auch vorteilhaft für die Zündung ist die Erfassung
der angesaugten Luftmenge über einen nicht näher dargestellten Luftmengenmesser.
Falls der verwendete Luftmengenmesser ein analoges Ausgangssignal liefert, muß dieses
in der Eingangsschaltung 29 in eine Frequenz umgewandelt werden, die der Luftmenge
proportional ist. Diese Frequenz wird über die Klemme 44 im Zähler 74 gezählt und
zwar während einer vom Zähler 67 vorgegebenen Zeit. Der Zählerinhalt des Zählers
74 kann jederzeit durch den Mikroprozessor über die Torstufe 76 durch ein Signal
an der Klemme 75 abgefragt werden. Die durch den Zähler 67 vorgebbare Zählzeit kann
einmal durch dort wählbare Zählfrequenzen und zum anderen durch verschiedene Zahlenwerte
vorgegeben werden, die vom Mikroprozessor über den Datenbus 14 und dem Zwischenspeicher
65 in diese Zähler 67 übernommen werden können. Zur Berechnung sowohl des richtigen
Zündwinkels muß die Motordrehzahl n erfaßt werden.
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Dies erfolgt über die Anordnung 61 bis 64. Auf ein Bezugsmarkensignal
an der Klemme 41 hin wird das Zeitglied 64 getriggert und während der Haltezeit
dieses Zeitglieds 64 werden in den Zähler 61 Signale der Geberanordnung 37 eingezählt.
Der erreichte Endzählerstand ist somit drehzahlproportional und kann über die Torstufe
62 durch ein Signal an der Klemme 63 vom Mikroprozessor abgerufen werden. Er liegt
dann im Mikroprozessor vor und kann für die Einspritzung mit verwendet werden. Für
die Einspritzung verwendet man vorteilhafterweise den Kehrwert von n, bzw. einen
geeignet normierten Wert A/n, um im Zahlenbereich günstig zu liegen. Die Division
wird im Mikroprozessor durchgeführt, sie kann jedoch auch durch eine an sich bekannte
digitale Division in der Eingabe/Ausgabe-Einheit erfolgen. Mit dem Resultat Z1 wird
der Zähler 67 auf ein Signal an der Klemme 72 hin geladen und mit einer festen Taktfrequenz
f abwärts gezählt. Während dieser Zeit, die der Periodendauer entspricht liegt am
Ausgang der Dekodierstu-fe 71 ein
1-Signal, durch das der Toreingang
CI des Zählers 74 freigegeben ist. Dadurch wird während dieser Zeit in den Zähler
74 die der Luftmenge proportionale Frequenz eingezählt. Der am Ende der genannten
Zeit vorliegende Zählerstand im Zähler 74 ist der unkorrigierten Einspritzzeit proportional.
Über die Torstufe 76 kann er abgerufen werden und wird im Mikroprozessor durch Korrekturwerte,
die von anderen Einflußgrößen, bzw. Parametern, stammen und ebenfalls in nicht dargestellter
Weise über die Eingabe/Ausgabe-Einheit dem Mikroprozessor zugeführt werden noch
multipliziert. Solche weiteren Parameter können in ähnlicher Weise wie das Luftmengen-Signal
in Zahlenwerte umgewandelt werden und über eine Torstufe in den Mikroprozessor übernommen
werden.
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Dieser modifizierte Einspritz-Zahlenwert Z2 wird auf ein Signal an
der Klemme 69 über den Zwischenspeicher 65 in den Zähler 67 übernommen und ausgezählt.
Während des Auszählvorga.ngs ist das Flipflop 68 gesetzt und gibt an der Ausgangsklemme
53 ein Signal USr ab. Dieses Signal gibt die Einspritzzeit vor und wird durch ein
überlaufsignal am Ausgang CO des Zählers 67, durch das ein Rücksetzen des Flipflops
68 bewirkt wird, beendet.
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Aus Fig. 4, Kurve I, ergibt sich, daß man bei Leerlaufdrehzahlen unter
1.000 Umdrehungen pro Minute mit diesem Verfahren eine gute Genauigkeit erzielen
kann. Bei hohen Drehzahlen werden die Zeiten so kurz und damit die erreichten Zählergebnisse
so klein, daß die Genauigkeit wesentlich verschlechtert wird. Die Kurve generell
durch z.B. höhere Frequenzen anzuheben, hätte den Nachteil, daß man die Zähler für
sehr hohe Zahlenwerte auslegen müßte, die dann bei geringen Drehzahlen erreicht
würden ( vergleiche Kurve II).
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Um dieser Sachlage Rechnung zu tragen wird ab einer bestimmten Drehzahl,
z.B. 1.000 Umdrehungen' pro Minute, die Torzeit für den ZAhier 7h um einen bestimmten
Faktor vergrößert. Im dargestellten Beispiel ist dieser Faktor 4.
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Im Mikroprozessor wird das Überschreiten dieser festlegbaren Drehzahl
erkannt und über den Datenbus 14 sowie über die Dekodiereinrichtung 79 wird die
Umschaltvorrichtung 78 betätigt, wodurch am Takteingang des Zählers 67 nunmehr statt
der Frequenz fl die um den Faktor 4 kleinere Frequenz f2 anliegt. Am Ende des Abwärtszählvorgangs
ab dem Zahlenwert Zl erfolgt wiederum die Umschaltung auf die Frequenz fl, die zum
Abwärts zählen des Zahlenstands Z2 benötigt wird. Unterhalb der einstellbaren Grenzdrehzahl
erfolgen sämtliche Abwärtszählvorgänge mit der Frequenz fl. Durch diese um den Faktor
4 verlangerte Torzeit wird im Zähler 74 ein um den Fakt.or 4 erhöhter Zählerstand
erreicht. Nach Korrekturvorgängen durch andere Kraftfahrzeugparameter im Mikroprozessor
muß der erhaltene Zahlenwert wiederum um den Faktor 4 geteilt werden um die vierfache
Torzeit auszugleichen. Der Faktor 4 ist deshalb günstig, da die entsprechende Multiplikation2
bzw. Division durch einfache Verschiebeoperationen vorgenommen werden kann.
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Ebenso günstig sind alle anderen Zweierpotenzen.
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Statt einer Division um diesen bestimmten Faktor zum Ausgleich der
verlängerten Torzeit kann die Auszählung des Zählerstandes Z2 auch mit einer um
diesen Faktor erhöhten Frequenz ausgeführt werden. Es müßte hierzu eine dritte Frequenz
zur Verfügung gestellt werden.
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Eine analoge Lösung besteht darin, die Periodendauer unterhalb einer
festlegbaren Grenzdrehzahl um einen bestimmten Faktor zu verkürzen, um den maximalen
Zählerstand des Zählers 74 nicht zu überschreiten. Weiterhin ist es möglich zur
Verlängerung oder zur Verkürzung der Torzeit für den Zähler 74 anstelle der Veränderung
der Zählfrequenz für den Zähler 67 dessen Anfangszahlenwert Z1 mit einem Faktor
zu multiplizieren oder zu dividieren.
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Zur Erkennung der wählbaren Grenzdrehzahl kann als Kriterium z.B.
der Endzählerstand des Zählers 6l.oder des Zählers 74
herangezogen
werden. Durch Vergleich solcher2 in regelmäßigen Abständen übernommener Zählerstände
im Mikroprozessor mit dort gespeicherten Vergleichswerten ist es möglich, solche
Drehzahlgrenzen zu erkennen. Eine solche Drehzahlerkennung kann jedoch auch in der
Eingabe/Ausgabe-Einheit 13 erfolgen2 z.B. durch eine Schaltung gemäß Fig. 6.
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Die Beschaltung der Klemmen 40, 41 mit den Bauteilen 612 64 entspricht
Fig. 2. Die Zahlenausgänge des Zählers 61 sind zusätzlich mit Eingängen eines digitalen
Komparators 81 verbunden, dessen Vergleichseingänge vorzugsweise durch feste Verdrahtung
mit dem Zahlenwert X beaufschlagt sind, der dieser Grenzdrehzahl entspricht. Der
Ausgang des Komparators ist mit dem D-Eingang eines D-Flipflops 82 verbunden, dessen
Takteingang an die Klemme 41 angeschlossen ist. Der Ausgang des Flipflops 82 ist
über ein UND-Gatter 83 an den Steuereingang der Umschaltvorrichtung 78 angeschlossen.
Die Klemme 89 ist mit dem Setzeingang S und die Klemme 72 mit dem Rücksetzeingang
R eines Flipflops 84 verbunden, dessen komplementärer Ausgang an einen weiteren
Eingang des UND-Gatters 83 angeschlossen ist.
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Unterhalb der Grenzdrehzahl erreicht der Zähler 61 nie den Zählerstand
X, wodurch am Ausgang des Flipflops 82 und damit am Ausgang des UND-Gatters 83 ständig
ein O-Signal liegt.
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Die Umschaltvorrichtung 78 verbindet somit ständig den Takteingang
des Zählers 87 mit der Frequenz fl. Wird die Grenzdrehzahl und somit der Zählerendstand
X überschritten, so wird das Flipflop 82 durch ein Triggersignal an der Klemme 41
gesetzt und schaltet die Umschaltvorrichtung 78 auf die.
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Frequenz f2 um, sofern am zweiten Eingang des UND-Gatters 83 ebenfalls
ein l-Signal liegt. Dies ist der Fall, wenn-das Flipflop 84 durch ein Rucksetzsignal
U72 rückgesetzt wurde.
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Durch ein Signal U62 wird das Flipflop 84 wieder gesetzt, das UND-Gatter
83 wird dadurch gesperrt und die Umschaltvorrichtung 78 verbindet wiederum den Takteingang
des Zählers 67 mit der Frequenz fl bis ein neues Rücksetzsignal U72 erscheint.
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Nicht für die Erfindung wesentliche Teile der Eingabe/ Ausgabe-Einheit
13 wurden zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen, obwohl sie natürlich für
das Funktionieren des Gesamtsystems notwendig sind. Dies sind insbesondere die Erfa.ssung
der übrigen Parameter der Brennkraftmaschine, sowie deren Aufarbeitung. Im eingangs
angegebenen Stand der Technik ist dies jedoch näher beschrieben.
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Im folgenden sollen in tabellarischer Form im Handel erhältliche Bauteile
aufgeführt werden, die z.B. in den angegebenen Schaltungen Verwendung finden können.
Die angegebenen Bauteile stammen sämtliche von der Firma RCA (mit einer Ausnahme)
und sind mit ihrer Nummer bezeichnet: Mikroprozessor 10 CDP 1802 p oder CDP 1802
CD Arbeitsspeicher 11 CDP 1824 Festwertspeicher 12 CDP 1833 CD Zähler 61., 67, 74,
4029 Zwischenspeicher 65 4042 Komparator 81 MC 14 585 (Motorola) Torstufe 62, 76,
4016 Dekodierstufen 71, 79 CD 4556 Umschaltvorrichtung 78 4016 oder 4052 Frequenzuntersetzerstufe
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