DE2917945A1

DE2917945A1 - Maschinen-regelungs-system fuer eine verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2917945A1
Application number: DE19792917945
Authority: DE
Inventors: Edwin A Johnson; Chun-Keung Leung; John J Schira; William R Seitz; John R Wilkinson
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1979-11-15
Anticipated expiration: 1999-05-05
Also published as: AU4616579A; FR2425549B1; JPS54147327A; ATA341479A; JPS649460B2; GB2024462B; GB2024462A; FR2425549A1; SE7904006L; BR7902809A; DE2917945C2; IT7922413A0; IT1112701B; AT381369B

Description

5656/57/58/59/60/65-A

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48076, USA

Maschinen-Regelungs-Systera für eine Verbrennungskraft—

maschine

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen-ßegelungs-Systeme und insbesondere auf ein integriertes Regelungssystem mit geschlossener Regelschleife, bei dem mehr als eine Regel— schleife für die momentane Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle oder der Kurbelwelle der Maschine geschlossen ist.

Elektronische Zünd- und Brennstoff-Regelungssysterne fur Verbrennungskraftm8scbinen werden von der Automobil^Indu— strie und artverwandten Industrien akzeptiert. Die erste Generation elektronischer Steuerungen bestand aus Steuersystemen (offene Schleife), die zunehmend komplexer wurden, als die amtlieh auferlegten Anforderungen anstiegen. Die Anzehllder zu erfassenden benötigten Variablen und ebenso die von Hilfsschaltkreisen, die Korrekturen für diese Variablen lieferten, wuchs mit jedem Anwachsen dieser Anforderungen. Aus dem Grundkonzept der elektronischen Rege-

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lungssysteme für Verbrennungskraftmaschinen war es bekannt, dass, wenn das Regelungssystem als geschlossene Schleife für die Maschine ausgebildet werden könnte, einfachere Systeme entwickelt werden könnten. Dies würde die Zahl der Variablen, deren Erfassung notwendig ist, verringern, die Komplexität der Systeme herabsetzen und gleichzeitig ihre Effizienz verbessern. Die Industrie hat sich mit dem Problem der Auswahl eines geeigneten Maschinenparameters beschäftigt bezüglich dessen die Regelschleife geschlossen werden kann.

K.W. Randall und J.D. Powell von der Stanford University haben in ihren Forschungsarbeiten an einem Projekt, das von dem "Department of Transportation" gefördert wurde, festgestellt, dass für eine maximale Effizienz einer Verbrennungskraftmaschine der Zündzeitpunkt so eingestellt werden sollte, dass ein maximaler Zylinderdruck bei einem Kurbelwellenwinkel von 15 Grad nach der oberen Kolbentotpunktstellung auftritt. Die Ergebnisse dieser Untersuchung wurden in einem abschliessenden Bericht "NO SUDAAR-503" mit dem Titel "Regelung des Wirkungsgrades und der Auspuffemission einer Verbrennungskraftmaschine mit geschlossener Regelschleife" veröffentlicht. ("Closed Loop Control of Internal Combustion Engine Efficiency and Exhaust Emission") Der Bericht enthält ein Blockschaltbild eines Systems mit geschlossener Regelschleife, bei dem ein Sensor den Winkel erfasst, bei dem der Spitzendruck auftritt und wobei dann dieser gemessene Winkel mit dem gewünschten Winkel von 15 Grad verglichen wird. Wenn der gemessene Winkel von dem gewünschten Winkel abweicht, wird ein Fehlersignal erzeugt, das dazu verwendet wird, das Zündzeitsteuersignal zu korrigieren, das in Abhängigkeit von weiteren erfassten Maschinenparametern erzeugt wird.

Vergleichbare Zündregelungssysteme, bei denen die Regelschleife bezüglich des Zylinderdruckes geschlossen ist, sind in den US-Patentschriften 3 957 023 und 3 977 373 beschrieben.

Ein anderes in der US-PS 3 897 766 beschriebenes Zündregelungs-

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system mit geschlossener Regelschleife verwendet einen Drehmomentsensor, der die Verwindung (twist) der Ausgangswelle der Antriebsmaschine misst, um das Drehmoment zu erhalten. Zum Schliessen der Regelschleife für die Maschine werden das gemessene Drehmoment und die Maschinengeschwindigkeit (Drehzahl) verwendet.

Die US-PS 4- 002 155 zeigt ein Zündsteuersystem mit geschlossener Regelschleife, bei dem die durch Klopfen der Maschine erzeugten Vibrationen durch einen an der Maschine befestigten Beschleunigungsmesser erfasst werden. Das System zählt die Zahl der einzelnen "Klingel"-Vibrationen, die bei einer vorbestimmten Winkeldrehung der Kurbelwelle auftreten. Wenn die Zahl dieser "Klingel"-Vibrationen eine vorbestimmte Zahl überschreitet, so wird der Zündzeitpunkt zurückgenommen (verzögert) und wenn die Zahl der "Klingel"—Vibrationen kleiner als eine zweite vorbestimmte Zahl ist, so wird der Zündzeitpunkt vorgestellt.

Die US-PS 4-015 566 zeigt ein Zündzeitsteuersystem mit einer geschlossenen Regelschleife, die bezüglich eines Betriebsparameters der Maschine geschlossen ist. Dieses System misst die Temperatur eines katalytischen Wandlers, die Auspuffgas-Zusammensetzung (insbesondere Stickoxidverbindungen), oder es wird alternativ ein Vibrationssensor verwendet, der einen unrunden (rauhen) Lauf der Maschine feststellt. Die Verwendung des unrunden Laufes (im folgenden mit Rauhigkeit bezeichnet) der Maschine als gemessener Parameter zeigt Ähnlichkeiten mit dem System der oben beschriebenen US-PS 4- 002 155· In einem weiteren System mit geschlossener Regelschleife lehrt die US-PS 4- 026 251, den Zündzeitpunkt schwanken zu lassen und die Regelschleife bezüglich der Maschinendrehzahl zu schliessen.

Das Zündzeitsteuersystem mit geschlossener Regelschleife, bei dem der Zylinderdruck direkt gemessen wird, wie es von Randall und Powell gelehrt und^jj^jd^e^^JS-Patentschriften 3 957 023 und 3 977 373 ausgeführt ist, iils das direkteste und effektivste

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System, wobei der Zylinderdruck der direkteste und effektivste

ist,

Maschinenparameter/bezüglich dessen die Regelschleife geschlossen werden kann. Allerdings erfordert diese Methode, dass ein Druckwandler in zumindestens einen Zylinder der Maschine eingebaut wird, v/o er hohen Temperaturen und hohen Drücken susgesetzt ist. Derartige Drucksensoren sind teuer, haben relativ kurze Lebenserwartungen und erfordern zusätzliche Veränderungen an der Maschine für ihre Anwendung. Alternativ hierzu sind Drucksensoren bekanntgeworden, die so ausgebildet sind, dass sie zusammen mit den Zündkerzen angewandt werden können, jedoch leiden auch diese unter den oben genannten Nachteilen.

Die direkte Messung des Maschinendrehmomentes, wie es von der US-PS 3 897 766 gelehrt wird, ist als abgewandelte Lösung anzusehen, erfordert jedoch einen relativ komplexen und teuren, das Drehmoment messenden Sensor. Die Messung des Einsatzes eines "Klopfens" der Maschine oder der "Rauhigkeit", wie es aus den US-PS 4- 002 155 und 4 015 566 zu entnehmen ist, wird als zu ungenau angesehen, um die heutigen Auflagen zu erfüllen, während das System der US-PS 4- 026 251 als ineffektiv angesehen wird, da weitere Einflussgrössen neben der Zündzeitsteuerung, beispielsweise eine Änderung der Last, die Maschinengeschwindigkeit beeinflussen kann, was zu einer ungenauen Zündzeitsteuerung führt.

Es wurden verschiedene Arten von Brennstoff-Regelungssystemen mit geschlossener Regelschleife für Verbrennungskraftmaschinen entwickelt, bei denen der Regelkreis für verschiedene Maschinenparameter geschlossen wurde. Einer dieser Parameter für den der Regelkreis geschlossen ist, ist die Zusammensetzung des Auspuffgases, wie es aus der US-PS 3 815 561 zu entnehmen ist. Das System der US-PS 3 815 561 verwendet einen Sauerstoff (Og^Sensor, der die Konzentration des Sauerstoffs in dem Auspuffgas misst und die Regelschleife für eine stöchiometrische Mischung von Luft und Brennstoff schliesst. Allerdings wurde gefunden, dass die stöchiometrische Mischung von Luft und Brennstoff für den effektiven Betrieb der Maschine zu fett ist. Es wurden verschiedene Techniken angewandt, um die Ma-

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schine bei mageren Luft/Brennstoff-Verhältnissen zu betreiben, jedoch ist die Möglichkeit, zuverlässige Regelschleifen bei der gewünschten mageren Mischung zu erhalten, durch die Eigenschaften der heutigen Sauerstoffsensoren begrenzt.

Eine weitere Lösung ist der ÜS-PS 3 789 816 zu entnehmen, bei der die Maschinenrauhigkeit als derjenige Parameter erfasst wird, für den die Regelschleife geschlossen ist. Bei diesem System wird die Luft/Brennstoff-Mischung abgemagert, bis ein vorbestimmter Maschinenrauhigkeitspegel erreicht ist. Die Grosse der Maschinenrauhigkeit ist so ausgewählt, dass sie einem Maschinenr-auhigkeitspegel entspricht, bei dem die Luft/ Brennstoff-Mischung so mager wie möglich gemacht ist, bis zu dem Punkt, dass die Bildung solcher Auspuffgase wie HC und CO minimiert ist, ohne dass die Fahreigenschaften des einzelnen Fahrzeuges nicht mehr annehmbar sind. Die Maschinenrauhigkeit, wie sie in dieser Patentschrift gemessen wird, ist die inkrementelle Änderung der Drehgeschwindigkeit der Maschinenausgangswelle. Diese Änderung resultiert aus den einzelnen Drehmomentimpulsen, die von jedem einzelnen Zylinder der Maschine empfangen werden. Das Schliessen der Brennstoff-Regelschleife für die Maschinenrauhigkeit scheint der effektivste Weg zu sein, die Brennstoffausnutzung der Maschine zu maximieren.

Die US-PS 4- 015 572 zeigt ein ähnliches Brennstoff-Regelungssystem, bei dem die Regelschleife für die Maschinenleistung geschlossen ist. In dem dortigen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Auspuffrückdruck als Darstellung der -Maschinenleistung verwendet. Allerdings wurde festgestellt, dass ein gemessenes Drehmoment, ein Zylinderdruck oder ein Zeitintegral des vollständigen Verbrennungsdruckes für eine oder mehrere Maschinenumdrehungen bei einer vorgegebenen Drehzahl alternativ verwendet werden kann. In einer früher angekündigten Broschüre der "Fuel Injection Development Corporation of Bellmawr, New Jersey",mit dem Titel "Breaking the Lean Limit Barrier" hat der Anmelder der US-PS 4- 015 572 postuliert, dass

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der gemessene Parameter die Geschwindigkeit des Schwungrades der Maschine sein sollte.

Bei einem weiteren Brennstoff-Regelungssystem, das die Maschinenrauhigkeit als gemessenen Parameter verwendet, um die Regelschleife zu schliessen, zeigt die US-PS 4 04-4- 236, dass die Drehperioden der Kurbelwelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Umdrehungen der Maschine gemessen werden sollen. Die Differenz wird in einem Aufwärts/Abwärts-Zähler gemessen, der mit einer Frequenz proportional der Maschinendrehzahl zählt.

In einem weiteren Brennstoff-Regelungssystem, bei dem die Rauhigkeit gemessen wird, lehrt die US-PS 4 044 234, die Drehperioden von zwei gleichen Winkelintervallen zu messen, wobei eine von ihnen vor und die andere nach der oberen Totpunktlage jedes Kolbens liegt. Die Änderung der Differenz zwischen den zwei Drehperioden für den gleichen Zylinder wird mit einem bestimmten Bezugswert verglichen und es wird ein ITehlersignal erzeugt, wenn die Änderung den Bezugswert überschreitet. Die US-PS 4 044 235 zeigt ein anderes Rauhigkeitsregelungssystem, bei dem die Perioden von drei aufeinanderfolgenden Umdrehungen verglichen werden, um die Rundheit des Laufes der Maschine zu bestimmen. Die obigen Systeme berücksichtigen verschiedene Wege, mit denen die Maschinenrauhigkeit, die durch verschiedene Einrichtungen einschliesslich Änderungen der Drehgeschwindigkeit des Schwungrades gemessen wird, zum Schliessen der Regelschleife für die Maschine verwendet wird.

Im Stand der Technik sind weitere unabhängige Regelsysteme mit geschlossener Regelschleife bekanntgeworden, bei denen jede Regelung, d.h. Zündzeitpunkt, Brennstoff-Steuerung und Brennstoff verteilung als jeweils getrennte Grossen behandelt werden, während bei der vorliegenden Erfindung ein integriertes Maschinen-Regelungssystem geschaffen wird, bei dem die Regelschleife für jeden überwachten Parameter für einen einzelnen gemessenen Maschinenbetriebsparameter geschlossen wird und insbesondere für die momentane Drehgeschwindigkeit der Kurbel-

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welle der Maschine. Die aus dem einzeln gemessenen Parameter erhaltenen Daten werden auf verschiedene Weisen verarbeitet, um Zeitsteuer- und Brennstoffzufuhr-Korrektursignale zu erzeugen, die durch die Maschine eine Umwandlung der Verbrennungsenergie in einen Drehmoment optimieren.

Die vorliegende Erfindung zeigt ein Maschinen-Regelungssystem mit geschlossener Regelschleife, die für die Charakteristiken von Drehmomentimpulsen geschlossen wird, die auf die Ausgangswelle der Maschine durch die Verbrennung eines Luft/Brennstoff-Gemisches in den entsprechenden Verbrennungskammern einwirken. Das Regelungssystem erfasst die momentane Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle und erzeugt Geschwindigkeitsprofilsignale für jeden Drehmomentimpuls, was die momentane Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle als Funktion des Wellendrehwinkels anzeigt. Die Geschwindigkeits-Profilsignale werden verarbeitet, um Signale zu erzeugen, die zumindest zwei ausgewählte Charakteristiken der Drehmomentimpulse anzeigen, wobei jede der ausgewählten Charakteristiken sich in bekannter Weise mit der Abweichung von zumindest einem Maschinen-Arbeitsparameter der Maschine von einem gewünschten Wert variieren. Es werden Korrektursignale erzeugt, die die Abweichungen der Maschinen-Arbeitsparameter von den gewünschten Werten anzeigen. Diese Korrektursignale werden aus Signalen abgeleitet, die die ausgewählten Drehmomentimpuls-Charakteristiken anzeigen. Die Korrektursignale modifizieren die Brennstoffzufuhr- und Zeitsteuersignale, die von einem Maschinen-Regelungssystem erzeugt werden, wobei die Abweichungen der ausgewählten Maschinen-Arbeitsparameter von den gewünschten Werten minimiert werden. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind Schaltkreise gezeigt, die aus den Geschwindigkeits-Profilsignalen Signale ableiten, die die Maschinenrauhigkeit, die Zeitsteuerung und das Drehmoment anzeigen, von denen Korrektursignale abgeleitet werden, die die Brennstoffzufuhr- und Zeitsteuersignale modifizieren, um die Arbeitsweise der Maschine zu regeln.

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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein integriertes Maschinen-Regelungssystem mit geschlossener Regelschleife zu schaffen, bei dem die Brennstoffzufuhr- und Zeitsteuerfunktionen den Regelkreis für einen einzeln gemessenen Maschinen-Ausgangsparameter schliessen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine geschlossene Maschinenrauhigkeits-Regelschleife für die momentane Drehgeschwindigkeit der Maschinenkurbelwelle geschlossen ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein normiertes Maschinenrauhigkeitssignal aus der momentanen Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine zu erzeugen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Waralauf-Regelungssystem für ein Maschinenrauhigkeits-Regelungssystem mit geschlossener Regelschleife zu schaffen, bei den: die Warmlauf-Anreicherung eine Funktion der Maschinentemperatur und der Maschinenlast ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein geschlossenes Zeitregelungssystem zu schaffen, bei dem die Regelschleife für die momentane Drehgeschwindigkeit der Maschinen-Kurbelwelle geschlossen ist, um die Zeitsteuerfunktionen für jede Verbrennungskammer einzeln zu regeln.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, aus der momentanen Drehgeschwindigkeit der Maschinen-Kurbelwelle Korrektursignale zu erzeugen, die einzeln die Brennstoffzufuhr zu jeder Verbrennungskammer der Maschine korrigieren, um die Drehmomentverteilung für jede Verbrennungskammer der Maschine für das Gesamtausgangsdrehmonient der Maschine auszugleichen.

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Diese und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen deutlicher. Die oben angegebenen Aufgaben bzw. Ziele der vorliegenden Erfindung werden durch die im Patentanspruch Λ angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zusammengefasst schafft die vorliegende Erfindung ein integriertes Maschinen-Regelungssystem mit geschlossener Regelschleife, bei dem die Brennstoffzufuhr- und Zeitsteuerfunktionen der Maschine den Regelkreis bei einer Messung der momentanen Drehgeschwindigkeit der Maschine schliessen. Es werden Signale erzeugt, die das Profil jedes Drehmomentimpulses anzeigen, der auf ein drehbares Ausgangsteil der Maschine einwirken,und zwar aufgrund des Verbrennens eines Luft/Brennstoff-Gemisches in den Maschinen-Verbrennungskammern. Diese Signale werden elektronisch analysiert, um Störungen zu erfassen, die durch Abweichung von mindestens zwei verschiedenen Maschinen-Betriebsparametern von gewünschten Werten verursacht sind. Es werden Rückkopplungs-KorrektursignaIe erzeugt, die die Grosse der erfassten Störung anzeigen, um die Brennstoffzufuhr- und Zeitsteuerfunktionen vor; Maschinen-Steuerungseinrichtungen zu korrigieren, um die Abweichungen zwischen den tatsächlichen Werten der Maschinen-Betriebsparameter und den gewünschten Werten zu minimieren. Die Korrektursignale können über eine Zjstands— variablen-Matrix an die Maschinen-Regelungseinrichtungen angelegt werden, wobei in dieser Matrix die Regelung von zumindest einem Maschinenparameter als Funktion der mindestens zwei" verschiedenen Korrektursignale integriert wird.

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IS

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines .Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren ausführlicher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die mechanische Beziehung zwischen dem Kolben und der Kurbelwelle einer typischen Maschine;

Fig. 2 einen Kurvenverlauf des Druckprofiles in einem Zylinder der Maschine als Funktion der Drehstellung der Kurbelwelle;

Fig. 3 einen Kurvenverlauf eines Drehmomentimpulses, der auf die Kurbelwelle der Maschine einwirkt;

Fig. 4-, 5 und 6 Kurvenverläufe, die die Drehmomentimpulse für die Kurbelwelle einer Maschine für einen Arbeitszyklus einer 4-, 6-bzw. 8-Zylindermaschine darstellen;

Fig. 7 den Kurvenverlauf der momentanen Drehgeschwindigkeit (w) der Kurbelwelle einer 8-Zylindermaschine;

Fig. 8 ein Blockschaltbild des erfindungsgemässen Zündzeit-Regelungssystem mit geschlossener Regelschleife;

Fig. 9 sin Blockschaltbild einer analogen Ausführungsform des Zündzeit-Regelungsschaltkreises mit geschlossener Regelschleife der Fig. 8;

Fig. 10 ein Schaltbild eines analogen θ -Generators, der in Fig. 9 gezeigt ist;

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer digitalen Ausführungsform eines Zundregelungsschaltkreises mit geschlossener Regelschleife;

Fig. 12.A ein Histogramm der periodischen Daten, die gemäss der digitalen Ausführungsform der Fig. 11 erzeugt werden;

Fig. 12B ein Histogramm der periodischen Daten, die gemäss dem digitalen Ausführungsbeispiel der Fig. 11 erzeugt werden, wobei Zähne auf einem Radkranz verwendet werden, um die Periodenintervalle zu bestimmen;

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Zündregelkreises mit geschlossener Regelschleife, der in Fig. 8 dargestellt ist;

Fig. 14-A die tatsächliche Perioden-Wellenform, die entsprechend

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dem Schaltkreis der I¹Ig. 8 erzeugt wird; Fig. 14B die Eechteck-Wellenfunktionen SIGN (sin 2 iri/N) und SIGN (cos 2 Hl/N);

Fig. 140 die tatsächlichen Funktionen sin 2"ΠΊ/Ν und cos 21Yi/N; Fig. 15 ein detaillierteres Blockschaltbild des bevorzugten

Ausführungsbeispiels der Fig. 13; Fig. 161 und 16B die Aufteilung des Inhaltes von UPM- und MAP-Eegistern in die signifikantesten und die letzten

signifikanten Bits;
Fig. 17 eine typische Drehzahl/Ansaugdruck-Funktion zur Dar-

äUI-

stellung der gezeichneten Zündwinkel;

Fig. 18 eine Folge von Signalen, die die Beziehung zwischen Oszillator- und Taktsignalen und den Signalen DGO bis DGI5 darstellt, die von dem Zeitsteuer- und Regelkreis erzeugt werden;

Fig. 19 eine Folge von Signalen, die die Beziehung und zeitliche Aufeinanderfolge von Signalen MTO bis MT7 und TM7 bis TM10 auf einer anderen Zeitskala zeigen;

Fig. 20 ein Schaltbild eines Funktionsgenerators und eines ersten Teiles des in Fig. I5 gezeigten Phasenerfassungs-Schaltkreises;

Fig. 21 die grundlegenden Zeitsteuersignale, die in Fig. 20 verwendet werden;

Fig. 22 die Signalverläufe, die die Berechnung des Phasenwinkels und der Korrektur des Voreilungswinkels steuern;

Fig. 23 ein Schaltbild des in Fig. I5 gezeigten Komparator-, Dividierer-, Arcustangens-ROM- und Ootangens-Korrektur-Schaltkreises ;

Fig. 24 ein Diagramm, das die vier Quadranten zeigt, in denen der Phasenwinkel 0 liegen kann;

Fig. 25 ein Schaltbild des Phasenwinkels-Mittelwert-Schaltkreises, des Komparators und des Akkumulators aus Fig. 15;

Fig. 26 eine graphische Darstellung des Ausganges des Phasenwinkel-Mittelwert-Schaltkreises der Fig. 15;

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Pig. 27 ein Schaltbild des Schaltkreises zur Erzeugung des Einspritzsignales einschliesslich des Verweildauerschaltkreises ;

Fig. 28 eine graphische Darstellung der Umwandlung des Zündwinkels in eine Zeitverzögerung;

Fig. 29 eine graphische Darstellung der Betriebsweise des Verweildauerschaltkreises;

Pig. 30 ein Blockschaltbild des Maschinenrauhigkeits-Regelschaltkreises mit geschlossener Regelschleife;

Pig. 31 eine graphische Darstellung des Effektes des Vorspannungssignales auf die Brennstoffzufuhr;

Pig. 32 ein Schaltbild des Rauhigkeitssensors;

Pig. 33 ein Signalverlauf, der zur Beschreibung des Rauhigkeitssensors verwendet wird;

Pig. 34- ein Schaltbild eines anderen .Ausführungsbeispieles des Rauhigkeitssensors;

Pig. 35 ein Schaltbild eines Zusatzes zu den in den Pig. 32 und 3^- gezeigten Rauhigkeitssensoren zur Erzeugung eines zweiten Differenz-Rauhigkeits-Signales;

Pig. 36 eine analoge Schaltkreisausführung des Maschinenrauhigkeits-Regelungsschaltkreises mit geschlossener Regelschleife;

Pig. 37 ein Schaltbild eines Warmlauf-Regelungsschaltkreises, der in dem Block der Pig. 36 dargestellt ist;

Pig. 38 ein Schaltbild eines typischen elektronischen Brennstoff-Regelungsrechners, der zum Empfang des von dem Maschinenrauhigkeits-Regelkreis erzeugten Rauhigkeitssignal ausgebildet ist;

Pig. 39 eine Polge von Signalen, die zur Erläuterung der Arbeitsweise des elektronischen Brennstoff-Regelungsrechners der Pig. 38 verwendet wird;

Pig. 4-0 eine graphische Darstellung der Entlade- und Ladeströme als Punktion des Vorspannungssignales V^;

Pig. 41 eine graphische Darstellung der Signalverläufe der Ladung an dem Kondensator der elektronischen Regelungseinheit oder des Rechners für zwei Werte des Vorspannungssignales V^ und die Änderung der Einspritz-

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Fig.	43
Fig.	44
Fig.	45
Fig.	46
Fig.	47
Fig.	48

signale, die durch die elektronische Brennstoff-Regeleinheit erzeugt wird;

Fig. 42 den Signalverlauf, der das Druckprofil in einem Zylinder darstellt, der zur Erläuterung der Arbeitsweise des Brernistoff-Verteilungssystems mit geschlossener Regelschleife verwendet wird; ein Blockschaltbild des Brennstoff-Verteilungs-Regelkreises;

ein Blockschaltbild, das den Brennstoff-Verteilungs-Regelkreis detaillierter darstellt; ein Schaltbild eines f^ (0)-Generators, der in Fig. dargestellt ist;

eine Folge von Signalen, die zur Beschreibung des Brennstoff-Verteilungs-Regelkreises verwendet wird; ein Schaltbild des Multiplizierer- und Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreises, der in Fig. 44 gezeigt ist; ein Schaltbild, das detaillierter den Komparator und den Brennstoff-Korrektur-Akkumulator der Fig. 44 zeigt;

Fig. 49 ein Schaltbild, das die Einzelheiten des in Fig. 44 gezeigten Schalters darstellt und die Anwendung des Brennstoff-Korrektursignales bei einem elektronischen Brennstoff-Regelungsrechner;

Fig. 50 ein Blockschaltbild eines Zeitsteuer-Verteilungs-Regelkreises;

Fig. 51 ein Schaltbild, das die Anwendung des Zeitsteuer— Korrektur-Signales bei einem Zündzeit-Regelkreis zeigt;

Fig. 52- ein Schaltbild, das die Anwendung des Zeitsteuer-Korrektursignales bei einem Einspritz-Zeitsteuer-Regelkreis darstellt;

Fig. 53 ein Schaltbild, das die Anwendung des Zeitsteuer-Korrektur signaIes auf einen vereinfachten Einspritz-Zeitsteuer-Regelkreis darstellt;

Fig. 54- ein Blockschaltbild eines integrierten Maschinen-Regelungssystem mit geschlossener Regelschleife, das eine Mehrzahl geschlossener Regelschleifen aufweist,

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die ,jeweils für die momentane Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine geschlossen sind;

Fig. 55 ein Blockschaltbild eines integrierten Maschinen-Regelungssystems mit geschlossener Regelschleife für eine zündfunkengezündete Maschine; und

Fig. 56 ein Blockschaltbild eines integrierten Maschinen-Regelungssystems mit geschlossener Regelschleife, das • eine Zustandsvariablen-Matrix aufweist.

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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsform· Theorie der Wirkungsweise

Vor der Erläuterung des Maschinen-Regelungssystems mit geschlossener Regelschleife, das eine digitale Periodenanalyse (DPA) der momentanen Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine verwendet, wird eine kurze Erläuterung der anwendbaren Theorie gegeben. Wenn eine Brennstoff/Luft-Mischung in jeder Verbrennungskammer der Maschine gezündet und verbrannt wird, so wird eine Drehkraft auf die Kurbelwelle der Maschine ausgeübt, die deren Drehung veranlasst. Bezugnehmend auf Fig. 1 ist die auf die Kurbelwelle 1 übertragene Drehkraft eine Funktion des Druckes P, der in der Verbrennungskammer 2 erzeugt wird. Die Verbrennungskammer 2 wird durch eine Wand 3 und einen Zylinderkopf 4- sowie einen Kolben 5 geschlossen und ist durch den Bereich des Kolbens 5, die Länge L eines Hebelarmes

6,. — der an die Kurbelwelle angebracht ist, sowie durch

den Winkel θ zwischen dem Arm und der hin- und hergehenden Bewegungsrichtung des Kolbens begrenzt.

Zuerst sei lediglich ein einzelner Arbeitszyklus betrachtet, wobei das Druckprofil in der Kammer 2 als Kurve 7 in Fig. 2 dargestellt ist, wenn sich der Kolben aufgrund der Drehung der Kurbelwelle auf und ab bewegt. Wenn sich die Kurbelwelle in der durch den Pfeil angezeigten Richtung aus der Stellung θ = -1f zu der Stellung Q=O dreht, so bewegt sich der Kolben von seiner untersten Stellung zu seiner obersten Stellung und der Druck in dem Zylinder vergrössert sich wie dargestellt. Die oberste Stellung des Zylinders wird üblicherweise als obere Totpunktstellung (TDO) des Kolbens bezeichnet. In dem Drehintervall der Kurbelwelle von 9=0 bis θ =1Γ kehrt der Kolben zu seiner untersten Stellung zurück und der Druck verringert sich auf seinen ursprünglichen Wert. Wenn keine Auslass- und Einlassventile, die normalerweise bei 4 Zylinder-Verbrennungskraftmaschinen vorgesehen sind, vorhanden sind, so würde sich das Druckprofil bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle wiederholen. Allerdings öffnen und schliessen sich die Einlass- und

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Auslassventile bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle, so dass der dargestellte Druckzyklus nur einmal pro je zwei Umdrehungen auftritt.

Wenn die Kammer 2 mit einer brennbaren Luft/Brennstoff-Mischung gefüllt ist, die bei einem Winkel Ot gezündet wird, so vergrössert sich der Druck wie in Kurve 8 der Fig. 2. gezeigt und der maximale Druck in der Kammer 2 wird bei einem Winkel ß auftreten. Obwohl der Winkel, bei dem das Luft/Brennstoff-Gemisch gezündet wird, so dargestellt ist, dass er in dem Drehintervall zwischen -if und O liegt, erkennt der Fachmann, dass die Zündung auch so gesteuert werden kann, dass sie in dem Intervall zwischen O und +11* auftritt, nachdem der Kolben den oberen Totpunkt passiert hat.

Der Winkel ß, bei dem der maximale Druck auftritt, ist eine Funktion verschiedener Faktoren, wie z.B. dem Winkel 0( , bei dem die Zündung auftritt, der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle und der Geschwindigkeit mit der das Luft/Brennstoff-Gemisch verbrennt. Im Idealfalle sollte der Winkel, bei dem der maximale Druck auftritt, so gesteuert bzw. festgelegt werden, dass ein maximales Drehmoment auf die Kurbelwelle ausgeübt wird.

Das momentan auf die Kurbelwelle ausgeübte Drehmoment ist eine Funktion der Kraft, die von dem Kolben aufgrund des Druckes in der Kammer 2 erzeugt wird, der Länge L des Hebelarmes 6 und des Winkels Θ. Das Drehmoment Tq, das bei dem Winkel θ erzeugt wird, ist:

Tq = APq L sin θ

wobei A die Kolbenfläche und Pq der Druck in der Kammer 2 bei dem Winkel θ ist. Das vollständige erzeugte Drehmoment T ist:

T = AL ^Ji Pq sin θ d Θ.

Der momentane Wert des Drehmomentes T_Q, der auf die Kurbelwelle aufgrund des Druckes in einem einzelnen Zylinder ausgeübt wird, ist als Kurve 9 der Fig. 3 als Funktion des Winkels θ dargestellt.

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Bei Mehr-Zylindermaschinen wird die Verbrennung des Luft/ Brennstoff-Gemisches in jedem Zylinder ein vergleichbares Drehmoment auf die Kurbelwelle in einer vorbestimmten zeitlich festgelegten Folge ausüben. Es sei eine Vier-Zylinder-Vier-Takt-Verbrennungskraftmaschine betrachtet. Jeder Zylinder erzeugt ein Drehmoment, das einmal pro je zwei Umdrehungen (4TfO der Kurbelwelle auftritt, wie allgemein bekannt, so dass das auf die Kurbelwelle durch die einzelnen Zylinder ausgeübte Drehmoment in einer Abfolge von if Radian-Winkelintervallen auftritt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Drehmomentkurve 9 der Fig. 4 zeigt das auf die Kurbelwelle ausgeübte Drehmoment, wobei der Einfluss der auf die anderen mit der Kurbelwelle verbundenen Kolben ausgeübten Kräfte vernachlässigt ist. Allerdings wird aus Fig. 2 deutlich, dass ein Teil des Drehmomentes, das durch den vergrösserten Druck in einem Zylinder erzeugt wird, dazu verwendet wird, das zu zündende Luft/Brennstoff -Gemisch in dem nächsten Zylinder zu komprimieren. Ein kleinerer Teil des erzeugten Drehmomentes wird auch für die Ansaug- und Auspuffarbeiten der anderen Zylinder verbraucht. Im Ergebnis ist das effektive, an die Kurbelwelle durch die Verbrennung des Luft/Brennstoff-Gemisches in jedem Zylinder angelegte Drehmoment kleiner als das in den.Kurven 9 dargestellte und ist realistischer in der Kurve 10 gezeigt.

Bei G-und 8-Zylindermaschinen werden die resultierenden Drehmomentimpulse, die an die Kurbelwelle angelegt werden, so sein, wie in den Fig. 5 bzw. 6 dargestellt.

Normalerweise ist die Maschine mit einer Einrichtung verbunden, wie z.B. Antriebsrädern eines Automobils, die eine Last für die Kurbelwelle darstellt. Die Drehgeschwindigkeit oder Geschwindigkeit der Kurbelwelle ist offensichtlich eine Funktion der Last als auch des durch die Verbrennung der Luft/Brennstoff-Mischungen in den einzelnen Zylindern erzeugten Drehmomentes. Da die Drehmomentimpulse, wie in Fig. 4 bis 6 dargestellt, periodisch auf die Kurbelwelle einwirken, ändert sich die Drehgeschwindigkeit .der_Kurbelwelle periodisch im Einklang mit den

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Drehmomentimpulsen. Wie in Fig. 7 dargestellt, ändert sich die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle einer mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Maschine bezogen auf Umdrehungen pro Zeitperiode in inkrementellen Werten innerhalb jeder Umdrehung. Die inkrementellen Änderungen w der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle können, obwohl sie relativ klein im Vergleich mit der mittleren Drehgeschwindigkeit sind, erfasst werden. Die Grosse und die Zeit zu der diese inkrementellen Änderungen der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine auftreten, sind eine Funktion verschiedener Maschinen-Betriebsparameter und können durch geeignete Analyse dazu verwendet werden, Rückkopplungssignale für einen oder mehrere der Maschinen-Regelungsparameter zu erzeugen, wodurch die Leistung der Maschine optimiert wird.

Zeitregelkreis für Zündung und Einspritzung

Die Funktion des Zeitregelkreises besteht darin, das Luft/Brennstoff-Gemisch in jeden Zylinder der Maschine (Verbrennungskammer) zu zünden oder alternativ Brennstoff in jeden Zylinder zu einem solchen Zeitpunkt einzuspritzen, dass die durch die Verbrennung des Luft/Brennstoff-Gemisches erzeugte Energie am effektivsten auf die Kurbelwelle übertragen werden kann. Da die Ausbreitung der Flammfront durch das gesamte Volumen der Verbrennungskammer eine endliche Zeit braucht, wird das Luft/ Brennstoff-Gemisch zu einem Zeitpunkt gezündet oder eingespritzt, der vor dem Zeitpunkt liegt, bei dem der Kolben in einer Stellung ist, bei der die durch die Verbrennung des Brennstoffes erzeugte Energie am effektivsten auf die Kurbelwelle übertragen wird. Dies wird allgemein als Zünd- bzw. Einspritzvoreilung bezeichnet. Der Winkel,um den die Zündung oder Einspritzung voreilt, ist eine komplexe Funktion der Maschinendrehzahl, der Maschinenlast, der Temperatur, der Feuchtigkeit, der Frage, wie gut die Luft und der Brennstoff gemischt sind (Turbulenz), des Verdampfungs- bzw. Zerstäubungszustandes des Brennstoffes sowie weiterer^Faktoren, einschliesslich der Zusammensetzung des Brennstoffes selbst.

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Um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen bezieht sich die folgende Erläuterung auf die Zündzeitpunktsteuerung. Allerdings wird der Fachmann ohne weiteres erkennen, dass das beschriebene Zeitregelsystem mit geschlossener Regelschleife gleichermassen auf eine Einspritz-Zeitsteuerung anwendbar ist, wie sie bei funkengezündeten Maschinen und bei Dieselmaschinen mit kleineren Änderungen angewandt werden können, die im Bereich des durchschnittlichen Fachwissens liegen.

Von dem Department of Transpotation an der Stanford University durchgeführte Studien haben experimentell ergeben, dass das beste mittlere Drehmoment (MBT) erhalten wurde, wenn die Druckspitze in den Zylindern bei einem Winkel von etwa 15 Grad nach dem oberen Totpunkt des Kolbens auftrat. Dieses Ergebnis war unabhängig von Feuchtigkeit und barometrischem Druck sowie von weiteren Faktoren. Weitere Forschungen haben ergeben, dass eine direkte Korrelation zwischen dem Druckprofil in der Verbrennungskammer und dem Profil der inkrementellen Änderungen der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle vorhanden ist.

Im einzelnen haben diese Studien gezeigt, dass der Winkel, bei dem die maximale Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle auftritt, direkt mit dem Winkel in Beziehung steht, bei dem die Druckspitze auftritt.

In Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Zündzeitsteuersystems mit geschlossener Regelschleife gezeigt, das auf diesem Prinzip beruht. Fig. 8 zeigt eine typische Verbrennungskraftmaschine 20, deren Arbeitsweise einer Vielzahl von Parametern unterworfen ist, wie z.B. manuellen Eingangsgrössen, die die gewünschte Betriebsgeschwindigkeit der Maschine bezeichnen und weitere Umgebungsparameter, wie z.B. Umgebungstemperatur, Druck- Feuchtigkeit etc. Die manuellen Eingangsgrössen können von einer handbetätigten Drosselklappe oder von einem fussbetätigten Gaspedal stammen, wie es allgemein bei Kraftfahrzeugen üblich ist. Die Luft und der Brennstoff werden in dem gewünschten Verhältnis der Maschine über einen Luft/Brennstoff-

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Verhältnis-Regler zugeführt, in Abhängigkeit von der manuellen Eingangsgrösse, Umgebungsparametern sowie weiteren Maschinen-Betriebsparametern, wie z.B. Maschinendrehzahl, Maschinentemperatur und dem Druck in dem Ansaugkrümmer der Maschine (MAP). Signale für die manuelle Eingangsgrösse, die Umgebungsparameter und die Maschinen-Betriebszustände werden von der Maschine zu dem Luft/Brennstoff-Gemisch-Regler 22 über eine Verbindungsleitung geliefert, wie durch den Pfeil 24- dargestellt. Die Luft und der Brennstoff werden der Maschine über ein Ansaugrohr zugeführt, das symbolisch durch den Pfeil 26 dargestellt ist.

Der Luft/Brennstoff-Gemisch-Regler 22 kann ein typischer mechanisch betätigter Vergaser, ein elektronisches Brennstoff-Regelsystem oder irgendein sonstiges im Stand der Technik bekanntes System sein. Die Einzelheiten von Luft/Brennstoff-Gemisch-Reglern sind im Stand der Technik allgemein bekannt und brauchen zum Verständnis des Zündzeit-Steuersystems mit geschlossener Regelschleife nicht näher erläutert zu werden.

Der Zündzeit-Regelkreis besitzt einen Zündzeitpunkt- und Verteilungsregler 28, der zwei grundlegende Funktionen ausführt. Die erste Funktion ist die Erzeugung eines Zündsignales, das in Abhängigkeit von verschiedenen Maschinen- und Umgebungsparametern errechnet wird, so dass ein maximales Drehmoment auf die Kurbelwelle der Maschine ausgeübt wird, als Ergebnis der Verbrennung des Luft/Brennstoff-Gemisches. Die zweite Funktion ist die Verteilung der Zündsignale, um die entsprechenden Zündkerzen in einer vorbestimmten Abfolge nacheinander mit Energie zu versorgen.

Es ist eine Vielzahl von elektronischen Zündzeit-Steuerkreisen bekanntgeworden, die diese Funktionen ausführen können. Da eine elektronische Regelung des Zündzeitpunktes von einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt rückwärts nicht möglich ist, werden die Zündsignale, die von vorhandenen Schaltkreisen er-

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rechnet werden, als Verzögerungszeit von einem Bezugssignal aus erzeugt, das vor dem gewünschten Zündzeitpunkt liegt. Dieses Bezugssignal wird üblicherweise bei einer vorbestimmten Drehstellung der Kurbelwelle erzeugt, die von einer festen Stellung, wie z.B. dem oberen Totpunkt jedes Kolbens um einen Winkel voreilt.

Die Signale,.die die Information bzw. Daten enthalten, die zum Berechnen der gewünschten"Zündsignale einschliesslich des Bezugssignales benötigt werden, werden von der Maschine zu dem Regler für den Zündzeitpunkt und die Verteilung über die mit dem Pfeil JO bezeichnete Verbindungsleitung zugeführt. Die Verzögerung von dem Bezugssignal 9 wird berechnet und das Zündsignal wird am Ende der berechneten Verzögerung erzeugt. Die Zündsignale werden dann über eine Leitung 32 zu den entsprechenden Zündkerzen geleitet. Die Verteilungsfunktion kann durch einen herkömmlichen mechanischen Verteiler oder durch einen entsprechenden elektronischen Schaltkreis ausgeführt werden, wie im Stand der Technik bekannt.

Ein Signal, das die momentane Kurbelwellengeschwindigkeit (w) anzeigt und ein Signal, das die Kurbelwellenstellung (Θ) anzeigt, werden einem Schaltkreis für die Stellung der maximalen Winkelgeschwindigkeit zugeführt, der ein Signal θ_ erzeugt, das den Kurbelwellenwinkel bezeichnet, bei dem die momentane Geschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine ihren maximalen Wert hat. Das Signal θ wird einem Komparator 36 zugeführt. Der Komparator 36 empfängt weiterhin ein Bezugssignal θ_, das den Kurbelwellenwinkel anzeigt, bei dem die maximale Drehgeschwindigkeit aufgetreten sein sollte. Der Komparator 36 erzeugt ein Fehler- oder Korrektursignal, das dem Regler für Zündzeitpunkt und Verteilung 28 zugeführt wird.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Zündzeitregelkreises beschrieben. Der Regler für Zündzeitpunkt und Verteilung 28 erzeugt Zündsignale, die nacheinander die Zündkerzen der Ma-

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schine mit Energie versorgen, um die Luft/Brennstoff-Mischung in den .Verbrennungskammern der Maschine in Übereinstimmung mit den erfassten Betriebsparametern der Maschine zu zünden. Wenn der Brennstoff in jeder Verbrennungskammer verbrannt wird, wird eine Folge von Drehmomentimpulsen auf die Kurbelwelle der Maschine ausgeübt, was veranlasst, dass sich die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle wie in Fig. 7 gezeigt, ändert. Die Signale θ und w, die die momentane Drehposition und -geschwindigkeit der Kurbelwelle anzeigen, werden dem Schaltkreis für die Stellung bei maximaler Geschwindigkeit 34 zugeführt, der das Signal θ erzeugt, das den Kurbelwellenwinkel anzeigt, bei dem die maximale Kurbelwellengeschwindigkeit für jeden Drehmomentimpuls auftritt.

Der Komparator 36 vergleicht das Signal θ mit dem festen Bezugssignal Θ-D, das den Kurbelwellenwinkel anzeigt, bei dem die maximale Drehgeschwindigkeit aufgetreten sein sollte und er erzeugt ein Fehler-oder Korrektursignal €. Der Regler 28 führt zum Zeitpunkt und Verteilung stellt das Zündsignal vor oder zurück, in Abhängigkeit von dem Korrektursignal £, so dass die Differenz zwischen nachfolgenden θ und θ-ρ minimiert wird. Auf diese Weise ist die Regelschleife durch die Maschine geschlossen, so dass das maximale Drehmoment an die Kurbelwelle geliefert wird, als Ergebnis der Verbrennung der Luft/ Brennstoff-Mischung in jedem Zylinder.

In Fig. 9 ist ein analoges Ausführungsbeispiel des Zündzeitregelkreises dargestellt. In Fig. 9 ist der Regler 22 für das Luft/Brennstoff-Verhältnis zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt, obwohl er in der Praxis vorhanden ist.

Fig. 9 zeigt einen Kurbelwellengeschwindigkeitssensor 38, der ein Signal w erzeugt, das die momentane Geschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine bezeichnet. Das Signal w wird in einem Differenzier-Schaltkreis 40 (dw/dt) differenziert und erzeugt ein Signal w, das die erste Ableitung nach der Zeit darstellt. Das Signal w wird einem Null-Durchgangsdetektor 42

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zugeführt, der jedesmal dann ein Signal erzeugt, wenn w von einem positiven Wert zu einem negativen Wert durch Null geht. Dieses Signal wird einem Abtasteingang eines Abtast- und Halteschaltkreises 44 zugeführt.

Ein Θ-Bezugs-Generator 46 erzeugt jedesmal dann ein Signal Q^, wenn die Kurbelwelle der Maschine eine vorbestimmte Drehstellung durchläuft, die vor der Winkelstellung liegt, bei der die maximale Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle gewünscht ist. Das Signal θ kann bei Kurbelwellenwinkeln erzeugt werden, die anzeigen, wenn jeder Kolben seine angenommene obere Totpunktstellung oder irgendeinen anderen gewünschten Winkel erreicht hat. Das Signal θ und das Signal w für momentane Geschwindigkeit werden einem Θ-Signal-Generator 48 zugeführt, der ein analoges Signal θ erzeugt, das die Winkelstellung der Kurbelwelle bezogen auf den Winkel θ darstellt. Der/Fig. 10 gezeigte Schaltkreis ist ein Ausführungsbeispiel des Θ-Generators 48. Das Signal θ wird weiterhin dem Abtast- und Halteschaltkreis 44 eingegeben, der ein Signal θ ausgibt, das den Wert von θ zu dem Zeitpunkt angibt, zu dem ein Signal von dem negativ-gehenden Null-Durchgangs-Detektor 42 empfangen wird. Das Ausgangssignal θ wird in dem Komparator 36 mit dem Bezugssignal θ-η verglichen, das den gewünschten Wert von θ anzeigt. Der Komparator 36 erzeugt ein Fehler- oder Korrektursignal £, das dem Zündzeitpunkt und Verteilungs-Schaltkreis 28 zugeführt wird, der das Korrektursignal dazu verwendet, den Zeitpunkt zu verändern, zu dem das Zündsignal erzeugt wird, um das Signal £ auf Null zu verringern.

]?ig. 10 zeigt Einzelheiten des Schaltkreises des Θ-Generators 48. Der Schaltkreis erhält elektrische Energie von einer geregelten Quelle an dem mit A+ bezeichneten Anschluss und empfängt das Signal w an einem Anschluss 52. Das Signal θ wird von einem magnetischen Aufnehmer 5^ erzeugt, der das Vorbeilaufen jedes Zahnes 56 an einem Zahnrad 58 erfasst, das an der Kurbelwelle der Maschine befestigt ist. Ein Verstärker 60 empfängt die von dem magnetischen Aufnehmer 54 erzeugten Signale

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— 4? —

und erzeugt jedesmal dann einen kurzen positiven Impuls, wenn ein Zahn 56 den magnetischen Aufnehmer 54 passiert. Der Ausgang ■ des Verstärkers ist mit der Basis eines Transistors 62 verbunden, dessen Kollektor mit einer Elektrode eines Kondensators 64 verbunden ist, und sein Emitter ist mit der. anderen Elektrode des Kondensators 64 mit gemeinsamer Masse verbunden. Der Anschluss 52. ist mit der Basis eines Transistors 66 verbunden, dessen Kollektor mit dem mit A+ bezeichneten Anschluss verbunden ist, und sein Emitter ist mit dem Kollektor des Transistors 62 verbunden und mit der einen Elektrode des Kondensators 64.

Die Arbeitsweise dieses Schaltkreises ist wie folgt: Wenn ein Zahn 56 den magnetischen Aufnehmer 54- passiert, erzeugt der Verstärker 60 einen kurzen positiven Impuls, der den Transistor 62 voll leitend macht, wodurch der Kondensator 64 entladen wird. Das an der Basis des Transistors 66 empfangene Signal steuert seine Leitfähigkeit. Der Stromfluss durch den Transistor 66 lädt den Kondensator 64 mit einer Geschwindigkeit, die dem Wert des Signales w proportional ist, so dass der Betrag der Ladung an dem Kondensator 64 ein Mass für die Drehstellung θ der Kurbelwelle ist, bezogen auf den Bezugspunkt, der durch den Ort des Zahnes 56 bestimmt ist. Jedesmal wenn ein Zahn den magnetischen Aufnehmer 54- passiert, wird der Kondensator 64 entladen und danach wird ein analoges Signal, das den Winkel θ darstellt, erzeugt, bezogen auf den Ort des Zahnes. Da die Geschwindigkeit,mit dem der Kondensator 64 aufgeladen wird, proportional der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle ist, ist der momentane Wert des Signales 0 eine Funktion des Winkels, um den sich die Kurbelwelle seit den vorhergehenden Bezugssignalen Q^ gedreht hat.

Fig. 11 zeigt ein digitales Ausführungsbeispiel des Zündzeitregelkreises. Ein magnetischer Aufnehmer 54- erfasst das Passieren des Zahnes 56 auf dem Rad 58 und versorgt einen Verstärker 60 mit Energie, damit er einen kurzen Impuls (Signal ©_r) jedesmal dann erzeugt, wenn ein Zahn den magnetischen Auf-

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~⁴³~ 2817945

nehmer 54- passiert, wie oben bei Fig. 10 erläutert. Das Signal θ_ρ wird dem Rücksetzeingang eines Zählers 68 und dem Zündzeit- und Verteilerschaltkreis 28 zugeführt. In der Kurbelwelle ist ein zweites Zahnrad 70 befestigt und dreht sich mit ihr, wobei das Zahnrad eine Vielzahl von Zähnen 72 aufweist, die in kleinen Winkelinkrementen längs seines Umfanges angebracht sind. Beispielsweise kann das Rad 70 <ier Starterkranz bzw. Drehkranz der Maschine sein, der an dem Schwungrad der Maschine angebracht ist. Ein magnetischer Aufnehmer 74- erfasst das Passieren Jedes Zahnes 72. Ein Verstärker 76 empfängt die von dem magnetischen Aufnehmer erzeugten Signale und erzeugt ein Impulssignal, dessen Dauer gleich dem Intervall zwischen den aufeinanderfolgenden Zähnen ist. Der.Ausgang des Verstärkers 76 ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 78 verbunden und mit dem Zähleingang eines Zählers 68. Der andere Eingang des UND-Gatters 78 empfängt Impulse, die von einem Oszillator 80 erzeugt werden. Die von dem Oszillator 80 erzeugten Impulse haben eine wesentlich höhere Wiederholungsgeschwindigkeit bzw. Frequenz als die Geschwindigkeit, mit der der Zahn 72 den magnetischen Aufnehmer 74- passiert. Die Zahl der von dem Oszillator 80 erzeugten und zu dem UND-Gatter 78 übertragenen Impulse wird in dem Zähler 82 gespeichert. Die Zahl der Impulse in dem Zähler 82 bezeichnet das Zeitintervall oder die Periode zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen auf dem Rad 70. In Fig. 12A ist ein Periodenprofil dargestellt, das die Anzahl von Impulsen zeigt, die in den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen auf dem Rad 70 während eines vollständigen Drehmoment-Impulszyklus gezählt werden. Da die Periode (T) der Reziprokwert der Winkelgeschwindigkeit w ist, d.h. T = 1/w, ist die Winkelgeschwindigkeit ein Maximum, wenn das Periodenprofil sein Minimum hat und umgekehrt.

Die in dem Zähler 82 gespeicherten Zählinhalte zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen werden zu einem Register 84- für den alten Wert übertragen und einem Subtrahierschaltkreis 86 zugeführt. Der Subtrahierschaltkreis 86 empfängt weiterhin die

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Zahl von Zählschritten, die in dem Register 84 für den alten Wert von dem vorhergehenden Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen auf dem Rad 70 gespeichert sind und gibt eine Zahl aus, die die Differenz zwischen dem in dem Register für den alten Wert gespeicherten Wert und dem neuen Wert. ist. Diese Zahl wird einem digitalen Null-Durchgangs-Detektor 88 zugeführt, der ein Signal ausgibt, wenn die Differenz zwischen der neuen Zahl und der alten Zahl von einem negativen zu einem positiven Wert geht. Der Ausgang des Null-Durchgangs-Detektors 88 wird einem Stop-Eingang des Zählers 68 zugeführt. Der Zähler 68 wird jedesmal dann in seinem Inhalt vergrössert, wenn ein Zahn den magnetischen Aufnehmer 74- passiert und gibt eine Zahl aus, die der Anzahl von Zähnen entspricht, die den magnetischen Aufnehmer 74- in dem Intervall zwischen dem Empfang des Signales θ aus dem Verstärker 60 und dem Stop-Signal, das von dem Null-Durchgangs-Detektor 88 erzeugt wird, passieren. Der Ausgang des Zählers 68 ist eine Zahl, die den Winkel der Kurbelwelle bezeichnet, bei dem das Zeitintervall oder die Periode zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen ein Minimum ist. Da diese Periode (Zeitintervall) der Reziprokwert der Kurbelwellengeschwindigkeit ist, wird das Stop-Signal von dem Null-Durchgangs-Detektor 88 dann erzeugt, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ihren maximalen Wert durchläuft.

Die Zahl von Zählschritten in dem Zähler 68 wird einem zweiten Subtrahier-Schaltkreis 90 zugeführt, wo sie von einer Bezugszahl von Zählschritten subtrahiert wird, die die Anzahl von Zähnen anzeigt, die bei dem maximalen Drehmoment, das auf die Kurbelwelle ausgeübt wird, hätten gezählt sein sollen. Die Differenz £ wird dann dem Zündzeitpunkt- und Verteilungsregler 2.8 zugeführt, wo sie dazu verwendet wird, den Zeitpunkt, zu dem das Zündsignal erzeugt wird, vor- oder zurückzustellen, wodurch das Differenzsignal· £ gegen Null hin verringert wird.

Das in Fig. 11 gezeigte Zündsystem mit geschlossener Regelschieife ist praktisch nicht verwendbar, da es keine vom Fahrer verursachten Änderungen kompensieren kann und da es fordert,

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dass das Zählintervall des Zählers 82 für jedes Winkelintervall der Drehung der Kurbelwelle genau im richtigen Verhältnis mit der Frequenz des Oszillators 80 steht. Diese letztere Tatsache fordert sehr strenge mechanische Toleranzen für die Winkeltrennung der einzelnen Zähne auf dem Rad 70. Tatsächlich erhaltene Daten von einem Zahnkranz eines typischen Automotors zeigen einen Profil, das dem entspricht, wie es in der Fig. 12B dargestellt ist, wo die Winkeldifferenzen zwischen den einzelnen Zähnen in Differenzen von Zählschritten dargestellt sind, die grosser sein können als die Differenzen in Zählschritten, die aus den Änderungen der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle resultieren. .Folglich wird eine genauere Messung der kleinen Winkelinkremente benötigt. Im Stand der Technik sind optische Systeme bekanntgeworden, die kleine Winkelintervalle einer Umdrehung erfassen können, und zwar mit der benötigten Gleichförmigkeit, wobei diese Systeme leicht anstelle eines Zahnrades 70, wie es durch den Schwungradzahnkranz und den magnetischen Aufnehmer 74- in Fig. 11 dargestellt ist, verwendet werden können.

In Fig. 13 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Zünd*- regelsystems mit geschlossener Regelschleife dargestellt, das kleine Differenzen der Winkelinkremente zwischen den einzelnen Zähnen eines Schwungradzahnkranzes auswerten kann. Anstelle einer Erfassung der Stellung der Kurbelwelle zum Zeitpunkt der maximalen Winkelgeschwindigkeit wird bei dem alternativen Ausführungsbeispiel die Phase 0· des erzeugten Periodenprofils, wie es in den Fig. 12A oder 12B dargestellt ist, mit einem festen Phasenwinkel θπ verglichen.

Das Profil der in den Fig. 12A oder 12B dargestellten Periodenwellenformen weist folgende Fourier-Serien-Darstellung auf:

N-1
f(ö) = Σ A₁ cos (iw θ + 0_±

Ϊ.—Ο

wobei 0. der Phasenwinkel der Periodenwellenform und N die Anzahl von einzelnen Abtastungen oder inkrementellen Periodenintervallen f(9) ist.

Der Wert von 0. für die Frequenz, die mit der Zylindergeschwindigkeit übereinstimmt, wird sich mit dem Ort des Spitzendruckes der Verbrennungskammer ändern und folglich kann er zur Regelung der Zündzeitsteuerung verwendet werden.

Eine herkömmliche Methode zur Berechnung von 0. aus f(Θ) besteht in der Berechnung der folgenden Grossen:

A sin 0 = 1/2IT /f (Θ) sin w θ d θ 0

A cos 0 = 1/2U"₀/f (Θ) cOs ν/ θ d 0

und 0 = arc tan (A sin . 0 / A cos 0) , wenn A sin 0 A cos 0 oder 0 = Tf /2 - arc tan (A cos 0 / A sin 0) , wenn A cos 0 < A sin 0,

wobei θ = Winkelstellung der Kurbelwelle w = Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle A = Amplitude der Fourier-Komponente 0 = relativer Phasenwinkel der Fourier-Komponente.

Ds f (Θ) ein Satz von N diskreten Abtastungen ist, gelten die folgenden Beziehungen

N-1

A sin 0 = 1/N ξ f (θ_±) sin (2irL / N )

i=o

N-1
A cos 0 = 1/N Σ f (Θ.) cos (21?*i / IT)

X=O

Diese Berechnung besteht aus dem Multiplizieren der Datenabtastungen mit sin- und cos-Funktionen und dem Addieren der Produkte über ein Intervall, das gleich einem Zyklus der Periodenwellenform ist. Die Multiplikation mit einer Geschwindigkeit,

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die im Einklang mit den Maschinen-Betriebsanforderungen steht (2 N Multiplikationen pro Zylinderzündung) ist hinsichtlich der heutigen Technologie und Systemkosten-Überlegungen nicht sinnvoll.

Eine vereinfachte Berechnung besteht aus dem Ersetzen dieser sin- und cos-Punktionen durch binäre Signale, die Eechteckimpulse mit der gleichen Periode.darstellen. Die Amplituden sind hierbei auf plus und minus 1 begrenzt. Dies führt zu folgendem Ergebnis:

A sin 0 = 1/N Z f(ö-) SIGN (sin 2iTi/N) i=o

A cos 0 = 1/N Σ ί(θ_±) SIGiT (cos 2iTi/N)

X=O

Die fünf Punktionen cos (2tTi/N), sin (2iri/N), SIGN £cos (2(ri/Nj7, SIGN ^sin (2ffi/Nj7 und f(9_±) sind in Pig. 14 dargestellt.

Diese vereinfachte Berechnung ruft einen kleinen Fehler hervor, der von den ungeradzahligen Harmonischen der Grundkomponenten der periodischen Impulsformen abhängig ist. Dieser Fehler wird durch Mittelwertbildung der aufeinanderfolgenden Berechnungen der Grossen (A cos 0) und (A sin 0) verringert.

Die obige Ausführung erfordert das Summieren von 2 N Periodenabtastungen, um die Ausdrücke für cos 0 und sin 0 zu erhalten. Polglich wurde der Multiplikations- und Summationsprozess auf einen Summationsprozess reduziert.

Eine weitere Vereinfachung resultiert aus der Bildung von Partialsummen der Periodendaten, die folgenden Gesetzmässigkeiten gehorchen;

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= Γ f(ö_±) (D

i=0 ^X

f(ö,) (2)

i=N/2 ^η

P₄ = Σ F(G,)

^ χ3ΝΑ

dann A sin 0 ^ 1/Ν ZtP₁-P₃) + &2~^Έ

A cos 0 ^i 1/Ν T(P₁-P₃) - (^p ₂~^P4-J7

und 0<s*arc tan

wenn ((P₁-P₃ - (P₂-P₄)I * !(P₁-P₃) +

₁-P₃ - (P₂-P₄)I * !(P₁-P₃

- arc tan T(P₁-P₃) + (P₂-P₄) / (P₁-P₃) - (P₂-P₄)^ (⁸) wenn ((P₁-P₃) +

Bei der Pig. 13 wird der Druck im insaugkrümmer der Maschine durch einen Ansaugkrümmer-Druck-Wandler 90 gemessen. Dieser Sensor gibt ein Signal ab, das dem gemessenen Ansaugdruck entspricht, wobei dieses Signal einem Zündwinkel-Schaltkreis 92 zugeführt wird. Wie oben erläutert, erzeugt das Zahnrad 58, der magnetische Aufnehmer 54- und der Verstärker 60 ein Bezugssignal θ , das dem Zündwinkel-Schaltkreis 92, einem Phasenwinkel-Generator-Schaltkreis 96 und einem Winkel/Verzögerungs-Wandler 102 zugeführt wird. Der Zündwinkel-Schaltkreis 92 errechnet die Maschinengeschwindigkeit aus dem Bezugssignal und

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erzeugt aus dem Maschinen-Geschwindigkeits- und dem Ansaugdrucksignal ein Signal θ! , das bezogen auf θ den Kurbelwellenwinkel anzeigt, bei dem das Zündsignal erzeugt werden soll.

Wie im Zusammenhang mit Fig. 11 erläutert, erzeugt ein Zahnrad 70 mit mehreren Zähnen, beispielsweise der Zahnkranz auf dem Schwungrad zusammen mit dem magnetischen Aufnehmer 74- und dem Verstärker 76 jedesmal dann ein Signal, wenn ein Zahn an dem magnetischen Aufnehmer 74- vorbeiläuft. Der magnetische Aufnehmer 74 ist mit einem Periodenmess-Schaltkreis 94-, der ein Zähler sein kann wie der Zähler 82 in J¹Xg. 11, und mit dem Phasenwinkel-Generator 96 verbunden. Ein Oszillator 98 liefert Taktsignale zu dem Periodenmess-Schaltkreis 94·. Dieser Periodenmess-Schaltkreis 94- erzeugt ein digitales Periodensignal, das die Anzahl von Taktsignalen anzeigt, die in dem Intervall zwischen den von dem Verstärker 76 empfangenen Signalen empfangen wurden. Die digitalen Periodensignale werden dem Phasenwinkel-Generator 96 zugeführt, der aus den Periodensignalen entsprechend den Gleichungen 1 bis 8 einen Phasenwinkel 0. errechnet. Der Phasenwinkel 0^ wird einem Komparator 98 zugeführt,' der ein Fehler- oder Korrektursignal Atf erzeugt. Das Korrektursignal Δ/ζί wird einem Eingang eines Addierschaltkreises 100 zugeführt, wo es mit dem Zündwinkelsignal Θ! summiert wird, um ein Signal θ· zu erzeugen. Der Winkel/Verzögerungs-Wandler 102 erzeugt ein Signal I, das zu einem Zeitpunkt beendet wird, der aus dem Summensignal θ· und dem Bezugssignal θ berechnet wird.

Das Signal "I" wird in einem Verstärker 104- verstärkt und versorgt eine herkömmliche Zündspule 106 mit Energie. Diese Zündspule 106 erzeugt jedesmal dann ein Hochspannungs-Zündsignal, wenn das Signal I beendet ist. Das von der Zündspule 106 erzeugte Hochspannungssignal wird über einen Verteiler 108 der entsprechenden Zündkerze zugeführt. Der Verteiler 108 kann ein herkömmlicher, von der Maschine angetriebener mechanischer Verteiler sein, wie er üblicherweise bei Verbrennungskraftmaschinen verwendet wird, oder er kann eine der jüngst ent-

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wickelten Festkörper-Schalteinrichtungen sein.

Die Arbeitsweise des Zündzeitregelsystems ist wie folgt: Der Zündwinkel-Schaltkreis 92 erzeugt ein Signal Θ!, das den Kurbelwellenwinkel anzeigt, bei dem die Zündung auftreten sollte, in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit, die aus der Frequenz des Bezugssignales θ abgeleitet ist und aus dem Drucksignal aus dem Ansaugdrucksensor 90.

Der Periodenmess-Schaltkreis 94- erzeugt ein Periodensignal, das das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen an dem Zahnrad 70 anzeigt, wenn sich dieses dreht.

Dieses Periodensignal ist eine digitale Zahl, deren Wert der Anzahl von Taktimpulsen entspricht, die in jedem Zeitintervall erzeugt wurden. Das Periodensignal und das θ -Signal werden von dem Phasenwinkel-Generator 96 empfangen, der in Übereinstimmung mit der Gleichung 7 oder 8 den Phasenwinkel 0. erzeugt. Der Phasenwinkel-Generator ist mit dem 9_r-Signal so synchronisiert, dass der Phasenwinkel 0. bezüglich jedes Drehmomentimpulses der Maschine erzeugt wird. Wie oben erläutert, kann ein θ -Signal dann erzeugt werden, wenn jeder Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht hat oder zu irgendeinem anderen vorbestimmten Zeitpunkt.

Der Phasenwinkel-Generator 96 summiert dann die Periodensignale, um die Werte P^, P~, P^ und P^, zu bilden, in Abhängigkeit davon, wie die von dem Verstärker 76 erzeugten Signale empfangen werden. Die Werte von P^ bis P₂, werden dann addiert bzw. subtrahiert, um die Grossen ZtE₁-P,) + (P₀-P,. )7bzw. /^P_x,-P,) -

/Zu bilden 'P ^- *«·· ι ρ (J?2~&n)J/ die dazu'verwendet werden, einen numerischen Wert zu bilden, der gleich tan 0_± ist. Das Signal 0_i wird darauffolgend aus einer "Nachschlagetabelle" erhalten, die das Signal 0^ in Abhängigkeit von einem Signal ausgibt, das dem tan 0. entspricht. Das von dem Phasenwinkel-Generator 96 ausgegebene Signal 0^ kann der Wert sein, der von der "Nachschlagetabelle" ausgegeben wird oder er kann ein gefilterter Wert sein, von dem

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die Hochfrequenzänderungen bei jedem errechneten Wert von 0. entfernt sind.

Der Wert des Signales 0- wird dann in dem Komparator 98 mit einem Bezugssignal 0_R verglichen, wobei das Signal-0„ den gewünschten. Phasenwinkel für die spezielle Maschine oder Maschinenart anzeigt, um ein Korrektursignal Δ0 zu erzeugen, das die Verbesserung bzw. Korrektur für den berechneten Zündwinkel Θ! anzeigt. Das Korrektursignal Δ0 ist die Summe der ITehlersignale

0 = I (0_E - 0_±)

X=O

so dass, wenn 0_i sich 0_R annähert, das Fehlersignal (0_R - 0_±) sich dem Wert Null nähert und das Korrektursignal 40 einen konstanten Wert hat. Der Wert des Signales Ä0 hat einen Winkelversatz gegenüber dem berechneten Wert G^, der verursacht, dass der Phasenwinkel 0- des gemessenen Periodenprofiles gleich dem gewünschten Phasenwinkel 0-p ist.

Das Korrektursignal ^0 wird in dem Summierschaltkreis 100 dem berechneten Zündwinkel Q! hinzuaddiert, so dass der Summierschaltkreis 100 ein Summensignal Θ. = Θ! +40 ausgibt. Das Summensignal θ- wird von dem Winkel/Verzögerungs-Wandler-Schaltkreis 102 empfangen, der ein Signal I erzeugt, das zu einem Zeitpunkt nach Empfang eines Bezugssignales beendet wird, wobei das Bezugssignal durch den Wert des Summensignales Θ. bestimmt wird. Das Signal I wird durch den Verstärker 104 verstärkt und das verstärkte Signal versorgt die Zündspule 106 mit Energie. Diese Zündspule erzeugt ein hochenergetisches Zündsignal, das die Zündfunken jedesmal dann erregt, wenn das Signal I beendet wird. Dieses Hochenergie-Zündsignal wird dem Verteiler 108 zugeführt, der dieses Hochenergie-Zündsignal den entsprechenden Zündkerzen in einer vorbestimmten Reihenfolge zuführt, wie im Stand der Technik bekannt.

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In I"ig. 15 ist ein detaillierteres Blockschaltbild des Zündzeit-Regelschaltkreises dargestellt.

Wie oben beschrieben, erzeugen das Zahnrad 58 in Verbindung mit dem magnetischen Aufnehmer 54- und dem Verstärker 60 das Bezugsimpulssignal θ , das den dargestellten verschiedenen Schaltkreisen zugeführt wird. Ein Zeitsteuer- und Regelschaltkreis 110 empfängt das θ -Signal und Taktimpulse von einem Oszillator 112 und erzeugt eine Vielzahl von Zeitsteuer- und Regelsignalen, die in dem gesamten Schaltkreis verwendet werden.

Ein Schaltkreis 114 für die Steuerung der Zählgeschwindigkeit empfängt das θ -Signal und die Taktimpulse von dem Zeitsteuer- und Regelschaltkreis 110 und erzeugt Zählimpulssignale mit einer ersten Geschwindigkeit. Diese Zählimpulssignale werden in einem Zähler 116 zwischen dem Auftreten aufeinanderfolgender Bezugssignale θ gezählt. Die Zahl der Zählschritte zwischen aufeinanderfolgenden Bezugssignalen ist der Kurbelwellen-Drehgeschwindigkeit reziprok, wie oben beschrieben. Um die Zahl von Zählschritten, die in dem Zähler 116 gespeichert werden, zu begrenzen und folglich die Kapazität oder Grosse des Zählers 116 bei niedrigen Zählgeschwindigkeiten, wird von dem Zähler ein Signal erzeugt, wenn er eine vorbestimmte Zahl erreicht hat. Diese Zahl wird über eine Leitung 118 zurück zu dem Schaltkreis 114- für die Steuerung der Zählgeschwindigkeit geführt, der dann eine Verringerung der Geschwindigkeit bewirkt, mit der die Zählimpulse erzeugt werden. Sofern erforderlich wird ein zweites Signal erzeugt, wenn die Zahl von in dem Zähler 116 gespeicherten Zählschritten eine zweite vorbestimmte Zahl erreicht hat, die ebenfalls dem Schaltkreis 114 für die Steuerung der Zählgeschwindigkeit zurückgeführt wird, um die Geschwindigkeit, mit der Zählimpulse erzeugt werden, weiter herabzusetzen. Nach dem Empfang des nächsten darauffolgenden Bezugssignales Q_r werden die in dem Zähler 116 gespeicherten Zählschritte einem Register 120 für die Drehzahl (im folgenden UPM-Register genannt) zugeführt, der Zähler 116 auf Null zurück-

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gesetzt und der Steuerschaltkreis 114 für die Zählgeschwindigkeit wird auf seinen anfänglichen Zustand zurückgesetzt, um Zählimpulse mit einer ersten Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Zahl von in dem UPM-Register 120 gespeicherten Zählschritten ist ein digitales Wort, das die Maschinengeschwindigkeit anzeigt. Dieses Wort (UPM-Wort) hat eine vorbestimmte Zahl von hoch-signifikanten Bits, die mit s. bezeichnet sind und eine vorbestimmte Zahl von niedrig-signifikanten Bits 4-^s· I^st beispielsweise diese Zahl ein Acht-(8) Bitwort, so kann s^ die vier (4) signifikantesten Bits und Δ s die "vier (4) am wenigsten signifikanten Bits enthalten, wie in Pig. 161 gezeigt. Die vier signifikantesten Bits s. werden einem Zündwinkelspeicher 122 (Nur-Lese-Speicher, KOM) zugeführt und die vier untersten Bits As werden einem Speicherdatenregister 124- zugeführt.

Ein von einem Drucksensor 90 erzeugtes Signal, das den Maschinen-Ansaugdruck anzeigt, wird über einen Verstärker 126 dem positiven Eingang eines Komparators 128 zugeführt. Der Komparator 128 empfängt an seinem negativen Eingang ein von einem Sägezahn-Generator 130 erzeugtes fcreppenförmiges Sägezahnsignal. Dieses Sägezahnsignal schaltet den Komparator 128 aus, wenn der Wert des Sägezahnsignales das von dem Verstärker 126 erzeugte Signal überschreitet, wobei letzteres Signal den Wert des Druckes in dem Luft/Ansaugsystem der Maschine darstellt. Ein Zähler 132 empfängt den Ausgang des Komparators 128 sowie Taktsignale und zählt die Taktimpulse, die er empfängt, während

CL 6 J/

des Intervalles, in dem/Komparator einen positiven Ausgang hat. Nach Empfang des nächsten darauffolgenden Bezugssignales θ wird die Zahl von Zählschritten in dem Zähler 132 zu einem Ansaugdruck-Register 134 (MAP-Register) übertragen, der Zähler 132 gelöscht und der Sägezahngenerator I30 auf Null zurückgesetzt. Die Zahl von in dem MAP-Register 134 gespeicherten Zählschritten ist ein digitales MAP-Wort, das den Druck in dem Luft/Ansaug-Krümmer der Maschine anzeigt. Dieses MAP-Wort ist ebenfalls ein Acht-Bit-Wort mit einer vorbestimmten Zahl von

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signifikantesten Bits, die mit p. bezeichnet sind und einer Zahl von am wenigsten signifikanten Bits, die mit ^p bezeichnet sind. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind drei (3) signifikanteste Bits und fünf.(5) am wenigsten signifikante Bits vorgesehen, wie in Fig. 16B dargestellt.

Die signifikantesten Bits s^ und ρ ^ werden dazu verwendet, einen von 128 diskreten Speicherplätzen in dem Zündwinkel-ROM 122 zu adressieren. In jedem Speicherplatz ist ein digitales Wort f(s,p) gespeichert, das einen Zündwinkel anzeigt, der auf den Werten von s. bzw. p. basiert. Das digitale Wort f(s, p) wird zu dem Speicherdatenregister 124- zur nachfolgenden Interpolation bezüglich der Werte der am wenigsten signifikanten Bits 4s übertragen. Das digitale Wort f(s,p).wird einer Interpolationslogik zugeführt, die aus Addierern 136 und 14-0, einem Schieberegister A (138) und einem Schieberegister B (14-2) besteht. Zu dem Register A werden vielfache (Zweier-Potenzen) des Inhaltes des Speicherdatenregisters 124- addiert, um zwischeBgespeicherten Zündwinkelwerten in dem Drehzahlbereich entsprechend /Is zu interpolieren. Es wird ein herkömmlicher zweifach-linearer Interpolationsprozess durchgeführt. Eine Speicheradress-Steuerlogik, die dem UPM-Register 120 zugeordnet ist, modifiziert die Speicheradresse, um gespeicherte Datenpunkte zu erhalten, die für die Interpolationsberechnung benötigt werden. Ein ähnlicher Prozess wird zur Interpolation zwischeagespeicherten Zündwinkelwerten im Druckbereich entsprechend dem Wert von Ap verwendet.

Der Zündwinkel wird durch lineare Interpolation der Drehzahl-Ansaugdruck-Funktion errechnet, wobei diese Funktion (Fläche) aufgelistete Zündwinkel darstellt, wie sie in Fig. 1? dargestellt sind. Die Interpolation wird entsprechend der nachfolgenden Gleichung ausgeführt:

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, p_± )J

Die Logik löst zuerst die Gleichung (16- Ä^s) f (^s ₁₅P₁) mi* <len nachfolgenden Schritten: Der Inhalt des Speicherdatenregisters (MDR) 124 wird in das Register A 158 übertragen. Der Inhalt des Registers A läuft dann um und der Inhalt des Speicherdatenregisters mal dem Komplement (&s_Q) des ersten Bits s des letzten signifikanten Bits Äs des UPM-Wortes, das in dem UPM-Register 120 gespeichert ist, wird dem Inhalt des Registers A hinzuaddiert und in dem Register A gespeichert. Der Inhalt des Registers A läuft erneut um (rezirkuliert) und wird dem zweifachen Inhalt des Speicherdatenregisters (um einen Platz verschoben) mal dem Komplement (£s-)des zweiten Bits der letzten signifikanten Bits As addiert. Die gleiche Prozedur wird noch zweimal mit dem vorhergehenden Inhalt des Registers A durchgeführt, wobei dieser dem 4— und 8-fachen des Inhaltes des Speicherdatenregisters mal den Komplementen (£ Sp und £s^) der dritten ^Sp ^un<^ vielen ^s, Digits von As addiert wird. Die aufeinanderfolgenden Schritte für diese Operation kann durch die folgenden Logikgleichungen dargestellt werden:

MDR	^ySi	+	, P₁)
A	= MDR	+
A	= A	+	MDR *
A	= A	+	2 MDR
A	= A	4 MDR
A	= A	8 MDR

A=(16- Äs)" * f(

wobei: MDR die in dem Speicherdatenregister gespeicherten Daten darstellt,

A die laufenden Daten in dem Register A sind und Ä.Sq, Js₁ , Js₂ ^un<^ ^^S3 äie Komplemente der vier letzten signifikanten Bits, die in As enthalten sind, darstellt.

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Die nächste Operation ist die Addition des Faktors Asf(s_l+1, P₁) zu (16- As) * ^(S₁,P₁). Um dies auszuführen, werden die signifikantesten Bits in dem UPM-Register 120 um ein Bit inkrementiert und der Inhalt f(s_l+1, P₁) des neuen Speicherplatzes in dem Zündwinkel ROM 122 wird in das Speicherdatenregister 124- eingespeichert. Die Interpolation mit den neuen Zündwinkeldaten f(s. ^, p.) erfolgt nach der gleichen grundlegenden Prozedur wie oben erläutert. Die logischen Gleichungen für diese Operation lauten wie folgt:

MDR =	(	^Si+1' ^pi	MDR *	y
A	A	+	2MDR	4^so
A	A	+	4MDR	-As₁
A.	A	+	8MDR	'As₂
A	A	+

= (16-4s) * f(

Der Inhalt des Registers A ist jetzt: (16-AS)"f(s-,ρ.= )

Die nächste Operation ist die Multiplikation des Inhaltes des Registers A mit 02-4p). Dies wird dadurch durchgeführt, dass der Inhalt des Registers A durch 16 geteilt wird (um 4 Plätze Verschieben), und dann der verschobene Inhalt in das Register B übertragen wird. Die folgenden logischen Gleichungen geben die ausgeführten Operationen an:

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A = A/16 (um 4 Plätze verschieben)

B = B + A __Γο

B = B + 2A

"" I

_ B= (32- A ρ) Ά B = B + 4-Α

B = B + 8Α
B = B + 16Α

wobei Sv₀ bis 2Ρ/ι die Komplemente der letzten signifikanten Bits Av des 8 Bit-Druckwortes darstellen, die in dem MAP-Register 134- gespeichert sind. Der Inhalt des Registers B ist jetzt: (32- 4p) /Tl6-As) "f (S₁P₁) +As'f(s_i+1, V₁J.

Die nächste Operation ist die Lösung der Gleichung (16-4s) * f(s_i?p_i+,j). Die signifikantesten Bits des UPM-Registers 120 werden um eine Eins dekrementiert, so dass sie wieder auf ihren ursprünglichen Wert zurückgebracht werden und die signifikantesten Bits des MAP-Registers 134- werden um ein Bit inkrementiert. Der Inhalt f(s. , p. ,-) des neuen Speicherplatzes des Zündwinkel ROM's wird dann in dem Speicherdatenregister gespeichert. Die logische Bezeichnung für die Lösung der Gleichung ist grundsätzlich die gleiche wie die für die Lösung der Gleichung (16- as) * f(s·, p.) und ist wie folgt:

MDR = f(s_d

A = MDR

A = A + MDRjP₀

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A = A + 2MDR ZCs₁

A = (16-is)-f(S₁,p_i+1) A = A + 4MDR Z

A = A + 8MDR

Für die Lösung der Gleichung (16- 4^s) ^s*f(s. ^, p. ,,) werden die signifikantesten Bits des UPM-Registers um ein Bit inkrementiert und der Inhalt f(s. ,,, p. ^) wird in dem Speicherdatenregister (MDR) abgespeichert. Die logische Bezeichnung für die Lösung der Gleichung ist wie folgt:

MDR =f (S₁ A= MDR+A s

A = A + 2MDR A = A + -4-MDR A = A + 8MDR

Der Inhalt des Registers A ist jetzt (16- As)*f(s₁, Ρ Ab *f (s_i+1 ,P₁₊₁).

Die Lösung der vollständigen Gleichung wird durch die Multiplikation des Inhaltes des Registers A mal ^P und die Addition von A*AP zu dem Inhalt des Registers B durchgeführt. Die logische Bezeichnung für diese Operation ist wie folgt:

A = A/16 (verschiebe A um 4 Plätze)

B	= B	+	A 4
B	= B	+	2Α ,
B	= B	+	4-Α ,
B	= B		8Α
B	= B	+	16Α

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Der Inhalt des Registers B ist jetzt eine Zahl, die den inter polierten Wert des Zündwinkels Θ! (IA) gleich (32-

f(s_±,P₁₊₁) +As* i(s_i+1,P_i+1^7 anzeigt.

Der Effekt der Interpolation ist in Fig. 17 bildlich dargestellt.

In !ig. 18 ist der Ausgang des Oszillators 112 ein zwei (2) MHz-Signal, das durch zwei (τ2) geteilt ist, um ein ein-(1) MHz-Taktsignal zu erzeugen, wie dargestellt. Das Taktsignal wird dazu verwendet, Ziffer-Torsteuer-Signale (digit gate signals) DGO bis DG15 zu erzeugen, die für verschiedene Zeitsteuerzwecke verwendet werden. Die Torsteuer-r-Signale DGO bis DG15 mit sechzehn (16) Stellen stellen die 16 Bits eines digitalen Wortes mit 16 Bits dar.

Das Zeitdiagramm der Fig. 19 ist mit einer anderen Zeitskala dargestellt und zeigt die Beziehungen der Wort-Zeit zur Stellen-Zeit und zeigt weiter die verschiedenen erzeugten Signale, die die einzelnen Berechnungs- und Interpolationsintervalle steuern, die von dem Zündregelsystem mit geschlossener Regelschleife der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Kurz erläutert werden die .Signale MTO bis MT7 in Abhängigkeit von den Signalen DG15 sequentiell erzeugt und besitzen eine Impulsbreite von 16 Mkrosekunden, was dem Zeitintervall zwischen 16 aufeinanderfolgenden Taktimpulsen entspricht und die Zeit darstellt, die benötigt wird, ein vollständiges 16-Ziffern-Wort aus irgendeinem der verschiedenen Registern des Schaltkreises einzugeben oder auszulesen. Die Erzeugung des ersten Satzes von Signalen MTO bis MT7 wird durch das Signal ©_r eingeleitet und es werden darauffolgende Signale MTO bis MT7 in 8 Wortintervallen erzeugt, wie dargestellt. Ein Signal TM7 wird bei Beendigung des ersten MT7-Signales erzeugt, hat eine Dauer von 8 Worten und wiederholt sich in Intervallen von 24 Worten. Das Signal TM8 wird bei Beendigung des TM7-Signales erzeugt und hat eine Dauer von 8 Worten. Das Signal TM8 wie-

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derholt sich ebenfalls in Intervallen von 24 Worten. Das Signal TM9 wird nach einem 24-Wortintervall erzeugt und hat eine Impulsdauer eines ähnlichen 24-Wortintervalles. Das Signal TM9 wird, wie dargestellt, in Intervallen von 48 Worten wiederholt. Das Signal TM10 wird am Ende des ersten TM9-Signales erzeugt und hat eine Dauer eines Intervalles von 48 Worten, die sich in Intervallen von 9S Worten wiederholt.

Die Signale MTO bis MT7 und TM7 bis TM10 sind Basis-Signale, die die Zeitsteuerung der verschiedenen auszuführenden Funktionen regeln. Die zusätzlich in dem Phasenerfassungsteil des Zündzeitsteuer-Schaltkreises verwendeten Signale werden im Zusammenhang mit der Fig. 20 und den in Fig. 21 gezeigten Kurvenverläufen erläutert.

Im folgenden wird auf den Phasenerfassungstexl des in Fig. 15 dargestellten Blockschaltbildes bezuggenommen. An die Kurbelwelle der Maschine ist mit dieser/drehend ein zweites Zahnrad 144 befestigt, das eine vorbestimmte Anzahl von Zähnen aufweist, die an seinem Umfang in gleichen Winkelintervallen angebracht sind. Die Anzahl der Zähne auf dem Zahnrad 144 wird durch folgende Grossen bestimmt: Die Zahl der Zylinder, die Arbeitsweise der Maschine als Zwei-Takt- oder Vier-Taktmaschine und die Zahl von Intervallen, die zum Bestimmen des Phasenwinkels gewünscht wird. Im folgenden sei eine Acht-Zylinder-Vier-Taktmaschine betrachtet, die zwei Kurbelwellenumdrehungen für einen vollständigen Arbeitszyklus (jeder Zylinder hat einmal gezündet) benötigt, wobei der Phasenwinkel gemäss den Gleichungen 7 und 8 errechnet wird, was vier einzelne Intervalle für jede Phasenberechnung erfordert, wobei dann die Zahl der Zähne 144 wie folgt berechnet wird:

. ₁₆

Bei einer e-Zylinder^-Taktmaschine wäre die Zähnezahl gleich 12 und bei einer 4-Zylindermaschine wäre sie gleich 8. Ein

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magnetischer Aufnehmer 14-6 erfasst das Passieren jedes Zahnes beim Drehen der Kurbelwelle und erzeugt ein periodisches Signal θ , das von einem Verstärker 148 verstärkt wird. Aufeinanderfolgende Periodensignale θ bezeichnen die in den Gleichungen 1 bis 4 genannten Summa tionsxnterva He. Alternativ hierzu können die Zähne auf dem Zahnkranz des Schwungrades erfasst werden, wie im Zusammenhang mit den Fig. 11 und 13 erläutert wurde und ein Signal θ wird jedesmal dann erzeugt, wenn eine Zähnezahl gleich dem gewünschten Winkelintervall gezählt wurde.

Die Periodensignale 0 v/erden einem Periodenzähler 150» einem Periodenregister 152 und einem Funktionsgenerator 154 eingegeben. Der Periodenzähler.150 empfängt weiterhin Taktimpulse, die von einem Oszillator I5I erzeugt werden und speichert die Anzahl von Takt impuls en, die. zwischen jeden aufeinanderfolgenden Periodensignalen θ empfangen wurden. Die in dem Periodenzähler 150 zwischen den aufeinanderfolgenden Periodensignalen θ gespeicherte Zahl von
register 152 übertragen.

θ gespeicherte Zahl von Taktimpulsen wird zu dem Perioden-

Der Funktionsgenerator 154- empfängt das Periodensignal θ und das Bezugssignal θ und erzeugt Signale, die Additions-Subtraktions-Gatter I56 und 158 aktivieren, den Inhalt des Periodenregisters 152 zu dem Inhalt der sin- bzw. cos-Register 160 bzw. 162 zu addieren oder zu subtrahieren, in Übereinstimmung mit den Gleichungen 7 und 8. Am Ende jedes Summationsintervalles sind die Inhalte der sin- und cos-Register Zahlen, die die Werte von sin-0 bzw. cos-0 bezeichnen. Die Inhalte der sin- und cos-Register 160 und 162 werden von einem Komparator 164 empfangen, der bestimmt, welches der beiden Register den grösseren Absolutwert enthält. Der Komparator 164 erzeugt ein Signal, das ein Eingangssignal für einen Dividierer 166 für die Inhalte der sin- und cos-Register darstellt. Das von dem Komparator 164 erzeugte Signal wählt den Inhalt des Registers mit dem kleineren Absolutwert als Zähler für die auszuführende Divisionsoperation aus. Der Ausgang des Dividierers 166 ist

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eine Zahl, die den Wert von tan 0 oder cot 0 anzeigt, in Abhängigkeit davon, ob der Absolutwert des Inhaltes des sin-Registers 160 kleiner oder grosser war als der Absolutwert des Inhaltes des cos-Registers 162 oder umgekehrt. Der Ausgang des Dividierers 166 adressiert ein arc^tan-RODl 168 (Nur-Lese-Speicher), der ein Signal ausgibt, dessen Wert den Winkel 0 darstellt. Das arc,jban-ROM 168 ist grundsätzlich eine "Nachschlagetabelle", die die Werte von 0 als Punktion von tan 0 speichert, wobei tan 0 durch die Division des Inhaltes des sin-Registers 160 durch den Inhalt des cos-Register 162 erzeugt wird. Der Ausgang des arc_tan-ROM wird von einem Cotangens-Korrektur-Schaltkreis I70 empfangen, der folgende Punktion ausführt:

0 = 1f/2 - arc tan (A cos 0 / A sin 0)

sofern der Dividierer 166 den Inhalt des cos-Registers 162 durch den Inhalt des, sin-Registers dividiert.

Der Ausgang des Cotangens-Korrektur-Schaltkreises I70 wird von einem 0-Mittelwert-Schaltkreis 172 empfangen, der den berechneten Phasenwinkel 0 wirksam filtert. Der Komparator 174- vergleicht den Mittelwert von 0' mit einem Bezugssignal 0^ und gibt ein Pehlersignal A0¹ aus, das die Differenz zwischen dem berechneten Phasenwinkel 0' und 0_R darstellt.

Das Fehlersignal /J0¹ wird von einem Akkumulator I76 empfangen, der ein Korrektursignal 0 ausgibt, das die Siamrne der IPehlersignale ^0' darstellt. Das Eorrektursignal 0 wird dann einem Addierer 178 eingegeben, wo es mit dem Inhalt des Registers B 142, das den berechneten Zündwinkel 0! enthält, addiert wird und die Summe von 0! und 0_n wird in einem Zündwinkelregister 180 gespeichert. Der Inhalt des Zündwinkelregister 180 wird einem Geschwindigkeitsvervielfacher 182 (rate multiplier) zugeführt, der den Inhalt des Zundwxnkelregxsters 180 zu sich selbst addiert, und zwai" mit einer Geschwindigkeit, die durch die von den Zeitsteuer- und Regelschaltkreis 110 empfangenen

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Taktsignale bestimmt wird. Jedesmal wenn der Geschwindigkeitsvervielfacher 182 einen Überlauf hat, wird ein Impulssignal erzeugt und folglich ist die Geschwindigkeit, mit der die Impulssignale erzeugt werden, proportional dem Inhalt des Zündwinkelregisters 180. Die von dem Gescbwindigkeitsvervielfacher 182 erzeugten Impulssignale werden in einem Aufwärts-Zähler 184 in dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Kurbelwellen-Bezugswinkelsignalen θ gezählt, so dass der Inhalt des Aufwärts-Zählers 184 am Ende jedes Zählintervalles direkt proportional dem berechneten Zündwinkel und umgekehrt proportional der Maschinengeschwindigkeit ist. Dies korrigiert den berechneten Zündwinkel in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit. Der Zündwinkel wird in einen Zeitbereich übertragen, indem der⁷ Inhalt des Aiifwärts-Zählers 184- zu einem Abwärts-Zähler 186 übertragen wird, wo der Inhalt mit einer festen Geschwindigkeit über Taktsignale abwärts gezählt wird, die von dem Zeitsteuer- und Regelschaltkreis 110 empfangen werden. Der Abwärts-Zähler 186 erzeugt ein Signal, das dann beendet wird, wenn die Zahl von Zählschritten den Wert Null erreicht hat.

Das von dem Abwärts-Zähler 186 erzeugte Signal wird einem Verweilzeit-Schaltkreis 188 zugeführt. Das von dem Verweilzeit-Schaltkreis erzeugte Signal schaltet den Verstärker 104 ab, in Abhängigkeit von der Beendigung des Signales, das von dem Abwärts-Zähler 186 erzeugt wird und schaltet den Verstärker 104 nach einer vorgegebenen "Abschaltzeit" wieder an. Die Verweilzeit wird als Funktion des Intervalles zwischen Zündsignalen berechnet, so dass das Verhältnis zwischen Abschalt- und Anschaltzeit des Verstärkers 104 ein fester Wert ist, der unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit ist.

Die Schaltkreis-Einzelheiten des Phasenerfassungsteiles des Zündzeitsteuer-Schaltkreises sind in den Pig. 2.0 bis 26 gezeigt. Zuerst sei auf Fig. 20 bezuggenommen, wo das Phasenbezugssignal θ an dem Anschluss 190 empfangen wird. Ein 10 MHz-Taktsignal, das von einem Oszillator 151 erzeugt wird,

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wird an einem Anschluss 192 empfangen. Der Anschluss I90 ist mit einem Setz-Eingang eines Flip-Flops 194- verbunden, während der Anschluss 192 mit dem entsprechenden Trigger- oder Umschalteingang von Flip-Flops 194- und I96 verbunden ist und mit dem Zähleingang eines Periodenzählers I50. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 194- ist weiterhin mit dem Setz-Eingang eines Flip-Flops 196 und mit dem Eingang eines UND-Gatters I98 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 196 ist mit dem Eingang des UND-Gatters 198 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 198 ist mit dem Rücksetz-Eingang des Periodenzählers I50, dem Lade-Eingang eines Schieberegisters 152 mit paralleler Ein- und serieller Ausgabe, mit den Umschalteingängen von Flip-Flops 204 und 206 und mit einem Eingang eines NOR-Gatters 200 verbunden.

Das Kurbelwellen-Stellungs-Bezugssignal θ wird an einem Anschluss 208 empfangen. Der Anschluss 208 ist mit den Rücksetz-Eingängen der Flip-Flops 204, 206 und 226 verbunden. Der Setz-Eingang des Flip-Flops 204 ist mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 206 und mit den Eingängen eines UND-Gatters 212 und eines Exklusiv-ODER-Gatters 216. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 204. ist mit dem Setz-Eingang des Flip-Flops 206 und mit den Eingängen eines NAND-Gatters 210 und eines UND-Gatters 212 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 204 ist mit einem Eingang eines Exklusiv-ODER-Gatters 214 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 206 ist mit einem Eingang des NAND-Gatters 210 verbunden.

Der Ausgang des NOR-Gatters 200 ist mit einem Eingang eines NOR-Gatters 2.02 verbunden. Der Ausgang des NOR-Gatters 202 ist zurückverbunden zu einem weiteren Eingang des NOR-Gatters 200 und zu dem Setz-Eingang des Flip-Flops 218. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 218 ist mit einem Eingang des UND-Gatters 220 verbunden, dessen Ausgang mit dem Setz-Eingang des Flip-Flops 222, einem Eingang des NAND-Gatters 212 und einem Eingang des UND-Gatters 230 verbunden ist. Das UND-Gatter 220 empfängt ein

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Signal MT01 an seinem anderen Eingang. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 222 ist mit dem anderen Eingang des NOR-Gatters 202 verbunden und mit einem Eingang des UND-Gatters 224, dessen Ausgang mit den Rucksetz-Eingängen der Flip-Flop 218 und 222 verbunden ist. Das UND-Gatter 224 empfängt ebenfalls ein Signal MT2, das von dem Zeitsteuer- und Regelschaltkreis 110 erzeugt wird.

Der Ausgang des NAND-Gatters 210 ist mit einem Eingang der UND-Gatter 232 bzw. 244 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 232 ist mit Eingängen der Exklusiv-ODER-Gatter 216 und 234 verbunden .

Der serielle Ausgang des Schieberegisters 152 ist mit einem Eingang des UND-Gatters 230 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 230 ist mit den Eingängen von UND-Gattern 236 und 248, NOR-Gattern 238 und 250 und Exklusiv-ODER-Gattern 234 und 246 verbunden. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 216 ist mit dem Eingang eines UND-Gatters 236 und eines NOR-Gatters 238 verbunden. Die Ausgänge des UND-Gatters 236 und des NOR-Gatters 238 sind mit den Setz- bzw. Rücksetz-Eingängen des Flip-Flops 240 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 240 ist mit einem Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 242 verbunden. Der andere Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 242 ist mit dem Ausgang eines Exklusiv-ODER-Gatters 234 verbunden. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 242 ist mit dem Anschluss 256 verbunden und mit dem Eingang eines 32-Bit-Schieberegisters 160, das das in Fig. 15 dargestellte sin-Register ist. Der Ausgang des Schieberegisters 160 ist mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 232 verbunden.

Der Ausgang des UND-Gatters 244 ist mit den Eingängen von Exklusiv-ODER-Gattern 214 und 246 verbunden. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 214 ist mit den Eingängen des UND-Gatters 248 und des NOR-Gatters 250 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 248 und der des NOR-Gatters 250 ist mit den Setz- bzw. Rücksetz-Eingängen des Flip-Flops 252 verbunden. Der Q-Ausgang

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des Flip-Flops 252 ist mit einem Eingang eines Exklusiv-ODER-Gatters 254 verbunden. Der andere Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 254 ist mit dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 246 verbunden. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 254 ist mit dem Anschluss 264 und mit dem Eingang eines 32-Bit-Schieberegisters 162 verbunden, das das in Fig. 15 dargestellte cos-Register 162 ist. Der Ausgang des cos-Registers 162 ist mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 244 verbunden. Die Anschlüsse 258 bzw. 266 sind mit zwischenliegenden Bit-Plätzen der Schieberegister 160 und 162 verbunden, um die darauffolgende Teiloperation bei der Berechnung von tan 0 zu erleichtern.

Die Setz- und Rücksetz-Eingänge des Flip-Flops 226 sind mit einer positiven Spannungsquelle verbunden, die mit A⁺, wie dargestellt, bezeichnet ist. Das Signal DG15, das von dem Zeitsteuer- und Regelschaltkreis 110 (Fig. 15) erzeugt wird, wird an dem Umschalteingang des Flip-Flops 226 und an einem Eingang des UND-Gatters 228 empfangen. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 226 ist mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 228 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 228 führt ein Signal, das mit DG31 bezeichnet ist.

Die ODER-Gatter 268, 270, 272 und 274 empfangen die Signale MTO bis MT7, die von dem in Fig. 15 dargestellten Zeitsteuer- und Regelschaltkreis 110 erzeugt wurden und erzeugen die Signale MT01 bis MT67. Die Ausgänge der ODER-Gatter 272 und 274 sind mit den Eingängen des NOR-Gatters 276 verbunden, das ein Signal MT01, MT23 erzeugt. Die Ausgänge des ODER-Gatters 274 und des UND-Gatters 228 sind mit den Eingängen des UND-Gatters 278 verbunden, das ein Signal DG31, MT01 erzeugt. Ein Signal P^ wird an dem Ausgang des UND-Gatters 212 erzeugt und zeigt die Periode P^ an, die anschliessend erläutert wird.

In Fig. 21 ist das Kurbelwellen-Stellungssignal θ dargestellt, das an dem Ausgang des in Fig. I5 gezeigten und in Verbindung hiermit erläuterten Verstärkers 160 erzeugt wird. Kurz zusammengefasst wird das Signal 0 bei einem vorbestimmten Winkel

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vor der oberen Totpunktstellung jedes Kolbens erzeugt und ist das Bezugssignal von dem die Verzögerungszeit aus berechnet wird. Von dem Ausgang des UND-Gatters 198 wird ein Signal GEES erhalten, das das Signal 9 , das am Ausgang des Verstärkers 148 (Fig. 15) erzeugt wird, synchronisiert mit dem 10 MHz-Signal, das von dem Oszillator I5I erzeugt wird, darstellt. Das GEES-Signal bestimmt das Ende jeder Zählperiode P^ bis P^. Zwischen jedem θ -Signal werden vier GRES-Signale erzeugt, die jeden Drehmomentimpuls in vier gleiche Winkelinkremente der Kurbelwellendrehung teilen.

An den Q-Ausgängen der Flip-Flops 204 bzw. 206 erscheinen Signale FF204 Q und FF206 Q. Das Signal P^ ist das Signal, das an dem Ausgang des UND-Gatters 212 erscheint und anzeigt, dass die Daten von der Periode P,. aus dem Schieberegister 152 aus-

sie ^"
zulesen sind und -7 sind in den sin- bzw. cos-Eegistern 160 und 162 vorhanden. Ein Signal ADDT ist das Signal, das am Ausgang des UND-Gatters 220 erzeugt wird und das das UND-Gatter 230 in Bereitschaft setzt, die in dem Schieberegister 152 gespeicherten Daten zu den Addier/Subtrahier-Schaltkreisen I56 und 158 zu übertragen. Am Ausgang des NAND-Gatters 210 wird das Signal ECC erzeugt, das die UND-Gatter 232 und 244 ausser Bereitschaft setzt, was den Umlauf (Eezirkulation) der Daten in den sin- bzw. cos-Eegistern 160 und 162 unterbindet, während neue Daten, die während der Periode P^> erzeugt wurden, in die sin- bzw. cos-Register eingegeben werden.

Im folgenden wird auf die Fig. 22 bezuggenommen. Das Signal DGI5 wird von dem Zeitsteuer- und Eegelschaltkreis 110 (Fig. 15) erzeugt und ist das gleiche Signal wie in Fig. 19. Das Signal DG3I ist das durch zwei geteilte Signal DGI5 und stellt das Ausgangssignal dar, das von dem UND-Gatter 228 ,erzeugt wird. Es ist das Zeitsteuer-Bezugssignal für die 32-Bit-Register, die zur Berechnung des Phasenwinkels 0· verwendet werden, wie nachfolgend erläutert wird. Die SignaIeMT01, ΜΤ23, MT4-5 und MT67 sind die Ausgangssignale der ODER-Gatter 2.68 bis 2.74 und stellen die entsprechenden Kombinationen der Sig-

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nale MTO bis MT? der Pig. 19 dar. Das Signal GEES ist das gleiche wie in Fig. 21 dargestellt und bezeichnet insbesondere das Ende der Periode P^ und den Beginn der Periode T^. Das Signal IDDT ist das erste MT01-Signal, das nach jedem GEES-Signal erzeugt wird und das das UND-Gatter 230 in Bereitschaft setzt, den Inhalt des Schieberegisters 152 über die Additions/ Subtraktions-Schaltkreise 156 und 158 zu den sin- und cos-Eegistern zu übertragen. Das Signal LDB (Lade-Teiler-Begister) wird in Koinzidenz mit dem sequentiellen MT23-Signal erzeugt und setzt die Additions/Subtraktions-Schaltkreise in Bereitschaft, den kleineren Wert des Inhaltes des sin- bzw. cos-Eegisters 160 bzw. 162 in ein Eegister 318 (Fig. 23) in dem Teiler 166 (Fig. 15) einzugeben. Das Signal CQT (Berechne. Quotienten) stellt die sequenziellen Signale MT4-5, MT67, MT01 bis MT67 dar, während deren Zeit der Teiler 166 den Quotienten berechnet, der den arc tan von 0 darstellt. Das Signal LCTE (Lade-.Cotangens-Eegister) setzt ein Cotangers-Eegister 358 (Fig. 23) in dem Cotangens-rKorrektur-Schaltkreis 170 (Fig. 15) in Bereitschaft, den Inhalt des arc tan-EOM's 168 (Fig. 15) zu übernehmen. Das Signal PAA (Phasenwinkel-Mittelwert) setzt einen Phasenwinkel-Mittelwert-Schaltkreis 172 (Fig. 15) in Bereitschaft, den Mittelwert aus dem neu errechneten Phasenwinkel 0 und dem zuvor errechneten Phasenwinkel zu bilden. Das Signal COM (Vergleiche) setzt den Komparator 174 (Fig. 15) in Bereitschaft, den berechneten Phasenwinkel mit dem Bezugsphasenwinkel zu vergleichen und das Fehlersignal mit dem zuvor berechneten Fehler in dem Akkumulator 176 (Fig. 15) zu addieren. Das Signal AIA (Addierer zum Zündwinkel) setzt den Addierer 178 (Fig. 15) in Bereitschaft, das Fehlersignal des Akkumulators 176 zu dem in dem Eegister B 180 (Fig. 15) gespeicherten berechneten Voreilungswinkel zu addieren.

Wenn sich die Kurbelwelle mit einer Maximalgeschwindigkeit von 6000 Umdrehungen pro Minute dreht, so liegen ungefähr 600 Mikrosekunden zwischen den GEES-Signalen. Die maximale Zeit für die Berechnung des Phasenwinkels, des Fehlersignales und für die Addition des Fehlersignales mit dem berechneten Voreilungs-

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winkel liegt bei 450 Mikrosekunden. Folglich können die Berechnung und die Korrektur während der Periode P^ ausgeführt werden, bevor neue Daten von dem nächsten Drehmomentimpuls dem System eingegeben werden.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Schaltkreises der Fig. 20 erläutert. Das Phasenbezugssignal θ wird dem Schaltkreis angelegt, der aus den Flip-Flops 194, 196 und dem UND-Gatter 198 besteht und der ein mit den am Eingangsanschluss 192 empfangenen Taktsignalen synchronisiertes Rücksetzsignal GRES erzeugt. Das Signal GRES setzt den Zähler I50 zurück, aktiviert den Lade-Eingang des Schieberegisters I52 und schaltet die Eingänge der Flip-Flops 204 und 206 um. Das Zeitintervall oder die Periode zwischen aufeinanderfolgenden Rücksetzsignalen wird durch Zählen der Taktsignale in dem Zähler I50 gemessen. Im Ende jeder Periode aktiviert das GRES-Signal den parallelen Lade-Eingang des Schieberegisters 152, das den Inhalt des Zählers 150 in das Schieberegister I52 überträgt und den Zähler 150 zurücksetzt. Das Signal IDDT setzt das UND-Gatter 230 in Bereitschaft, wobei der Inhalt des Registers 152 von dem Inhalt des sin- oder cos-Registers 160 bzw. 162 subtrahiert oder zu ihm addiert wird, in Abhängigkeit von dem Zustand der Flip-Flops 204 und 206. Die sin- und cos-Register 160 und 162 sind 32-Bit-Register. Folglich wird während des Zeitintervalles des Signales ADDT der parallel geladene Inhalt des Schieberegisters 152, dem 16 Nullen folgen, in beide Register 160 und 162 übertragen. Die Gatter 216, 232, 234, 236, 238 und 242 und das Flip-Flop 240 bilden den Additions/Subtraktions-Schaltkreis I56 (I¹Xg· 15). Das Gatter 216 steuert die Additions- und Subtraktions-Funktion und das Gatter 232 stellt eine Einrich-

in den .anfänglichen tung dar, die den Inhalt des sin-Registers 160 /zustand bringt, indem sie dem Addierer einen Null-Eingang zuführt, wenn der Ausgang des NAND-Gatters 210 in Abhängigkeit von den Zuständen der Flip-Flops 204 und 206 negativ ist. Die Gatter 214, 244, 246, 248, 250 und 254 bilden in Kombination mit dem Flip-Flop 252 den Additions/Subtraktions-Schaltkreis 158 und führen die

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gleiche Funktion für das cos-Schieberegister 162 durch.

Die Flip-Flops 204 bzw. 206 liefern ein Rechteck-Signal, das als Bezugssignal für den Phasenerfassungsvorgang verwendet wird. Die Zustände der Flip-Flops sind auf die Zeitintervalle P^ bis P^ bezogen, wie in Fig. 21 dargestellt.

Aus der Gleichung 5 wird eine dem sin des Phasenwinkels proportionale Grosse erhalten, die aus den Grossen P^ + Pp P, - P. erhalten wird. Das Flip-Flop 206 und das Gatter 216 bewirken, dass der dem sin-Schieberegister 160 zugeordnete Ein-Bit-Addierer eine Additionsfunktion vorsieht, wenn der Q-Ausgang des Flip-Flops 206 eine logische Null (0) führt und eine Subtraktionsfunktion, wenn der Q-Ausgang des Flip-Flops 206 eine logische Eins (1) führt. Es sei darauf hingewiesen, dass die in dem Zähler 150 während der Periode P^ gezählten Taktimpulse aus dem Schieberegister 152 während der Periode Po ausgelesen werden und dass die in der Periode Pp gezählten Taktimpulse während der Periode P^ ausgelesen werden, usw. In ähnlicher Weise wird der cos des Phasenwinkels aus der Gleichung P₁ - P₂ - P₅ + P^ erhalten. Das Flip-Flop 204 und das Exklusiv-ODER-Gatter 214 veranlassen, dass der dem cos-Schieberegister 162 zugeordnete Ein-Bit-Addierer die Additionsfunktion ausführt, wenn der Q-Ausgang des Flip-Flops 204 eine logische Null (0) führt und eine Subtraktionsfunktion, wenn der Ausgang des Flip-Flops 204 eine logische Eins (1) führt.

Die Arbeitsweise der Flip-Flops 204 und 206, die das Signal erzeugen, das die Arbeitsweise der Additions/Subtraktions-Schaltkreise I56 und I58 (Fig. I5) steuert, ist wie folgt: Das an dem Anschluss 208 empfangene Signal 0 setzt die Flip-Flops 204 und 206 zurück, so dass die Q-Ausgänge beider Flip-Flops logische Nullen sind. Die beiden Flip-Flops bleiben in diesem Zustand, bis sie durch das Signal GRES umgeschaltet werden, was den Beginn der Periode P^ anzeigt. Das Flip-Flop 204 ändert seinen Zustand, da es einen logischen Eins-Eingang an seinem

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Setz-Eingang von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 206 empfängt. Das Flip-Flop 206 bleibt in seinem rückgesetzten Zustand, da das Signal an seinem Setz-Eingang die von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 204 empfangene Null war. Das nächste GEES-Signal, das das Ende der zweiten Periode Px> anzeigt, schaltet wiederum beide Flip-Flops um. Das Flip-Flop 204- bleibt in seinem gesetzten Zustand, da das Signal an seinem Setz-Eingang noch eine logische Eins ist, die von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 206 empfangen wird. Das Flip-Flop 206 wird seinen Zustand ändern, da das an seinem Setz-Eingang von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 204· empfangene Signal auf eine logische Eins gewechselt hat. Das nächste Rücksetzsignal, das das Ende der zweiten Zählperiode Pp anzeigt, schaltet beide Flip-Flops um. Das Flip-Flop 204- wechselt seinen Zustand, was eine logische Null an seinem Q-Ausgang erscheinen lässt, in Abhängigkeit von dem Signal an dem Q-Ausgang des Flip-Flops 206, der eine logische Null führt. Das Flip-Flop 206 bleibt in seinem gesetzten Zustand, was eine logische Eins an seinem Q-Ausgang erscheinen lässt, da das Signal an seinem Setz-Eingang eine logische Eins war, die von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 2.04- empfangen wurde. Am Ende der dritten Periode "S₇, schaltet das GRES-Signal erneut beide Flip-Flops um und das Flip-Flop 206 ändert seinen Zustand. Die Flip-Flops 204- und 206 sind jetzt in ihrem ursprünglichen rückgesetzten Zustand, wodurch der Zyklus vervollständigt ist.

Das NAND-Gatter 210 empfängt die Signale, die an dem ,Q-Ausgang des Flip-Flops 204- und dem Q-Ausgang des Flip-Flops 206 vorhanden sind und das ADDT-Signal, das an dem Ausgang des UND-Gatters 220 erzeugt wird, und erzeugt während der Periode P₂ ein Signal RCC (logische Null), wenn die Daten in dem Schieberegister 152, die die Zeit der Periode P^ anzeigen, zu den" Additions/Subtraktions-Gattern I56 und 158 übertragen werden. Das RCC-Signal setzt die UND-Gatter 232 und 24-4- ausser Bereitschaft, was die Rezirkulation der alten Daten, die in den sin- bzw. cos-Registern 160 bzw. 162 gespeichert sind, blockiert. Am Ende der Datenübertragung sind die einzigen in den Registern

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160 und 162 gespeicherten Daten die Daten, die während der Periode P_x, erzeugt wurden. Bei allen darauffolgenden Perioden, d.h. P₂ bis P^ wird der Ausgang des NAND-Gatters 212 positiv, was beide UND-Gatter 232 und 244 in Bereitschaft setzt.

Die Arbeitsweise der Additions- und Subtraktions-Schaltkreise, die dem sin-Register 160 und dem cos-Register 162 zugeordnet sind, ist im Stand der Technik allgemein bekannt und braucht zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erläutert zu werden.

Es ist ausreichend festzuhalten, dass, wenn die Eingänge der Exklusiv-ODER-Gatter 214 und 216 logische Nullen führen, die Additions/Subtraktions-Schaltkreise 156 und 158 den Inhalt des Schieberegisters 152 zu dem rezirkulierten Inhalt des sin- und cos-Registers 160 und 162 addieren. Wenn die Eingänge der Explusiv-ODER-Gatter 214 und 216 positiv sind (logische Eins), so wird der Inhalt des Registers 152 von dem rezirkulierten Inhalt des sin- und cos-Registers 160 und 162 subtrahiert.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, dass der endgültige Ausgang der Exklusiv-ODER-Gatter 242 und 254 anzeigt, ob der endgültige Inhalt der Register 160 und 162 einen positiven oder negativen (Übertrag 1) Wert aufweist. Die Signale, die anzeigen, ob die Summe positiv oder negativ ist, werden von den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Gatter 242 und 254 abgegriffen und sind die «Ausgänge an den Anschlüssen 256 bzw. 264. Ein endgültiger logischer Null-Ausgang zeigt an, dass die in den Registern gespeicherte Summe einen positiven Wert hat und eine logische Eins zeigt an, dass die Summe in den Registern einen negativen Wert hat.

Der Inhalt der Register 160 und 162 wird an den Anschlüssen 258 und 266 ausgegeben und von dazwischenliegenden Bit-Plätzen abgegriffen, was die Daten um 5 Plätze verschiebt.

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Das von dem NOR-Gatter 200 empfangene Signal GEES bewirkt, dass der Ausgang des NOR-Gatters 200 eine logische Null führt, die veranlasst, dass das NOR-Gatter 202 an seinem Ausgang ein logisches Eins-Signal erzeugt. Die NOR-Gatter 200 und 202 bilden eine elektronische Verriegelung, die in diesem verriegelten Zustand solange bleibt, bis sie durch ein logisches Eins-Signal entriegelt wird, das an dem anderen Eingang des Gatters 202 von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 222 empfangen wird. Der Ausgang des NOR-Gatters 202 mit einer logischen Eins wird dem Setz-Eingang des Flip-Hops 218 angelegt, das den Setz-Zustand annimmt, wenn es durch ein Taktsignal umgeschaltet wird, was eine logische Eins an seinem Q-Ausgang hervorbringt. Die logische Eins an dem Q-Ausgang des Flip-Flops 218 setzt das UND-Gatter 220 in Bereitschaft, das erste an seinem anderen Eingang empfangene MT01-Signal durchzulassen. Das von dem UND-Gatter 220 durchgelassene MT01-Signal ist das Signal ADDT, das dem Setz-Eingang des Flip-Flops 222, dem UND-Gatter-250 und dem NAND-Gatter 210 angelegt wird. Das dem Setz-Eingang des Flip-Flops 222 angelegte ADDT-Signal bewirkt, dass das Flip-Flop den Setz-Zustand annimmt, wenn es durch einen Taktimpuls umgeschaltet wird und erzeugt ein logisches Eins-Signal an seinem Q-Ausgang. Das an dem Q-Ausgang des Flip-Flops 222 erzeugte logische Eins-Signal entriegelt die NAND-Gatter 200 und 202, die in dem entriegelten Zustand bleiben, bis das nächste GRES-Signal von dem NAND-Gatter 200 empfangen wird. Das logische Eins-Signal von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 222 setzt das UND-Gatter 224 in Bereitschaft, das das nächste MT2-Signal, das an seinem anderen Eingang empfangen wird, durchlässt. Das von dem UND-Gatter 224 durchgelassene MT2-Signal wird den Rucksetz-Eingängen der Flip-Flops 218 und 222 zugeführt, die ihren ursprünglichen Rücksetz-Zustand einnehmen, wenn sie durch Taktimpulse umgeschaltet werden. Das ADDT-Signal wird nur einmal während jeder Periode erzeugt und ist koinzident mit dem ersten MT01-Signal, das nach jedem GRES-Signal erzeugt wird.

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Das DG15-Signal wird dem Umschalt-Eingang des Flip-Flops 226 zugeführt, was bewirkt, dass es seinen Zustand ändert. Das DG15-Signal und der Q-Ausgang des Flip-Flops 226 werden den anderen Eingängen des UND-Gatters 228 zugeführt, das an seinem Ausgang das Signal DG31 erzeugt. Das DG31-Signal ist ein Impuls von einer Mikrosekunde D.auer, der in Intervallen von 32 Mikrosekunden auftritt. Diese DG31-Signal ist das Steuersignal für die 32-Bit-Schieberegister, die bei der oben im Zusammenhang mit Fig. 23 erläuterten Divisionsoperation verwendet werden.

Die Fig. 23 zeigt die Einzelheiten der Schaltkreise des !Comparators 164, des Dividierers 166, des arc tan-ROM's 168 und des .Cbtangens-Korrektur-Schaltkreises I70 der Fig. I5. In Fig. 23 ist der Anschluss 258 (Fig. 20) mit den anderen Eingängen des UND-Gatters 282, des NOR-Gatters 284 und des Exklusiv-ODER-Gatters 286 über den Inverter 280 verbunden. Die Ausgänge des UND-Gatters 282 und des NOR-Gatter 284 sind mit den Setzbzw. Rücksetz-Eingängen des Flip-Flops 288 verbunden, während der Q-Ausgang des Flip-Flops 288 mit dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 286 verbunden ist. Das Flip-Flop 290 empfängt den Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 286 an seinem Setzeingang und das Signal DG31, MT01 an seinem Umschalt-Eingang. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 290 ist mit den Eingängen der UND-Gatter 292 und 294 und über Inverter 300 bzw. 302 mit den UND-Gattern 296 und 298 verbunden, sowie mit den Eingängen von Exklusiv-ODER-Gattern 350, 352, 354 und 356 und mit dem dritt-signifikantesten Bit des Schieberegisters 358. Die anderen Eingänge der UND-Gatter 292 und 298 sind mit dem Anschluss 266 (Fig. 20) verbunden und die anderen Eingänge der UND-Gatter 294 und 296 sind mit dem Anschluss 258 verbunden.

Die Ausgänge der UND-Gatter 292 und 296 sind mit den Eingängen des ODER-Gatters 204 verbunden, dessen Ausgang mit dem einen Eingang des UND-Gatters 206 verbunden ist. Ein Signal MT23, TM7 wird an dem anderen Eingang des UND-Gatters 306 empfangen und über einen Inverter 310 an einem Eingang des UND-Gatters

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308. Ein anderer Eingang des UND-Gatters 308 ist mit der Bit-Stelle 2 eines 32-Bit-Schieberegisters 318 verbunden. Die Ausgänge der UND-Gatter 306 und 308 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters 312 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang der Exklusiv-ODER-Gatter 314- und 334- verbunden ist.

Die Ausgänge der UND-Gatter 294- und 298 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters 320 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines UND-Gatters 322 verbunden ist. Der andere Eingang des UND-Gatters 322 empfängt das Signal MTÖT, TM7. Der Ausgang des UND-Gatters 322 ist mit einem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 314- verbunden und mit den Eingängen der UND-Gatter 324 und 326. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 334 ist mit einem anderen Eingang des UND-Gatters 324 und mit dem Eingang des UND-Gatters 328 verbunden. Die Ausgänge der UND-Gatter 324, 326 und 328 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters 330 verbunden, dessen Ausgang mit dem Setz-Eingang des Flip-Flops 332 und einem Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 338 verbunden ist. Der Umschalteingang des Flip-Flops 332 empfängt das Taktsignal. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 332 ist mit einem Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 316 und dem anderen Eingang der UND-Gatter 326 und 328 verbunden.

Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 314 ist mit dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 316 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang des 32-Bit-Schieberegisters 318 und mit dem Setz-Eingang des Flip-Flops 336 verbunden ist. Das Flip-Flop 336 empfängt das Signal DG31 an seinem Umschalt-Eingang. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 336 ist mit den anderen Eingängen der Explusiv-ODER-Gatter 334 und 338 verbunden.

Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 338 ist mit dem Setz-Eingang des Flip-Flops 34-0 verbunden, das in Kombination mit den in Serie verbundenen Flip-Flops 342, 344, 346 und 348 ein Quotienten-Register bildet, das den Ausgang des Quotienten der Divisionsoperation·-speichert, der am Ausgang des Exklusiv-

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ODER-Gatters 338 erscheint.

Die Q-Ausgänge der Flip-Flops 34-2 bis 34-8 sind mit den Adress-Eingängen des arc tan-ROM's 168 verbunden. Die Exklusiv-ODER-Gatter 314-, 316, 334- und 338, die UND-Gatter 306, 308, 322, 324-, 326 und 328, die ODER-Gatter 312 und 330, der Inverter 310, die Flip-Flops 332 und 336 und das Schieberegister 318 bilden den Divisions-Schaltkreis, der zusammen mit dem aus den Flip-Flops 34-0 bis 34-8 bestehenden Quotienten-Register den Dividierer 166, der in Fig. 15 gezeigt ist, bilden.

Die Vier-Bit-Wort-Ausgänge des arc tan-ROM's 168 sind mit den anderen Eingängen der Exklusiv-ODER-Gatter 350 bis 356 verbunden. Die Ausgänge der Exklusiv-ODER-Gatter 350 bis 356 sind mit den vier niederwertigsten Bit-Eingängen des Schieberegisters 358 verbunden. Das Parallel-Lade-Eingangs-Signal wird von dem Ausgang des UND-Gatters 366 empfangen, das an seinen Eingängen die Signale MTO, MT8 und das Signal P^, empfängt, welches das Ende der vierten Zählperiode P^ anzeigt.

Die Anschlüsse 256 und 264-, die die Signale anzeigen, die das Vorzeichen des Inhaltes der Schieberegister 160 und 162 (Fig. 20) anzeigen, sind mit den Setz-Eingängen der Flip-Flops 360 bzw. 364- verbunden. Die Flip-Flops 360 und 364- werden durch das Signal DG31 umgeschaltet. Die Q-Ausgänge der Flip-Flops 360 und 364- sind mit den anderen Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 362 verbunden, dessen Ausgang mit dem zweit-signifikantesten Bit-Eingang des Parallel-Lade-Schieberegisters 358 verbunden ist. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 360 ist weiterhin mit dem signifikantesten Bit-Eingang des Schieberegisters verbunden. Die Exklusiv-ODER-Gatter 350 bis 356 und 362, die Flip-Flops 360 und 364-, das UND-Gatter 366 und das Parallel-Lade-Schieberegister 358 bilden den C.otangenS-Korrektur-Schaltkreis I70, der in Fig. I5 dargestellt ist.

Die Arbeitsweise des Schaltkreises wird im Zusammenhang mit der Fig. 23, dem Koordinaten-Diagramm der Fig. 24-, den in den

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Fig. 19, 21 und 22!dargestellten Signalverläufen und der Tabelle erläutert. Zuerst sei auf Fig. 24 bezuggenoinmen, die die vier möglichen Quadranten zeigt, in denen der Phasenwinkel 0 liegen kann. Im ersten Quadranten, d.h. dem Quadranten I sind die Werte von sin und cos beide positiv, d.h. die Signale, die an den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Gatter 24-2 und 25^- (Fig. 20) vorhanden sind und an den Anschlüssen 256 bzw. 264 während des DG31-Signales erscheinen, sind beide logische Nullen. Folglich werden die Flip-Flops 360 und 364 in Kombination mit dem Exklusiv-ODER-Gatter 362 logische Nullen den beiden signifikantesten Bit-Eingängen des Parallel-Lade-Schieberegisters 358 darbieten. Wenn der Phasenwinkel 0 in dem Quadranten II liegt, so sind die Signale an den Anschlüssen 256 und 264 eine logische Null bzw. eine logische Eins und die Signale, die den signifikantesten Eingängen des Registers zugeführt werden, sind eine logische Null bzw. eine logische Eins. Für den Quadranten III sind die Signale eine logische Eins und eine logische Null und für den Quadranten IV sind beide Signale logische Einsen. Folglich zeigen die beiden signifikantesten Bits den Wert des Phasenwinkels 0 an.

Der Inhalt der sin- und cos-Schieberegister 160 und 162 wird an den Anschlüssen 258 bzw. 266 empfangen. Wenn der.Absolutwert des Inhaltes des sin-Registers 160 kleiner ist als der Absolut-Wert des Inhaltes des cos-Registers 162, so ist der Q-Ausgang des Flip-Flops 288 eine logische Eins und der Ausgang des Inverters 280 ist eine logische Eins, die den Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 286 und den Q-Ausgang des Flip-Flops 290 auf eine logische Null gehen lässt. Die logische Null an dem Ausgang des Flip-Flops 290 wird sowohl zu dem Dividierer 166 als auch dem Gbtangens-Korrektur-Schaltkreis 170 übertragen. Die logische Null am Ausgang des Flip-Flops 29O bewirkt, dass der Inhalt des sin-Registers 160 dem Dividierer 166 als Zähler zugeführt wird und der Inhalt des cos-Registers 162 dem Dividierer 166 als Nenner. Der logische Null-Ausgang des Flip-Flops 290 zeigt an, dass der Eingang des

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arc tan-ROM's 168 der Tangens 0 ist und folglich steht der Wert des 0-Ausganges des arc tan-ROM's 168 in Übereinstimmung mit der Gleichung 7. Die logische Null wird dem dritt-signifikantesten Bit-Eingang des Registers 358 zugeführt und den Eingängen der Exklusiv-ODER-Gatter 350 bis 356. Die Exklusiv-ODER-Gatter 350 bis 356 werden die Ausgänge des arc tan-ROM's 168 direkt zu den vier letzten signifikantesten Bit-Eingängen des Schieberegisters 358 durchlassen.

Wenn der Absolut-Wert des Inhaltes des sin-Registers 160 grosser ist als der Absolutwert des Inhaltes des cPs-Registers, so führt der Ausgang des Flip-Flops 290 eine logische Eins, die den Inhalt des cos-Registers 162 in den Dividierer 166 als Zähler eingibt und den Inhalt des sin-Registers 160 in den Dividierer 166 als Nenner. Die logische Eins wird weiterhin dem dritt-signifikantesten Bit-Eingang des Schieberegisters 358 zugeführt und zeigt an, dass der Eingang des arc tan-Registers 168 der cot 0 ist. Die an die Exklusiv-ODER-Gatter 350 bis 356 angelegte logische Eins bewirkt, dass das Komplement des Ausganges des arc tan-ROM's 168 den vier letzten signifikanten Bit-Eingängen des Schieberegisters 358 zugeführt wird. Der Inhalt des Parallel-Lade-Schieberegisters steht dann in Übereinstimmung mit der Gleichung 8.

Die an den parallelen Eingängen des Schieberegisters 358 anwesenden Signale werden in das Register eingegeben in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal aus dem UND-Gatter 366, das durch die Signale MTO, TM8 und P^ aktiviert wird, die das Ende der Divisionsoperation bezeichnen, nachdem die Daten aus der vierten Periode P^ aus den Schieberegistern 160 und 162 ausgeschoben wurden.

Die Wirkungsweise des Dividierers 166 ist wie folgt: Der logische Null-Ausgang des Flip-Flops 290 setzt das UND-Gatter 296 in Bereitschaft und die an dem Anschluss 258 erscheinenden Daten aus dem sin-Register 160 werden seriell über das ODER-Gatter 304 zu einem Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 314 über-

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tragen und das UND-Gatter 306 wird durch das Signal MT23, TM7 in Bereitschaft gesetzt. Das MT23, TM7-Signal, das durch den Inverter 310 invertiert wird, setzt das UND-Gatter 308 ausser Bereitschaft, was blockiert, dass die Daten in dem Schieberegister 318 rezirkuliert werden.

Am Ende des Signales MT23, TM7 wird das UND-Gatter 306 ausser Bereitschaft gesetzt und das UND-Gatter 308 in Bereitschaft gesetzt, was erlaubt, dass die in dem Schieberegister gespeicherten Daten durch das UND-Gatter 308 hindurch rezirkuliert werden.

Gleichzeitig ist das UND-Gatter 322 durch das M⁷TOT, TM7-Signal in Bereitschaft gesetzt und der an dem Anschluss 266 empfangene Inhalt des cos-Eegisters 162 wird über das UND-Gatter 298, das ODER-Gatter 320 und das UND-Gatter 322 zu dem Additions/Subtraktions-Schaltkreis eingegeben, der aus den Exklusiv-ODER-Gattern 314-, 316 und 334·, den UND-Gatter 32Λ, 326 und 328, dem UND-Gatter 330 und den Flip-Flops 332 und 336 besteht. Da das Flip-Flop 336 durch das MT23, TM7-Signal zurückgesetzt ist, wird eine logische Eins dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 338 zugeführt, das den Additions/Subtraktions-Schaltkreis in den Subtrahier-Betrieb setzt, so dass die Daten von dem cos-Register 162 von den Daten, die aus dem sin-Register 160 empfangen werden, subtrahiert werden, wobei der Rest in das Schieberegister 318 plaziert wird. Am Ende des Signales MT23, ÜM7 wird das UND-Gatter 306 ausser Bereitschaft gesetzt, was verhindert, dass weitere Daten aus dem sin-Register 160 in den Dividierer eingegeben werden, bevor die Divisionsoperation vollständig ausgeführt ist. Während nachfolgender Operationen werden die Daten von dem cos-Register 162 von dem rezirkulierten Rest, der in dem Schieberegister 318 gespeichert ist, subtrahiert oder zu ihm addiert. Ist der in dem Schieberegister 318 gespeicherte Rest grosser als der Nenner, so ist die letzte in das Schieberegister eingegebene Stelle eine logische Null und das Flip-Flop 336 bleibt in seinem rückgesetzten Zustand,

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wenn es durch das Signal DG31 umgeschaltet wird. Ist allerdings der Nenner grosser als der Rest, so führt das Flip-Flop 332 eine logische Eins (Übertrag 1) an seinem Ausgang und die letzte Stelle, die in das Schieberegister 318 eingegeben wird, ist eine logische Eins. Dies bewirkt, dass das Flip-Flop 336 seinen Zustand ändert und an seinem Q-Ausgang eine logische Null erzeugt, die veranlasst, dass der Additions/Subtraktions-Schaltkreis den Inhalt des cos-Registers 162 während der nächsten Operation zu dem Rest hinzuaddiert. Der Additions/Subtraktions-Schaltkreis ist funktionell der gleiche wie die Additions/Subtraktions-Schaltkreise 156 und 158, die oben im Zusammenhang mit Fig. 20 erläutert wurden, und braucht hier nicht mehr erläutert zu werden.

An dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 338 wird am Ende jeder Operation ein Quotienten-Signal erzeugt und in einem Quotienten-Register gespeichert, das aus den seriell verschalteten Flip-Flops 340 bis 348 besteht. Wenn der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 316 von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 336 verschieden ist, so wird ein logisches Eins-Signal dem Setz-Eingang des Flip-Flops 34-0 zugeführt, was veranlasst, dass es seinen Setz-Zustand annimmt, was eine logische Eins an seinem Ausgang hervorbringt, wenn es durch das Signal DG31 umgeschaltet wird. Am Ende der nächsten Operation bestimmt das an dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 338 vorhandene Signal den Zustand des Flip-Flops 340 und der vorhergehende Zustand des Flip-Flops 340 wird dem Flip-Flop 342 übertragen, usw. Diese Arbeitsweise wird fortgeführt, bis 6 Additions- oder Subtraktionsoperationen durchgeführt sind, so dass die an dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 338 am Ende der letzten 5 Operationen erzeugten Signale seriell in den Flip-Flops 340 bis 348 gespeichert sind. Da festgestellt wurde, dass der Zähler kleiner ist als die beiden in den sin- und cos-Registern 160 bzw. 162 gespeicherten Werte, so ist das Ergebnis der ersten Operation am Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 338 stets eine Null, die gelöscht wird.

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Im folgenden wird die Arbeitsweise des Dividierers anhand

der

typischen Division erläutert, wie sie in/Tabelle . dargestellt ist. Es sei beispielsweise angenommen, dass der Wert der Daten in dem sin-Register 160 die Zahl 33 ist und der Wert der Daten in dem cos-Register 162 die Zahl 57· Diese mit 32. multiplizierten Zahlen (um 5 Plätze verschoben) sind in digitaler Form in den ersten beiden Zeilen der Tabelle '. dargestellt.

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TABELLE
Divisions-Beispiel

Stelle (Digit)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 30 31

₀ 000001000010 0 0—0 0 K(33x32)

- 0 0 0 0 0 10 0 11 -I 0 0 0 --- _0__0. D (57χ32)

1 0

0 0 000000010 111 11 R

1
+ OOOOeiOeil 1 Q 0 0 0 0_ D (5 7;; 3 2)

1 1

0000001001000 0 — 0 0 R 2

- 00000100 11 1 0 0 0 — 00 D (5 7 χ 3 2)

1 0

00 00001001 1 0 1 1 11 R

3
+ 0000010011 1 0 0 0 —- 0 0 D(57x32)

0 0

0000001101 0 1 1 1 11 R

4_
⁺ 00000 10011 1 0 0 0 0 0 D(57>:32)

1 1

000000111100 0 0-— 0 0 R 5

- 00000100 11 1 0 0 0 0 0 D (57x32)

1 0

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Bei dem Einleitungsschritt (O) werden die Daten von dem cos-Register (Nenner "D") von den Daten in dem sin-Register (Zähler "N") subtrahiert und der Rest "R" wird in dem Schieberegister 318 gespeichert. Die Ausgänge des ODER-Gatters 330 und des Flip-Flops 332 führen eine logische Eins, was einen Übertrag von 1 anzeigt, da festgestellt wurde, dass der Zähler kleiner war als die beiden Werte. Der Ausgang des Flip-Flops 336 führt ebenfalls eine logische Eins und folglich führt der Quotienten-lusgang "Q" des Exklusiv-ODER-Gatters 338 eine logische Null, die dem Flip-Flop 340 eingegeben wird. Am Ende der Periode MT23 wird das Flip-Flop 336 durch das Signal DG31 umgeschaltet und ändert aufgrund des logischen Eins-Ausganges des Exklusiv-ODER-Gatters 316 seinen Zustand. Das an dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 334- angelegte-Signal ist jetzt eine logische Null, die bewirkt, dass der Additions/Subtraktions-Schaltkreis den Inhalt des Nenners "D" zu dem Rest "R", der in dem Register 318 gespeichert ist, während des nächsten Schrittes addiert.

Beim nächsten Schritt (Schritt 1) wird der um einen Platz verschobene Inhalt des Schxeberegisters 318 zu dem Nenner "D" addiert und das Ergebnis "R" wird in das Schieberegister 318 eingegeben. Am Ende dieses Schrittes führt der Ausgang des ODER-Gatter 330 eine logische Eins (Übertrag 1) und der Ausgang des Flip-Flops 336 eine logische Null. Der Quotienten-Ausgang Q des Exklusiv-ODER-Gatters 338 wird zu einer logischen Eins, die dem Flip-Flop 34-0 eingegeben wird, wenn es durch das Signal DG31 umgeschaltet wird. Die in dem Flip-Flop 34-0 von dem vorhergehenden Schritt gespeicherte logische Null wird jetzt in das Flip-Flop 34-2 übertragen. Die gleicjie Prozedur wird bei den Schritten 2 bis 5 wiederholt, wie in/Dabelle dargestellt. Am Ende des fünften Schrittes (Schritt 5) speichert das aus den Flip-Flops 34-0 bis 34-8 bestehende Flip-Flop den Quotienten der Division in digitaler Form.

Ware der Inhalt des sin-Registers 160 grosser als der Inhalt des cos-Registers 162, so hätte das Flip-Flop 290 eine logi-

sehe Eins geführt und der Inhalt des cos-Registers wäre in den Teiler 166 als Zähler über das UND-Gatter 294 eingegeben worden. Die Division wäre dann wie oben beschrieben, durchgeführt worden.

In !"ig. 25 ist eine detaillierte Schaltkreis-Ausführung des Phasenwinkel-Mittelwert-Schaltkreises I72, des Komparators 17^ und des Akkumulators 176 dargestellt, die in Fig. 15 gezeigt sind. Der Einsatz des Phasenwinkel-Mittelwert-Schaltkreises 172 dient dazu, sicherzustellen, dass die Winkel-Korrektur der Zündvoreilung über eine Serie von Einstellungen ausgedehnt wird anstelle für eine einzelne Einstellung, um die Effekte einer Zyklus zu Zyklus-Veränderung zu vermeiden, um die Fahreigenschaften, etc. zu verbessern. Dies wird wie nachfolgend erläutert 'dadurch ausgeführt, dass der Mittelwert des errechneten Phasenwinkels gebildet wird, so dass der erfasste Fehler und das errechnete Korrektur-Signal 0„ auf der Basis des Mittelwertes des erfassten Phasenwinkels erhalten werden.

Die Logik führt diese Mittelwert-Bildung des Phasenwinkel-Signales mittels einer Tiefpass-Digital-Filtertechnik durch. Die Arbeitsweise des Filters kann durch die folgende lineare Differentialgleichung erster Ordnung beschrieben werden:

x(kT) = a (kT) + (1-a)x(kT-T)

wobei "T" die Geschwindigkeit ist, mit der die Berechnungen durchgeführt werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es die Zylinder-Zündgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine, "k" ist der laufende Index der ganzen Zahlen (integers), "(kT)" ist der Eingang des Digital-Filters während des "k"ten "!"-Intervalls, "x(kT-T)" ist der Ausgang des Digital-Filters während des "(k-1"ten "T"-Intervalls und "a" ist eine programmierbare Konstante.

Der Wert der programmierbaren Konstanten "a" kann eine feste Zahl sein oder er kann variabel aus einer vorprogrammierten

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"Nachschlagetabelle" von gespeicherten Werten von Maschinen-Betriebsparametern ausgewählt werden, wie z.B. aus dem Ansaug-Druck (MAP), der Maschinengeschwindigkeit, dem Luftdurchfluss, der Drosselklappenstellung, der Kühlmitteltemperatur, usw.

Der Wert von "a" bestimmt die Filter-"Zeitkonstante". Beispielsweise sei angenommen, dass der Eingang des Filters eine Einheitsschritt-Funktion bei k=0 sei und es sei angenommen, dass "a" gleich 1/4 ist, d.h. (a = 2ⁿ). Dann sind die darauffolgenden Werte des Filterausganges (x(kT-T) gleich 1/4, 1/4+3/4

(1/4), 1/4 (3/4) + 1/4(1-3/4) . Der Ausgang des Filters

ist grafisch in Fig. 26 für die Werte a = 1/2,(η =1) und a = 1/4,(η = 2) und χ = 1 dargestellt.

Zurück zu Fig. 25· Der parallele Ausgang des Schieberegisters 358 des cot-Korrektur-Schaltkreises 170, der in Fig. 23 dargestellt ist, ist ein Eingang für einen Multiplexer 368, dessen Ausgang mit einem Eingang des UND-Gatters 372 verbunden ist. Der Multiplexer, beispielsweise der Schaltkreis RCA CD-4051 der Firma Radio Corporation of America, empfängt ebenfalls den Wert "a" von einer Zeitkonstanten-Regelung 370. Wie oben erläutert, kann die Zeitkonstanten-Regelung 370 eine "Nachschlagetabelle" sein, die mit dem arc tan-ROM 168 vergleichbar ist, die in Abhängigkeit von den Maschinen-Betriebsparametern, beispielsweise der Maschinengeschwindigkeit, dem Ansaugdruck, dein Luftdurchfluss, der Drosselklappenstellung, usw., ein Signal ausgibt, das die Filter-Zeitkonstante steuert. Der Ausgang des UND-Gatters 372 ist mit dem Eingang eines 16-Bit-Schieberegisters 388 über ein-ODER-Gatter 376 und die Exklusiv-ODER-Gatter 378 und 386 verbunden. Der parallele Ausgang des Schieberegisters 388 ist mit dem parallelen Eingang eines zweiten Multiplexers 390 verbunden, der dem Multiplexer 368 identisch ist und der ebenfalls einen Eingang von der Zeitkonstanten-Regelung 370 empfängt. Der serielle Ausgang des Multiplexers 390 ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 374- verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines ODER-Gatters 376 verbunden ist. Das UND-Gatters 372 empfängt die Signale MT1 und TM8 an seinen anderen

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Eingängen, während das UND-Gatter 374 die Signale MTO und TM8 an seinen anderen Eingängen empfängt. Das Exklusiv-ODER-Gatter 392 empfängt das Signal MTO an seinem einen Eingang und ist mit seinem Ausgang mit den Eingängen eines UND-Gatters 380 und eines NOK-Gatters 382. verbunden. Die anderen Eingänge des UND-Gatters 380 und des NOR-Gatters 382 sind mit dem Ausgang eines ODER-Gatters 376 verbunden. Die Ausgänge des UND-Gatters 380 bzw. des NOR-Gatters 382 sind mit den Setz- bzw. Rucksetz-Eingängen eines Flip-Flops 384 verbunden, dessen Q-Ausgang mit dem anderen Eingang eines Exklusiv-ODER-Gatters 386 verbunden ist. Der oben beschriebene Schaltkreis bildet den Phasenwinkel-Mittelwert-Schaltkreis 172 der Fig. I5.

Der serielle Ausgang des Schieberegisters 388 ist weiterhin mit dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 392 und mit den Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 386, des UND-Gatters 4-06 und des NOR-Gatters 408 über das UND-Gatter 394 verbunden, das ebenfalls die Signal MT2 und TM8 an seinen anderen Eingängen empfängt. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 396 ist über die Exklusiv-ODER-Gatter 398, 412 und 418 mit dem Eingang eines 16-Bit-Schieberegister-Akkumulators 422 verbunden und über das Gatter 398 mit den Eingängen eines UND-Gatters 414 und eines NOR-Gatters 416. Der Ausgang eines 16-Bit-Schieberegisters 400, das-eine Zahl speichert, die den Bezugswinkel 0TJ bezeichnet, ist mit seinem Eingang (zurück)-verbunden und mit einem Eingang des UND-Gatters 402. An dem anderen Eingang des UND-Gatters 402 werden die Signale MT2 und TM8 empfangen. Der Ausgang des UND-Gatters 402 ist mit dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 396 verbunden und über einen Inverter 404 mit den anderen Eingängen des UND-Gatters 406 und des NOR-Gatters 408. Die Ausgänge des UND-Gatters 406 bzw. des NOR-Gatters 408 sind mit den Setz- bzw. Rücksetz-Eingängen eines Flip-Flops 410 verbunden, dessen Q-Ausgang mit dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 398 verbunden ist. Der aus den Gattern 394, 396, 398, 402, 406 und 408, dem Schieberegister 400, dem Inverter 404 und dem Flip-Flop 410

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bestehende Schaltkreis enthält den Komparator 174 der Pig. 15·

Der Ausgang des Schieberegisters 42.2 ist mit dem Addier-Schaltkreis 178 (Pig. 15) verbunden und mit den Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 412, des UND-Gatters 414 und des NOR-Gatters 416. Die anderen Eingänge des Exklusiv-ODER-Gatters 412, des UND-Gatters 414 und des NOR-Gatters 416 sind mit dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 398 verbunden. Die Ausgänge des UND-Gatters 414 und des NOR-Gatters 416 sind mit den Setzbzw. Rücksetz-Eingängen des Flip-Flops 420 verbunden, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 418 verbunden ist. Die Gatter 412, 416 und 418, das Flip-Flop 420 und das Schieberegister 422 enthalten den Akkumulator 176, der in Fig. 15 dargestellt ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Schaltkreises der Fig. 25 erläutert. Die Gatter 372, 374, 376, 378, 380, 382, 386 und 392 bilden zusammen mit dem Flip-Flop 384 den oben im Zusammenhang mit Fig. 20 beschriebenen Additions/Subtraktions-Schaltkreis, der während der Periode MTO subtrahiert und während der Periode MH addiert. Der Multiplexer 368 führt die Funktion a (kT) aus und der Multiplexer 390 führt die Funktion a χ (ME), wie oben beschrieben, aus. Wenn "a" konstant ist, so kann der Zeitkonstanten-Steuerkreis 370 fortgelassen werden und die Multiplexer 368 und 390 können Schieberegister sein, in denen die Daten in verschobener Beziehung gespeichert sind, die die Konstante "a" darstellen, so dass, wenn a = 1 ist, die Daten um 1 Platz geschoben werden, wenn a = 2 ist, die Daten um 2 Plätze geschoben werden, usw.

Während der Zeit HTO, TM8 werden die Daten ax (kT-T) von dem Multiplexer 390 von dem Inhalt des Schieberegisters 388, die durch das Exklusiv-ODER-Gatter 378 rezirkulieren, subtrahiert und die Daten von dem Schieberegister 358 werden in den Multiplexer 368 eingegeben. Während der Zeit MT1, TM8 werden die Daten a (kT) zu dem neuen Inhalt des Schieberegisters 388 addiert. Am Ende von MT1, TM8 ist der Inhalt des Schieberegi-

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sters 388 gleich: x(kT) = a (kT) + (1-a) x (kT-I).

Der gefilterte Phasenwinkel oder 0_m^-h_ei wird von dem Bezugsphasenwinkel 0-n, der in dem Schieberegister 400 während der Zeitperiode MT2, TM8 gespeichert ist, durch den Subtrahier-Schaltkreis, der aus den Gattern 396, 402, 406 und 408, dem Inverter 404, den Exklusiv-ODER-Gattern 396 und 398 und dem Flip-Flop 410 besteht, subtrahiert und an dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 398 wird das Differenzsignal Δ0 zu dem Schieberegister 422 in dem Akkumulator 176 ausgegeben. Das Differenzsignal Δ0 wird in dem Akkumulator-Schaltkreis zu dem Inhalt des Schieberegisters 422 mittels des Addier-Schaltkreises, der aus den Gattern 412, 414, 416 und 418 und dem Flip-Flop 420 besteht, addiert. Die Summe der Differenzsignale 0„

wird von dem Ausgang des Schieberegisters 422 zu dem in Fig. 15 dargestellten Addierer 178 ausgegeben, wo sie zu dem Inhalt des Registers B 142 addiert wird.

In Fig. 27 sind die Schaltkreis-Einzelheiten des Addier-Schaltkreises 178, des Zündwinkel-Registers 180, des Geschwindigkeits-Vervielfaehers 182, des Aufwärts-Zählers 184, des Abwärts-Zählers 186 und des Verweildauer-Schaltkreises 188 dargestellt. Das Signal von dem Register B 142 (Fig. I5) wird an dem Eingang eines UND-Gatters 424 empfangen, dessen Ausgang über Exklusiv-ODER-Gatter 426 und 428 mit einem Eingang des Zündwinkel-Schieberegisters 180 verbunden ist und mit einem Eingang eines UND-Gatters 432 und eines NOR-Gatters 434. Das Signal 0„ von dem Ausgang des Schieberegisters 422 (Fig. 25) wird an einem Eingang eines UND-Gatters 430 empfangen. Der Ausgang des UND-Gatters 430 ist mit den anderen Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 42.6, des UND-Gatters 432 und des NOR-Gatters 434 verbunden. Die Ausgänge des UND-Gatters 432 und des NOR-Gatters 434 sind mit den Setz- bzw. Rücksetz-Eingängen des Flip-Flops 436 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 436 ist mit dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters verbunden. Die UND-Gatter 424 und 430 empfangen an ihren anderen Eingängen die Signale MT3 und TM8. Die Gatter 42.4, 426,

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428, 430, 432 und 434 und das Flip-Flop 436 bilden einen herkömmlichen Addier-Schaltkreis. Der parallele Ausgang des Schieberegisters 180 ist ein Eingang des Geschwindigkeits-Vervielfachers 182 (Rate Multiplier), der ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz proportional den Daten ist, die von dem Zündwinkel-Register 180 empfangen werden. Das Ausgangssignal des Geschwindigkeits-Vervielfachers 182 wird von dem .Aufwärts Zähler 184 empfangen. Der parallele Ausgang des Aufwärts-Zählers 184 ist mit dem Eingang eines Abwärts-Zählers 186 verbunden. Die Zähler 184 und 186 empfangen weiterhin das Signal Q^, das den Zähler 184 periodisch zurücksetzt und die Zählinhalte in dem Zähler 184 zu dem Zähler 186 überträgt. Der Zähler wird durch Taktimpulse abwärts gezählt. Der Zählerstand Null (0) am Ausgang des Abwärts-Zählers 186 wird dem Setz-Eingang eines Flip-Flops 438 zugeführt, dessen Q-Ausgang mit dem Abwärts- (Zähl) -Eingang eines Aufwärts-Abwärts-Zählers 440 verbunden ist. Der Ausgang für den Zählerstand Null (0) des Aufwärts-Abwärts-Zählers 440 ist mit dem Rücksetz-Eingang des Flip-Flops 438 verbunden. Der Ausgang für das Zündsignal "I" am Q-Ausgang des Flip-Flops 438 wird dem Verstärker 104 (Fig. 15) zugeführt. Die Taktsignale werden direkt an den Abwärts-(Zähl)-Takt-Eingang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 440 und an dem Umschalt-Eingang des Flip-Flops 442 empfangen, das in Kombination mit dem UND-Gatter 444 einen durch zwei teilenden Schaltkreis bildet. Die durch zwei geteilten Taktsignale von dem Ausgang des UND-Gatters 444 werden dem Aufwärts-(Zähl)-Takt-Eingang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 440 zugeführt.

Die Arbeitsweise dieses Schaltkreises ist wie folgt: Während der Zeit MI3, TM8 wird das Korrektursignal 0~ von dem Akkumulator 176 über den Addier-Schaltkreis 178 zu dem Inhalt des Registers B 142 addiert und in dem Zündwinkel-Register 180 gespeichert. Der Inhalt des Zündwinkel-Registers 180 wird dem Geschwindigkeits-Vervielfacher 182. zugeführt, der Ausgangssigna 1-Impulse erzeugt, deren Frequenz durch den Wert der von dem Zündwinkel-Register 180 empfangenen Daten bestimmt wird.

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Die von dem Geschwindigkeits-Vervielfacher 182 erzeugten Impuls-Signale werden von dem Aufwärts-Zähler 184 empfangen, der die Zahl von Impulsen aufwärts zählt, die während des Intervalles zwischen aufeinanderfolgenden Kurbelwellen-Bezugssignalen O empfangen werden. Die in dem Aufwärts-Zähler gespeicherte Zahl von Impulsen ist dem Inhalt des Zündwinkel-Registers 180 proportional und der Maschinendrehzahl umgekehrt proportional. Das Kurbelwellen-Bezugssignal θ bezeichnet das Ende der Aufwärts-Zählperiode und überträgt die Anzahl von gespeicherten Impulsen zu dem Abwärts-Zähler 186 und setzt dann den Aufwärts-Zähler 184 zurück auf Null. Im nächsten Intervall wird der Abwärts-Zähler 186 durch Taktsignale abwärts gezählt und er erzeugt ein Signal, wenn er den Zählerstand Null erreicht hat. Die Wirkungsweise des Aufwärts-Zählers 184- und des Abwärts-Zählers 186 ist grafisch in der Fig. 28 dargestellt. In dem ersten Intervall von θ _Q bis θ ^ vergrössert sich die Zahl von in dem Aufwärts-Zähler 184- gespeicherten Zählschritten mit einer Geschwindigkeit proportional dem Inhalt des Zündwinkel-Registers 180, wie es durch die durchgezogene Linie 4-4-6 dargestellt ist. Zum Zeitpunkt Qy, , der mit dem nächsten folgenden Kurbelwellen-Bezugssignal θ koinzident ist, wird der Inhalt des Aufwärts-Zählers 184- zu dem Abwärts-Zähler 186 übertragen, der mit einer festen Geschwindigkeit abwärts zählt. Diese Geschwindigkeit wird durch die Frequenz der Taktimpulse bestimmt, wie es durch die durchgezogene Linie 4-4-8 dargestellt ist. Zu einem Zeitpunkt "t^" nach dem Signal θ ^, erreicht der Abwärts-Zähler 186 den Zählerstand Null und erzeugt ein Zündsignal 4-50, wie dargestellt. Die gestrichelten Linien 4-52 und 4-54- stellen den Inhalt des Aufwärts-Zählers 184- und des Abwärts-Zählers 186 für einen vergrösserten Wert des Inhaltes des Zündwinkel-Registers 180 dar, wie es durch Addition des Phasenkorrektur-Signales 0„ zu dem Inhalt des Registers B 14-2 auftreten kann. Der Abwärts-Zähler 186 erreicht den Zählerstand Null (0) zu einem Zeitpunkt "to" und erzeugt ein Zündsignal 4-56, das zu einem Zeitpunkt später als ty, erscheint. Auf diese Weise wird der in dem Zündwinkel-Register 180 gespeicherte Wert in eine Zeitverzögerung bezogen auf das Bezugs-

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signal θ ^ umgewandelt.

Es ist of f ens ic at lieh, dass, wenn sich, die Maschinengeschwin-

sich
digkeit vergrössert,/die Zeit zwischen Oq und Qy, verkleinert und folglich wird die Zahl von Zählschritten, die von dem .Aufwärts-Zähler 184- zu dem Abwärts-Zähler 186 übertragen wird, verkleinert, was zu einer Verkleinerung der Zeit zwischen den Kurbelwellen Bezugssignalen Q^ und der Zeit führt, bei der der Abwärts-Zähler 186 den Zählerstand Null (0) erreicht hat, was den Zeitpunkt verzögert, zu dem das Zündsignal erzeugt wird.

Die Arbeitsweise des Verweildauer-Schaltkreises 188 ist wie folgt: Vor der Erzeugung des Signales an dem Ausgang des Abwärts-Zählers 186 befindet sich das Flip-Flop 438 in dem zurückgesetzten Zustand, was ein positives Signal an .seinem Q-Ausgang erscheinen lässt, was ermöglicht, dass der Verstärker 104 die Zündspule 106 mit Energie versorgt. Das Impulssignal von dem Abwärts-Zähler 186 triggert das Flip-Flop 438 seinen Zustand zu ändern, was das Signal an seinem Q-Ausgang. beendet und den Verstärker 104 und die Zündspule 106 energielos macht, was bewirkt, dass das Feld in der Spule kollabiert und ein Hochspannungssignal erzeugt, das die Zündkerzen in bekannter Weise mit Energie versorgt.

Das Flip-Flop 438 erzeugt in dem zurückgesetzten Zustand weiterhin ein logisches Null-Signal an seinem Q-Ausgang, was den Aufwärts-Abwärts-Zähler 440 veranlasst, in Abhängigkeit von den an dem Ausgang des UND-Gatters 440 erzeugten Impulsen aufwärts zu zählen. Wie oben erläutert, ist das Signal an dem Ausgang des UND-Gatters 444 das durch zwei geteilte Taktsignal. Der Aufwärts-Abwärts-Zähler zählt solange aufwärts, bis das Flip-Flop 438 an seinem Setz-Eingang das an dem Ausgang des Abwärts-Zählers 186 erzeugte Zündsignal empfängt. Das Zündsignal bringt das Flip-Flop 438 in den gesetzten Zustand, was das Signal beendet, das, wie oben erläutert, an dem Q-Ausgang erzeugt wird und es erzeugt ein positives Signal bzw.

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eine logische Eins an seinem Q-Ausgang. Das logische Eins-Signal bewirkt, dass der Aufwärts-Abwärts-Zähler 440 mit dem .Abwärts-Zählen in Abhängigkeit von den Taktimpulsen beginnt. Wenn der Aufwärts-Abwärts-Zähler 440 den Zählerstand Null (0) erreicht, so erzeugt er einen Impuls, der das Flip-Flop 438 zurücksetzt, was das logische Eins-Signal an seinem Q-Ausgang beendet und ein positives Signal an seinem Q-Ausgang erzeugt, was den Verstärker 104 und die Zündspule 106 erneut mit Energie versorgt. Der Verweildauer-Schaltkreis bleibt solange in diesem Zustand, bis der Abwärts-Zähler 186 ein weiteres Zündsignal erzeugt, wenn er den Zählerstand Null (0) erreicht. Auf diese Weise wird der Verstärker 104 nach jedem Zündsignal für eine Periode, die der Maschinengeschwindigkeit proportional ist, energielos gemacht. Die Arbeitsweise des Verweildauer-Schaltkreises ist in Fig. 29 dargestellt. Zu dem dort gezeigten Zeitpunkt t, wird das Flip-Flop 438 zurückgesetzt, was seinen Q-Ausgang 458 positiv werden lässt, was den Verstärker 104 und die Zündspule 106 mit Energie versorgt. Zum gleichen Zeitpunkt beginnt der Aufwärts-Abwärts-Zähler 440 mit dem Zählen, und zwar mit der halben Geschwindigkeit des Taktes, wie es durch die Linie 460 dargestellt ist. Das Zündsignal "I", das zum Zeitpunkt t^ erzeugt wird, setzt das Flip-Flop 438 und dessen Q-Ausgang geht auf eine logische Null, wie es durch das Liniensegment 464 dargestellt ist, wobei der Aufwärts-Abwärts-Zähler gleichzeitig damit beginnt, mit der Taktgeschwindigkeit abwärts zu zählen, bis er zum Zeitpunkt t4 den Zählerstand Null (0) erreicht hat. Der Aufwärts-Abwärts-Zähler erzeugt jetzt ein Signal, das das Flip-Flop 438 zurücksetzt, so dass dessen Q-Ausgang ein positives Signal oder eine logische Eins führt, was erneut den Verstärker 104 und die Spule 106 mit Energie versorgt. Der Verweildauer-Schaltkreis bleibt solange in diesem Zustand, bis das nächste Zündsignal zum Zeitpunkt tjj auftritt, das das Flip-Flop 438 zurücksetzt, bis der Aufwärts-Abwärts-Zähler erneut zum Zeitpunkt tu den Zählerstand Null (0) erreicht. Auf diese Weise wird das Verhältnis der Einschaltzeit zur Ausschaltzeit des Verstärkers

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104 eine feste Zahl bleiben. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist dieses Verhältnis 2:1, wobei allerdings durch geeignete Auswahl verschiedener Geschwindigkeiten von Taktsignalen, die den Aufwärts-Abwärts-Zähler 440 aufwärts und abwärts zählen, andere Zeitverhältnisse erhalten werden können.

Für den Fachmann dürfte es klar sein, dass die Parameter des Schaltkreises so eingestellt werden können, dass sie anstelle eines Zündsignales zur Energieversorgung der Zündkerzen in einer zündfunkengezündeten Maschine, sie auch erlauben, Einspritz—Zeitsteuersignale für eine zündfunkengezündete Maschine oder eine Dieselmaschine zu erzeugen. Der gezeigte Zeitsteuer-Schaltkreis mit geschlossener Regelschleife kann den Zeitpunkt, zu dem Brennstoff in die Maschine eingespritzt wird, voreilen/Lassen oder verzögern, so dass der Phasenwinkel der erzeugten Periodenwellen optimiert werden kann.

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BRENNSTOFF-REGELSYSTEM MIT GESCHLOSSENER REGELSCHLEIFE

Das erfindungsgemäße Brennstoff-Regelsystem erhält dadurch eine geschlossene Regelschleife für die Maschine, daß die von Zylinder zu Zylinder verursachten Änderungen der Drehgeschwindigkeit des Schwungrades erfaßt werden. Das System stellt eine Verbesserung gegenüber demin der US-PS 3.789.816 gezeigten Rauhigkeits Regelungs-System für die Grenze der Abmagerung (des Brennstoffes) dar, die oben in der Besehreibungseinleitung erläutert wurde.

In Fig. 30 ist die grundlegende Struktur des Brennstoff-Regelungs-Systems mit geschlossener Regelschleife dargestellt. Die dort gezeigte Maschine 20 empfängt Luft und Brennstoff in Abhängigkeit von manuellen Eingängen und von Umgebungsparametern, wie in Zusammenhang mit Fig. 8 erläutert. Die Maschine 20 kann ein Dieselmotor oder eine Zündfunken-gezündete Verbrennungskraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern sein. Die der Maschine zugeführte Brennstoffmenge wird von einem elektronischen Brennstoff regelungs-Rechner 466, der von herkömmlicher Bauart ist, in Abhängigkeit von den von der Maschine empfangenen Eingangsgrößen berechnet. Ein Rauhigkeitssensor 468 erzeugt ein Rauhigkeits signal "(R)", dessen Wert die Änderungen der Drehgeschwindigkeit des Schwungrades der Maschine anzeigt, die von Zylinder zu Zylinder schwankt. Ein Maschinengeschwindigkeitssensor 470 erzeugt ein Geschwindigkeits signal (w), das die Maschinengeschwindigkeit anzeigt. Das Rauhigkeits signal R und das Maschinengeschwindigkeitssignal w werden in einem Multiplikations-Schaltkreis 472 multipliziert, um ein normiertes Rauhigkeits signal R (w) zu erzeugen, dessen Wert unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit ist. Das Maschinengeschwindigkeitssignal w wird weiterhin in einem Differenzier-Schaltkreis 474 differenziert, um ein Übergangs-Betriebs-Korrektur-Signal w zu erzeugen. Das geschwindigkeits normierte ■ Rauhigkeits signal R (w) und das Übergangs-Betriebs-Korrektur-Signal w werden in einem Summier-Schaltkreis 476 mit einem Bezugssignal (Ref) summiert, um ein Summensignal S zu erzeugen, das die Summe des geschwindigkeits-normierten Rauhigkeitssignales R (w), des Bezugs signales und der ersten Ableitung des Geschwindigkeitssignales w anzeigt.

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Das Summensignal E wird von einem Integrierer 478 empfangen, der ein Vorspannungssignal V ausgibt, das den integrierten Wert des Summensignale s £ darstellt. Der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 empfängt den Wert des Vorspannungssignales V und vergrößert oder verkleinert die Menge des zu der Maschine gelieferten Brennstoffes, um die Rauhigkeit der Maschine auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Für Brennstoff-Einsparungen kann der vorbestimmte Rauhigkeitswert die Rauhigkeit sein, bei der die Maschine an ihrer Grenze mit magerem Brennstoff läuft oder es kann irgend ein anderer Wert gewählt werden, wie er für einen effizienten Betrieb eines katalytischen Konverters benötigt werden kann.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Regelungssystems der Fig. 30 im Zusammenhang mit dem Diagramm der Fig. 31 erläutert. Zuerst sei auf das Diagramm der Fig. 31 Bezug genommen, wonach der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 so eingestellt ist, daß er eine vorbestimmte Brennstoffmenge zur Maschine liefert, und zwar in Abhängigkeit von den verschiedenen Eingängen einschließlich des Vorspannungssignales V, , das einen vorbestimmten Wert V, aufweist, wie in dem Diagramm der Fig. 31 dargestellt.

bc

Die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge wird sich in Abhängigkeit von dem Wert des Vorspannungssignales V vergrößern oder verkleinern, wie durch die Linie 480 dargestellt. Die Linie 480 kann eine lineare Funktion von V sein, wie dargestellt, oder sie kann eine nicht-lineare Funktion von V sein, wie durch die gestrichelte Linie 482 dargestellt. Bei einem vorbestimmten Wert V' des Vorspannungssignales V arbeitet die Maschine auf dem geb b

wünschten Rauhigke its pegel. Ein Vor spannungs signal V , dessen Wert kleiner ist als der von V₁^ , zeigt einen runden Lauf der Maschine an, die eine größere Brennstoffmenge empfängt, als gewünscht. Der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner spricht auf den niedrigeren Wert des Vorspannungssignales V, an und verringert die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge. Umgekehrt, wenn der Wert des Vo r spannungs signale s V größer ist als ^vder Wert von V' so ist die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge kleiner als der gewünschte Wert, was bewirkt, daß der elektronische Brennstoff-Regelungs_Rechner das zur Maschine gelieferte Luft-/Brennstoffgemisch vergrössert oder anreichert.

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Zurück zur Fig. 30. Die Maschine empfängt Signale von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466, der veranlaßt, daß eine Brennstoffmenge zur Maschine geliefert wird, die durch manuelle, betriebsmäßige und Umgebungs -Eingänge bestimmt wird, die ebenso wie der Wert des Vorspannungssignales V empfangen werden. Der in jedem der Zylinder verbrannte Brennstoff erzeugt einen Drehmoment-Impuls, der eine inkrementelle Änderung der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine verursacht, wie in Fig. 7 gezeigt. Der Rauhigkeits sens or 468, der die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle für identische Winkel-Inkremente für jeden Drehmoment-Impuls, der durch die Verbrennung in den einzelnen Zylindern erzeugt wird, erfaßt, erzeugt das Rauhigkeits signal R. Das Rauhigkeits signal R zeigt die Differenz der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle an, die aus den aufeinander folgenden Drehmoment-Impulsen resultiert.

Der Wert des Rauhigkeits signales R ändert sich invers als Funktion der Maschinengeschwindigkeit. Folglich wird das Signal R in dem Multiplizierer mit dem von dem Maschinengeschwindigkeitssensor 470 empfangenen Geschwindigkeitssignal (w) multipliziert, um das geschwindigkeits-normierte Rauhigkeits signal R (w) zu erzeugen. Das Bezugssignal (REF) wird dann von dem Rauhigkeits signal subtrahiert, um ein Summensignal 6 zu erzeugen, das die Differenz zwischen dem gemessenen Rauhigkeitspegel und einem vorbestimmten Rauhigkeitspegel anzeigt. Der vorbestimmte Rauhigkeitspegel des Bezugssignales kann die gemessene Rauhigkeit sein, bei der die elektronische Regelungseinheit 466 den Brennstoff bei ihrem Regelungs punkt zur Maschine liefert oder irgend ein anderer ausgewählter Rauhigkeitswert einschließlich des Rauhigkeitswertes, bei dem die Maschine an ihrer Grenze der mageren Mischung läuft. Das Summensignal £ wird dann in dem Integrierer 478 integriert, wobei dieser das Vorspannungs signal V, erzeugt, dessen Wert den integrierten Wert des Summensignales anzeigt. Das Vorspannungssignal V wird von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 empfangen und bewirkt, daß der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner die Menge des Brennstoffes, die zu der Maschine in Übereinstimmung mit dem Wert des Vorspannungs signales geliefert wird, vergrößert oder verkleinert wird, wie in Fig. 31 dargestellt.

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Die Einzelheiten des Rauhigkeitssensors 468 sind in Fig. 32 dargestellt. "Wie oben im Zusammenhang mit Fig. 11 erläutert, wird das Bezugs signal O am Ausgang des Verstärkers 60 erzeugt, in Abhängigkeit davon, daß jeder Zahn an dem an der Maschinen-Kurbelwelle befestigten Rad 58 den magnetischen Aufnehmer 54 passiert. Es sei eine Acht-Zylinder-Mas chine betracntet. Folglich hat das Rad 58 vier Zähne, die um 90 Grad versetzt angeordnet sind, so daß ein Bezugssignal O- einmal für jeden Zylinder erzeugt wird, wenn die Kurbelwelle zwei vollständige Umdrehungen durchführt. Bei einer 6-oder 4-Zylinder-Maschine wäre die Zahl der Zähne auf dem Rad 58 gleich 3 bzw. gleich 2. Das Bezugssignal Q- kann erzeugt werden, wenn vor dem Kraft-Impuls jeder Zylinder seinen oberen Todpunkt erreicht hat oder bei irgend einem anderen vorbestimmten Winkel. In ähnlicher Weise erzeugt der Verstärker 76 ein Zahn-Signal O , jedesmal wenn ein Zahn an dem Zahnkranz 70 der Maschine den magnetischen Aufnehmer 74 passiert. Der Zahnkranz kann beispielsweise 160 Zähne haben, so daß 40 Zahnsignale zwischen jedem Bezugssignal 0 erzeugt werden. Jedes Zahnsignal stellt 2,5 Grad der Kurbelwellendrehung dar.

Durch jedes Bezugssignal O wird ein Zahn-Zähler 484 gelöscht und zählt darauf folgend die Zahl der Zähne, die von dem Verstärker 76 empfangen wird. Die UND-Gatter 486, 488, 498 und 500 sind mit vorbestimmten Bit-Plätzen des Zahnzählers in bekannter Weise verbunden und erzeugen Ausgangssignale, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Zahnsignalen O gezählt ist. Die Ausgänge der UND-Gatter 486 bzw. 488 sind mit den Setz- bzw. Rücksetz-Eingängen des Flip-Flop 490 verbunden, während die Ausgänge der UND-Gatter 498 bzw. 500 mit den Setz- bzw. Rücksetz-E in gangen des Flip-Flop 502 verbunden sind. Der Ausgang Q des Flip-Flop 490 führt während des WinkelintervaÜes "a" ein positives Signal, während der Q-Ausgang des Flip-Flop 502 während des Winkelinterväles "A" ein positives Signal führt, wie nachfolgeid erläutert wird (Fig. 33). Die UND-Gatter 486, 488, 498 und 500 bilden zusammen mit dem Flip-Flop 490 und 502 einen herkömmlichen Decodierer, der kommerziell erhältlich ist oder, wie dargestellt, aus diskreten Bauteilen hergestellt werden kann.

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Der Q-Ausgang des Flip-Flop 490 ist so verschaltet, daß er den Eingang eines Zeit-t-Zänlers 492 in Bereitschaft setzt. Von einem Oszillator 494 erzeugte Hoch-Frequenz-Takt-Signale werden in dem Zeit-t-Zähler während des Winkelinte rvalles "a" gezählt. Der Inhalt des Zeit-t-Zählers 492 wird parallel einem Oszillator 496 mit variabler Frequenz (V. F. ) von bekannter Bauart zugeführt, der ein Aus gangs signal erzeugt, dessen Frequenz "£" umgekehrt proportional zum Inhalt des Zeit-t-Zählers 492 ist. Der Aus-

gang V. F. -Oszillators 496 ist mit den Zähleingängen eines Aufwärts-Zählers 504 bzw. eines Abwärts-Zählers 506 verbunden. Der Ausgang des Flip-Flop 502 ist so verschaltet, daß er die Eingänge des Aufwärts-Zählers 504 bzw. des Abwärts-Zählers 506 in Bereitschaft setzt. Der Inhalt des Aufwärts Zählers 504 wird parallel zu dem Abwärts-Zähler 506 übertragen und der Inhalt des Abwärts-Zählers 506 wird parallel zu einem Absolutwert-Wandler 508 übertragen. Der Ausgang des Absolutwert-Wandlers ist parallel mit einem Digital/Analog-Wandler (D/A) 510 verbunden.

Der Q-Ausgang des Flip-Flop 502 ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 518 und mit dem D-Eingang eines Flip-Flop 512 verbunden. Das Flip-Flop 512 ist mit seinem Q-Ausgang mit dem D-Eingang des Flip-Flop 514 und mit einem Eingang eines UND-Gatters 520 verbunden und sein Q-Ausgang ist mit einem anderen Eingang des UND-Gatters 518 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flop 514 ist mit dem D-Eingang des Flip-Flop 516 verbunden und mit einem Eingang eines UND-Gatters 522. Sein Q-Ausgang ist mit einem anderen Eingang des UND-Gatters 520 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flop 516 ist mit einem anderen Eingang des UND-Gatters 522 verbunden. Die Flip-Flops512, 514 und 516 sind "D"-Flip-Flops, die durch ein Taktsignal umgeschaltet werden, das von irgend woher stammt. Das Komplement des Taktsignales wird den anderen Eingängen der UND-Gatter 518, 520 und 522 über den Ausgang eines Inverters 524 zugeführt. Der Ausgang des UND-Gatters 518 ist mit den entsprechenden Lade-Eingängen des Absolutwert-Wandlers 508 und des D/A-Wandlers 510 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 520 ist mit dem Lade-Eingang des Abwärts-Zählers 506 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 522 ist mit den entsprechenden Lösch-Eingängen des Zeit-t-Zählers 492 und des Abwärts-Zählers 504 verbunden.

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Die Arbeitsweise des Rauhigkeitssensors 468 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 32 und den Signalverlauf der Fig. 33 erläutert. Zuerst sei auf Fig. 33 Bezug genommen, wo die sinusförmige Welle 520 die inkrementellen Änderungen der Drehgeschwindigkeit (axt) der Kurbelwelle darstellt, wenn jeder Zylinder zündet, was einen Drehmoment-Impuls hervorbringt. Die Maschinenrauhigkeit ist die Differenz zwischen den inkrementellen Änderungen der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle, die aus den Drehmoment-Impulsen herrührt. Die Verbrennungsgeschwindigkeit des Luft-/Brennstoff-Gemisches an oder nahe dem .stöchiometrischen Verhältnis ist vergleichsweise gleichförmig. Folglich sind die in den einzelnen Zylindern erzeugten Drehmoment-Impulse annähernd gleich. Wenn die Luft-/Brennstoff-Mischung progressiv abgemagert wird, so wird die Verbrennungsgeschwindigkeit der Luft-/Brennstoff-Mischung progressiv urregelmäßigsr, was zu erfaßbaren Unterschieden der inkrementellen Änderungen der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle, die aus den einzelnen Drehmoment-Impulsen stammen, resultiert.

Die inkrementellen Änderungen können leicht dadurch erfaßt werden, daß die Zeit T, die die Kurbelwelle benötigt, um einen vorbestimmten Winkel "A" zu durchlaufen, gemessen wird, wie in Fig. 33 dargestellt. Die Zeit T ist eine Funktion der mittleren Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle und der inkrementellen Änderungen aufgrund der Drehmoment-Impulse. Die Größe der inkrementellen Änderungen der Drehgeschwindigkeit, die durch die Drehmoment-Impulse hervorgerufen wird, kann durch Dividieren der gemessenen inkrementellen Geschwindigkeit der Kurbelwelle in dem Winkel interval "A" durch die mittlere Drehgeschwindigkeit normiert bzw. normalisiert werden. Die mittlere Drehgeschwindigkeit wird dadurch bestimmt, daß die Zeit t, die die Kurbelwelle benötigt, um ein vorbestimmtes Winkel interval "a" unmittelbar vor dem Winkelinterval A zu durchlauf en ^erlasst wird. Der Quotient T/t ist ein normierter Wert der Drehperiode der Kurbelwelle in dem Winkelinterval A, die durch die einzelnen Drehmoment-Impulse hervorgerufen wird. Die inkrementelle Änderung der Drehperioden zwischen aufeinander folgenden Drehmoment-Impuls en T bzw. die Rauhigkeit R kann mit hinreichender Genauigkeit aus folgenden Gleichungen berechnet werdem

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wobei t ... = (t. + t_) / 2 ist.

mittel ^v 1 2' '

Im folgenden sei auf Fig. 32 Bezug genommen. Das Bezugssignal 0 und das Zahnsignal O, die von den Ausgängen der Verstärker 60 bzw. 76 erzeugt werden, werden an den Bereitsetz- und Zähleingängen des Zahnzählers 484 empfangen. Der Zahnzähler 484 zählt die Anzahl von Zähnen, die nach jedem Bezugs signal O an dem magnetischen Aufnehmer76 vorbeilaufen. Nach dem Zählen einer Zahl von Zähnen, die den Beginn des Winkelintervales "a" anzeigt, wird das UND-Gatter 486 in Bereitschaft gesetzt, einSignal zu erzeugen, das das Flip-Flop 490 in den gesetzten Zustand bringt. Dies bewirkt, daß ein Signal an dem Q-Ausgang der Flip-Flop 490 erzeugt wird, das den Zeit-t-Zähler 492 in Bereitschaft setzt. Wenn der Zahn-Zähler-Stand in dem Zahnzähler 484 eine Zahl erreicht, die das Ende des Winkelintervales "a" anzeigt, so erzeugt das UND-Gatter 488 ein Signal, das das Flip-Flop 490 zurücksetzt, was das Bereitsetz-Signal beendet, das dem Zeit-t-Zähler angelegt wird. In ähnlicher Weise setzt das UND-Gatter 498 das Flip-Flop 502 am Beginn des Winkelintervales A und das UND-Gatter 500 setzt das Flip-Flop am Ende des Winkelintervales A zurück. Der Q-Ausgang des Flip-Flop 502 setzt den Aufwärts-Zähler 504 und den Abwärts-Zähler 506 während des Winkelintervales "A" in Bereitschaft.

Wenn der Zeit-t-Zähler 492 in Bereitschaft gesetzt ist, so empfängt er Taktimpulse von dem Oszillator 494 und speichert eine Zahl, die die Zeit (t ) bezeichnet, die die Kurbelwelle benötigt, um das Winkelinterval a. zu durchlaufen. Diese Zahl wird in den Oszillator 496 mit variabler Frequenz übertragen, der ein Ausgangs signal erzeugt, dessen Impulsfrequenz "f" umgekehrt proportional zur Zeit "t " ist, d.h. f = K/t .

Die Aus gangs impulse des Oszillators mit variabler Frequenz werden während des Winkelintervales A in dem Aufwärts-Zähler 504 gezählt und gespeichert, in Abhängigkeit von dem an dem Q-Ausgang des Flip-Flop 502 erzeugten Be-

reitsetz-Signal. Am Ende des Winkelintervales A ist der Inhalt des Aufwärts Zählers 504 eine Zahl, die den Wert von T /t anzeigt, die in Abhängigkeit von einem Lade-Signal L , das an dem Ausgang des UND-Gatters 520 er-

Ci

zeugt wird, zu dem Abwärts-Zähler 506 übertragen wird.

Während des nächsten Drehmoment- Impuls es speichert der Zeit-t-Zähler 492 eine TisJsxl, die die Zeit t anzeigt, die die Kurbelwelle benötigt, um ein Winkelinterval a zu durchlaufen und die Ausgangsfrequenz desOszillators 496 mit variabler Frequenz ist umgekehrt proportional zu t . Der Aufwärts-Zähler 504 wird erneut während des Winkelinte rvales A aufwärts gezählt und speichert eine Zahl, die dem Wert vonT /t entspricht, während der Abwärts-Zähler 506, der zuvor mit der Zahl geladen wurde, die den Wert von T /t anzeigt, mit einer Geschwindigkeit proportional K/t während

XX Ca

des gleichen Intervales abwärts gezählt wird. Am Ende des Winkelinte rvales A ist der Inhalt des Abwärts-Zähle rs 506 eine Zahl, die den Wert von

(T /t) - (T /t) darstellt, der in dem Absolutwert-Wandler 508 in einen XX c* Ct

Absolutwert umgewandelt wird und dann zu dem Digital/Analog-Wandler 510 in Abhängigkeit von einem Ladesignal L aus dem Ausgang des UND-Gatters 518 übertia gen wird. Der Digital/Analog-Wandler 510 wandelt die digitale Zahl in ein analoges Signal um, dessen Wert der empfangenen digitalen Zahl entspricht.

Die Lade-Sequenz-Signale L und L_ und ein Lösch-Signal C, die an den Ausgängen der UND-Gatter 518, 520 bzw. 522 erzeugt werden, werden entsprechend am Ende jedes Winkelinte rvales A eingeleitet. Das Flip-Flop 502 wird am Ende jedes Winkelintervales A zurückgesetzt und erzeugt an seinem Q-Ausgang ein Signal, das dem D-Eingang des D-Flip-Flop 512 und einem Eingang des UND-Gatters 518 zugeführt wird. Das UND-Gatter 518 empfängt weiterhin an seinen weiteren Eingängenein Eingangssignal von dem

Q-Ausgang des Flip-Flop 512, bevor es durch die vordere Flanke des Taktsignales umgeschaltet wird,und den invertierten Eingang des Taktsignales von dem Inverter 524. Folglich wird das UND-Gatter 518 das Ladesignal L erzeugen, was bewirkt, daß der Inhalt des Absolutwert-Wandlers 508 in den D/A-Wandler 510 übertragen wird, während der Inhalt des Abwärts-Zählers 506 in den Absolutwert-Wandler 508 während des ersten negativen Taktim-

pulses (logische O) eingegeben wird, der auf das Ende des Winkelintervales folgt. Die Vorderflanke des ersten positiven Taktimpulses (logische 1) schaltet das Flip-Flop 5IZ um, was das Aus gangs signal an seinem Q-Ausgang beendet, wodurch das UND-Gatter 518 solange außer Bereitschaft gesetzt wird, bis das Flip-Flop 502 erneut von seinem gesetzten in seinen zurückgesetzten Zustand gebracht wurde. Der Q-Ausgang des Flip-Flop 512 führt jetzt ein positives Signal, das einen Eingang des UND-Gatters 520 in Bereitschaft setzt. Dieses UND-Gatter 520 empfängt an einem seiner weiteren Eingänge ein positives Signal von dem Q-Ausgang des Flip-Flop 514. Das nächste darauf folgende negative Taktsignal (logische 0) wird durch den Inverter 524 invertiert und setzt das UND-Gatter 520 in Bereitschaft, das Ladesignal L zu erzeugen, das veranlaßt, daß der Abwärts-Zähler 506 mit dem Inhalt des Aufwärts-Zähle rs 504 geladen wird.

Das UND-Gatter 522 wird durch den Ausgang des Inverters 524, den Q-Ausgang des Flip-Flop 514 und den Q-Ausgang des Flip-Flop 516 mit Energie versorgt, um ein Löschsignal "C" in Abhängigkeit von dem dritten negativen Taktimpuls, der auf das Ende des Intervales "A" folgt, zu erzeugen. Der Ausgang des UND-Gatters 522 löscht den Zeit-t-Zähler 492 und den Aufwärts-Zähler 504, nachdem die Datenübertragung durchgeführt wurde.

In Fig. 34 ist ein alternativer Schaltkreis zur Durchführung der gleichen Funktion dargestellt. Ein Signal-Generator 528 empfängt das Bezugssignal O , das Zahnsignal O und das Taktsignal und erzeugt die aufeinander folgenden Signale, wie z.B. die Lade- und Löschsignale sowie die Signale t und T, die im Zusammenhang mit den Fig. 32 und 33 beschrieben wurden. Das t-Signal wird zwei Aufwärts-Zählern 530 und 532 zugeführt. Der parallele Ausgang des Aufwärts-Zählers 532 ist mit dem parallelen Eingang eines Schiebe-Registers 534 verbunden. Der serielle Ausgang des Schiebe-Regi-

-1

sters 534 wird von dem η -Bit-Platz abgegriffen, der mit dem Nenner-Eingang eines Divisions-Schaltkreises 538 verbunden ist. Der Divisions-Schaltkreis 538 entspricht dem Schaltkreis, der in Fig. 23 dargestellt und im Zusammenhang mit dieser Figur erläutert wurde.

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Wie oben im Zusammenhang mit Fig. 32 erläutert, wird das T-Signal den Bereitsetz-Eingängen des Aufwärts-Zähle rs 504 und des Abwärts - Zähler s 506 zugeführt, die in dieser speziellen Anordnung an ihren entsprechenden Zähleingängen Taktsignale empfangen. Der parallele Ausgang des Abwärts Zählers 506 ist mit den parallelen Eingängen eines Absolutwert-Wandlers 536 verbunden, dessen serieller Ausgang mit dem Zähler-Eingang des Divisions-Schaltkreises 538 verbunden ist. Der Quotient der Divis ions operation wird in einem Quotienten-Register 540 gespeichert, dessen paralleler Ausgang mit dem Digital/Analog-Wandler 510 verbunden ist, der die gleiche Funktion ausführt, wie der in Fig. 32 erläuterte.

Die Arbeitsweise des Schaltkreises wird im Zusammenhang mit den Signalverläufen, die in Fig. 33 dargestellt sind, erläutert.

Bezugnehmend auf Fig. 33 wird das Signal t von dem Signal-Generator 528 während des Winkelintervales "a " erzeugt und der Aufwärts-Zähler 530 speichert eine Zahl t , die die Zeitdauer bezeichnet, die die Kurbelwelle benötigte, um das Winkelinterval a. zu durchlaufen. Darauf folgend wird das T-Signal -während des Winkelintervales "A " erzeugt und der Aufwärts-Zähler 530 speichert eine Zahl T., die die Zeitdauer bezeichnet, die die Kurbelwelle benötigte, um das Winkelinte rval "A " zu durchlaufen. Ära Ende des Winkelintervales "A" wird der Inhalt des Aufwärts-Zählers 530 in den Abwärts-Zähler 532 parallel übertragen und der Inhalt des Aufwärts Zählers 504 wird in Abhängigkeit von dem durch den Signal-Generator 528 erzeugten Ladesignal in den Abwärts-Zähler 506 übertragen. Während des Winkelintervales "a_" zählt der Aufwärts-Zähler 530 erneut aufwärts und speichert eine Zahl t , die die Zeitdauer anzeigt, die die Kurbelwelle benötigt, um das Winkelinte rval "a " zu durchlaufen. Der Aufwärts-Zähler 532 zählt während des Winkelintervales "a " weiterhin aufwärts und zählt also eine Zahl t.. + t , die die Zeitdauer anzeigt, die die Kurbelwelle benötigte, durch die Winkelinterväle "a " und"a " zu laufen. In ähnlicher Weise zeigt der Inhalt des Aufwärts-Zählers 504 eine Zahl an, die die Zeitdauer T bezeichnet, die die Kurbelwelle benötigte, um das Winkelinte rval "A " zu durchlaufen und der Inhalt des Abwärts-Zählers 506 ist eine Zahl T - T_,

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die die Differenz zwischen T und T anzeigt.

X Ct

Der Inhalt des Abwärts-Zählers 506, d.h. T - T wird in dem Absolutwert-Wandler 536 in einen Absolutwert umgewandelt und dann durch den Inhalt des Schiebe-Registers 534, der durch zweigeteilt wurde,.· in dem Divisions-Schaltkreis 538 dividiert. Der Inhalt des Schiebe-Registers 534 wird durch serielle Extraktion des Inhaltes des Schiebe-Registers 534 aus dem η -Bit-Speicherplatz durch zwei (2) geteilt. Der als Nenner in den Divis ions-Schaltkreis eingegebene Wert ist der Mittelwert von t in den zwei Intervalen "a " und "a ", d.h. t = (t + t )/2. Obwohl dieser Mittelwert von t für praktische Anwendungen als adäquat ermittelt wurde, kann der Mittelwert von 4 aufeinander folgenden Winkelintervalen "a" dadurch gewonnen werden, daß mehrere Aufwärts-Zähler, wie die Zähler 530 und 532 verwendet werden und der Ausgang von dem entsprechenden Bit-Speicherplatz des Schiebe-Registers 534 abgegriffen wird. Beispielsweise würde der Mittelwert von 4 W inkelinte rvalen "a" von dem N -Bit-Speicherplatz abgegriffen werden, usw. Der Quotient der Divis ions operation wird in dem Quotienten-Register 540 gespeichert und bei Vervollständigung der Divisionsoperation zu dem Digital/Analog-Wandler 510 übertragen.

Bei speziellen Anwendungen für bestimmte Maschinen ist es wünschenswert, ein Rauhigkeits signal zu verwenden, das eine zweite Differenz des von den in den Fig. 32 und 34 gezeigten Schaltkreisen erzeugten Rauhigkeitssignales ist. Betrachtet man die Rauhigkeitssignale R₁ = (T₁ - T_)/t . , und

I la mittel

R_ = (T_ - T )/t , so ist die zweite Differenz die Differenz zwischen

den Größen R und R , so daß die Rauheit dann R = (R - R) ist.

X Lt X Ct

Der Schaltkreis zur Erzeugung eines Rauhigkeitssignales, das diese zweite Differenz bezeichnet, ist in Fig. 35 dargestellt. Bezugnehrre nd auf die Fig. 32 und 35 wird die erste Differenz, d.h. (T - T )/t . in dem Abwärts-Zähler 506 gespeichert, wie in Fig. 32 gezeigt. Für den Fachmann ist es klar, daß die erste Differenz in dem Quotienten-Register 540 der Fig. 34 gespeichert wird. Die Zahl, die die erste Differenz R anzeigt, wird parallel zu dem Schiebe-Register 542 übertragen, wo sie zeitweilig gespeichert wird.

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Die zweite, erste Differenz R_ = (T_ - T_)/t . , wird in dem Abwärts-

2 2 3 mittel

Zähler 506 am Ende des dritten Intervales A erzeugt und gespeichert. Die seriellen Ausgänge des Abwärts-Zählers 506 und des Schiebe-Registers 542 werden einem Subtraktions-Schaltkreis 544 eingegeben, dessen Ausgang mit einem Schiebe-Register 546 verbunden ist. Der parallele Ausgang des Schiebe-Registers 546 ist mit einem Absolutwert-Wandler 548 verbunden, dessen serieller Ausgang mit einem digitalen Tiefpaß-Filter 550 verbunden ist. Der Ausgang des digitalen Tiefpaß-Filters 550 ist parallel mit dem Eingang des Digital/Analog-Wandlers 510 verbunden.

Die Arbeitsweise dieses Schaltkreises ist wie folgt: Die erste, erste Differenz R, = (T, - T_)/t . , wird dem ersten Differenz speicher, d.h. dem 1 1 2 ' mittel

Schiebe-Register 542 zugeführt. Am Endo eines dritten Winkelinter vales A speichert der Abwärts-Zähler 506 die zweite, erste Differenz R = (T - T)

Lt Li D

/t . ,, die von der ersten, ersten Differenz R₁ = (T, - T_)/t . , in dem mittel 1 1 2 mittel

Subtraktions-Schaltkreis 544 subtrahiert wird und die zweite Differenz R = R - R wird in dem zweiten Differenz speicher, d.h. dem Schiebe-Register 546 gespeichert. Das Schiebe-Register 542 wird dann gelöscht und ein neuer Inhalt des Abwärts-Zählers 506 wird in das Schiebe-Register 542 gebracht.

Da die zweite Differenzzahl einen positiven oder negativen Wert haben kann, wird sie in dem Absolutwert-Wandler 548 in einen Absolutwert umgewandelt. Grundsätzlich ist der Absolutwert-Wandler 548 von bekannter Art und wandelt einen negativen Wert in einen positiven Wert um, in dem er das Komplement des negativen Wertes speichert. Der Absolutwert der zweiten Differenz aus R* kann gefiltert werden, um fehlerhafte Änderungen seines Wertes oder oszillatorische Änderungen zu glätten. Dies geschieht in einem digitalen Tiefpaß-Filter 550 von der Art, -wie sie in Fig. 25 dargestellt und in Bezug auf diese Figur erläutert wurde. Die gefilterte zweite Differenz kann dann durch den Digital/Analog-Wandler 510 in ein analoges Signal umgewandelt werden.

Es sei daraufhingewiesen, daß, wenn die in Fig. 30 dargestellte Rauhigkeits-Rückkoppelungs-Schleife die dargestellten Funktionen analog ausführt, der

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Digital/Analog-Wandler 510 nicht benötigt wird.

In Fig. 36 sind die Einzelheiten einer analogen Rauhigkeits-Rückkoppelungs-Schleife der Fig. 30 gezeigten Art dargestellt. In Fig. 36 ist der Ausgang eines Rauhigkeitssensors 468, wie er z.B. in den Fig. 32, 34 oder 35 dargestellt ist, mit einem Eingang eines integrierten Multiplizierschaltkreises 551 verbunden. Dieser Schaltkreis ist beispielsweise ein monolithischer 4-Quadranten-Multiplizierer des Typs MC 1494, der von der Firma Motorola Corporation, Schaumburg, Illinois, hergestellt wird. Der Ausgang eines Geschwindigkeitssensors 470 ist mit dem anderen Schaltkreis des Multiplizierers 551 über einen nicht-invertierenden Verstärker 552 verbunden. Der Ausgang des Multiplizierers 551 ist mit einem Strom/Spannungs-Schaltkreis, der aus einem Verstärker 553, einem Kondensator 554 und einem Widerstand 555 besteht, verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 553 ist mit einem Inverter 556 verbunden, dessen Ausgang über einen Widerstand 558 mit einem Summationspunkt 557 verbunden ist.

Der Ausgang des Verstärkers 552 ist weiterhin über einen Kondensator 559 mit dem Eingang eines Differenzier-Schaltkreises 474 verbunden, der aus einem Verstärker 560, einem Kondensator 561 und einem Widerstand 562 besteht. Der differenzierte Ausgang des Verstärkers 560 wird ebenfalls über einen Widerstand 563 dem Summationspunkt 557 zugeführt. Ein Potentiometer 564, das ein Bezugssignal erzeugt, ist zwischen positiven und negativen Anschlüssen, die mit A+ und A- bezeichnet sind, einer Spannungsquelle verbunden. Das Potentiometer 564 ist mit seinem Mittelabgriff bzw. Schleifer mit dem Summationspunkt 557 über einen Widerstand 565 verbunden. Die Symbole A+, A- und Masse, die hier und an anderen Stellen in dem Schaltbild verwendet werden, haben ihre herkömmliche Bedeutung und bezeichnen feste Potentiale, die von einer geregelten elektrischen Energiequelle stammen, die die bezeichnete Polarität hat.

Der Ausgang des Geschwindigkeitssensors 470 ist weiterhin mit dem positiven Eingang eines Komparators 566 verbunden. Der Schleifer eines Geschwindigkeits-Bezugs-Potentiometers 567, das zwischen A+ und Masse verschaltet

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ist, ist mit dem negativen Eingang des Komparators 566 verbunden. Der Ausgang des Komparators 566 ist mit der Gate-Elektrode eines p-Kanal-FET-Transistors 567' über einen strombegrenzenden Widerstand 568 und einer Diode 569 verbunden. Die Source-Elektrode des FET-Transistors 567' ist über einen Widerstand 571 mit dem Schleifer eines Anfangswert-Potentiometers 570 verbunden, das zwischen A+ und A- verschaltet ist. Die Drain-Elektrode des FET-Transistors 56Y ist mit einem zweiten Summationspunkt 572 verbunden. Zwischen den Summations punkten 557 und 572 ist ein Inverter 573 verschaltet.

Der Summationspunkt 572 ist mit einem Integrier-Schaltkreis 478 verbunden, der aus einem Verstärker 574 und einem Kondensator 575 besteht. Der Ausgang des Verstärkers 574 ist mit einem rieht-invertierenden Verstärker 576 und über einen Rückkoppelungs-Widerstand 577 und den Widerstand 571 mit dem Schleifer des Anfangswert-Potentiometers 570 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 574 ist weiterhin mit einem Verbindungspunkt 578 zwischen den Potentiometern 579 und 580 verbunden, die in Serie zwischen A+ und Masse liegen. Die Schleifer der Potentiometer 579 und 580 sind über Dioden 581 bzw. 582 mit dem Summationspunkt 572 verbunden. Die Gate-Elektrode des FET-Transistors 567' ist weiterhin mit einem Ausgang eines Warmlauf-Steuerschaltkreises 583 über eine Diode 584 verbunden. Ein zweiter Ausgang des Warmlauf-Schaltkreis es 583 ist über einen Widerstand 585 mit dem Summationspunkt 557 verbunden.

Der Warmlauf-Steuerschaltkreis 583 empfängt Eingangs signale von einem Temperatursensor 586, einem Lastsensor 587 und von dem Schleifer des Anfang s wert-Potentiometer s 570. Die Einzelheiten des Warmlauf-Steuerschaltkreises 583 sind in Fig. 37 gezeigt und werden in Verbindung mit dieser Figur erläutert. Kurz zusammengefaßt vergrößert der Warmlauf-Schaltkreis 583 in Abhängigkeit von einem Signal aus dem Temperatursensor, das die Temperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur anzeigt, den Wert des Signales an dem Summationspunkt 557 als Funktion der Maschinentemperatur, so daß das Ausgangs - Vorspannungs-Signal V veranlassen wird, daß der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner eine vergrößerte Brenn-

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stoffmenge zur Maschine liefert, wenn ihre Temperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur liegt. Der Warmlauf-Schaltkreis 583 ändert weiterhin in Abhängigkeit von dem Lastsensor 587 den Wert des Vorspannungssignales V , so daß die Maschine während der Warmlauf pe riode eine größere b

Brennstoffmenge erhält, wenn eine Last an die Maschine gelegt ist, als wenn die Maschine ohne Last (Leerlauf) läuft.

Die Arbeitsweise des Schaltkreises der Fig. 36 ist wie folgt: Der Ausgang des Rauhigkeitssensors 468 und der Ausgang des Geschwindigkeits sensors 470, der durch den nicht-invertierenden Verstärker 572 verstärkt wird, werden in dem Multiplizierer 551 multipliziert, wobei dieser Multiplizierer 551 ein Stromsignal erzeugt, dessen Wert gleich dem Produkt der zwei Eingangssignale ist. Das Stromsignal wird am Ausgang des Verstärkers 553 in ein Spannungssignal umgeformt, dessen Wert umgekehrt proportional zum empfangenen Stromsignal ist. Das invertierte Spannungssignal wird von dem Inverter 556 erneut invertiert, um an dessen Ausgang ein normiertes Rauhigkeitssignal R (w) zu erzeugen, dessen Wert direkt proportional zum Produkt der Rauhigkeits- und Geschwindigkeitssignale ist. Das normierte Rauhigkeitssignal R (w) wird mit dem Bezugssignal summiert, das an dem Schleifer des Potentiometers 564 erzeugt wird. Die Schaltkreis-Konstanten, wie z.B. die Verstärkung des Verstärkers 553 und des Inverters 556 sowie der Werte des Bezugssignales, das an dem Schleifer des Potentiometers 564 erzeugt wird, sind so ausgewählt, daß sie ein Summ ens ignal hervorbringen, das einen vorbestimmten Wert hat, wenn das Maschinen-Rauhigkeitssignal anzeigt, daß die Maschine auf einem vorbestimmten Rauhigkeitspegel, beispielsweise der Mager-Grenze, läuft. Dieses Summensignal wird durch den Inverter 573 invertiert und von dem aus dem Verstärker 574 und dem Kondensator 575 bestehenden Integrations-Schaltkreis 478 integriert. Der Ausgang des Verstärkers 574 ist ein Signal, das den integrierten Wert des Summensignales anzeigt. Das integrierte Summensignal wird mit dem Anfangswert-Signal, das von dem Schleifer des Anfangswert-Potentiometers 570 erzeugt wird, summiert, dann durch den Operations-Verstärker 576 verstärkt, um das Vorspannungssignal V zu erzeugen. Die Größe des Eingangssignales an dem Verstärker 574 wird durch die Dioden 581 und 582 begrenzt, die mit den

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Schleifern der Potentiometer 579 bzw. 580 verbunden sind. Wenn die Spannung an dem Summations pun kt b72 das Potential an dem Scnleiter des Potentiometers 579 überschreitet, so leitet die Diode 581, was verhindert, daß das Signal einen vorbestimmten Wert überschreitet. In ähnlicner Weise wird, wenn das Signal an dem Summationspunkt 572 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, die Diode 582 leitend, was den Wert des Signales auf dem vorbestimmten Pegel aufrecht erhält. Dies verhindert, daß die Aug gangs signale von der elektronischen Regelungseinheit durch das Vorspannungssignal V unterhalt der Grenzen getrieben weiden, bei denen die Maschine noch arbeiten kann.

Während einer Beschleunigung wird der sich vergrößernde Ausgang des Verstärkers 552 über den Kondensator 559 zu dem Eingang des Verstärkers 560 durchgelassen, der in Kombination mit dem Kondensator 551 und dem Widerstand 562 den Differenzier er 474 bildet. Das sich vergrößernde Signal wird differenziert und ein sich vergrößerndes Signal wird an dem Ausgang des Verstärkers 560 erzeugt, dessen Wert proportional der Ände rungs geschwindigkeit der Maschine ist. Die Verstärkung des Verstärkers 560 ist mittels des Widerstandes 562 so eingestellt, daß sie, mit umgekehrter Polarität, der Vergrößerung des an dem Summations punkt 557 empfangenen Signal entspricht, das aufgrund eines falschen Rauhigkeits-Signales, das während des Beschleunigungsintervales von dem Rauhigkeits sens or 468 erzeugt wird, auftritt. In ähnlicher Weise wird der Differenzier-Schaltkreis ein positives Signal erzeugen, das das falsche Rauhigkeits signal kompensiert, das während einer Verzögerung von dem Rauhigkeits sens or 468 erzeugt wird.

Wenn die Maschinengeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Geschwindigkeit liegt, beispielsweise beim Anlassen der Maschine, so ist der Ausgang des Komperators 566 kleiner als das Potential, das an die Source-Elektrode des FET-Transistors 567' angelegt ist, was die Gate-Elektrode des FET-Transistors 567' in Durchlassrichtung vorspannt, was bewirkt, daß der Transistor leitet, -was das Potential an dem Schleifer des Anfangs wert-Potentiometers 570 zu dem Summations punkt 572 und dem Eingang des Verstärkers 574 bringt. Ein Rückkoppelungs-Widerstand 577 ist ebenfalls parallel

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zu dem Verstärker 574 zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang geschaltet und steuert die Verstärkung des Integrators, um ein festes Vorspannungssignal V, am Ausgang des Verstärkers 576 zu erzeugen. Das feste Vorspannungssignal V' kann einen Wert haben, der veranlaßt, daß die elektronische Regelungseinheit mit ihrer Grund-Eichung V, arbeitet und während eines Anlaßversuches eine fette Luft-/Brennstoff-Mischung zur Maschine liefert. Wenn die Maschine einmal angelassen ist und ihre Geschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, so geht der Ausgang des Komperators 566 auf hohen Pegel und spannt die Gate-Elektrode des FET-Transistors 567 in Sperrichtung vor, was die Übertragung des Potentials von dem Schleifer des Anfangswert-Potentiometers 570 zu dem Summationspunkt 572 unterbindet und den Schaltkreis öffnet, wodurch der Widerstand 577 ein Rückkoppelungs-Signal zu dem Verstärker 574 liefert, was dessen Verstärkung auf seinen normalen Wert bringt. Danach erzeugt der Schaltkreis ein Vorspannungs signal V, in Abhängigkeit von der Maschinen-Rauhigkeit und der Maschinen-Geschwindigkeit, wie oben beschrieben.

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WARMLAUF-REGELUNGS-SCHALTKREIS

Wie oben erwähnt, sind die Einzelheiten des Warmlauf-Regelungs-Schaltkreises 583 in der Fig. 37 dargestellt. Der Lastsensor 587 ist dort als Schalter 588 dargestellt, der so ausgebildet ist, wie ein solcher, der dem Schalthebel eines automatischen Getriebes eines herkömmlich en Autos zugeordnet ist. Der Schalter empfängt an seinen Park-(P) und neutral- (N) Kontakten ein Potential, das mit B+ bezeichnet ist. Alle anderen Kontakte, wie z.B. für den Rückwärtsgang (R), Automatik (D), erste Stufe (1st) und zweite Stufe (2nd) sind potentialfrei oder können mit Massepotential verbunden werden. Das Symbol B+ bezeichnet ein positives Potential, das von einer ungeregelten elektrischen Energiequelle, wie z.B. einer Batterie oder einer von der Maschine angetriebenen Lichtmaschine stammt. Die mit A+ und A-bezeichneten Symbole stellen positive bzw. negative Potentiale dar, die von einer geregelten elektrischen Energiequelle stammen, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 36 erläutert wurde. Das Massesymbol zeigt ein gemeinsames dazwischen liegendes Potential an. Ein Kontakt des Schalters 588 ist mit dem positiven Eingang eines Differential-Verstärkers 589 über einen Widerstand 590 und einen Kondensator 591 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 590 und dem Kondensator 591 ist über einen Widerstand 592 mit Masse verbunden. Der positive Eingang des Differential-Verstärkers 589 ist weiterhin über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 595 und einer Diode 596 mit dem mit A+ bezeichneten Anschluß verbunden. Der negative Eingang des Differential-Verstärkers 589 ist mit dem Mittelabgriff eines Spannungsteilers verbunden, der aus Widerständen 593 und besteht, die zwischen A+ und Masse liegen. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 589 ist mit dem positiven Eingang eines zweiten Differential-Verstärkers 597 und über einen Widerstand 598 mit A+ verbunden. Der negative Eingang des Differentialr-Verstärkers 597 ist mit dem Mittelabgriff eines Spannungsteilers verbunden, der aus Widerständen 599 und 600 besteht, die zwischen A+ und Masse liegen. Der Ausgang des Differential-Verstärke rs 597 ist über einen Kondensator 601 zu dem positiven Eingang des Differential-Verstärkers 597 zurück verbunden und weiterhin ist der Ausgang über eine Diode 603 mit einem Verbindung spunkt 602 verbunden. Der Verbindungspunkt

602 ist über einen Widerstand 604 mit dem Anschluß A+ verbunden und mit dem Kollektor eines Transistors 605. Die Basis des Transistors 605 ist mit dem Schleifer eines Anfangswert-Potentiometers 570 (Fig. 36) über einen Widerstand 606 verbunden und über einen Widerstand 607 mit dem Anschluß A-. Der Emitter des Transistors 605 ist direkt mit dem Anschluß A- verbunden.

Der eine Kontakt (Pol) des Schalters 588 ist weiterhin über einen Widerstand

609 mit dem negativen Eingang eines dritten Differential-Verstärkers 608 verbunden. Der positive Eingang des Differential-Verstärkers 608 ist mit dem Mittelabgriff eines Spannungsteilers verbunden, der aus Widerständen

610 und 611 besteht, die zwischen A+ und Masse liegen. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 608 ist direkt mit dem negativen Eingang eines vierten Differential-Verstärkers 615, über einen Widerstand 612 mit A+ und über in Serie liegende Widerstände 613 und 614 mit A- verbunden. Der positive Eingang des Differential-Verstärkers 615 ist mit dem Mittelabgriff eines Spannungsteilers verbunden, der aus Widerständen 617 und 618 besteht, die zwischen A+ und Masse liegen. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 615 ist weiterhin über einen Widerstand 619 mit A+ und über in Serie verschaltete Widerstände 620 und 621 mit A- verbunden.

Der Ausgang des Temperatursensors 586 ist über einen Widerstand 624 mit den negativen Eingängen von Differential-Verstärkern 622 und 623 verbunden. Der Mittelabgriff eines Spannungsteilers für eine Bezugstemperatur, der aus Widerständen 625 und 626 besteht, die zwischen A+ und A- liegen, ist über einen Widerstand 627 mit den negativen Eingängen der Differential-Verstärker 622 und 623 verbunden. Die pesitiven Eingänge beider Differential-Verstärker 622 und 623 sind mit Masse verbunden. Der Ausgang des Differential Verstärkers 622 ist über einen Widerstand 629 mit dem negativen Eingang eines Differential-Verstärkers 628 verbunden. Ein zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Differential-Verstärkers 622 geschalteter Rückkoppelungs-Wider stand 630 steuert die Verstärkung des Verstärkers. Der positive Eingang des Differential-Verstärkers 628 ist mit Masse verbunden. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 628 ist über einen Widerstand

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632 mit der Source-Elektrode eines ersten. Feld-Effekt-Transistors (FET — Transistor ) 631 verbunden. Ein Rückkoppelungs-Widerstand 633 liegt zwischen dem Ausgang und dem negativen Eingang des Differential-Verstärkers 628. Die Gate-Elektrode des FET-Transistors 631 ist über eine Diode 634 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 613 und 614 verbunden. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 623 ist mit der Source-Elektrode eines Feld-Effekt-Transistors 636 verbunden.

Zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Differential-Verstärkers 623 ist ein Rückkoppelungs-Widerstand 635 geschaltet. Die Gate-Elektrode des FET-Transistors 636 ist mittels einer Diode 637 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 620 und 621 verbunden. Die Drain-Elektroden der FET-Transistoren 631 und 636 sind miteinander verbunden und mit dem Summationspunkt 557, der in Fig. 36 gezeigt ist. Die Differential-Verstärker 589, 601, 608 und 615 sind solche Typen, die in ihren Ausgangskreisen offene (uncommitted) Kollektoren haben, so daß, wenn der Wert der Signale an ihren positiven Eingängen größer ist als der der Signale an ihren negativen Eingängen, ihre Ausgänge einen offenen Schaltkreis anzeigen. Wenn die Polarität der Eingangspotentiale umgekehrt ist, so zeigen ihre Ausgänge ein Massepotential an.

Im folgenden wird die Betriebsweise des Warmlauf-Regelungs-Schaltkreises der Fig. 37 erläutert. Wenn der Schalthebel in der Park- oder Neutral-Stellung ist, -was anzeigt, daß die Maschine unbelastet ist, so legt der Schalter 588 das positive Potential B+ an den negativen Eingang des Differential-Verstärkers 608, was bewirkt, daß dessen Ausgang ein Signal führt, das auf Massepotential liegt. Das Massepotential am Ausgang des Differential-Verstärkers 608 wird dem negativen Eingang des Differential-Verstärkers 615 zugeführt und bewirkt, daß dessen Ausgang offen (uncommitted) ist. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 613 und 614 empfängt ein negatives Signal, das, wenn es an die Gate-Elektrode des FET-Transistors 631 angelegt wird, bewirkt, daß dieser leitend wird, was das Signal am Ausgang des Differential-Verstärkers 628 an den Verbindungspunkt 557 (Fig. 36) anlegt. Da gleichzeitig der Ausgang des Differential-Verstärkers 615 offen (uncom-

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mitted) ist, ist das Potential am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 620 und 621 ein positives Signal, das, wenn es an die Gate-Elektrode des FET-Transistors 636 über die Diode 637 angelegt wird, den FET-Transistor 636 nicht-leitend macht, was das Signal, das am Ausgang des Differential-Verstärkers 623 erzeugt wird, blockiert.

Wenn der Schalthebel in die Stellungen "Rückwärtsgang" (R), "Automatik" (D), "erste Stellung" (1st) oder "zweite Stellung" (2nd) geschaltet ist, was anzeigt, daß die Maschine belastet ist, so nimmt der Kontakt des Schalters 588 über die Widerstände 590 und 592 Massepotential an, was Massepotential an den negativen Eingang des Differential-Verstärkers 608 anlegt. Dies bewirkt, daß dessen Ausgang offen (uncommitted) wird und positives Fhteitial vcn dem Verbindungspunkt zwischen Widerständen 612 und 613 annimmt. Dieses Potential, das an den negativen Eingang des Differential-Verstärkers 615 angelegt wird, ist größer als das von dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 617 und 618 an seinen positiven Eingang angelegte Signal. Dies veranlaßt, daß der Ausgang des Differential-Verstärkers 615 ein Massepotential annimmt. Die Umkehrung der Ausgänge der Differential-Verstärker 608 und 615 kehrt ebenfalls den leitenden Zustand der FET-Transistoren und 636 um, so daß der FET-Transistor 636 leitend und der FET-Transistor 631 nicht-leitend wird.

Gleichzeitig bewirkt das Entfernen des B+ Signales von dem Kontakt des Schalters 588, daß der Kondensator 591 entladen wird, was bewirkt, daß der positive Eingang des Differential-Verstärkers 589 momentan negativer wird als das an seinen negativen Eingang angelegte Potential. Dies bewirkt, daß der Ausgang des Differential-Verstärkers 589 ein Massepotential annimmt, das den Kondensator 601 entlädt und ein negatives Signal an den. positiven Eingang des Differential-Verstärkers 597 anlegt. Dies bewirkt, daß der Ausgang des Differential-Verstärkers 597 ein Massepotential annimmt. Das Massepotential an dem Ausgang des Differential-Verstärkers 597, das zu der Gate-Elektrode des FET-Transistors 567" (Fig. 36) übertragen wird, bewirkt, daß der FET-Transistor 567' leitend wird. Wie oben erläutert, bewirkt das Leiten des FET-Transistors 567' bei dem Maschinenrauhigkeits-Regelungs-System mit geschlossener Regelschleife, daß das Potential an

dem Schleifer des Anfangswert-Potentiometers 570 an den Verbindungspunkt 572 angelegt wird und daß der Rückkoppelungs-Widerstand 577 parallel zu dem Verstärker 574 geschaltet wird. Bei diesem Zustand nimmt das Ausgangssignal des Maschinenrauhigkeits-Regelungs-Systems den "Wert Vfan, der, -wem er an den elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 angelegt wird, bewirkt, daß die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge vergrößert wird. Das Massesignal wird von dem Differential-Verstärker 597 so lange erzeugt, bis der Kondensator 601, der über den Widerstand 598 geladen wird, erneut ein Potential an den positiven Eingang des Differential-Verstärkers 597 anlegt, das größer ist als der Wert des Signales, das an den negativen Eingang über den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 599 und 600 angelegt wird.

Die Zeitdauer, die der Ausgang des Differential-Verstärke rs 597 auf Massepotential bleibt, wird durch die Werte des Widerstandes 598, des Kondensators 601 und den Wert des Signales bestimmt, das an den negativen Eingang des Differential-Verstärkers 597 angelegt wird. In einem praktischen Ausführungsbeispiel sind die Werte dieser Komponenten so ausgewählt, daß das Aus gangs signal des Differential-Verstärkers 597 etwa 1 'bis 2 Sekunden auf Massepotential bleibt. Die Funktion dieses Teiles des Schaltkreises besteht darin, der Maschine unmittelbar bei dem Anlegen einer Last und für eine kurze Zeit danach ein fettes Luft-/Brennstoff-Gemisch zuzuführen, um zu verhindern, daß die Maschine "stottert" oder möglicherweise abgewürgt wird, wie es beim Umschalten des Schalthebels von der "Park"- oder "Neutral"-Stellung (die eine geringe Maschinenlast anzeigt) zu einem der Antriebs gänge auftreten kann.

Im folgenden wird auf den Warmlaufteil des im unteren Teil der Fig. 37 gezeigten Schaltkreises Bezug genommen. Das Bezugs signal, das von dem Spannungsteiler für das Bezugssignal, der aus den Widerständen 625 und besteht, hat einen negativen Wert bezogen auf Masse, der gleich dem Signal ist, das von dem Temperatursensor 586 erzeugt wird, wenn die Maschine eine vorbestimmte Temperatur hat. Allerdings hat dieses Bezugssignal eine entgegengesetzte Polarität. Die genannte vorbestimmte Temperatur ist nor-

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malerweise innerhalb des normalen Arbeits-Temperaturbereiches der Maschine ausgewählt. Bei Maschinentemperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur ist das an den Eingängen der Differential-Verstärker 622 und 623 erzeugte Summensignal auf negativen Wert bezogen auf Masse und hat einen Wert, der der Differenz zwischen der tatsächlichen Maschinentemperatur und der vorbestimmten Temperatur proportional ist. Bei Maschinentemperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperaturen hat das Summensignal einen positiven Wert, der ebenfalls proportional der Differenz zwischen der tatsächlichen Maschinentemperatur und der vorbestimmten Bezugstemperatur ist. Das Summensignal wird von den beiden Differential-Verstärkern verstärkt und invertiert und die Größe und der Wert der invertierten Signale, die an den Ausgängen der beiden Differential-Verstärker 622 und 623 erzeugt wird, wird durch den Wert des Summensignales bestimmt und durch die Werte der Rückkoppelungs-Widerstände 630 bzw. 635.

Der Ausgang des Differential-Verstärkers 623 steht über den FET-Transis-

tor 636 in direkter Verbindung mit dem Summationspunkt 557 (Fig. 36), während der Ausgang des Differential-Verstärkers 622 über den Differential-Verstärker 628 weiterhin verstärkt und erneut invertiert wird. Die Verstärkung des Differential-Verstärkers 628 wird über den Rückkoppelungs Widerstand 633 gesteuert. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 628 steht über den Widerstand 632 und den FET-Transistor 631 mit dem Summationspunkt 557 (Fig. 36) in Verbindung.

Wie oben erläutert führt der Schaltkontakt des Schalters 588 ein Massepotential, das den FET-Transistor 631 leitend und den FET-Transistor 636 nichtleitend macht, wenn der Schalthebel in der Parkstellung oder der Neutralstellung ist. Folglich wird, wenn die Maschine kalt ist, d.h. unterhalb der vorbestimmten Temperatur, das Aus gangs signal, das von dem Differential-Verstärker 623 erzeugt wird, durch den FET-Transistor 636 blockiert. Allerdings erzeugt das negative Summensignal an dem Eingang des Differential-Verstärkers 622 ein verstärktes negatives Aus gangs signal am Ausgang des Differential-Verstärkers 628, das mit dem Summationspunkt 557 in dem Maschinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis in Verbindung steht. Dieses negative Signal verringert den Wert des Summensignales an dem Punkt 557, das

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oben im Zusammenhang mit dem Maschinenrauhigkeits-Regelschaltkreis erläutert wurde und das anzeigt, daß die Maschine ein fettes Luft-/Brennstoff-Gemisch empfängt. Dies verringert den Wert des erzeugten Vorspannungssignales V, , das, wie im Zusammenhang mit Fig. 38 erläutert wird, das b

Absinken des Stromes durch den Transistor 674 (Fig. 38) verringert, was die Geschwindigkeit, mit der die Kondensatoren 650 und 651 (Fig. 38) geladen werden, vergrößert, wodurch die Länge des erzeugten Brennstoff-Einspritz-Impulses verringert wird. Folglich wirkt der Schaltkreis so, daß er die zur Maschine bei Abwesenheit einer Last gelieferte Brennstoffmenge verringert, wie es geschieht, wenn der Schalthebel in der Parkstellung oder der Neutralstellung ist.

Wenn umgekehrt der Schalthebel in einer der Antriebs Stellungen ist, was eine vergrößerte Last-für die Maschine anzeigt, so werden die Ausgangssignale der Differential-Verstärker 608 und 615 umgekehrt und folglich wird der FET-Transistor 631 nicht-leitend und der FET-Transistor 636 leitend.

Ist der FET-Transistor 636 leitend, so wird der positive Ausgang des Differential-Verstärkers 623 in Abhängigkeit von einem negativen Summensignal an seinem Eingang zu dem Verbindungspunkt 557 übertragen und das Summationssignal wird größer, was anzeigt, daß die Maschine ein mageres Luft-/ Brennstoff-Gemisch erhält. Der Wert des Vo rspannungs signal es V vergrössert sich, was den in den Transistor 674 (Fig. 38) hineinfließenden Strom vergrößert, was bewirkt, daß die Länge der erzeugten Einspritz-Signale vergrößert wird. Hierdurch wird eine zusätzliche Brennstoffmenge zur Maschine geliefert. Folglich wird, wenn die Maschinenlast vergrößert wird, beispielsweise wenn der Schalthebel in eine Antriebs stellung geschaltet ist, die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge proportional zur Differenz zwischen der Bezugstemperatur und der tatsächlichen Maschinentemperatur vergrössert, wenn die tatsächliche Maschinentemperatur kleiner ist als die vorbestimmte Bezugstemperatur.

Da die Maschinentemperatur die Bezugstemperatur überschreiten kann, kann sich die Polarität der zu dem Verbindungspunkt 557 von dem Warmlauf-Re-

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gelungs-Schaltkreis abgelieferten Signalen möglicherweise umkehren. Allerdings ist die Bezugstemperatur so ausgewählt, daß die Größe dieser umgekehrten Signale klein sein wird. Eine Kompensation dieser möglichen Umkehrung der empfangenen Signale kann durch geeignete Einstellung eines Potentiometers 564 (Fig. 36) in dem Maschinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis ausgeglichen werden.

Der im oberen Teil der Fig. 37 gezeigte Schaltkreis, der den Maschinen rauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis in die Lage versetzt, ein Vorspannungssignal mit dem Wert V' zu erzeugen, wenn der Schalthebel von der Parkstellung oder der Neutralstellung in eine Antriebs Stellung geschaltet wird, kann ebenfalls modifiziert werden, daß er auf ein Signal anspricht, das das Öffnen einer Drosselklappe aus einer geschlossenen Stellung anzeigt, was in der englischen Sprache als "tin-in" bezeichnet wird. Das Öffnen der Drosselklappe von einer geschlossenen Stellung bewirkt einen Übergang der Brennstoffzufuhr-Funktion von einem Leerlauf zustand zu einem Antriebszustand. Eine solche Modifikation ist in dem Schaltbild durch den gestrichelten Block 638 dargestellt. Bei dieser Modifikation legt ein Schalter 639, der an der Drosselklappe oder einem auf Druck ansprechenden Schalter in dem Maschinenluft-Einlaß-System angebracht ist, das Potential B+ an einen Anschluß eines Kondensators 642 über einen Widerstand 640. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 642 und dem Widerstand 640 ist über einen Widerstand 641 mit Masse verbunden. Die andere Elektrode des Kondensators 642 ist über einen Widerstand 644 und eine parallel dazu liegende Diode 643 mit dem positiven Eingang des Differential-Verstärkers 598 verbunden.

Die Arbeitsweise dieses Schaltkreises ist wie folgt: Der Schalter 639 ist geschlossen, wenn die Drosselklappe in der geschlossenen Stellung bzw. der Leerlaufstellung ist und das Potential B+ wird an einen Anschluß des Kondensators 642 angelegt. Wenn die Drosselklappe aus der Leerlaufs teilung herausbewegt wird, so öffnet der Schalter 639 und der Kondensator 642 wird durch den Widerstand 641 zu Masse entladen. Die Entladung des Kondensators 642 verringert das Potential an dem positiven Eingang des Differential-Verstärkers 589, was bewirkt, daß dessen Ausgang ein Massepotential an-

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nimmt, wie oben im Zusammenhang mit der Änderung des Schalthebels aus der Parkstellung oder der Neutralstellung in eine Antriebs stellung erläutert wurde. Anschließend ist die Wirkungsweise des Schaltkreises die gleiche, wie oben beschrieben.

Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn der zusätzliche Schaltkreis verwendet wird, eine parallel verschaltete Diode und ein Widerstand, wie die Diode 643 und der Widerstand 644, hinter den Kondensator 642 geschaltet werden muß, um die beiden Kondensatoren 642 und 691 voneinander zu entkoppeln, so daß der Entladestrom beider Kondensatoren einen Stromfluß durch den Widerstand 595 bewirkt, der ausreichend ist, das Potential an dem positiven Eingang des Differential-Verstärkers 589 unterhalb des Potentiales zu bringen, das an den negativen Eingang angelegt ist.

Wenn ein auf Druck ansprechender Schalter in dem Ansaugkrümmer verwendet wird, so wird ein zweiter Schalter benötigt, der auf die Maschinengeschwindigkeit anspricht, um zu verhindern, daß der Schaltkreis auf einen Verzöge rungs zustand anspricht, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Dieses Konzept kann auch in Kombination mit einem Drosselklappenschalter zu dem gleichen Zweck verwendet werden.

In der Fig. 38 ist eine Schaltkreis-Ausführung des Rauhigkeitssensors und der Rauhigkeits-Rückkoppelungs-Schleife gezeigt, die in den Fig. 32 bzw. 36 in Kombination mit dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner bzw. Einheit 466, wie sie in der US-PS 3. 734. 068 beschrieben ist, verwendet wird. Dieser Schaltkreis wird aus einer geregelten elektrischen Energiequelle mit Energie versorgt, die an verschiedenen Punkten des Schaltbildes mit B+ bezeichnet ist. Diese elektrische Energiequelle kann aus einer Bat-

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terie oder einer von der Maschine angetriebenen Energiequelle abgeleitet werden, beispielsweise einer Lichtmaschine oder einem herkömmlichen Generator, der der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet ist. Die elektronische Regelungs einheit 466 besitzt zwei Kondensatoren 650 und 651, die über ein Stromquellenpaar 645 und 646 unter der Steuerung eines Schaltnetzwerkes 647 abwechselnd geladen werden. Das Schaltnetzwerk empfängt an Eingangsanschlüssen 648 und 649 Trigger-Signale von einem nicht dargestellten Zeitsteuerkreis, die mit der Drehung der Maschine synchronisiert sind.

Ein Impulse erzeugender Schaltkreis enthält einen Entlade-Schaltkreis 652 und einen Komparator-Schaltkreis 653. Der Entlade-Schaltkreis 652 empfängt Zeitsteuersignale von dem Zeitsteuer-Schaltkreis an seinen Eingangsanschlüssen 655 und 656, während der Komparator-Schaltkreis Lastsignale von einem Lastsensor 653' empfängt, wie z.B. die Signale von einem Drucksensor, der ein Signal erzeugt, das den Druck in dem Maschinen-Luft-Ansaugkrümmer anzeigt. Der Komparator-Schaltkreis 653 erzeugt ein Aus gangs impuls signal, dessen Dauer die Brennstoff-Anforderungen der Maschine in Abhängigkeit von den Potentialen an den Kondensatoren 650 und 651 und dem Wert des Drucksignales anzeigt. Dieses Aus gangs impuls signal versorgt eine Brennstoffzufuhr-Einrichtung mit einer Energie, beispielsweise einen elektronischen Vergaser oder ein bzw. mehrere Brennstoff-Einspritz-Ventile, was veranlaßt, daß die berechnete Brennstoffmenge zur Maschine geliefert wird.

Die Arbeitsweise des elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechners 466 wird im Zusammenhang mit der Fig. 38 und den in der Fig. 39 gezeigten Signalverläufen erläutert. Die Stromquelle 645 ist eine Konstant-Strom-Quelle, die die Kondensatoren 650 und 651 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert aufladen kann. Die Stromquelle 646 ist ebenfalls eine Konstant-Strom-Quelle, die ein konstantes Strom-Ausgangs-Signal führt, das die Kondensatoren 650 und 651 mit vorbestimmter Geschwindigkeit auf einen Wert aufladen kann, der deutlich oberhalb des vorbestimmten Wertes der Stromquelle 645 liegt. Die Trigger-Signale TRl und TR2, die wie in Fig. 38 dargestellt, zwei abwechselnde Rechteck-Impulse sind, werden entsprechend an die Eingangsanschlüsse 648 und 649 des Schalt-

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netzwerkes 647 angelegt und steuern die abwechselnde Ladung der Kondensatoren 650 und 651 über die beiden Stromquellen 645 und 646. In dem Interval, in dem das Signal TRl positiv und das Signal TR2 negativ oder auf Massepotential ist, wird der Kondensator 651 durch die Stromquelle 645 geladen, und der Kondensator 650 durch die Stromquelle 646. Wenn die Trigger-Signale ihre Polarität umkehren, so werden die beiden Kondensatoren durch die entsprechenden anderen Stromquellen geladen.

Die Vorderflanken der T rigger-Impulse TRl und TR2, die an die Eingangsanschlüsse 655 und 656 des Entlade-Schaltkreis es 652 angelegt werden, aktivieren einen Verzöge rungs impuls im Generator 654, der beispielsweise ein monostabiler Multivibrator sein kann, der einen Verzögerungsimpuls "ρ" erzeugt. Dieser Verzögerungsimpuls besitzt eine vorbestimmte Impulsbreite, die wesentliche kürzer ist als die Impulsbreite der Trigger-Impulse. Ein positives T rigger-Signal an dem Eingangsanschluß 656, das mit dem positiven Verzögerungsimpuls-Signal "p" ist, entfernt das wirksame Massepotential an der Basis des Transistors 657, was bewirkt, daß dieser und der Transistor 658 leitend werden. Der Transistor 658 entlädt während der Periode des Verzögerungsimpulses den Kondensator 651 in die Nähe des Massepotentiales. Bei Beendigung des Verzögerungsimpulses kehrt ein Massepotential am Ausgang des Verzögerungsimpuls-Generators 654 zurück, das an die Basis des Transistors 657 über die Diode 659 angelegt wird. Das Massesignal an der Basis sperrt den Transistor 657, der seinerseits den Transistor 658 blockiert, was ermöglicht, daß der Kondensator über die Stromquelle 645 auf den vorbestimmten Wert aufgeladen wird. Wenn die Trigger-Signale TRl und TR2 auf positive Polarität wechseln, so wird ein positives Potential an den Anschluß 655 angelegt, was bewirkt, daß die Transistoren 660 und 661 in Durchlaßrichtung vorgespannt werden und daß der Kondensator 650 über den Transistor 661 entladen wird, ähnlich wie der Kondensator 651 entladen wurde. Das Schaltnetzwerk 647 ändert also seinen Zustand in Abhängigkeit von einer Umkehrung der T rigger-Signale und der Kondensator 651 wird über die Stromquelle 646 geladen, und der Kondensator 650 über die Stromquelle 645.

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Das an den Komparator-Schaltkreis 653 angelegte Lastsignal spannt den Transistor 666 in Durchlaßrichtung vor, der seinerseits den Transistor in Durchlaßrichtung vorspannt. Der leitende Zustand des Transistors 669 bringt ein positives Potential an dem Aus gangs ans chluß 670 hervor, der mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 667 und 668 verbunden ist, die zwischen dem Kollektor des Transistors 669 und Masse ein Spannungsteiler-Netzwerk bilden. Der leitende Zustand des Transistors 666 spannt den Emitter des Transistors 665 ebenfalls auf ein Potential vor, das ungefähr gleich dem Wert des von dem Drucksensor 653' empfangenen Lastsignales ist. Die Lade-Signale an dem Kondensator 650 und 651 werden über Dioden 663 bzw. 664 an die Basis des Transistors 665 angelegt. Wenn die Signale an beiden Kondensatoren einen positiven Wert unterhalb des Wertes des Drucksignales haben, so ist der Transistor 665 gesperrt. Haben allerdings die Potentialwerte an einem der Kondensatoren 650 und 651 oder an beiden Kondensatoren einen Wert, der den Wert des Drucksignales übersteigt, so leitet der Transistor 665.

Der leitende Zustand des Transistors 665 läßt den Wert des Potentiales anwachsen, das an dem Emitter des Transistors 666 erscheint,und zwar oberhalb des Wertes des Drucksignales, das an seine Basis angelegt ist, was den Transistor 666 sperrt. Ist der Transistor 666 gesperrt, so sperrt der Transistor 669 und ist der Transistor 669 in dem gesperrten Zustand, so nimmt das Potential an dem Aus gangs-Ans chluß 670 ein Massepotential an, was das Ausgangs signal beendet.

Die an den Kondensatoren 650 und 651 in Abhängigkeit von der Folge von Trigger-Signalen TRl und TR2 und dem Verzögerungsimpuls "p" erzeugten Spannungs signale sind in Fig. 39 dargestellt. Die abnehmende . Periodendauer der aufeinander folgenden Trigger-Signale ist in einem übertriebenen Beispiel der Änderung der Impulsbreite der Trigger-Signale in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit dargestellt. Der Kurvenverlauf der Signale an dem Kondensator 651 zeigt, daß der anfängliche Abschnitt von A bis B dann erzeugt wird, wenn das Signal TRl positiv ist und daß der den Verzögerungsimpuls erzeugende Schaltkreis 654 einen Verzögerungsimpuls "p"

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erzeugt, was den Kondensator 651 entlädt. Nach Beendigung des Verzögerungsimpulses "p" am Punkt B wird der Kondensator 651 mit einer Geschwindigkeit aufgeladen, die durch die Stromquelle 645 bestimmt wird, und zwar auf seinen vorbestimmten Wert, der an dem Punkt C gezeigt ist. Die Ladung des Kondensators 651 bleibt für den Rest des positiven Teiles des T rigger-Signales TRl auf dem vorbestimmten Wert. Beim Punkt D kehren die Trigger-Signales TRl und TR2 ihre Polarität um und der Kondensator 651 wird jetzt während des Intervales von D bis E über die Stromquelle 646 geladen. Das Interval D bis E ist gleich dem Interval, bei dem der T rigger-Impuls TR2 positiv ist.

Wenn die Ladung an einem der Kondensatoren 650 und 651 den Wert des Signales erreicht hat, das an dem Emitter des Transistors 665 liegt, was zum Zeitpunkt F geschieht, so ist das Signal an dem Aus gangs-Anschluß 670 ein Massepotential. Beim Auftreten eines Trigger-Signales wird der Kondensator, der durch die Stromquelle 646 geladen wurde, durch den Entlade-Schaltkreis 652 ungefähr auf Massepotential entladen und die Ladung an dem Kondensator, der durch die Stromquelle 645 geladen wurde, liegt unterhalb des Wertes des Signales, das an dem Emitter des Transistors 665 anliegt, das den Wert des Drucksignales darstellt. Da die Ladung an beiden Kondensatoren unterhalb des Wertes des Drucksignales liegt, wird der Transistors 665 gesperrt, was die Transistoren 666 und 669 leitend macht. Hierdurch wird ein positives Signal an dem Aus gangs-Anschluß 670 erzeugt, dessen Wert durch die entsprechenden Werte der Widerstände 667 und 668 bestimmt wird. Das Signal am Aus gangs-Anschluß 670 bleibt solange positiv, bis die Ladung an dem Kondensator, der durch die Stromquelle 646 geladen wurde, den Wert des Drucksignales übersteigt. Wenn die Ladung an dem Kondensator den Wert des Drucksignales übersteigt, d.h. am Punkt F in dem Segment DE, so werden die Transistoren 666 und 669 gesperrt und das Signal an dem Ausgangs-Anschluß 670 kehrt auf Massepotential zurück. Das Zeitinterval, während dessen das Signal im Aus gangs-Anschluß 670 positiv ist, zeigt die Brennstoffanforderungen der Maschine als Funktion der Maschinengeschwindigkeit und des Druckes in dem Ansaugkrümmer an.

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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 38 der Rauhigkeitssensor 468, der in Fig. 32 gezeigt ist, und der Maschinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis 671, der in Fig. 36 gezeigt ist, erläutert. Der Rauhigkeitssensor 468 spricht auf das Bezugssignal O bzw. auf das Zahnsignal O an und erzeugt ein Rauhigke its signal R. Der im Zusammenhang mit Fig. 32 beschriebene Geschwindigkeitssensor 470 erzeugt ein Signal w, das die Maschinengeschwindigkeit anzeigt und das zusammen mit dem Rauhigkeits signal R dem Mas chinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis 671 eingegeben wird. Die Signale von dem Temperatursensor 586 und dem Lastsensor 587 werden ebenfalls dem Eingang des Maschinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreises 671 angelegt, wenn die Einrichtungen für die kalte Maschine in der Rauhigkeits schleife enthalten sind. Der Rauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis 671 erzeugt das Vorspannung ssignal V , wie oben im Zusammenhang mit Fig. 36 erläutert, das dem positiven oder nicht-invertierenden Eingang eines Differential-Verstärkers 672 über einen Begrenzungs-Widerstand 673 zugeführt wird. Der Ausgang des Differential-Verstärkers 672 wird der Basis eines Transistors 674 über einen Begrenzungs-Widerstand 676 zugeführt. Der Kollektor des Transistors 674 ist mit dem Kollektor eines Transistors 678 in der Stromquelle 646 verbunden. Der Emitter des Transistors 674 ist über einen Begrenzungswiderstand 680 mit Masse verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Emitter des Transistors 674 und dem Widerstand 680 ist mit dem negativen oder invertierenden Eingang des Differential-Verstärkers 672 verbunden.

Der Einfluß des Vorspannungssignales auf die Arbeitsweise des elektronischen Brennstoff-Regdlungs-Schaltkreises ist wie folgt: Der Transistor 674 und der Widerstand 680 arbeiten als Stromsenke , in die ein Teil des Stromes fließt, der von der Stromquelle 646 erzeugt wird und von dem Kollektor des Transistors 678 ausgegeben wird. Der elektronische Brennstoff-Regelungs-Schaltkreis ist so kalibriert, daß der von der Stromquelle 646 erzeugte Strom abzüglich einer vorbestimmten Stromabsenkung durch die Stromsenke , die aus dem Transistor 674 und dem Widerstand 680 besteht, die Kondensatoren 650 und 651 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit auflädt. An dem Kalibrierungspunkt erzeugt die elektronische Brennstoff-Regelungs-Einheit Impulssignale an dem Aus gangs-Anschluß 670, deren Impulsbreite eine Funktion

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der Maschinengeschwindigkeit und der Maschinenlast ist, wie oben beschrieben. Die Größe des in die Stromsenke abfließenden Stromes ist eine Funktion des Vorspannungssignales V, , das an den positiven Eingang des Differential-Verstärkers 672 angelegt ist. Der Differential-Verstärker 672 bildet mit dem Transistor 674 und dem "Widerstand 680 einen Spannungsfolger-Schaltkreis, in dem das Potential an dem Widerstand 680 proportional dem Wert des Vorspannung ssignales V ist, das an dem positiven Eingang des Differential-Verstärkers angelegt ist. Der durch den Schaltkreis in die Stromsenke abfließende Strom ist der Strom, der durch den Widerstand 680 fließt und ist daher umgekehrt proportional zum Wert des Widerstandes 680 und direkt proportional zu dem Potential an ihm. Die Verstärkung des Schaltkreises und der Wert des Widerstandes 680 sind so ausgewählt, daß ein vorbestimmter Strom in die Stromsenke abflie'ßt, wenn das Potential des Vorspannungssignales V den Kalibrierungswert V aufweist, wie oben im Zusammenhang mit Fig. erläutert. Das Kalibrierungs-Vorspannungs-Signal V hat einen Wert, der größer ist als der des Vorspannungssignales, das von dem Maschinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis erzeugt wird, wenn die Maschine bei ihrem gewünschten Luft-/Brennstoff-Verhältnis arbeitet.

Die Antwort der elektronischen Brennstoff-Regelungs-Einheit auf das Vorspannungssignal V, wird im Zusammenhang mit den Fig. 38, 40 und 41 erläutert. Zuerst sei auf Fig. 40 Bezug genommen, in der ein Diagramm dargestellt ist, das den Aus gangs strom I der Stromquelle 646 zeigt, die relative Änderung des Stromsenken-Stromes I und die relative Änderung des

Lade-Stromes I , der die Kondensatoren 650 und 651 auflädt. Diese Signale

sind als Funktion des Vorspannungssignales V, dargestellt.

Der Ausgangs strom I , der Stromquelle 646 ist konstant und ändert sich nicht mit dem Vorspannungssignal, wie durch die Linie I dargestellt. Der Stromsenken-Strom I ist der Strom, der durch den Widerstand 680 fließt

und ändert sich in Abhängigkeit von V . Dies kann eine lineare Funktion von

V sein oder eine nicht-lineare Funktion von V, , aufgrund der Nicht-Lineab b

ritäten der Verstärkung des Differential-Verstärkers 672 und des Transistors 674. Der die Kondensatoren 650 und 651 aufladende Strom I ist die

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Differenz I=I - I und ändert sich als inverse Funktion von V, , wie darcos b

gestellt. "Weiterhin sind relative Werte des Kalibrierungs-Vorspannungs-Signales V und des Vorspannungssignales V' , bei dem die Maschine an ihrer mageren Grenze läuft, dargestellt. Wenn das Vorspannungssignal den Kalibrierungswert V, aufweist, so ist der Strom I , der die Kondensatoren

bc c

650 und 651 lädt, kleiner als der Strom I , der die beiden Kondensatoren bei

dem Punkt der mageren Grenze V' lädt. Die Kondensatoren 650 und 651 werden daher langsamer geladen, wenn das Vorspannungssignal V den Wert V

b bc

hat, als sie geladen wurden, wenn der Wert von V, gleich V' ist.

Es sei nun auf Fig. 41 Bezug genommen. Dort ist die Ladung an einem der beiden Kondensatoren 650 und 651 als Funktion der Zeit dargestellt. Wie oben erläutert wird der Kondensator während des ersten Intervales zwischen den Trigger-Signalen, die mit TRl bezeichnet sind, durch die Stromquelle 645 mit einem geschwindigkeitsabhängigen Wert geladen, der durch die Segmente A, B und C dargestellt ist. Wenn sich die Maschinengeschwindigkeit vergrößert, so wird die Zeitdauer zwischen den T rigger-Impuls en kleiner, so daß sich der Wert der Ladung an den Kondensatoren als Funktion der Maschinengeschwindigkeit ändert. Zum Zwecke der Erläuterung sei beispielsweise angenommen, daß die Ladung an dem Kondensator einen Wert aufweist, der durch das Segment C bezeichnet ist. Am Ende des Trigger-Signales TRl ändert das Schaltnetzwerk 647 seinen Zustand und der Kondensator wird anschließend durch den Strom I geladen, der der Aus gangs strom I des Transistors 678 in der Stromquelle 646 minus dem Stromsenken-Strom I , der durch den Widerstand 680 fließt, ist. Wenn das Vorspannungssignal den Wert V hat, wird der Kondensator mit der Geschwindigkeit geladen, die durch das gestrichelte Liniensegment D dargestellt ist. Gleichzeitig wird mit der Beendigung des Signales TRl und dem Beginn des Signales TR2 der andere Kondensator entladen, was den Transistor 665 in dem Komparator 653 (Fig. 38) in Sperrichtung vorspannt, was die Transistoren 666 und 669 in Durchlaßrichtung vorspannt. Dies leitet die Erzeugung des Impuls-Signales an dem Ausgangs-Anschluß 670 ein, wie dargestellt. Der Transistor 665 bleibt solange in Sperrichtung vorgespannt, bis der Kondensator durch den Strom I

auf einen Wert aufgeladen ist, der gleich dem Wert des Lastsignales von dem Lastsensor 653' ist. An diesen Punkt wird der Transistor 665 erneut in

Durchlaßrichtung vorgespannt und die Transistoren 666 und 669 werden in Sperrichtung vorgespannt, was das Signal an dem Aus gangs-Anschluß 670 beendet. Der resultierende Brennstoff-Einspritz-Impuls an dem Anschluß 670 hat eine Zeitdauer von T₁ .

Wie oben erläutert, erzeugt das Kalibrierungs-Vorspannungs-Signal V

eine fette Luft-ZBrennstoff-Mischung, so daß die Maschine bei einem Rauhigwürde,

keitspegel arbeiten'der kleiner ist als der Rauhigkeits pegel der Maschine, bei der sie mit dem gewünschten Luft-/Brennstoff-Gemisch läuft. Der Wert des von dem Rauhigkeits sensor erzeugten Rauhigkeitssignales wäre klein, was eine Vergrößerung des Wertes des Vorspannungssignales V verursachen würde. Eine Vergrößerung des Wertes des Vorspannungssignales V, würde eine Vergrößerung des Lade-Stromes I hervorrufen, wie in Fig. 40 dargestellt, was bewirkt, daß der Kondensator mit höherer Geschwindigkeit geladen würde. Das Vorspannungssignal hat einen Wert V', wenn die Maschine bei der gewünschten Luft-/Brennstoff-Mischung arbeitet und der den Kondensator ladende Strom ist dann i', der größer ist als I . Folglich wird der Kondensator schneller geladen als es durch die durchgezogene Linie D'dargestellt ist und erreicht den Wert der dem des Lastsignales gleich ist in kürzerer Zeit. Das an dem Aus gangs-Anschluß 670 erzeugte Impulssignal wird eine Zeitdauer T haben, die um einen Faktor Δ T kürzer ist als T .

Es ist offensichtlich, daß, wenn sich die Mas chinenrauhigkeit als Ergebnis eines Luft-/Brennstoff-Gemisches, das magerer ist als der vorbestimmte Wert, vergrößert, der Wert des von dem Rauhigkeits sens or erzeugten Rauhigkeitssignales und der Wert des Vorspannungssignales V, sich vergrößern, was bewirkt, daß die Stromladung des Kondensators sich verringert. Eine Verringerung der Stromladung des Kondensators vergrößert die Zeitdauer des Impuls signale s am Ausgang des elektronischen Regelungs-Schaltkreises, was die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge vergrößert. Umgekehrt wird, wenn sich die Mas chinenrauhigkeit als Ergebnis eines Luf t-/Brennstoff-Verhältnisses, das fetter als der vorbestimmte Wert ist, verringert, so verringert sich das Vorspannungs-Signal, was eine Vergrößerung der Stromladung des Kondensators bewirkt. Die Vergrößerung des Lade-Stromes verringert die Zeitdauer des am Ausgang des elektronischen Regelungs-Kreises

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erzeugten Signales, was die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge verringert. Die am Ausgang der elektronischen Regelungs-Einheit erzeugten Impulssignale können dazu verwendet werden, elektrisch betätigte Brennstoff Einspritz-Ventile oder eine Brennstoff-Zufuhr-Einrichtung eines Vergaser-Brennstoff-Zufuhr-Sy sterne s mit Energie zu versorgen.

Der gezeigte Maschinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis mit geschlossener Regelschleife ist ebenso für Dieselmaschinen wie auch für Zündfunken-gezündete Maschinen anwendbar. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß der Mas chinenrauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis nicht auf den dargestellten Typ eines elektronischen Brennstoff-Regelungs-Systems beschränkt ist und auch auf andere Arten von bekannten Brennstoff-Regelungs-Systemen anwendbar ist. Dem Fachmann ist klar, daß das in analoger Form gezeigte Maschinenrauhigkeits-Regelungs-System mit geschlossener Regelschleife auch digital oder in Form eines programmierten Rechners, wie z.B. eines Mikroprozessors angewandt werden kann.

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BRENNSTOFF-VERTEILUNGS-REGELUNGS-SYSTEM MIT GESCHLOSSENER REGELSCHLEIFE

Das Brennstoff-Verteilungs-Regelungs-System mit geschlossener Regelschleife stellt die Brennstoffmenge ein, die jedem Zylinder einer Mehr-Zylinder-Maschine zugeführt wird, so daß das Drehmoment jedes Zylinders

gleich

ungefährfist. Obwohl dieses Regelungssystem primär auf Mehrpunkt-Brennstoff-Einspritz-Systeme gerichtet ist, kann es auch auf Einzelpunkt-Brennstoff-Einspritz-Systeme angewandt werden, sowie auch auf elektronisch geregelte Vergaser, Bei einem Mehrpunkt-Brennstoff-Einspritz-System wird der Brennstoff über ein elektrisch betätigtes Brennstoff-Einspritz-System jedem. Zylinder oder einer Gruppe von Zylindern zugeführt. Aufgrund mechanischer Toleranzen in den Abmaßen der "Ventil Öffnung en und ebenso aufgrund anderer Ventilelemente kann sich die in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Signal zugeführte Brennstoffmenge von Ventil zu Ventil verändern. Folglich erhalten manche Zylinder ein fetteres oder mageres Luft-/Brennstoff-Gemisch als die anderen, was zu Änderungen ihrer einzelnen Drehmomente führt. Wenn die Mischung eines oder mehrerer Zylinder zu mager ist, verringert sich die maximale Leistungseffizienz der Maschine und die maximale Brennstoff aus nutzung der Maschine wird verringert, wenn die Mischung für einen oder mehrere Zylinder zu mager ist. Der gleiche Effekt kann auch bei einem Einzelpunkt-Brennstoff-Einspritz-System, wie z.B. einem Vergaser-System aus anderen im Stand der Technik bekannten Gründen auftreten. Beispielsweise kann die Geometrie des Ansaugkrümmers oder des Brennstoff-Verteilers in dem Ansaugkrümmer dazu führen, daß verschiedene Zylinder verschiedene Luf^/Brennstoff-Mischungen erhalten. Das erfindungsgemäße Brennstoff-Verteilungs-Regelungs-System mit geschlossener Regelschleife kompensiert diese Differenzen automatisch und ebenfalls die Differenzen in den Zylindern selbst und korrigiert die zu den einzelnen Zylindern der Maschine gelieferte Brennstoffmenge, so daß das von jedem Zylinder erzeugte Drehmoment ungefähr gleich groß ist. Folglich kann das erfingungsgemäße Regelungs-System adaptiv die mechanischen Differenzen von Einspritz-Ventilen kompensieren, sowie eine nicht gleichförmige Verteilung des Brennstoffes zu den einzelnen Zylindern, die aus der Konstruktion oder der me-

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chanischen Toleranzen herrührt, sowie Differenzen in den Zylindern selbst. Das System erlaubt, daß die mechanischen Toleranzen der verschiedenen Elemente weniger streng sein müssen, was die Kosten wesentlich verringert, während der gesamte Wirkungsgrad und die Effizienz der Maschine vergrössert wird.

Im folgenden sei auf Fig. 42 Bezug genommen, in der das Druckprofil der einzelnen Zylinder dargestellt ist, das aus der Verbrennung der Luft-/Brennstoff-Mischung herrührt. Die Amplitude oder Größe M des Druckes zeigt das von dem Verbrennungsprozeß erzeugte Drehmoment an. Je größer der Wert von M ist, desto größer ist das erzeugte Drehmoment. Der Phasenwinkel 0 des resultierenden sinusförmigen Kurvenverlaufes ist der gleiche Winkel, wie der oben im Zusammenhang mit dem Zünd-Regelungs-System und/ oder dem Einspritz-Zeit-Regelungs-System erläutert wurde. Der Phasenwinkel <φ zeigt das effektive Drehmoment wenn die Wellenperiode anstelle des Wellendruckes erfaßt wird. Der Phasenwinkel 0 hat einen vorbestimmten Wert, wenn das optimale Drehmoment unter Betriebsbedingungen erzeugt wird. Der Wert des Phasenwinkels (fi ist größer oder kleiner als der vorbestimmte Wert, wenn die von den einzelnen Zylindern erzeugten Drehmoment-Impulse kleiner sind als der optimale Drehmoment-Im puls. Das effektive Drehmoment kann aus der folgenden Gleichung berechnet werden:

T = f (0) f (M) f (UPM) K

= das effektive Aus gangs drehmoment

= eine Funktion des Phasenwinkels 0

= eine Funktion der Amplitude M der Periodenwelle

= eine Funktion der Maschinendrehzahl UPM

= eine Konstante

ist.

Das Drehmoment der übrigen Zylinder wird aus der Berechnung eines mittleren Drehmomentes T gemäß der folgenden Gleichung erhalten:

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wobei T	(0)
^fl	(M)
^f2	(UPM)
^f3
und
K

¹ ι

T ... , = t T / = Σ }Κ ♦ f (0 ') · f (M ) · f, (UPM)]/n mittel η/η η «· In 2 η 3

wobei "η" die Zahl der einzelnen Zylinder der Maschine ist.

Das Block-Schaltbild der Fig. 43 zeigt die Beziehungen zwischen der Maschine 20, dem elektronischen Brennstoff-Einspritz-Rechner 466, dem Brennstoff-Verteilungs.-Regelungs-Schaltkreis . 680 und einem Auswähle ehalte r 682. Der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 erzeugt in Abhängigkeit von Befehlen, die der Fahrer gibt, von Maschinenbetriebszuständen und von im Stand der Technik bekannten Umgebungsparametern,, Signale, die bewirken, daß eine brennbare Luft-/Brennstoff-Mischung zur Maschine geliefert wird. Die Maschine 20 kann eine Zündfunken-gezündete Maschine oder eine Dieselmaschine sein, die auf die zugeführte Luft-/Brennstoff-Mischung anspricht und ein Drehmoment an ihrem Ausgang erzeugt, der zum Zwecke der Erläuterung die Kurbelwelle der Maschine sein soll. Ein Kurbelwellen-Geschwindigkeits-Sensor, wie z. B. der Sensor 38 der Fig. 9, erzeugt ein Signal w, das die momentane Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle anzeigt. Ein Bezugs signal-Generator, wie z. B. der G-Bezugssignal-Generator 46 der Fig. 9 erzeugt ein Signal G, wenn der Kolben der Maschine in einer vorbestimmten Stellung ist, wie oben beschrieben. Ein dritter (nicht gezeigter) Sensor erzeugt ein Zylinder-Erkennungs-Signal θ einmal pro Arbeitszyklus der Maschine (d.h. alle zwei Umdrehungen), Das Zylinder-Erkennungs-Signal θ erkennt einen bestimmten Zylinder bei

CIS

einem vorbestimmten Punkt, während dessen Arbeitszyklus. Das Signal

G kann von dem Verteiler abgegriffen werden, von einer Marke auf der CIS

Nockenwelle oder einer anderen (Signal)-Quelle. Die Signale θ , θ und w werden von dem Brennstoff-Verteilungs-Regelschaltkreis 680 empfangen, der für jeden einzelnen Zylinder auf der Basis des gemessenen Drehmomentes ein Korrektursignal errechnet. Die Korrektur signale werden einem Auswahlschalter 682 zugeführt, der in einer vorgegebenen Abfolge das Korrektursignal auswählt, das dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 eingegeben wird. Das Korrektursignal für jeden Zylinder wird koinzident mit dem Rechenzyklus des elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechners empfangen, zur Berechnung der zu den einzelnen Zylindern zu liefernden

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Brennstoffmenge. Jedes Brennstoff-Zufuhr-Signal, das von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 erzeugt wird, wird entsprechend dem empfangenen Korrektursignal korrigiert, um die Differenzen der Drehmoment-Impulse der einzelnen Zylinder zu minimieren. Die Einzelheiten des Brennstoff-Verteilungs-Regelungs-Schaltkreises 680 sind in Form eines Block-Schaltbildes in Fig. 44 dargestellt. Wie oben im Zusammenhang mit dem Zünd- Zeit-Regel-Schaltkreis und dem Maschinenrauhigkeits-Regel-Schaltkreis erläutert, werden die Signale O und 0 am Ausgang der Verstärker 60 bzw. 148 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen erzeugt, die von den magnetischen Aufnehmern 54 und 146 erzeugt werden, die die Zähne an den Rädern 58 und 144 erfassen. Der Ausgang des Verstärkers 148 ist mit dem Periodenzähler 150, dem Periodenregister 15Z und dem Funktions-Generator 154 verbunden, während der Ausgang des Verstärkers 60 mit dem Funktions-Generator 154 und mit einem Dekodierer 704 verbunden ist. Der Ausgang eines Oszillators 151 ist ebenfalls mit dem Eingang des Periodenzählers 150 verbunden und der Ausgang des Periodenzählers 150 ist mit dem Eingang des Periodenregisters 152 verbunden. Der Ausgang des Periodenregisters 152 ist mit dem Eingang eines Addier-Schaltkreises 684 verbunden und mit den Eingängen von zwei Additions/Subtraktions-Schaltkreisen 156 und 158. Der Ausgang des Funktions-Generators 154 ist ebenfalls mit den anderen Eingängen der Additions/Subtraktions-Schaltkreise 156 und 158 verbunden. Die Ausgänge der beiden Additions/Subtraktions Schaltkreise 156 und 158 sind mit den Eingängen des Sinus register s 160 bzw. des Cosinus registers 162 verbunden. Der Ausgang des Addier-Schaltkreises 648 ist mit dem Eingang eines UPM-Registers 686 verbunden. Der Ausgang des UPM-Registers 686 adressiert ein f (UPM)-ROM (Nur-Lese-Speicher) 688. Der Ausgang des ROM's 688 ist mit einem Eingang eines Multiplizierers 690 verbunden. Die Ausgänge der Sinus- und Cosinus-Register 160 und 162 sind mit den Eingängen eines f (0 )-Generators 692 und eines f (M)-Generators 694 verbunden. Die Ausgänge des f.. (0 )-Generators 692, des f (M)-Generators 694 werden zusammen mit einer Konstanten K ebenfalls den Eingängen des Multiplizierers 690 zugeführt. Der Ausgang des Multiplizierers ist mit den Eingängen eines Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreises

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696 und eines Subtraktions-Schaltkreises 698 verbunden. Der Ausgang des Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreises ist weiterhin mit einem Eingang des Subtraktions-Schaltkreises 698 verbunden. Der Ausgang des Subtraktions-Schaltkreises ist mit einem Eingang des Komparators 700 verbunden. Der Ausgang des Komparators 700 ist mit einem Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 verbunden. Der Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 hat mehrere einzelne Akkumulatoren, und zwar einen für jeden Zylinder. Der Decodierer 704 empfängt zusätzlich zu dem Signal O das Signal -0 ,

r CIS

das oben im Zusammenhang mit Fig. 42 erläutert wurde. Die mehrfachen Ausgänge des Decodierers sind Eingänge für den Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 und aktivieren sequentiell die Akkumulatoren. Die parallelen Ausgänge des Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreises 702 sind mit dem Auswahlschalter 682 verbunden, der nacheinander den Inhalt jedes Akkumulators des Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreises zu dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 (Fig. 38) ausgibt.

Die Signales θ und O werden dazu verwendet, die Fourier-Koeffizienten der Größen A sin 0 und A cos 0 des Phasenwinkels 0 zu erzeugen, wobei diese Größen in den Sinus- und Cosinus-Registern 160 bzw. 162 gespeichert sind, ebenso wie bei dem Zünd-Zeit-Regel-Schaltkreis, der oben im Zusammenhang mit den Fig. 15, 20, 21 und 22 erläutert wurde. Der f (0 )-Generator 692 enthält einen Komparator 164, einen Teiler 166, ein Arcustangens-ROM 168 und einen Cotangens-Korrektur-Schaltkreis 170, die detailliert in Fig. 23 gezeigt und im Zusammenhang mit dieser Figur erläutert wurden. Das Signal f (JÖ ) wird von dem Ausgang des Schiebe-Registers 358 (Fig. 23) abgegriffen. Da die Einzelheiten dieser Schaltkreise bereits erläutert wurden, brauchen sie hier zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht mehr wiederholt -werden.

Der £ (M)-Generator 694 berechnet die Absolutwerte der Inhalte der Sinus- und Cosinus-Register, d.h. die Größen |AJ bzw. I B| und eine dritte Zahl, deren Wert gleich 0,6875 ( \A\ + \B\ ) ist und gibt das Signal f (M) aus,

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das größer ist als die drei berechneten Werte. Dies liefert ein Maß für die Amplitude von M mit einem Fehler kleiner vier Prozent (4 %). Die Einzelheiten des f (M)-Generators 694 werden nachfolgend im Zusammenhang mit dem Schaltkreis der Fig. 45 erläutert.

Der Inhalt des Periodenregisters 152 wird sukzessive addiert und in dem UPM-Register 686 gespeichert. Die resultierende Zahl wird dann dazu verwendet, das f (UPM)-ROM 688 zu adressieren, das das Signal f (UPM) ausgibt, dessen Wert die Maschinengeschwindigkeit anzeigt.

Die Signale f (0 ), f (M), f (UPM) und K werden in dem Multiplizierer seriell multipliziert, um das Drehmoment-Signal T = f (jO) χ ί (M) χ f (UPM) ' K ist. Dieses Drehmoment-Signal wird nacheinander für jeden Zylinder berechnet. Das Drehmoment-Signal ist der Eingang für den Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreis 696, der ein Signal T ausgibt, das den Mittelwert der vorhergehenden Drehmoment-Messungen darstellt. Der Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreis 696 kann ein Schiebe-Register sein, das eine vorbestimmte Anzahl von Drehmoment-Signalen speichert, dann die gespeicherten Inhalte durch die Anzahl der Drehmoment-Signale, die in Übereinstimmung mit der Gleichung T= 2 T /n ermittelt wurden, teilt, wie

A η η

oben erläutert, oder er kann ein Mittelwert-Schaltkreis sein, wie der 0 Mittelwert-Schaltkreis 172, der in Fig. 15 gezeigt und im einzelnen im Zusammenhang mit dem in Fig. 25 gezeigten Schaltkreis erläutert wurde. Der mittlere Drehmoment-Wert des Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreises 696 wird von dem Drehmoment-Wert subtrahiert, der von dem Multiplizierer 690 in dem Subtraktions-Schaltkreis 698 errechnet wurde, um ein Signal ΔΤ zu erzeugen, das die Differenz zwischen den berechneten Werten und den Mittelwerten darstellt. Das Signal ΔίΤ wird darauf folgend mit einem Schwellwert verglichen, um zu bestimmen, ob das Signal Δ Τ vorgegebene Grenzen überschreitet.

Wie oben im Zusammenhang mit dem Brennstoff-Regelungs-System erläutert, ändern sich die von den einzelnen Zylindern erzeugten Drehmoment-Impulse von Zylinder zu Zylinder und selbst die von dem gleichen Zylinder

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erzeugten Drehmoment-Impulse ändern sich von Zyklus zu Zyklus aufgrund von Unterschieden des Verbrennungsprozesses. Diese Änderungen liegen normalerweise innerhalb bestimmbarer Grenzen und es wird keine Brennstoff-Verteilungs-Kompensation benötigt, wenn diese Grenzen nicht überschritten werden. Eine Brennstoff-Verteilungs-Kompensation ist nur dann notwendig, wenn diese Grenzen eine vorgegebene Richtung wesentlich überschreiten, d. h. wenn sie ständig eine vorgegebene Richtung überschreiten oder ständig zu groß oder zu klein sind.

Das an den Komparator 700 angelegte Schwellwert-Signal stellt die Grenzen für die Änderung des Signales Δ T dar und addiert das Signal^ T zu dem Akkumulator in dem Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702, entsprechend dem Zylinder, für den das übermäßige Δ Τ-Signal gemessen wurde. Der entsprechende Akkumulator in dem Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702, zu dem das Signal Δ Τ addiert wird, wird durch den Ausgang des Decodierers 704 bestimmt, der das Zylinder-Bestimmungs-Signal Q~_TC empfängt und das Bezugssignal O . Der Ausgang des Decodierers Olo r

setzt nacheinander den entsprechenden Akkumulator in Bereitschaft, wie die Signale Δ,Τ nacheinander folgend erzeugt werden.

Die aufeinander folgenden ΑΤ-Signale, die von dem Komparator 700 übertragen werden, werden in den entsprechenden Akkumulatoren addiert, die entsprechend eine Zahl speichern, die die gewünschte Korrektur darstellt. Der Ausgang jedes Akkumulators wird von dem Aus wahl schalter 682 empfangen, der das entsprechende Korrektur-Signal zu dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 während des Intervales liefert, während dessen die Brennstoffmenge für den einzelnen Zylinder berechnet wurde. Der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 spricht auf das Korrektur-Signal an und erzeugt ein Brennstoff-Einspritz-Signal, das eine vergrößerte oder verkleinerte Menge des zur Maschine gelieferten Brennstoffes anzeigt; in Übereinstimmung mit dem Wert des empfangenen Korrektur-Signales. Auf diese Weise stellt der Brennstoff-Verteilungs-Regelungs-Schaltkreis einzeln an die für jeden Zylinder zu liefernde Brennstoffmenge ein.

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Da der Teil des Schaltkreises, der die Dateninhalte der Sinus- und Cosinus Register 160 und 162 erzeugt und das Phasensignal f (0 ) erzeugt, im einzelnen im Zusammenhang mit dem Zeit-Regel-Schaltkreis erläutert wurde, braucht er hier nicht mehr wiederholt zu werden.

Die Einzelheiten des f (M)-Generators 694 sind in Fig. 45 dargestellt. Bezugnehmend auf die Fig. 23 und 45 wird der Inhalt des Sinus- und Cosinus-Registers 160 und 162 zu Exklusiv-ODER-Gattern 708 bzw. 710 eingegeben. Die Exklusiv-ODER-Gatter 708 und 710 empfangen weiterhin die Signale A-SIGN und B-SIGN, die von den Q-Ausgängen der Flip-Flop 36O bzw. 364 erzeugt werden, wie in Fig. 23 dargestellt. Die Ausgänge der Exklusiv-QDER-Gatter 708 und 710 sind mit einem ersten Serien-Addierer verbunden, der aus Exklusiv-ODE R-Gattern 712 und 720, einem UND-Gatter 714, einem NOR-Gatter 716 und einem Flip-Flop 718 bestehen. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatte rs 720 ist mit einein Eingang des UND-Gatters 722 verbunden, das die Zeit-Steuer-Signale TMT₁ TMS₅ MT45, MT67 -l· TM7, MTOl an seinen anderen Eingängen empfängt. Der Ausgang des UND-Gatters 722 ist mit einem zweiten Serien-Addierer verbunden, der aus Exklusiv-ODER-Gattern 722 und 732₃ einem UND-Gatter 726, einem NOR-Gatter 728 und einem Flip-Flop 730 besteht. Der Ausgang des Exklusiv^ODER-Gatters 732 ist mit dem Eingang eines Schiebe-Registers 734 verbunden. Der parallele Ausgang des Schiebe-Registers 734 ist mit dem Eingang eines Multiplexers 736 verbunden. Dieser Multiplexer ist beispielsweise ein Vier-Kanai-Multiplexer des Typs CD 4052 der Firma Motorola. Der Multiplexer empfängt die Eingangs signale TM7, TM8, MT45 und TM7, TM8, MT67 und MT7, MTOl. Der Ausgang des Multiplexers 736 ist mit den Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 724, des UND-Gatters 726 und des NOR-Gatters 728 verbunden.

Zurück su Fig. 23. Der Q-Ausgang des Flip-Flop 290 in dem Komparator 164 führt ein Signal, das anzeigt, ob der Absolutwert des Inhaltes des Cosinus-Registers 162 größer ist als der Absolutwert des Inhaltes des Sinus-Registers l60_o Zurücic zn Fig. 45» Der Q-Ausgang des Flip-Flop 290 ist mit einem Eingang des UND-Gatters 738 verbunden und mit dem Eingang eines Inverters 742. Der Ausgang des Inverters 742 ist mit einem Eingang

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des UND-Gatters 740 verbunden. Die anderen Eingänge der UND-Gatter und 740 sind mit den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Gatter 708 bzw. 710 verbunden. Die Ausgänge der UND-Gatter 738 und 740 sind mit den beiden Eingängen des ODER-Gatters 744 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters 744 ist mit den Eingängen der UND-Gatter 746 und 756 und des NOR-Gatters 748 verbunden. Die anderen Eingänge des UND-Gatters 746 und des NOR-Gatters 748 sind mit dem Ausgang des Inverters 750 verbunden. Die Ausgänge des UND-Gatters 746 und des NOR-Gatters 748 sind mit den Setz- und Rücksetz-Eingängen des Flip-Flop 752 verbunden. Das UND-Gatter 746, das NOR-Gatter 748, der Inverter 750 und das Flip-Flop 752 bilden einen Komparator-Schaltkreis.

Das UND-Gatter 754 empfängt die Eingangs signale TM7, MT23 und DG31 und ist mit seinem Ausgang mit dem Umschalteingang des Flip-Flop 752 verbunden. Der Q-Ausgang des Flip-Flop 752 ist mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 756 verbunden, während sein Q -Ausgang mit einem Eingang des UND-Gatters 758 verbunden ist. Der andere Eingang des UND-Gatters 758 und der Eingang des Inverters 750 sind mit dem seriellen Ausgang des 2 -Bit-Speicherplatz des Schiebe-Registers 734 verbunden.

Die Ausgänge der UND-Gatter 756 und 758 sind mit den beiden Eingängen des ODER-Gatters 760 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters 76O ist mit dem Eingang des Schiebe-Registers 762 verbunden. Der parallele Ausgang des Schiebe-Registers 762 ist der Eingang zu einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 764, und zwar in Abhängigkeit von den Signalen TM7, MT45 und DG31. Der parallele Ausgang des Nur-Lese-Speichers 764 ist mit dem parallelen Eingang eines Schiebe-Registers 766 verbunden. Der Ausgang des Schiebe-Registers 766 liefert zu einem Zeitpunkt in Abhängigkeit von den Signalen TM8, TM9 und DG31 ein Bit.

Die Arbeitsweise des f (M)-Generators 694 wird im Zusammenhang mit Fig. 45 und den in Fig. 46 dargestellten Signalverläufen erläutert. Die Inhalte der Sinus- und Cosinus-Register 160 und 162 werden in ihre Absolutwerte JAJ und JBJ durch die Exklusiv-ODER-Gatter 708 und 710 umge-

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wandelt, die die Vorzeichen-Signale A-SIGN und B-SIGN an ihren beiden Eingängen empfangen. Die einfache Umwandlung im binären Format wird durch eine komplementäre Arithmetik durchgeführt. Die Absolutwerte |Aj und IB| werden in dem ersten Addierer addiert und die Summe IAl + |B| wird an dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatte rs 7ZO ausgegeben und über das UND-Gatter 722 und den zweiten Addier-Schaltkreis während des Intervales TM7, TM8, MT 45 in dem Schiebe-Register 734 gespeichert. Während des gleichen Intervales überträgt der Multiplexer 736 Nullen zu dem anderen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters 724, so daß der Inhalt des Schiebe-Registers 734 am Ende dieses Intervales gleich ]Aj + |Bj ist.

Während des Intervales TM7, TM8, MT67 gibt der Multiplexer 736 ein Signal aus, dessen Wert gleich dem Inhalt des Schiebe-Registers 734 geteilt durch zwei ist (d.h. der Inhalt des Schiebe-Registers ist um eine Bit-Stelle verschoben), der zu |Al + lB| addiert wird und in dem Schiebe-Register 734 erneut abgespeichert wird. Am Ende dieses Intervales ist der Inhalt des Schiebe-Registers 734 gleich ( |A| + |Bl ) +1/2 ( |A| + |Bl ). Während des Intervales TM7, MTOl wird der neue Inhalt des Schiebe-Registers durch 4 geteilt und zu dem Wert |A| + JBJ addiert, der von dem Exklusiv-ODE R-Gatter 720 ausgegeben wird und wird in dem Schiebe-Register 734 erneut gespeichert. Der Inhalt des Schiebe-Registers 734 ist am Ende dieses Intervales gleich ( IAj + 1B| ) + 1/4 [lAl + (Bi + 1/2 ( |Al f iBj JJ oder ( |A| + JB| ) + 1/4 ( |A| + lB| ) + 1/8 ( JAJ + |Bl ). Der serielle Ausgang des Schiebe-Registers 734, der von dem 2 -Bit-Platz abgegriffen wird, ist: ( |A| + IBl ) (1/2 + 1/8 + 1/16) = .6875 ( |A| + |B| )

Die aus den UND-Gattern 738 und 740, dem Inverter 742 und dem ODER-Gatter 744 bestehende Tor-Schaltung überträgt den größeren der beiden Absolutwerte, der an den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Gatter 708 und 710 erscheint, zu dem Eingang des Komparators, der aus dem UND-Gatter 746, dem NOR-Gatter 748, dem Inverter 750 und dem Flip-Flop 752 besteht und zu dem UND-Gatter 756 in Abhängigkeit von dem am Ausgang des Komparators 164, der in Fig. 23 gezeigt ist, empfangenen Signal. Während des Intervales TM7, MT23 wird der Ausgang des ODER-Gatters 744 mit dem Aus-

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gang des Schiebe-Registers 734, der von dem 2 -Bit-Platz abgegriffen wird, verglichen. Am Ende dieses Intervales wird das Flip-Flop 752 durch das DG31-Signal umgeschaltet und der Q-Ausgang des Flip-Flop 752 setzt das UND-Gatter 756 in Bereitschaft, wenn der Absolutwert des Inhaltes des Sinusoder des Cosinus-Registers 160 oder 162, d.h. /A/ oder lB/ , die durch das ODER-Gatter 744 übertragen werden, größer ist als O, 6875 ( /A/ + /B/ ), der von dem Schiebe-Register 734 abgegriffen wird.

Wenn 0,6875 ( /Ai + /Bl ) größer ist als /A] oder /Bj , so setzt der Q-Ausgang des Flip-Flop 752 das UND-Gatter 758 in Bereitschaft.

In dem Interval TM7, MT45 wird der größere Wert von {Al , fB/ oder 0,6875 ( JA| + |B| ) in das Schiebe-Register 762 eingelesen, in Abhängigkeit von den Zuständen des Flip-Flop 752 und des Flip-Flop 290 in dem Komparator 164 (Fig. 23).

Das DG31-Signal setzt am Ende des TM7, MT45-Intervales den Nur-Lese-Speicher 774 in Bereitschaft, durch den Inhalt des Schiebe-Registers 762 adressiert zu werden. Der Nur -Le se -Speicher 764 speichert in diskreten Adreßplätzen die für die Drehmoment-Berechnung benötigten £ (M)-Werte. Der £_ (M)-Wert, der in dem durch den. Inhalt des Schiebe-Registers 762

adressierten Platz gespeichert ist, wird zeitweilig in das Schiebe-Register 766 übertragen, von wo er zu dem Multiplexer 690 ausgegeben wird, eine Stelle pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von dem Signal DG31 während des Intervales TM8, TM9.

Die Einzelheiten des Multiplizierers 690 und des Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreises 696 sind in Fig. 47 dargestellt. Die UND-Gatter 770 und 776 empfangen die Zeit-Steuer-Signale TM8 · TM9, während die UND-Gatter 768 und 774 die Ze it-Steuer-Signale TM7, TM8 · TM9 empfangen. Das UND-Gatter 770 empfängt weiterhin die f (M)-Daten von dem Ausgang des in Fig. 45 gezeigten Schiebe-Registers 766.· Das UND-Gatter 774 empfängt weiterhin die £. (jO)-Daten von dem Schiebe-Register 358, das in Fig. 23 gezeigt ist, und das UND-Gatter 776 empfängt die £ (UPM)-Daten von dem f (UPM)-ROM 688, das in Fig. 44 dargestellt ist. Die Ausgänge der UND-Gatter 768

und 770 sind mit den beiden Eingängen des ODER-Gatters 772 verbunden, während die Ausgänge der UND-Gatter 774 und 776 mit den beiden Eingängen eines ODER-Gatters 778 verbunden sind.

Die Ausgänge der ODER-Gatter 772 und 778 sind mit den Eingängen des UND-Gatters 790 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 790 ist mit einem Additions-Schaltkreis verbunden, der aus Exklusiv-ODER-Gatte rs 792 und 806, einem UND-Gatter 800, einem NOR-Gatter 802 und einem Flip-Flop 804 besteht. Ein NAND-Gatter 810 empfängt die Zeit-Steuer-Signale MTO und TM7 · TM9 + TM7 * TM8 · TM9 an seinen anderen Eingängen. Der Ausgang des NAND-Gatters 810 ist mit einem Eingang des UND-Gatters 808 verbunden, dessen Ausgang mit den anderen Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatters 792, des UND-Gatters 800 und des NOR-Gatters 802 verbunden ist. Der Ausgang des Additions-Schaltkreises erscheint an dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 806 und ist mit dem Eingang des Schiebe-Registers und mit einem Eingang des UND-Gatters 813 verbunden. Der andere Eingang des UND-Gatters 813 empfängt das Signal TM8 ' TM9 · MT7. Der parallele Ausgang des Schiebe-Registers 812 ist mit den parallelen Eingängen des Multiplexers 826 verbunden, während der serielle Ausgang des Schiebe-Registers 812 mit einem Eingang des UND-Gatters 818 und einem Eingang des Exklusiv ODER-Gatters 814, des UND-Gatters 815 und des NOR-Gatters 852 in dem Subtraktions-Schaltkreis 698 (Fig. 44) verbunden ist. Der Ausgang aus dem Schiebe-Register 812 wird von dem 2 -Bit-Speicher] mit einem Eingang des UND-Gatters 820 verbunden.

Schiebe-Register 812 wird von dem 2 -Bit-Speicherplatz abgegriffen und ist

Der Ausgang des UND-Gatters 813 ist mit dem Eingang des Schiebe-Registers 816 verbunden. Der Ausgang des Schiebe-Registers 816 ist mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 768 verbunden.

Das UND-Gatter 820 empfängt das Zeit-Steuer-Signal TM7 · TM9 + TM7 · TM8 ' TM9 an seinem anderen Eingang, während das UND-Gatter 818 das Komplement dieses Zeit-Steuer-Signales aus dem Ausgang des Inverters 824 empfängt. Die Ausgänge der UND-Gatter 818 und 820 sind mit den beiden Eingängen des ODER-Gatters 822 verbunden, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 808 verbunden ist.

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Der Multiplexer 826 und ein Multiplexer 860, die UND-Gatter 828, 830 und ein UND-Gatter 838, die Exklusiv-ODER-Gatter 834, 836 und 846, das NOR-Gatter 840, das Flip-Flop 842 und das Schiebe-Register 844 sind, wie dargestellt, verbunden und bilden den Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreis 696 (Fig. 44), der strukturell und funktionell der gleiche ist wie der p -Mittelwert-Schaltkreis 172, der in Fig. 25 gezeigt und zusammen mit dieser Figur erläutert wurde.

Der Ausgang des Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreises 696, der an dem Ausgang des Schiebe-Registers 844 erscheint, ist mit dem Subtraktions-Schaltkreis 698 verbunden, der aus Exklusiv-ODER-Gattern 848 und 856, einem UND-Gatter 850, einem NOR-Gatter 852, einem Flip-Flop 854 und einem Inverter 858 besteht. Der Ausgang des Ej-klusiv-ODER-Gatte rs 856 ist mit einem Eingang des !Comparators 700 verbunden, wie in Fig. 44 dargestellt.

Die Arbeitsweise des Multiplizier er s 690 wird im Zusammenhang mit den Signalverläufen, die in Fig. 46 dargestellt sind, erläutert. Der erste Arbeitsschritt ist die Multiplikation des Signales f (UPM) mit f (M), um das Produkt f (M) · f (UPM) zu bilden. Wie oben angedeutet, ist die Zahl, die die Funktion f (M) anzeigt, der Ausgang aus dem Schiebe-Register 766 (Fig. 55) in umgekehrter Ordnung eine Stelle pro Zeiteinheit, während des Zeitintervales TM8 · TM9. Die erste Stelle der Funktion f (M), die in dem Interval TM8 " TM9 " MTO erzeugt wird, wird mit den f (UPM)-Daten UND-verknüpft und in das Schiebe-Register 812 übertragen. Die vorhergehenden Daten, die durch das UND-Gatter 820 und das ODER-Gatter 822 in dem Schiebe-Register 812 rezirkulierten, werden an dem UND-Gatter 808 blockiert, das in Abhängigkeit von dem MTO-Signal an dem anderen Eingang des NAND-Gatters 810 durch den negativen Ausgang des NAND-Gatters 810 außer Bereitschaft gesetzt ist. Nach der Beendigung des Signales MTO geht der Ausgang des NAND-Gatters 810 auf hohen Pegel, was das UND-Gatter 808 in Bereitschaft setzt, so daß für die nächsten 7 Aus gangs stellen des Schiebe-Registers 766 die UND-verknüpften Ergebnisse von f (M) und f

Lt ό

(UPM) zu dem vorhergehenden Inhalt des Schiebe-Registers 812, der mittels des Addier-Schaltkreises mit 2 multipliziert wurde, addiert. Der Additions-

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Schaltkreis besteht hierbei aus den Exklusiv-ODER-Gattern 792 und 806, dem UND-Gatter 800, dem NOR-Gatter 802 und dem Flip-Flop 804. Die Multiplikationen der Daten im Schiebe-Register 812 mit der Zahl 2 wird dadurch durchgeführt, daß die Daten von dem 2 -Bit-Platz des Schiebe-Registers abgegriffen werden, wie dargestellt. Während des Intervales TM8 TM9 MT7, die die endgültige Addition anzeigen, wird das UND-Gatter 813 in Bereitschaft gesetzt und das Produkt der seriellen Multiplikation wird ebenfalls in dem Schiebe-Register 816 gespeichert.

Ein Beispiel der seriellen Multiplikation von f (M) und f (UPM) ist unten angegeben. In dem Beispiel ist f (M) = 11 oder 1011 im digitalen Format und f (UPM) = 9 oder 1001 im digitalen Format.

Schritt Multiplikator Ausgang des Rezirkulierter In- Im Schieberegister

s halt des Schiebe- 812 gespeicherte

Registers 812 (x2) Summe

00000000 00001001

00010010 00010010

00100100 00101101

01011010 01100011

Die digitale Zahl 01100011 ist äquivalent 64 + 32 + 2 + 1 = 99, das das Produkt von 9x11 darstellt.

	f₂ (M) ■	UND-Gat 790
0	1	00001001
1	0	00000000
2	1	00001001
3	1	00001001

In dem Zeit-Interval TM7 · TM8 ' TM9 liefert der Inhalt des Schiebe-Registers 816 in Abhängigkeit von dem Signal DG31 ein Bit pro Zeiteinheit in umgekehrter Signifikanz-Reihenfolge und mit den f (0)-Daten UND-verknüft. Während des Intervales TM7 ' TM8 * TM9 ' MTO geht der Ausgang des NAND-Gatters 810 auf niedrigen Pegel, was das UND-Gatter 808 außer Bereitschaft setzt, was die Rezirkulation des ursprünglichen Inhaltes des Schiebe-Registers 812 unterbindet, so daß der Inhalt des Schiebe-Registers 812 nach der ersten Summation gerade das UND-verknüfte Produkt von f (0) und dem ersten Stellen-Ausgang aus dem Schiebe-Register 816 ist. Nach dem Interval TM7 · TM8 ' TM9 · MTO wird das NAND-Gatter 810 außer Bereitschaft gesetzt, was das UND-Gatter 808 in Bereitschaft setzt, was ermöglicht, daß

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der mit zwei (2) multiplizierte Dateninhalt des Schiebe-Registers 812 mit den darauf folgenden UND-Produkten von f (0) und den nächsten sieben (7) signifikantesten Bits, die in dem Schiebe-Register 816 gespeichert sind, addiert wird. Die serielle.Multiplikation schreitet, wie oben beschrieben, so fort, daß am Ende des Intervales TM7 · TM8 * TM9 der Inhalt des Schiebe-Registers 812 das Produkt f (0) ' f (M) ^# f (UPM) ist.

J. L· j

Der Inhalt des Schiebe-Registers 812 wird dem Multiplexer 826 des Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreises 696 (Fig. 44) parallel eingegeben. Der Drehmoment-Mittelwert-Schaltkreis 696 berechnet das mittlere Drehmoment entsprechend der folgenden Gleichung:

x(kT) = au(KT) + (1-a) χ (kT-T)

wie oben im Zusammenhang mit dem in Fig. 25 dargestellten JO-Mittelwert-Schaltkreis 172 erläutert. Die Konstante "k" kann ein fester Wert sein oder kann, wie oben beschrieben, in Abhängigkeit von einem Maschinenparameter variabel sein.

Das mittlere Drehmoment, das seriell von dem Ausgang des Schiebe-Registers 844 ausgegeben wird, wird von dem berechneten Drehmoment, das aus dem Schiebe-Register 812 des Subtraktions-Schaltkreises 698 ausgegeben wird, subtrahiert, um das Differenz-Signal Δ T = T-T . zu erzeugen, das dem Komparator 700 eingegeben wird. Nach dem Zeit-Steuer-Interval TM8 ^- TM9 + TM7 ^- TM8 · TM9 wird der Inhalt des Schiebe-Registers 812 zurück zu diesem Schiebe-Register rezirkuliert und zwar durch das UND-Gatter 818, das ODER-Gatter 822, das UND-Gatter 808 und durch den Additions-Schaltkreis, der aus den Exklusiv-ODER-Gattern 792 und 806, dem UND-Gatter 800, dem NOR-Gatter 802 und dem Flip-Flop 804 besteht.

Der Komparator 700 und der Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 sind in der Fig. 48 dargestellt. Bezugnehmend auf Fig. 48 wird der Ausgang des Subtraktions-Schaltkreises 698 von dem Komparator 700 empfangen und an die Eingänge der UND-Gatter 860, 862 und 864 und an den D-Eingang des D-Flip-Flops 870 angelegt. Ein in dem Schiebe-Register 876 gespeicher-

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ter Schwellwert wird von dem anderen Eingang des UND-Gatters 860 und einem Eingang des UND-Gatters 864 empfangen. Die Ausgänge der UND-Gatter 860, 862 und 864 werden an die Eingänge des ODER-Gatters 866 angelegt, dessen Ausgang mit dem Setz-Eingang des Flip-Flops 868 verbunden ist. Die Flip-Flops 868 und 870 werden während des Zeit-Intervales MT2 · TM7 · TM9 umgeschaltet. Die Q-Ausgänge der Flip-Flops 868 und 870 sind mit den beiden Eingängen des Exklusiv-ODER-Gatte rs 872 verbunden, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des UND-Gatters 874 verbunden ist, während der Q-Ausgang des Flip-Flops 868 noch mit den anderen Eingängen der UND-Gatter 862 und 864 verbunden ist.

Der Ausgang des UND-Gatters 874 ist mit einem Eingang eines UND-Gatters 878 in einem Akkumulator-Schaltkreis 892-1 verbunden und mit ähnlichen UND-Gattern in Akkumulator-Schaltkreisen 892-2 bis 892-8. In dem dargestellten Schaltkreis sei angenommen, daß die Maschine acht (8) Zylinder hat und folglich enthält der Schaltkreis acht Akkumulatoren, einen für jeden Zylinder. Wenn die Maschine mehr oder weniger als acht Zylinder hat, so ist die Zahl der Akkumulatoren 892 gleich der Zahl der Zylinder. Da die Akkumulator-Schaltkreise identisch sind, ist nur ein Akkumulator-Schaltkreis 892-1 detailliert dargestellt.

Zurück zu Fig. 48. Der andere Eingang des UND-Gatters 878 ist mit einem Ausgang eines Decodierers 896 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 878 ist mit dem Eingang eines typischen Addier-Schaltkreises verbunden, der aus Exklusiv-ODER-Gattern 880 und 882, einem UND-Gatter 884, einem NOR-Gatter 886 und einem Flip-Flop 888 besteht, die in bekannter Weise verschaltet sind. Der Ausgang des Addier-Schaltkreises, der an dem Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 882 e rscheint, ist mit dem Eingang eines Schiebe-Registers 890 verbunden. Der Ausgang des Schiebe-Registers führt das Korrektur-Signal A T , das anzeigt, daß eine Korrektur an dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner während der Berechnung der Brennstoff-Anforderungen für einen einzelnen Zylinder angelegt werden muß. In gleicher Weise erzeugen die anderen Akkumulator-Schaltkreise 892-2 bis 892-8 die Korrektur-Signale Δ T bis ΔΤ , die während der Berechnung

2 ο

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der Brennstoff-Anforderungen für die anderen Zylinder an den Brennstoff-Regelungs-Rechner angelegt werden müssen. Der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner erzeugt ein Ausgangs-Signal, das die vergrößerten oder verkleinerten Brennstoff-Anforderungen anzeigt, in Abhängigkeit von den Werten der einzelnen Korrektur-Signale ÄT bis AT bei einer Acht-Zy-

1 ο

linder-Mas chine.

Die Signale, die die entsprechenden UND-Gatter 878 in den Akkumulator-Schaltkreisen 892-1 bis 892-8 in Bereitschaft setzen, so daß die entsprechenden Akkumulator-Schaltkreise die Signale T-T , entsprechend

^ö mittel ^c

ihren einzelnen Zylindern speichern, werden durch einen Synchronisations-Schaltkreis erzeugt, der aus einem 3-Stufen-Zähler 894 und einem Decodierer 896 besteht. Der 3-Stufen-Zähler 394 empfängt die Signale 0- und

0 . und erzeugt eine Zahl, die die 0 -Signale anzeigt, die nach jedem eis r

0 . -Signal empfangen werden. Der parallele Ausgang des Zählers 894 eis

wird von dem Decodierer 896 empfangen, der an einem von acht parallelen Ausgängen ein Signal ausgibt, in Abhängigkeit von den an dem Zähler 894 empfangenen Signalen und den Zeitsteuersignalen MT3 ' MT7 · TM9. Der Decodierer 896 ist von herkömmlichem Aufbau und ist als Bauteil im Handel erhältlich oder er kann aus einzelnen Bauteilen aufgebaut werden, ähnlich wie in Fig. 32 gezeigt. Einer der parallelen Ausgänge des Decodierers 896 ist mit den anderen Eingängen der UND-Gatter 878 in jedem weiteren Akkumulator-Schaltkreis verbunden, wie es bezüglich des Akkumulators 892-1 gezeigt ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Schaltkreises der Fig. 48 im Zusammenhang mit den Signalverläufen, die in Fig. 46 gezeigt sind, erläutert. Während des Zeit-Steuer-Intervales MT2 * TM7 · TM9 wird der Wert des Signales T-T . mit einem Schwellwert-Signal verglichen, das in dem

XxXXX Lc JL

Schiebe-Register 876 gespeichert ist und das Ergebnis des Vergleiches wird an dem Ausgang des Flip-Flops 868 ausgegeben. Das Schiebe-Register speichert die 2 er-Komplemente des Schwellwertes. Wenn der Wert von

T . , eine positive Zahl ist und kleiner ist als der gespeicherte Wert der mittel ^c ^ö ^r

Schwelle oder wenn der Wert von T . , , eine negative Zahl ist und größer

mittel ^ö

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ist als der gespeicherte Schwellwert, so ist am Ende des Zeit-Steuer-Intervales MT2 * TM7 · TM9 der Q-Ausgang des Flip-Flops 868 eine logische Null. Umgekehrt ist, wenn der Wert von T . eine positive Zahl ist und größer als der Schwellwert oder wenn T eine negative Zahl ist, deren

Wert kleiner ist als der Schwellwert, der Q-Ausgang des Flip-Flops 868 am Ende des Zeit-Steuer-Intervales MT2 ' TM7 · TM9 eine logische 1.

Für die positiven Werte von T-T ist der Q-Ausgang des Flip-Flops

870 eine logische 0 und für den negativen Wert eine logische 1. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 872 wird folglich eine logische 0 führen, in Abhängigkeit mit positiven oder negativen T-T -Signalen, deren

XXlI XtGl

Wert kleiner ist als der Schwellwert. Wenn der Wert von T-T . , größer

mittel

ist als der Schwellwert, so wird der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 872 eine logische 1 sein, was das UND-Gatter 874 in Bereitschaft setzt. Am Ende des Signales MT2 · TM7 · TM9 werden die Signale, die die Flip-Flops 868 und 870 umschalten, beendet und sie bleiben in ihrem endgültigen Zustand.

Während des Zeit-Steuer-Intervales MT3 · TM7 * TM9 wird eines der UND-Gatter 878 in den Akkumulatoren 892-1 bis 892-8 durch ein von dem Decodierer 896 empfangenes Signal in Bereitschaft gesetzt. Folglich -wird, wenn das UND-Gatter 874 als Ergebnis dessen, daß das Signal T-T . einen größeren Wert hat als der Schwellwert, was durch den vorhergehenden Vergleich bestimmt wird, in Bereitschaft gesetzt ist, das Signal T-T durch die UND-Gatter 874 und 878 durchgelassen und zu dem rezirkulierten Inhalt des Schiebe-Registers 890 addiert. Offensichtlich wird, wenn der Wert von T-T negativ ist, der Absolut-Wert der negativen Zahl von

dem rezirkulierten Inhalt des Schiebe-Registers 890 subtrahiert. Das Schiebe-Register 890 speichert einen Wert Δ ^T = ΣΤ-Τ . für alle Wertevon

T-T . ,, die größer sind als der Schwellwert. Der Wert von Δ Τ kann mittel ^ö

eine positive oder eine negative Zahl sein in Abhängigkeit davon, ob der Drehmoment-Aus gang des entsprechenden Zylindern größer oder kleiner ist als der mittlere Drehmoment-Wert. Der in dem Schiebe-Register 876 gespeicherte Schwellwert zeigt die nominellen Änderungen des Drehmoment-

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Ausganges für jeden Zylinder an, die von den Parametern verursacht sind, die die Differenzen des Drehmoment-Ausganges bewirken und nicht von den Änderungen der Brennstoffmenge abhängen, die oben im Zusammenhang mit dem Brennstoff-Regelungs-System mit geschlossener Regelschleife erläutert wurden. Die Änderungen des Signales T-T , die einen Wert haben der

kleiner ist als der Schwellwert, sind von dem System vollständig vorweg genommen und brauchen nicht in den Akkumulator-Schaltkreisen addiert zu werden, da sie einen Zylinder anzeigen, der das gewünschte Drehmoment liefert, so daß folglich keine Brennstoff-Korrektur erforderlich ist.

Die Verteilung der Signale T-T . zu den einzelnen Akkumulator-Schaltkreisen 892-1 bis 892-8 wird durch den 3-Stufen-Zähler 894 und den Decodierer 896 durchgeführt. Der Zähler 894 wird in Abhängigkeit von dem Zylinder-Erkennungs-Signal 0 . zurückgesetzt, das feststellt, daß ein einzelner Zylinder ungefähr anfängt, seinen Drehmoment-Impuls-Zyklus zu beginnen. Das O . -Signal kann für irgend einen Zylinder erzeugt werden, je-

CXS

doch sei zu Erläuterungszwecken angenommen, daß das 0 . -Signal erzeugt

ClS

wird, unmittelbar bevor der dem Akkumulator-Schaltkreis 892-1 zugeordnete Zylinder ungefähr mit seinem Drehmoment-Impuls-Zyklus beginnt und daß der Zähler 894 danach die Bezugssignale θ zählt und eine Zahl erzeugt, die den Zylinder bezeichnet, für den die Drehmoment-Daten verarbeitet werden. Diese Zahl wird von dem Decodierer empfangen, der aus das Zeit-Steuer-Signal MT3 ' TM7 " TM9 empfängt, das anzeigt, daß die Verarbeitung der Drehmoment-Daten vollständig durchgeführt wurde und daß der Wert von T-T zur Eingabe in den entsprechenden Akkumulator bereit steht. Der

Decodierer 896 erzeugt während des Ze it-Intervales MT3 ' TM7 . TM9 ein Signal, das das UND-Gatter 878 in Bereitschaft setzt, das dem durch die aus dem Zähler 894 empfangene Zahl bezeichneten Zylinder entspricht. Das T-T wird hierdurch von dem in dem entsprechenden Akkumulator gespeicherten Signal-Δ T subtrahiert oder zu ihm addiert, entsprechend dem erkannten Zylinder.

Die Einzelheiten des Aus wahl-S ehalte rs 682 (Fig. 43) sind in Fig. 49 dargestellt. Die in dem Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 ge-

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speicherten Ausgangs-Signale Δτ, bis Δ T₀ werden an den Eingängen von

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UND-Gattern 898 bis 912 empfangen. Die anderen Eingänge der UND-Gatter 898 bis 912 sind mit den parallelen Ausgängen des Decodierers 896 verbunden, der einen parallelen Eingang aus dem oben erläuterten Zähler 894 empfängt. Die Verbindungen zwischen den UND-Gattern 898 bis 912 sind in unterschiedlicher Reihenfolge bezüglich der für die aufeinander folgende Energieversorgung der Akkumulator 892-1 bis 892-8 ausgeführt. Die Ausgänge der UND-Gatter 898 bis 904 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters verbunden, während die Ausgänge der UND-Gatter 906 bis 912 mit den Eingängen eines ODER-Gatters 916 verbunden sind. Die Ausgänge der ODER-Gatter 914 und 916 sind mit den Eingängen eines ODER-Gatters 918 verbunden. Wie im Stand der Technik bekannt, kann ein einzelnes ODER-Gatter mit mehreren Eingängen oder eine größexe Anzahl von ODER-Gattern mit zwei Eingängen verwendet v/erden, am die Ausgänge der UND-Gatter 898 bis ODER-suverknüpfen_s um ein einzelnes Ausgangs-Signal zu erzeugen, wie es dui'cli den Ausgang des OBSK,-Gatters 913 dargestellt ist. Der Ausgang des QDER-Gatters 9IS ist mit dem Eingang eines Schiebe-Registers 920 verbunden, das das empfangene Signal Ä T zeitweilig speichert. Der parallele Ausgang des Schiebe-Registers 920 ist mit dem parallelen Eingang eines Digital/Analog-Wandlers (D/A) verbunden. Der analoge Ausgang des Ό/Α-Wandlers 922 wird von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 empfangen, beispielsweise dem analogen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466, der in seinen Einzelheiten in Fig. 38 dargestellt ist.

Die von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 erzeugten und in Fig. 39 gezeigten Verzögerungs-Impulse "p" können dazu verwendet werden, den D/A-Wandler 922 in Bereitschaft zu setzen, die Δ Τ-Daten zu empfangen, die in dem Schiebe-Register 920 vor der Berechnung des Einspritz-Signales für das Einspritz-Ventil, das den Brennstoff zu einem einzelnen Zylinder liefert, gespeichert sind.

Es ist natürlich klar, daß, wenn das Regelungssystem beispielsweise als programmierter Mikro-Computer aufgebaut ist, der D/A-Wandler 922 fortgelassen werden kann und die Daten Δ T direkt aus dem Schiebe-Register

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in den digitalen Rechner eingegeben werden können oder möglicherweise direkt von dem ODER-Gatter 918. In ähnlicher Weise kann, wenn die Einspritz-Zeit-Steuerung für jeden Zylinder einzeln berechnet wird, das Einspritz-Zeit-Steuer-Signal dazu verwendet werden, die ^ T-Daten aus dem Schiebe-Register 920 zu dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner zu übertragen.

Die Arbeitsweise des Schaltkreises der Fig. 49 ist wie folgt: Der Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 speichert eine Vielzahl von Korrektur-Signalen AT₁ bis Δ T , die die Korrektur-Signale sind, die zur Berechnung der Brennstoff-Anforderungen für jeden Zylinder benötigt werden, so daß die Drehmoment-Verteilung jedes Zylinders, bezogen auf das gesamte Aus gangs-Drehmoment der Maschine ungefähr gleich sein wird. In dem Zeit-Steuer-Interval MT3, TM7 · TM9 vor der Berechnung der Brennstoff-Anforderungen für einen einzelnen Zylinder wird das UND-Gatter, das das Korrektur-Signal ΔΤ, das dem in dem Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 gespeicherten Signal zugeordnet ist, in Bereitschaft gesetzt und das dem einzelnen Zylinder zugeordnete Korrektur-Signal wird zu dem Schiebe-Register 920 übertragen, wo es zeitweilig gespeichert wird. Das Korrektur-Signal Δτ wird zu dem D/A-Wandler 922 in Abhängigkeit von dem Verzögerungs-Impuls ρ (Fig. 39) übertragen, der von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 (Fig. 38) erzeugt wird, der den Beginn des letzten Berechnungsschrittes des Brennstoff-Einspritz-Signales für den einzelnen Zylinder anzeigt. Der Digital/Analog-Wandler wandelt das digitale Korrektur-Signal *ΔΤ in ein analoges Signal um, das negativ mit dem Vorspannungssignal V summiert wird, das von dem Rauhigkeits-Regelungs-Schalter 671 (Fig. 38) erzeugt wird.

Wie oben erläutert, ist, wenn das Drehmoment T, das von dem einzelnen Zylinder erzeugt wird, größer ist als das mittlere Drehmoment, das Korrektur-Signal Δ Τ positiv, was, wenn es negativ mit dem Vorspannungs-Signal V summiert wird, den Wert des Signales verringert, das an dem positiven Eingang des Differential-Verstärkers 672 angelegt wird. Dies verringert die Leitfähigkeit des Transistors 674 und die Größe des Stromsenken-Stro-

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mes wird verringert. Dies vergrößert den Wert des Lade-Stromes I zu einem der Kondensatoren 650 oder 651. Der Kondensator 650 oder 651 wird nun schneller geladen und wird den Wert des Last-Signales von dem Last-Sensor 653' in einem kürzeren Zeitinterval erreichen, was die Dauer des Einspritz-Impuls -Signales, das an dem Aus gangs-Anschluß 670 erzeugt wird, effektiv verringert. Die verkürzte Periode des Einspritz-Impuls-Signales verringert die zu dem einzelnen Zylinder gelieferte Brennstoffmenge proportional zu dem Wert des erzeugten Korrektur-Signales ^\T. Die Verringerung der zu dem einzelnen Zylinder gelieferten Brennstoffmenge führt zu einer vergleichbaren Verringerung des erzeugten Drehmomentes. Auf diese Weise gleichen die dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner angelegten Korrektur-Signale A T effektiv die Drehmoment-Ausgänge für jeden Zylinder aus.

In einem anderen, nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel kann das Korrektur-Signal ΔT negativ mit dem von dem Last-Sensor 653' erzeugten Last-Signal summiert werden. Das Korrektur-Signal ΔΤ wird den Wert des Last-Signales effektiv verringern und die Länge des Einspritz-Signales, das an dem Ausgangs-Anschluß 670 erzeugt wird, verringern. Dem Fachmann ist klar, daß das Korrektur-Signal ΔT irgend wo in dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner angelegt werden kann, um das gleiche Ergebnis zu erhalten.

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ZEITSTEUER-OPTIMIERUNGS-REGELUNGS-SCHALTKREIS

Das eben beschriebene Brennstoff-Verteilungs-Prinzip kann ebenfalls dazu verwendet werden, die verschiedenen Zeitsteuer-Funktionen der Maschine auf einer Zylinder-zu- Zylinder-Ba sis zu verändern, wie z.B. den Zeitpunkt, zu dem die einzelnen Zündkerzen mit Energie versorgt werden, oder dem Zeitpunkt, zu dem. der Brennstoff in die Maschine eingespritzt wird. Die Brennstoff-Einspritz-Zeit ist bei kompressionsgezündeten Maschinen, beispielsweise bei Dieselmaschinen kritischer als bei einer Zündfunken-gezündeten Maschine. Allerdings ist es allgemein bekannt, daß eine geregelte Brennstoff-Einspritz-Zeit bei einer funkengezündeten Maschine ebenso wesentlich die Effizienz der Maschine verbessern kann.

Zuerst sei auf Fig. 23 erneut Bezug genommen, die den Schaltkreis zeigt, in dem ein Signal, das den berechneten Phasenwinkel 0 für jeden Drehmoment-Impuls anzeigt., berechnet wird und in dem parallelen Lade-Schiebe-Register 358 gespeichert wird. Dieser Phasenwinkel enthält die grundlegende Zeitsteuer-Information für jeden Drehmoment-Impuls, von dem die einzelnen Zeitsteuer-Korrektur-Signale für Jeden Zylinder erzeugt werden können. Diese Korrektur-Signale können zur Korrektur der Zündzeit-Steuerung, der Einspritz-Zeitsteuerung oder von beiden verwendet werden, wie es nachfolgend erläutert wird. Anstelle der Erzeugung eines Signales, das den mittleren Phasenwinkel 0 anzeigt, wie in Fig. 25 gezeigt, kann der berechnete Phasenwinkel direkt mit dem Bezugs phasenwinkel fi verglichen werden, um ein Fehler-Signal Δ JO zu erzeugen, das dann einzeln akkumuliert werden kann, tun für jeden Zylinder ein Korrektur-Signal zu erzeugen. Diese Korrektur-Signale können dann einmal pro Zeiteinheit in einer richtigen Reihenfolge zu den Schaltkreisen geliefert werden, die die Zünd- und/ oder Einspritz-Signale während der Periode erzeugen, in der die Zünd- oder Einspritz-Zeit berechnet wird.

In Fig. 50 sind die Einzelheiten des Schaltkreises für den Zeitsteuer-Optimierungs-Regel-Schaltkreis gezeigt. Ein «^-Register 358 ist das in Fig. 23 dargestellte Parallel-Lade-Schiebe-Register 358 und speichert den Wert

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des obenbeschriebenen Phasenwinkels 0.

Der parallele Ausgang des 0-Registers 358 ist mit einem Schiebe-Register 924 mit parallelem Eingang und seriellem Ausgang verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines UND-Gatters 926 verbunden ist. Alternativ hierzu kann der Phasenwinkel 0 seriell direkt zu dem UND-Gatter 926 geliefert werden, wodurch das Schiebe-Register 924 eliminiert wird. Ein 0 Register, wie das in Fig. 25 gezeigte Schiebe-Register 400, speichert den Wert des Bezugsphasenwinkels 0 . Der Ausgang des 0-Registers 400 wird dem Eingang eines UND-Gatters 928 zugeführt. Die anderen Eingänge der UND-Gatter 926 und 928 empfangen das Zeitsteuer-Signal MTO ' TM7 · TM8. Die Ausgänge der UND-Gatter 926 und 928 sind mit den Eingängen eines herkömmlichen Subtraktions-Schaltkreises verbunden, der aus Exklusiv-ODER-Gatter 930 und 932, einem Inverter 934, einem UND-Gatter 936, einem NOR-Gatter 938 und einem Flip-Flop 940 besteht, die, wie dargestellt, verschaltet sind. Der Ausgang des Subtraktions-Schaltkreises aus dem ODER-Gatter 932 ist das Eehler-Signal iß» f). , das das Eingangs-Signal für einen Δ 0-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 942 darstellt. Der 0-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 942 ist strukturell und funktionell der gleiche, wie der Brennstoff-Korrektur-Akkumulatoi'-Schaltkreis 702, der detailliert in Fig. 48 aus Akkumulatoren 392-1 bis 892-8 bestehend, dargestellt ist. Der Zähler 894 und der Decodierer 896, die in Fig. 48 dargestellt sind, empfangen die Zeitsteuer-Signale Q- und O . und erzeugen Signale, die dazu verwendet werden, das Ά 0.-Signal in den entsprechenden Akkumulator in dem ^ 0-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 942 während des Zeitsteuer-Intervales MTO · TM7 * TMS einzugeben. Die von den Drehmoment-Impulsen für jeden Zylinder erzeugten Ifehler-Signale Δ 0 werden akkumuliert und in einem entsprechenden Akkumulator gespeichert,, um Korrektur-Signale 0 bis 0 zu erzeugen, wie oben im Zusammenhang mit dein Brennstoff-Korrektur-Akkumulator-Schaltkreis 702 erläutert, der in Fig. 48 dargestellt ist. Die Korrektur-Signale 0 bis 0 , die für jeden Zylinder gespeichert sind, werden zu dem Au s wahl-Schalter 682 ausgegeben, in Abhängigkeit von den Signalen aus dem Decodierer 886, der die Decodier-Signale einmal pro Zeiteinheit in einer vorgegebenen Folge für den Zünd- oder Einspritz -Zeitregelkreis ausgibt,

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so daß sie bei der Berechnung der Zünd- oder Einspritz-Zeitsteuerung für die zugeordneten Zylinder verwendet werden können.

Die Anwendung der einzelnen Korrektur-Signale für Zünd- und Einspritz-Zeitsteuerung ist in den Fig. 51 bzw. 52 gezeigt. Bezugnehmend auf Fig. wird der Zündwinkel 0., der aus der. Maschinengeschwindigkeit und dem Ansaugdruck berechnet wird, in dem Register B 142 gespeichert, das in Fig. 15 dargestellt und im Zusammenhang mit dieser Figur erläutert wurde. Das Korrektur-Signal φ aus dem Schalter 682 wird in einem Schiebe-Register 944 zeitweilig gespeichert. Die Ausgänge des Registers B 142 und des Schiebe-Registers 944 werden einem Additions-Schaltkreis 178 (wie in Fig. 18 gezeigt) eingegeben, wo sie addiert werden. Die Summe 0. + 0 , wird in das Zündwinkel-Register 180 (vergleiche Fig. 15) eingegeben, in Abhängigkeit von Zeitsteuer-Signalen P und ADDT, was die Berechnung des Zünd-Signales für den Zylinder einleitet, der dem. Korrektur-Signal, das in dem Schiebe-Register 944 gespeichert ist, zugeordnet ist.

Das gleichzeitige Auftreten der Zeitsteuer-Signale P und ADDT zeigt das erste MTO-Signal an, das nach jedem Bezugssignal O erzeugt wird, wie

im Zusammenhang mit dem Zeit-Regel-Schaltkreis und den Signalverläufen der Fig. 21 erläutert.

Wie oben erläutert, wird das in dem Zündwinkel-Register 180 gespeicherte Summensignal von einem Geschwindigke its -Vervielfacher 182 empfangen, der ein Geschwindigkeitssignal erzeugt, dessen Frequenz proportional dem Wert des Summ ens ignales ist. Das von dem Geschwindigkeits-Vervielfacher 182 erzeugte Geschwindigkeits signal wird in dem Aufwärts- Zähler 184 (vergleiche Fig. 15) in einem ersten Interval zwischen aufeinander folgenden Bezugssignalen O gezählt, um eine Zahl zu erzeugen, die das Summensignal geteilt durch die Maschinengeschwindigkeit anzeigt. Während dieser Periode wird das nächste, dem nächsten darauf folgenden Zylinder zugeordnete Korrektur-Signal empfangen und in dem Schiebe-Register 944 gespeichert. Am Ende des ersten Intervales wird die in dem Aufwärts-Zähler gespeicherte Zahl zu dem Abwärts-Zähler 186 übertragen, der während des

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nächsten aufeinander folgenden Intervales zwischen aufeinander folgenden BezugsSignalen abwärts zählt. Gleichzeitig wird das nächste darauf folgende Summensignal, das zuvor in dem Zündwinkel-Register 180 gespeichert war, in den Geschwindigkeits-Vervielfacher 182 eingegeben, der ein neues Geschwindigkeits-Signal erzeugt, dessen Frequenz proportional dem neuen Signal ist. Während des Abwärts-Zähl-Intervales erzeugt der Abwärts-Zähler ein Signal, das dann beendet wird, wenn der Abwärts-Zähler den Zählerstand Null erreicht.

Die Beendigung des von dem Abwärts-Zähler erzeugten Signales erzeugt das Zünd-Signal, das zu einem Zeitpunkt nach dem Bezugs signal erzeugt wird, der durch den Wert des Summensignales bestimmt wird. Der Ausgang des Abwärts-Zählers 186 wird von dem. Verweildauer-Schaltkreis 188 empfangen, der die Einschalt/Ausschalt-Zeit des Verstärkers 104 steuert, der die Zündspulen, wie oben beschrieben, mit Energie versorgt. Auf diese Weise wird der Zeitpunkt, _Zu -dem das Zündsignal erzeugt wird, individuell durch das Fehler-Signal eingestellt, das dem einzelnen Zylinder zugeordnet ist.

Im folgenden sei auf Fig. 52 Bezug genommen. Die Einspritz-Zeitsteuer-Signale für den elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 476 können aus einem oder mehreren Maschinen-Betriebsparametern berechnet werden, unter Verwendung des gleichen grundlegenden Schaltkreises, der in Fig. 15 dargestellt ist. Wenn dieser Schaltkreis für die Einspritz-Zeitsteuerung verwendet wird, so sei daran erinnert, daß die in dem Nur-Lese-Speicher gespeicherten Werte von den für die Zünd-Zeitsteuerung gespeicherten Werten abweichen. Allerdings ist das betriebsmäßige Prinzip des Schaltkreises das gleiche. Wie bei der Zünd-Zeitsteuerung wird der erzeugte Zeitsteuerwinkel p'. in dem Register B 142 gespeichert. Das Einspritz-Zeitsteuer-Korrektur-Signal 0 ., das dem Zylinder zugeordnet ist, für den das nächste folgende Einspritz-Signal berechnet werden soll, wird in dem Schiebe-Register 944 gespeichert. Die Arbeitsweise des Schaltkreises herunter bis zum Ausgang des Abwärts-Zählers 186 ist die gleiche, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 51 beschrieben. Das Einspritz-Bezugssignal O- (INJ) kann auf gleiche Weise erzeugt werden, wie das Einspritz-Bezugssignal O . Der Ausgang

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des Abwärts-Zählers 186 ist mit dem Eingang eines Monoflops 946 verbunden, das an seinem Ausgang einen kurzen Impuls erzeugt, in Abhängigkeit von der Beendigung des Aus gangs signales des Abwärts-Zählers. Der Ausgang des Monoflops 946 schaltet das Flip-Flop 948 um, das in Abhängigkeit von jedem Ausgangsimpuls, der von dem Monoflop 946 erzeugt wird, seinen Zustand ändert. Die Trigger-Signale TRl und TR2, die zum Einleiten der Erzeugung des Brennstoff-Einspritz-Impulses verwendet werden, die von einem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner, wie z.B. dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 erzeugt werden, werden an den "komplementären Ausgängen Q und Q des Flip-Flops 948 erzeugt. Die Trigger-Signale TRl und TR2 werden folglich zu einem Zeitpunkt erzeugt, der eine Funktion der Maschinen-Betriebsparameter ist und werden durch das Einspritz-Korrektur-Signal 0 . eingestellt, was veranlaßt, daß die Einspritzung zu einem Zeitpunkt auftritt, bei dem die Umwandlung der Energie, die durch die Verbrennung des Luft-/Brennstoff-Gemisches in jedem Zylinder in eine Drehenergie für die Kurbelwelle der Maschine erzeugt wird, optimiert ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Verwendung der einzelnen Einspritz-Korrektur-Signale 0 . bei einem vereinfachten Einspritz-Zeitsteuer-System gezeigt ist, ist der Fig. 53 zu entnehmen. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Zündwinkel JOT direkt von dem Einspritz-Bezugs s ig nalen O (INJ) abgeleitet und wird nicht aus den Betriebsparametern der Maschine berechnet,, wie es in dem Schaltkreis der Fig. 15 dargestellt ist. Die Bezugssignale 0 (INJ) werden für jeden Zylinder bei einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel erzeugt, der größer ist als der maximale Einspritz-Voreilungswinkel, der für die spezielle Maschine voreingestellt ist. Diese Bezugssignale können auf die gleiche Weise erzeugt werden, wie es für die Erzeugung des Bezugssignales 0 für die Zünd-Voreilung beschrieben wurde.

In Fig. 53 werden die Einspritz-Korrektur-Signale 0 . dem. Schiebe-Register 950 eingegeben, wie in den Ausführungsbeispielen der Fig. 51 und 52. Das Schiebe-Register 950 besitzt einen parallelen Ausgang, der das Einsprits-Korrektur-Signal 0 . (INJ) direkt zu dein Geschwindigkeits-Vervielfacher

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182 überträgt, in Abhängigkeit von jedem Einspritz-Bezugssignal O (INJ). Der Geschwindigkeits-Vervielfacher 182 erzeugt in Verbindung mit den Aufwärts- und Abwärts-Zählern 184 und 186 am Ausgang des Abwärts-Zähle rs 186 ein Signal, das dann beendet wird, wenn der Zählerstand in dem Abwärts-Zähler die Null erreicht hat, wie oben beschrieben. Das Monoflop 946 (monostabiler Multivibrator) und das Flip-Flop 948 arbeiten zusammen, um komplementäre Trigger-Signale TRl und TR2 an Q- und Q-Ausgängen des Flip-Flops 948 in Abhängigkeit von der Beendigung des Aus gangs-Signales des Abwärts-Zählers 186 zu erzeugen, wie im Zusammenhang mit Fig. 52 beschrieben. Die T rigger-Signale TRl und TR2 werden von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 empfangen und leiten das Brennstoff-Einspritz-Signal zu einem Zeitpunkt nach jedem Einspritz-Bezugssignal O (INJ) ein, das durch den Wert des Einspritz-Korrektur-Signales 0 . bestimmt wird.

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INTEGRIERTES MASCHINEN-REGELUNGS-SYSTEM

Die hier beschriebenen verschiedenen Re ge lungs-Systeme mit geschlossener Regelschleife zeigen die verschiedenen Arten von Informationen, die aus der momentanen Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle der Maschine gewonnen werden können. Es ist ebenfalls in speziellen Ausführungsbeispielen gezeigt worden, wie die Drehgeschwindigkeitsdaten verarbeitet werden können, um Informationen für einen oder mehrere Betriebsparameter der Maschine zu gewinnen. Nach weiterer Analyse kann ein Fachmann erkennen, daß die momentane Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle der Maschine zusätzliche Informationen enthält, die andere Betriebsparameter der Maschine anzeigen, und die ebenfalls durch geeignete Verarbeitung gewonnen werden können. Es sei darauf hingewiesen, daß die gewinnbare Information nicht auf die Information beschränkt ist, die zur Regelung der Maschine nützlich ist, sondern ebenfalls Informationen enthalten kann, die zur Diagnose der Maschine nützlich sein kann. Folglich ist der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele und gezeigten Regelungen oder auf die hier beschriebenen Verarbeitungsmethoden beschränkt.

Wie oben an speziellen Ausführungsbeispielen gezeigt_s können die Signale, die die einzelnen Parameter bezeichnen, die aus der Verarbeitung der momentanen Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle der Maschine gewonnen wurden, zu einem integrierten Maschinen-Regelungs-System kombiniert v/erden, was die Leistung der Maschine für eine oder mehrere Größen der Maschinen-Betriebsparameter optimiert. Beispielsweise kann das integrierte Maschinen-Regelungs-System die Ausgangsleistung der Maschine optimieren, das Drehmoment oder die wirtschaftliche Ausnutzung des Brennstoffes. Zusätzlich kann das Maschinen-Regelungs-System optimiert werden, die Emission unerwünschter Auspuffgase zu reduzieren, um Auspuffgase zu erzeugen, die in katalytischen Wandlern verarbeitet werden können, beispielsweise in solchen, wie sie in heutigen Automobilen verwendet werden. Auch kann die Menge der Auspuffgase, die zurück zur Maschine geleitet wird, geregelt werden. Ein solches integriertes Regelungs-System ist in Form eines Block-

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Schaltbildes in Fig. 54 angegeben.

In Fig. 54 ist die Maschine 2O, die eine !compressions-gezündete (Diesel) oder eine funken-gezündete Maschine sein kann, den Umgebungseinfluß und Betriebs-Eingabe-Größen unterworfen, wie z.B. der Umgebungslufttemperatur, dem Umgebungsluftdruck, der Feuchtigkeit, usw. , sowie einem Befehl, der die gewünschte Ausgangsleistung oder -geschwindkeit der Maschine anzeigt. Sensoren, die gemeinsam im Block 1OO2 dargestellt sind, erzeugen Signale, die den Eingabe-Befehl, die Umgebungsparameter und ausgewählte Maschinen-Betriebsparameter anzeigen, die dem. Eingang eines Maschinen-Regelungs-Rechners 1000 zugeführt werden. Ausgewählte Signale, die zur Erzeugung der momentanen Drehgeschwindigkeits-Signale der Ausgangswelle benötigt werden und für eine nachfolgende Verarbeitung, um die gewünschten Betriebsparameter zu extrahieren, werden einem Drehgeschwindigkeitssensor 1004 und einem Prozessor 1006 eingegeben.

Der Drehgeschwindigkeitssensor 1004 erfaßt die Drehung der Ausgangswelle der Maschine und erzeugt Signale, die die momentane Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle der Maschine anzeigen, wie oben erläutert.

Der Prozessor 1006 verarbeitet die Signale, die die momentane Drehgeschwindigkeit der Aus gangs welle der Maschine anzeigen und erzeugt Signale, die die gewünschten Maschinen-Betriebsparameter bezeichnen, die dem Maschinen-Regelungs-Rechner 1000 zugeführt werden. Die Aus gangs signale des Prozessors 1006, die allgemein durch die Pfeile A, B und C dargestellt sind, können ein oder mehrere Signale sein, die in verschiedenen Regelschleifen, die oben erläutert wurden, erzeugt wurden, oder es können andere Signale sein, die weitere Maschinenparameter anzeigen, die aus den von dem Drehgeschwindigkeitssensor 1004 erzeugten Signalen gewonnen werden.

Der Maschinen-Regelungs-Rechner 1000 erzeugt Regelungs-Signale in Abhängigkeit von den von dem Sensor 1002 und dem Prozessor 1006 erzeugten Signalen, was die Leistung der Maschine für die ausgewählten Betriebsparameter optimiert. Wie oben erläutert, können diese Betriebsparameter die

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Leistung, das Drehmoment, die wirtschaftliche Brennstoffausnutzung, die Auspuffemiss ionen oder andere Parameter sein, die geregelt werden sollen.

In Fig. 55 ist ein spezielles Ausführungsbeispiel eines integrierten Maschinen-Regelungs-Systems dargestellt, das bei einer Zündfunken-gezündeten Maschine angewandt wird. Der Maschinen-Regelungs-Rechner 1000 der Fig. 55 enthält einen elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner, wie z. B. den elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 der Fig. 38 und einen Zündzeit- und Verteilungs-Regelungs-Schaltkreis, wie den Schaltkreis 28, der detailliert auf der oberen rechten Seite der Fig. 15 gezeigt ist.

Der Prozessor 1006 enthält drei separate Prozessoren, die als Rauhigkeits-Signal-Generator 1007, Zeitsignal-Generator 1008 und Verteilungs-Signal-Generator 1009 bezeichnet sind. Der Rauhigkeits-Signal-Generator 1007 kann ein Maschinen-Rauhigkeits-Regelungs-Schaltkreis mit geschlossener Regelschleife sein, wie er in Fig. 36 dargestellt ist und er kann den Warm-

lauf-Regel-Schaltkreis der Fig. 37 enthalten oder nicht. Der Rauhigkeits Signal-Generator 1007 erzeugt ein Vorspannungs-Signal, wie z.B. das Vorspannungs-Signal V , das die Brennstoffzufuhr zur Maschine regelt, so daß die Maschine auf einem vorbestimmten Rauhigkeitspegel arbeitet. Das Vorspannungs-Signal wird aus der momentanen Drehgeschwindigkeit der Maschinenkurbelwelle errechnet, die durch die Verbrennung des Luft-/Brennstoff-Gemisches, wie oben erläutert, hervorgerufen wird.

Der Zeitsignal-Generator 1008 kann ein Phasenwinkel-Generator sein, wie z. B. der Generator 96, der detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 20 bis 26 erläutert wurde, und der den Phasenwinkel jedes Drehmoment-Impulses berechnet und ein Phasen-Korrektur-Signal 0 erzeugt. Der Zündzeit-

■ c

und Verteilungs-Regelungs-Schaltkreis 28 spricht auf die Phasen-Korrektur-Signale 0 an und erzeugt Zeitsteuer-Signale zu einem Zeitpunkt, was dazu dient zu veranlassen, daß der Phasenwinkel der Drehmoment-Impulse -einen vorbestimmten Wert hat.

Der Verteilungs-Signal-Generator 1009 kann ein Verteilungs-Regelungs-Schaltkreis sein, wie z.B. der Schaltkreis 680, der detailliert unter Bezug-

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nähme auf die Fig. 44 bis 49 erläutert wurde, und der ein Drehmoment-Korrektur-Signal ΔT in Abhängigkeit von den Daten erzeugt, die von dem Drehgeschwindigkeitssensor 1004 erzeugt wurden. Das Drehmoment-Korrektur-SignalAT kann dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 zugeführt werden, um die zur Maschine zu liefernde Brennstoffmenge zu regeln oder den Zeitpunkt, zu dem der Brennstoff zur Maschine geliefert wird oder auch beides, um die Drehmoment-Verteilung jeder Verbrennungskammer für den gesamten Drehmoment-Aus gang der Maschine auszugleichen.

Je komplexer das Maschinen-Regelungs-System wird, desto mehr können die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Regelkreisen gegeneinander arbeiten oder zu einer Überkorrektur führen. Beispielsweise ist das Rauhigkeits-Signal eine Funktion der Zeitsteuerung (der Einspritzung oder der Zündung), der Brennstoff-Verteilung, der Aus puff gas-Rückführung sowie anderer Faktoren. Ähnlich ist auch das Zeit-Korrektur-Signal 0 eine Funktion der Maschinen-Rauhigkeit sowie der anderen oben genannten Faktoren und die Wechselwirkungen der einen Korrektur können die anderen Korrekturen nichtig machen oder zu einer übermäßigen zweifachen Korrektur führen. Die in der Fig. 56 gezeigte integrierte Schaltung behandelt die Maschine als ein System mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen, das diese gegenläufigenErgebnisse beseitigen kann. Die Zustands-Variablen-Theorie fordert, daß jede Zustands-Variable über eine eine Verstärkung hervorrufende Einrichtung zu jeder Eingangs-Regelung geliefert wird. Bei dieser Schaltung kann das dynamische Verhalten des vollständigen Regelkreises durch Auswahl einer Verstärkungs-Matrix K aufgeteilt werden und das Regelungs-Verhalten (Regelungsgesetz) überwacht werden, so daß folgende Gleichung gilt".

U = KX
wobei U der Eingangsvektor und X ein Zustandsvektor ist.

Der Einfachheit halber sind in dem in Fig. 56 dargestellten Ausführungsbeispiel nur zwei Regelkreise gezeigt. Allerdings kann dieses Prinzip auch auf drei Regelkreise angewandt werden, wie in Fig. 55 gezeigt, und kann so ausgedehnt werden, daß es weitere Zustands-Variable enthält.

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Im folgenden wird auf Fig. 56 Bezug genommen. Die Arbeitsweise der Maschine 20 wird durch Umgebungs- und Betriebs-Eingangs-Parameter geregelt, ebenso wie durch Signale, die von dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 erzeugt werden und durch Zündsignale, die von dem Zündzeit- und Verteilungs-Regelkreis 28 erzeugt werden, der oben im Zusammenhang mit Fig. 55 erläutert wurde. Der Drehgeschwindigkeitssensor 1004 erzeugt Daten, die die momentane Drehgeschwindigkeit der Maschinen-Kurbelwelle anzeigen. Diese werden in ein Rauhigkeits-Vorspannungs-Signal V umgewandelt und in ein Phasen-Korrektur-Signal 0 , und zwar durch den Rauhigkeits-Signal-Generator 1007 bzw. den Zeitsignal-Generator 1008. In diesem System ist der Eingangsvektor zur Maschine:

u. |V/a|

wobei F/A das gewünschte zu liefernde Luft-/Brennstoff-Gemisch bezeichnet und cC die gewünschte Zündfunken-Voreilung ist, die für eine effiziente Betriebsweise der Maschine gefordert wird.

Die Zustandsvektoren X sind:

X =

wobei V das von dem Rauhigkeits-Signal-Generator 1007 erzeugte Signal ist, f> das von dem Zeitsignal-Generator 1008 erzeugte Signal ist und J»V

und JO die integrierten Werte von V, bzw. 0 sind, c bc

Die Verstärkungs-Matrix K ist in Fig. 56 dargestellt. Zurück zu Fig. 56. Das Vorspannungs-Signal V , das von dem Rauhigkeits-Signal-Generator 1007 erzeugt wird, wird mit einem Faktor K in einem Verstärker 1014 multipliziert und in einem Verstärker 1024 mit einem Faktor K . Das Vorspannungs-Signal V, wird weiterhin in einem Integrierer 1010 integriert, um das Signal jV zu erzeugen, das in einem Verstärker 1016 mit einem Faktor K multpliziert wird und in einem Verstärker 1026 mit einem Fak-

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- 16Z -

tor K . In ähnlicher Weise wird das an dem Ausgang des Zeitsignal-Gene-

Lt Ct

rators 1008 erzeugte Signal 0 in einem Verstärker 1018 mit einem Faktor K multipliziert und in einem Verstärker 1028 mit einem Faktor K . Das integrierte Signal Γ φ) wird am Ausgang eines Integrierers 1012 erzeugt und in einem Verstärker 1020 mit einem Faktor K multipliziert und in einem Verstärker 1030 mit einem Faktor K .

Die K-Matrix-Signale K^ V , ^K ₁₂/V > K 0 und K $ 0 , die von den Verstärkern 1014 bis 1020 erzeugt werden, werden in einem Summen-Verstärker 1022 summiert und ein Summen-Signal ^ F wird dem elektronischen Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 eingegeben. Der elektronische Brennstoff-Regelungs-Rechner 466 erzeugt Signale, die die Luft-/Brennstoff-Zufuhr zur Maschine in Abhängigkeit von den Signalen regelt, die die Umgebungs- und Betriebsparameter der Maschine bezeichnen, und in Abhängigkeit von dem Summen-Signal Δ F.

In ähnlicher Weise werden die Signale Κ.,, V, , K„., (V, , K„_o O und EL .

21 b Ll. J b 23 c 24

in einem Summen-Verstärker 1032 summiert und ein Summen-Signal wird dem Zündzeit- und Verteilungs-Regel-Schaltkreis 28 zugeführt. Der Zündzeit- und Verteilungs-Regel-Kreis erzeugt Signale, die die Zündzeit der Zündkerzen als Funktion der empfangenen Betriebsparameter und des Summen-Signales <Δ<£ > das von dem Summen-Verstärker 1032 erzeugt wird, regelt. Die Multiplikationsfaktoren K bis K und K bis K können dadurch berechnet werden, daß eine lineare Optimal-Regelungs-Theorie verwendet wird oder sie können experimentell bestimmt werden.

Wie oben erläutert, kann die in Fig. 56 gezeigte Verstärkungs-Matrix erweitert ■werden, daß sie mehr als zwei Regelschleifen enthält.

Alle in der Beschreibung erwähnten und den Figuren dargestellten techni schen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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eerse

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Claims

brose

Diplom Ingenieure

0-8023 München-Pullach. Wiener Str. Z. Tel. (ü89> ι P3 30 7'., Telex 5 212 ^47 bros c¹; Cables: «Patentibus» München

Yourref, 5656/5 7/58/59/60/65-A S_e:3. Mai 1979

THE BENDIX COEPOEATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 4-8076, USA

PATENTANSPEÜCHE

Maschinen-Eegelungs-System für eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einer Verbrennungskammer, mit Einrichtungen, die eine brennbare Mischung aus Luft und Brennstoff zu dieser mindestens einen Kammer liefern, und mit einer Ausgangswelle, die Drehmomentimpulse empfängt, die aus der Verbrennung der Luft/Brennstoff-Mischung in der mindestens einen Verbrennungskammer herrühren, wobei folgende Einrichtungen vorgesehen sind: Einrichtungen zur Erzeugung von Bezugssignalen, die mindestens eine vorbestimmte Drehstellung der Ausgangswelle der Maschine bezeichnen, wobei die Ausgangswelle' in einer vorbestimmten Beziehung zu der mindestens einen Verbrennungskammer steht, und Einrichtungen, die die Drehung der Ausgangswelle erfassen, um Geschwindigkeits-Profil-Signale für jeden empfangenen Drehmomentimpuls zu erzeugen, der die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle als Funktion des Drehwinkels der Ausgangswelle bezüglich der Bezugssignale darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Einrichtungen vorgesehen sind: Einrichtungen (1006), die auf die Profilsignale ansprechen,

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um Korrektursignale zu erzeugen, die die Grossen von mindestens zwei verschiedenen Abweichungen der Drehmomentimpuls-Profil-Signale von den Signalen anzeigen, die ein gewünschtes Drehmomentimpuls-Profil bezeichnen, wobei jede Abweichung durch ein Abweichen von zwei verschiedenen Betriebsparametern von gewünschten Werten verursacht wird, und Regelungseinrichtungen (1000), die auf mindestens einen weiteren Betriebsparameter der Maschine und auf die Korrektursignale ansprechen, um Regelungssignale zu erzeugen, die die Zufuhreinrichtungen aktivieren, eine brennbare Mischung aus Luft und Brennstoff zu der mindestens einen Verbrennungskammer zu liefern, wodurch die Abweichung der mindestens zwei verschiedenen Betriebsparameter von den gewünschten Werten minimiert wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (1006) zur Erzeugung der Korrektursignale folgendes enthalten: Einrichtungen (84-, 86, 88; 96) zum Differenzieren der Profilsignale, um ein Winkelsignal zu erzeugen, das den Drehwinkel der Ausgangswelle bezüglich der Bezugssignale bezeichnet, bei denen das Drehmomentimpuls-Profil einen Umkehrpunkt hat, wobei der Winkel, bei dem der Umkehrpunkt auftritt, für einen der mindestens zwei Maschinenbetriebsparameter charakteristisch ist, und Einrichtungen (90), die das Winkelsignal (θ«) mit einem Bezugswinkelsignal (θρ) vergleichen, um Korrektursignale (£) zu erzeugen, die die Differenz zwischen dem Drehwinkelsignal (0 ) und dem Bezugssignal (ö_R) für jeden Drehmomentimpuls anzeigen.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drehmomentimpuls für ein vorbestimmtes Drehintervall der Ausgangs welle gemessen wird und dass die Einrichtungen (1004-) zur Erzeugung der Profilsignale folgendes enthalten: Winkelkodiereinrichtungen (74-, 76), die mit der Ausgangswelle verbunden sind, um eine vorbestimmte Zahl von Winkelinkrementsignalen für die vorbestimmten Drehintervalle zu erzeugen, Einrichtungen (68), die auf die Bezugs- und Winkel-Inkrement-

Signale ansprechen, um Momentan-Winkel-Signale zu erzeugen, die den momentanen Drehwinkel der Ausgangswelle bezüglich der Bezugssignale anzeigen, und Einrichtungen (80, 82) zur Erzeugung von Momentan-Geschwindigkeits-Signalen, die die momentane Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle zwischen jeden der Winkel-Inkrement-Signale anzeigen.

4-, System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (68) zur Erzeugung der Momentan-Winkel-Signale aus einem ersten Zähler (68) bestehen, der eine Zahl erzeugt, die die Zahl der Winkel-Inkrement-Signale bezeichnet, die nach jedem Bezugssignal empfangen wurden, wobei die Zahl den momentanen Drehwinkel der Ausgangswelle anzeigt, und dass die Einrichtungen (80, 82) zur Erzeugung eines Signales, das die momentane Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle anzeigt, folgendes enthalten: einen Oszillator (80), der Oszillatorsignale mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit erzeugt als die Geschwindigkeit, mit der die Winkel-Inkrement-Signale erzeugt werden, und einen zweiten Zähler (82) zur Erzeugung einer Zahl, die die zwischen den Winkel-Inkrement-Signalen empfangenen Oszillatorsignale anzeigt.

5· System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine einen Drehkranz (70) enthält, der eine Vielzahl von Zähnen (72) aufweist, die in gleichen Winkelintervallen längs seines Umfanges angeordnet sind, wobei der Ringkranz mit der Ausgangswelle verbunden ist, und dass die Winkelkodiereinrichtungen (74-j 76) aus einem Zahndetektor bestehen, der jedesmal dann ein Signal erzeugt, wenn ein Zahn (72) auf dem Drehkranz (70) den Zahndetektor passiert.

6. System nach den Ansprächen 2 und 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (84, 86, 88; 96) zum Differenzieren folgendes enthalten: Subtrahiereinrichtungen (86), die ein Differenzsignal erzeugen, das die Differenz zwischen aufeinanderfolgend erzeugten momentanen Geschwindigkeitssignalen darstellt, und Detektor-Einrichtungen (88), die eine vorbestimmte

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Änderung des Wertes der aufeinanderfolgend erzeugten Differenzsignale erfasst, um ein Haltesignal zu erzeugen, wobei der erste Zähler (68) in Abhängigkeit von dem Haltesignal das momentane Winkelsignal speichert, das dem Drehwinkel der Ausgangswelle entspricht, bei dem die vorbestimmte Änderung erfasst wurde, wobei das gespeicherte momentane Winkelsignal das genannte Winkelsignal ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektor-Einrichtungen (88) aus einem Null-Durchgangsdetektor bestehen.

8. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (84-, 86, 88; 96) zum Differenzieren aus einem Phasenwinkelgenerator (86) bestehen, der ein Phasenwinkelsignal (0.) erzeugt, das den Phasenwinkel jedes Drehmomentimpulses bezüglich der Bezugssignale anzeigt, wobei der Phasenwinkel eine Anzeige für das Winkelsignal ist.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine kompressions-gezündete Maschine ist und die Regelungs-Einrichtungen (1000, 466) Regelungssignale erzeugen, die die Zeit regeln, zu der das Luft/Brennstoff-Gemisch zu der mindestens einen Verbrennungskammer geliefert wird, wobei diese Zeit durch Korrektursignale modifiziert wird, die den einen Betriebsparameter der Maschine anzeigen und wobei das Verhältnis von Brennstoff und Luft des Luft/Brennstoff-Gemisches, das in die zumindest eine Verbrennungskammer geliefert wird, durch Korrektursignale modifiziert wird, die zumindest einem weiteren der mindestens zwei Betriebsparameter entsprechen.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine zündfunken-gezündete Maschine ist, die Zündeinrichtungen aufweist, die in der zumindest einen Verbrennungskammer angeordnet sind und dass die Regelungseinrichtungen (1000, 28) Regelungssignale erzeugen, die den Zeitpunkt regeln, zu dem die Zündeinrichtungen mit Energie versorgt werden, um

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das Luft/Brennstoff-Gemisch, zu zünden, wobei dieser Zeitpunkt durch KorrektursignaIe modifiziert wird, die dem einen Betriebsparameter entsprechen, und dass das Verhältnis von Brennstoff und Luft der Luft/Brennstoff-Mischung, die in die zumindest eine Verbrennungskammer geliefert wird, durch die Korrektursignale modifiziert wird, die dem anderen Maschinen-Betriebsparameter entsprechen.

11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (1006) zum Erzeugen von Korrektursignalen eine Zustandsvariablen-Matrix (1010-1032) enthält, die die Korrektursignale kombiniert, die die zumindest zwei Betriebsparameter bezeichnen, um zumindest eines der Korrektursignale zu erzeugen, die in Abhängigkeit von den zumindest zwei Betriebsparametern der Maschine einen variablen Wert haben.

12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (1006) zum Erzeugen der Korrektursignale folgendes enthalten: Einrichtungen (4-68), die die Profilsignale, die von den zumindest zwei verschiedenen Drehmomentimpülsen erzeugten Signale vergleichen, um Differenzsignale zu erzeugen, die die Abweichung bezeichnen, die durch den anderen der zumindest zwei Betriebsparameter der Maschine bewirkt wird, und Einrichtungen (4-76, 4-78), die Korrektursignale aus den Differenzsignalen erzeugen, die die Abweichungen zwischen den beiden Drehmomentimpulsprofilen anzeigen, die für den anderen der zumindest zwei Betriebsparameter der Maschine charakteristisch sind.

13· System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (4-68) zum Erzeugen der Differenzsignale Differenzsignale erzeugen, die das Verhältnis des Luft/Brennstoff -Gemisches bezeichnen, das von der zumindest einen Verbrennungskammer empfangen wird, und dass die Einrichtungen (4-76, 4-78), die ein Korrektursignal erzeugen, ein Korrektursignal (V·,) erzeugen, das die Änderung der zu der zumindest einen Verbrennungskammer gelieferten Menge des Brennstoffes be-

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zeichnen, die benötigt wird, um eine vorbestimmte Abweichung zwischen den beiden Drehmomentimpulsprofilen zu bewirken.

14. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Vielzahl von Verbrennungskammern aufweist und dass die Einrichtungen (468) zur Erzeugung der Differenzsignale die Profilsignale von mindestens zwei Drehmomentimpulsen vergleicht, die in verschiedenen Verbrennungskammern erzeugt werden, um Differenzsignale zu erzeugen, die einen unrunden Lauf (roughness) der Maschine anzeigen.

15- System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine Vielzahl von Verbrennungskammern aufweist und dass die Einrichtungen (468) zum Erzeugen von Differenzsignalen die Px'ofi!signale der Drehmomentimpulse vergleichen, die von derselben Verbrennungskammer erzeugt werden.

16. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (468), die die Korrektursignale erzeugen, Einrichtungen aufweisen, die Korrektursignale erzeugen, die die Grosse einer dritten Abweichung des Drehmomentimpulsprofiles anzeigen, die von den zumindest zwei Störungen verschieden ist, wobei die dritte Abweichung für einen dritten Betriebsparameter der Maschine charakteristisch ist.

17. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (468) zum Erzeugen von Differenzsignalen einen Rauhigkeitssensor (468) aufweisen, der Rauhigkeitssignale erzeugt, die die Änderung der Grosse der Drehmomentimpulse anzeigt, die auf die Ausgangswelle ausgeübt werden, wobei der Rauhigkeitssensor (468) folgendes enthält: Einrichtungen (54, 74, 484, 492, 494, 496, 504), die die Drehstellung der Ausgangswelle erfassen, um erste Intervallsignale zu erzeugen, die ein erstes Winkelintervall der Ausgangswellendrehung für jeden Drehmomentimpuls bezeichnen und die ein zweites Intervallsignal erzeugen, das ein darauffolgendes Winkelintervall der

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Ausgangswellendrehung bezeichnen, wobei die Ausgangswelle eine maximale Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit von jedem Drehmomentimpuls in dem darauffolgenden Winkelintervall hat, und Einrichtungen (506) zum Erzeugen eines Rauhigkeitssignales in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Intervallsignalen, wobei das Rauhigkeitssignal einen Wert aufweist, der die Differenz der Grosse zwischen aufeinanderfolgend erzeugten Drehmomentimpulsen anzeigt.

18. System nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtungen (54-504) folgendes enthalten: Winkelkodier-Einrichtungen (74-, 76), die mit der Ausgangswelle verbunden sind, um Winke1-Inkrement-SignaIe zu erzeugen, die eine Umdrehung der Ausgangswelle in eine Vielzahl von kleinen gleich grossen Winke1-Inkrementen teilen, Einrichtungen (54, 60), die mit der Ausgangswelle gekoppelt sind, um Bezugssignale bei einer vorbestimmten Winkelstellung der Ausgangswelle bezüglich jedes Drehmomentimpulses zu erzeugen, erste Zählereinrichtungen (484), die durch die Bezugssignale zurückgesetzt werden, um eine Zahl der zählen und zu speichern, die die Anzahl von Winkel-Inkrement-Signalen bezeichnet, die nach dem Auftreten jedes der Bezugssignale erzeugt werden, und Dekodiereinrichtungen (492, 494, 496, 504), die auf die Zahl, die in den ersten Zähleinrichtungen (484) gespeichert ist, ansprechen, um die ersten und zweiten Intervallsignale zu erzeugen, wobei das erste Intervallsignal erzeugt wird, wenn die Zahl zwischen zwei vorbestimmten Zahlen liegt und wobei das zweite Intervallsignal erzeugt wird, wenn die Zahl zwischen zwei zweiten vorbestimmten Zahlen liegt.

19· System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkranz (70), der eine Vielzahl von in gleichen Winke-1-Inkrementen angeordneten Zähnen (72) aufweist, mit der Ausgangswelle gekoppelt ist, wobei, die Kodiereinrichtungen (74, 76) aus einem Sensor bestehen, der das Passieren jedes Zahnes (72) auf dem Ringkranz erfasst, wenn sich die Ausgangswelle dreht, wodurch die Winkel-Inkrement-Signale erzeugt werden.

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20. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dekodiereinrichtungen (4-92, 494, 4-96, 504) folgendes enthalten: einen Oszillator (494), der mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit erste Oszillatorsignale erzeugt, eine zweite Zählereinrichtung (492), die die ersten Oszillatorsignale in Abhängigkeit von dem ersten Intervallsignal zählt und speichert, um eine Zahl zu erzeugen, die die Zeit bezeichnet, die von der Ausgangswelle benötigt wird, um sich durch das erste Winkelintervall zu drehen, Oszillatoreinrichtungen (496) mit variabler Frequenz, um zweite Oszillatorsignale zu erzeugen, deren •Frequenz umgekehrt proportional zu der in den zweiten Zählereinrichtungen (492) gespeicherten Zahl ist, und Abwärtszählereinrichtungen (504), die eine Zahl zählen und speichern, die die Zahl der zweiten Oszillatorsignale bezeichnet, die während des zweiten· Intervallsignales empfangen werden, wobei die in den AbwärtsZählereinrichtungen (504) gespeicherte Zahl ein normiertes Signal darstellt.

21. System nach den Ansprüchen 17 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (506) zur Erzeugung eines Rauhigkeitssignales Abwärtszähler-Einrichtungen (506) enthalten, die die Zahl empfangen, die in den Abwärtszähler-Einrichtungen (504) gespeichert ist, die während eines vorhergehenden zweiten Intervallsignales erzeugt wurde, wobei die Abwärtszähler-Einrichtungen die zweiten Oszillatorsignale zählen, die in Abhängigkeit eines nachfolgend empfangenen zweiten Intervallsignales erzeugt werden, um am Ende des zweiten Intervallsignales eine Zahl zu erzeugen, die das Rauhigkeitssignal bezeichnet.

22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (508) vorgesehen sind, die die in den Abwärtszähler-Einrichtungen (5O6) erzeugte Zahl am Ende des zweiten Intervallsignales in einen Absolutwert umwandeln.

2J. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass

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Einrichtungen (510; 536) vorgesehen sind, die den Absolutwert der in den Abwärtszähler-Einrichtungen (506) erzeugten Zahl am Ende jedes zweiten Intervallsignales in ein Analogsignal umwandeln.

24-. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (530, 532, 534-» 538) vorgesehen sind, die auf mehr als ein Rauhigkeitssignal ansprechen, um ein mittleres Rauhigkeitssignal zu erzeugen, das einen Wert aufweist, der den Mittelwert von zumindest zwei vorhergehend erzeugten Rauhigkeitssignalen bezeichnet.

25· System nach Anspruch 24-, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (54-0, 510) vorgesehen sind, die das mittlere Rauhigkeitssignal in ein analoges Signal umwandeln, dessen Wert proportional zu dem mittleren Rauhigkeitssignal ist.

26. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (Fig. 35) vorgesehen sind, die ein zweites Differenz-Rauhigkeits-Signal erzeugen, das die Differenz zwischen zwei Rauhigkeitssignalen bezeichnet.

27· System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (Fig. 35), die das zweite Differenz-Rauhigkeitssignal erzeugen, folgendes enthalten: Schieberegistereinrichtungen (54-2), die zeitweilig eine Zahl speichern, die in den Abwärtszähler-Einrichtungen (506) erzeugt wurde, die ein erstes Rauhigkeitssignal am Ende des zweiten Intervallsignales bezeichnen, Subtrahiereinrichtungen (54-4-), die am Ende eines darauffolgend erzeugten zweiten Intervallsignales die in den Schieberegister-Einrichtungen (54-2) gespeicherte Zahl von der neuen Zahl subtrahieren, die in den Abwärtszähler-Einrichtungen (506) erzeugt wird, um ein zweites Differenz-Rauhigkeitssignal zu erzeugen, und Einrichtungen (54-6, 54-8), die die Zahl, die das zweite Differenz-Rauhigkeitssignal bezeichnet, in einen Absolutwert umwandeln.

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28. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (550, 510) vorgesehen sind, die die Zahl, die das Differenz-Kauhigkeitssignal bezeichnet, in ein analoges Signal umwandeln.

29. System nach den Ansprüchen 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschlossener Maschinen-Rauhigkeitsregelkreis vorgesehen ist, der folgendes enthält: den Rauhigkeitssensor (468), der ein Rauhigkeitssignal erzeugt, das einen Wert aufweist, der die Grössendifferenz zwischen aufeinanderfolgend erzeugten Drehmomentimpulsen bezeichnet, erste Sensoreinrichtungen (570), die ein erstes Signal erzeugen, das die mittlere Drehgeschwindigkeit der Maschinen-Ausgangswelle bezeichnet, Einrichtungen (472), die das erste Signal mit dem Rauhigkeitssignal multiplizieren, um ein geschwindigkeitskorrigiertes Rauhigkeitssignal zu erzeugen, Einrichtungen (476; 557, 572), die das geschwindigkeitskorrigierte Rauhigkeitssignal mit einem Bezugssignal addieren, um ein Rauhigkeits-Korrektursignal zu erzeugen, Einrichtungen (478) zum Integrieren des Rauhigkeits-Korrektursignales, um ein Rauhigkeits-Vorspannungssignal (V-.) zu erzeugen, zweite Sensoreinrichtungen (586), die ein zweites Signal erzeugen, das zumindest einen weiteren Betriebsparameter der Maschine bezeichnet, und die Regelungseinrichtungen (1000, 466), die die Brennstoffzufuhrsignale in Abhängigkeit von dem zweiten Signal und dem Rauhigkeits-Vorspannungssignal (Vn ) erzeugen, wobei die Brennstoffzufuhrsignale, die durch das Rauhigkeits-Vorspannungssignal (V^) modifiziert sind, die Brennstoffzufuhr-Einrichtungen aktivieren, eine Brennstoffmenge zur Maschine zu liefern, die das Rauhigkeitssignal auf einem vorbestimmten Pegel halt.

50. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (474-) vorgesehen sind, die das erste Signal differenzieren, um ein drittes Signal zu erzeugen, dessen Wert proportional zur Maschinen-Änderungsgeschwindigkeit ist, die durch eine vom Fahrer verursachte Änderung der Maschinenge-

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schwindigkeit verursacht wird, wobei die Summiereinrichtungen (.37&\ 337·) 572) weiterhin das dritte Signal zu dem Bezugssignal und dem geschwindigkeitskorrigierten Rauhigkeitssignal addieren, um ein Rauhigkeits-Korrektursignal zu erzeugen, das bezüglich der vom Fahrer verursachten Änderung kompensiert ist.

31. System nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (556, 567') vorgesehen sind, die auf das erste Signal ansprechen, dessen Wert eine Maschinengeschwindigkeit unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit bezeichnet, um ein Start-Korrektursignal zu erzeugen, das mit den Summiereinrichtungen {337·) 572) in Verbindung steht, wobei das Start-Korrektursignal den Wert des Sauhigkeits-Korrektursignales auf einen festen Wert vergrössert, wobei die Regelungseinrichtungen (1000, 466) Brennstoffzufuhrsignale erzeugen, die die zur Maschine in Abhängigkeit von den Rauhigkeits-Korrektursignalen gelieferte Brennstoffmenge vergrössern, wobei das Rauhigkeits-Korrektursignal während des Anlassens der Maschine den festen Wert aufweist.

32. System nach den Ansprüchen 29 und 31, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Sensoreinrichtungen (586)" einen Temperatursensor enthalten, der Temperatursignale erzeugt, die die Maschinentemperatur anzeigen, und dass der Maschinen-Rauhigkeits-Regelungskreis weiterhin Einrichtungen (583) enthält, die zumindest ein Warmlauf-Korrektursignal erzeugen, wobei dieses Signal umgekehrt proportional zur Differenz zwischen dem Temperatursignal und einem Bezugssignal ist, wenn das Temperatursignal einen Wert hat, der kleiner ist als das Temperatursignal, wobei die Summiereinrichtungen (557₅ 572) weiterhin das Warmlauf-Korrektursignal zu dem geschwindigkeitskorrigierten Rauhigkeitssignal, dem dritten Signal und dem Bezugssignal addieren, um den Wert des Rauhigkeits-Korrektursignales weiterhin zu vergrössern und um zu veranlassen, dass die Regelungseinrichtungen (1000, 466) Brennstoff-Zufuhrsignale erzeugen, die die zur Maschine gelieferte Brennstoffmenge vergrössern.

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33· System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (579-582) vorgesehen sind, die die maximalen und minimalen Werte des Rauhigkeits-Korrektursignales begrenzen, um zu verhindern, dass die Brennstoff-Zufuhrsignale, die von den Eegelungseinrichtungen (1000, 4-66) erzeugt werden, durch das Rauhigkeits-Vorspannungssignal (VY) unterhalb der Grenzen der Maschinen-Betriebsfähigkeit verändert werden.

34. System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (583), die zumindest ein Warmlauf-Korrektursignal erzeugen, aus einem Warmlauf-Regelungskreis bestehen, der folgendes enthält: erste Signal-Generatoreinrichtungen (623), die ein erstes Warmlauf-Korrektursignal erzeugen, dessen Wert veränderbar ist, wenn eine erste Funktion der Maschinentemperatur unter einer ersten vorbestimmten Temperatur liegt, zweite Signal-Generatoreinrichtungen (622, 628), die ein zweites Warmlauf-Korrektursignal erzeugen, dessen Wert veränderbar ist, wenn eine zweite Punktion des Temperatursignales unterhalb einer zweiten vorbestimmten Temperatur liegt, und Schalteinrichtungen (608, 615, 631, 636), die die Übertragung der von den ersten und zweiten Signal-Generatoreinrichtungen (623, 622, 628) zu den Regelungseinrichtungen (1000, 466) über die Summiereinrichtungen (576? 572) überwachen in Abhängigkeit von einem von einem Lastsensor (587) erzeugten Lastsignal, wobei die Schalteinrichtungen (608-636) das von den ersten Signal-Generatoreinrichtungen (623) erzeugte Signal zu den Regelungseinrichtungen (1000, 466) übertragen, wenn das Lastsilgnal anzeigt, dass eine Last an die Maschine angelegt wurde, und das von den zweiten Signal-Generatoreinrichtungen (622, 628) erzeugte Signal zu den Regelungseinrichtungen (1000, 466) übertragen, wenn das Lastsignal die Abwesenheit einer Last anzeigt.

35· System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorbestimmte Temperatur gleich der zweiten vorbestimmten Temperatur ist.

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36. System nach Anspruch 34-, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine Übertragungseinrichtungen aufweist, die zwischen der Maschine und der Last angeordnet sind, wobei die Übertragungseinrichtungen zumindest einen ersten Zustand besitzen, bei dem die Maschine mit der Last verbunden wird und zumindest einen zweiten Zustand, bei dem die Maschine von der Last getrennt wird, und dass der Lastsensor (587) ein Schalter (588) ist, der auf den Zustand der Übertragungseinrichtungen anspricht.

37· System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmlauf-Regelungskreis weiterhin Einrichtungen (583, 589, 597, 605) enthält, die ein Lastanreicherungssignal für eine vorbestimmte Zeitdauer erzeugen, in Abhängigkeit von dem Auftreten eines Lastsignales, das anzeigt, dass eine Last an die Maschine angelegt wurde. - -

38. System nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine einen Sensor (639) aufweist, der ein Leerlaufsignal (idle signal) erzeugt, das anzeigt, dass die Maschine in einem Leerlauf-Betriebszustand ist, wobei die Einrichtungen (638-605), die ein Last-Anreicherungssignal erzeugen, weiterhin zur Erzeugung des Last-Anreicherungssignales in Abhängigkeit von der Beendigung des Leerlaufsignales wirksam sind.

39· System nach Anspruch 34-, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des ersten Warmlauf-Korrektursignales grosser ist als der Wert des zweiten Warmlauf-Korrektursignales-und dass die Änderung der der Maschine zugeführten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von dem ersten Warmlauf-Korrektursignal grosser ist als die Änderung der der Maschine zugeführten Brennstoffmenge, die in Abhängigkeit von dem zweiten Warmlauf-Korrektursignal auftritt.

40. System nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität des zweiten Warmlauf-Korrektursignales entgegen-

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gesetzt der Polarität des ersten Warmlauf-Korrektursignales ist und dass die der Maschine zugeführte Brennstoffmenge in Abhängigkeit von dem ersten Warmlauf-Korrektursignal vergrössert und in Abhängigkeit von dem zweiten Warmlauf-Korrektursignal verringert wird.

41. System nach den Ansprüchen 1, 8 und 10 mit einem geschlossenen Zündzeit-Steuer-Regelkreis, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (1006), die die Korrektursignale erzeugen, folgendes enthalten: Einrichtungen zur Erzeugung eines Bezugsphasenwinkel-Signales (0p)* Einrichtungen (172), die den Mittelwert von mehr als einem Phasenwinkelsignal bilden, um mittlere Phasenwinkelsignale zu erzeugen, Subtrahiereinrich— tungen (174), die das Bezugsphasenwinkel-Signal von den mittleren Phasenwinkelsignalen subtrahieren, um Fehlersignale zu erzeugen, und Akkumulatoreinrichtungen (176), die ein Korrektursignal erzeugen, dessen Wert die Summe der Fehlersignale bezeichnet.

42. System nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenwinkel-Generator (96) folgendes enthält: Einrichtungen (144, 146, 150, 152, 160, 162), zur Erzeugung von Punktionssignalen, die Werte A sin 0 und A cos 0 anzeigen, deren Werte die sin- und cos-lourier-Koeffizienten jedes der Drehmomentimpulse bezeichnen, in Abhängigkeit von den Drehmomentimpuls-Profilsignalen, wobei 0 der Phasenwinkel des Drehmomentimpulses und A eine Konstante ist, und Wandlerexnrxchtungen (164, 166, 168, 170), die die Phasenwinkelsignale aus den Funktionssignalen erzeugen.

43. System nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtungen (164-170) Einrichtungen (168) enthalten, die die Phasenwinkelsignale erzeugen, deren Wert proportional dem Winkel 0 ist, wobei 0 gleich dem Arcustangens des Ausdruckes (A sin 0/A cos 0) ist.

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4-4·. System nach Anspruch 4-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtungen (164—170) folgendes enthalten: 0-Komparatoreinrichtungen (164-), die den Wert A sin 0 mit dem Wert A cos 0 vergleichen, um ein Zählersignal zu erzeugen, das das Funktionssignal, das den kleineren Wert aufweist, bezeichnet, Teilereinrichtungen (166), die das Funktionssignal mit dem kleineren Wert durch das IFunktionssignal mit dem grösseren Wert teilen, um ein Quotientensignal zu erzeugen, Einrichtungen (168), die aus dem Quotientensignal das Phasensignal erzeugen, dessen Wert dem Arcustangens des Quotientensignales entspricht, und Einrichtungen (170), die das Arcustangenssignal in das Phasenwinkelsignal in Abhängigkeit von dem Zählersignal umwandeln, wobei das Phasenwinkelsignal einen Wert 0 aufweist, das der folgenden Gesetzmässigkeit gehorcht:

0 = Arctan (A sin 0/A cos 0)

wenn das Zählersignal anzeigt, dass der Wert von A sin 0 kleiner ist als der Wert von A cos 0 und der folgenden Gesetzmässigkeit gehorcht:

0 = ff/2 - Arctan (A cos 0/A sin 0)

wenn das Zählersignal anzeigt, dass der Wert von A cos 0 kleiner ist als der Wert von A sin 0.

4-5· System nach Anspruch 4-2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Drehmomentimpuis für ein vorbestimmtes Winkeldrehintervall der Ausgangswelle gemessen wird, und dass die Einrichtungen (14-4—162) zum Erzeugen der Punktionssignale folgendes enthalten: Einrichtungen (14-4-, 14-6), die die Drehung der Ausgangswelle abtasten, um Perioden-Identifikations-Signale zu erzeugen, wobei jedes Perioden-Identifikations-Signal ein Ausgangswellen-Winkel-Drehinkrement anzeigt, das gleich einem Viertel des Ausgangswellen-Winkel-Drehintervalles ist, Einrichtungen (150, 152) die auf die Perioden-Identifikations-Signale ansprechen, um Periodensignale P^, P₂, P? und P^, zu

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erzeugen, die diejenige Zeitdauer bezeichnen, die von der Aus gangswelle benötigt wird, um nacheinander durch jedes der Ausgangswellen-Winkel-Drehinkremente zu drehen, und Einrichtungen (160, 162), die die Periodensignale P₁, P₂, P* und P₄ entsprechend folgender Gleichung summieren:

A sin 0**1/N [(P₁ - P₃) + (P₂ - P und A cos 0 &Λ/Ν Qp₁ - P₅) + (P₂- P₄)]

wobei N die Zahl der Periodensignale ist.

46. System nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summiereinrichtungen (160, 162) folgendes enthalten: erste Speichereinrichtungen (160), die das Funktionssignal speichern, das den- Wert A sin 0 aufweist, zweite Speichereinrichtungen (162), die das Funktionssignal speichern, das den Wert von A cos 0 aufweist, erste Torsteuereinrichtungen (Fig. 20), die auf das Perioden-Identifikations-Signal ansprechen, um die Periodensignale zu den ersten Speichereinrichtungen (160) gemäss der nachfolgenden Gleichung durchzulassen:

A sin 0 «** P₁ + P₂ - P₅ - P₄

und zweite Torsteuereinrichtungen (Fig. 20), die auf die Perioden-Identifikations-Signale ansprechen, um die Periodensignale zu den zweiten Speichereinrichtungen (162) gemäss der nachfolgenden Gleichung durchzulassen:

A cos 0 -S^P₁ - P₂ - P, + P₄.

4-7. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschlossener Zeitsteuer-Optimierungs-Regelkreis vorgesehen ist, der folgendes enthält: erste Sensoreinrichtungen, die zu vorbestimmten Drehstellungen der Ausgangswelle Verbrennungskammer-Bezugssignale (©njo) erzeugen, wobei die ■Ver brennungskammer-Bezugssignale einer der Verbrennungskammern

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zugeordnet sind und eine vorbestimmte Beziehung zu der Ablauffolge aufweisen, bei der das Luft/Brennstoff-Gemisch in jeder der Verbrennungskammern verbrannt wird, wobei zumindest eines der Verbrennungskammer-Bezugssignale zumindest eine einzelne Verbrennungskammer identifiziert, zweite Sensoreinrichtungen (38), die Geschwindigkeitssignale erzeugen, die eine Charakteristik der momentanen Drehgeschwindigkeit der Maschinenausgangswelle anzeigen, Korrektursignal-Generatoreinrichtungen (Fig. 44; Fig. 5°)» die eine Vielzahl von Zeitsteuer-Korrektursignalen erzeugen, und zwar eines für jede Verbrennungskammer in Abhängigkeit von den Verbrennungskammer-Bezugs- und Geschwindigkeitssignalen, die den Drehmomentimpulsen, die von jeder Verbrennungskammer erzeugt werden, zugeordnet sind, wobei jedes der Korrektursignale eine Zeitsteuer-Korrektur bezeichnet, die für die Maschinen-Zeitsteuersignale benötigt wird, um zu bewirken, dass die von jeder Verbrennungskammer erzeugten Drehmomentimpulse auf die Ausgangswelle der Maschine bei einer maximalen Drehgeschwindigkeit zu einem vorbestimmten Winkel bezogen auf die Bezugssignale einwirken, und Einrichtungen zur Erzeugung von Zeitsteuersignalen (Fig. 49) zur Regelung der Maschine in Abhängigkeit von den Verbrennungskammer-Bezugssignalen, wobei die Zeitsteuer-Korrektursignale dazu wirken, zumindest eine Zeitsteuerfunktion der Maschinen-Regelungseinrichtungen (1000) zu regeln.

48. System nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Erzeugung der Zeitsteuersignale folgendes enthalten: Einrichtungen (704) zur Erzeugung von Einspritz-Winkel-Signalen in Abhängigkeit von den Verbrennungskammer-Bezugs Signalen (Öqjq)j die eine Winkeldrehstellung der Ausgangswelle für jede Verbrennungskammer bezeichnen, bei der der Brennstoff zugeführt werden soll, Einrichtungen (702), die die Zeitkorrektursignale mit den Einspritz-Winkel-Signalen addieren, um ein korrigiertes Einspritz-Winkel-Signal zu erzeugen, und Einrichtungen (Fig. 49), die das korrigierte Einspritz-Winkel-Signal in ein Einspritz-Zeitsignal für jede Verbrennungskammer umwandeln, wobei das Einspritz-Zeitsignal

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nach jedem Verbrennungskammer-Bezugssignal zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, der proportional dem Wert der korrigierten Einspritz-Winkel-Signale ist, und wobei jedes Einspritz-Zeitsteuer-Signal den Zeitpunkt regelt, zu dem die Maschinen-Regelungseinrichtungen (1000) die Brennstoffzufuhrsignale für jede Verbrennungskammer erzeugen.

4-9. System nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (704) zur Erzeugung der Einspritz-Winkel-Signale weiterhin auf zumindest einen weiteren Betriebsparameter der Maschine ansprechen, wobei der Wert des Einspritz-Winkel-Signales eine Funktion von zumindest einem Betriebsparameter der Maschine ist.

50. System nach Anspruch 47, bei dem die Maschine in jeder Verbrennungskammer eine Zündkerze enthält, die in Abhängigkeit von den Zündsteuersignalen das Luft/Brennstoff-Gemisch zündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Erzeugung der Zeitsteuersignale folgendes enthalten: Einrichtungen (Fig. 50, 52), die Zündwinkelsignale in Abhängigkeit von den Bezugssignalen und Signalen von den Maschinensensoren, die zumindest einen Betriebsparameter der Maschine anzeigen, erzeugen, wobei jedes Zündwinkelsignale einen Winkel bezeichnet, der aus dem Bezugssignal gemessen wird und bei dem das Luft/Brennstoff-Gemisch in jeder Verbrennungskammer gezündet werden, soll, Einrichtungen (942), die die Zeitsteuer-Korrektursignale mit dem Zündwinkelsignal summieren, um ein korrigiertes Zündwinkelsignal zu erzeugen und Einrichtungen (Fig. 51), die das korrigierte Zündwinkelsignal in ein Zündsignal umwandeln, das die Zündkerzen mit Energie versorgt, um die Luft/Brennstoff-Mischung in jeder Verbrennungskammer zu zünden, wobei das Zündsignal nach dem Verbrennungskammer-Bezugssignal zu einer Zeit erzeugt wird, die proportional dem Wert der korrigierten Zündwinkelsignale ist.

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