DE3036180A1 - Zuendzeitpunktregler fuer brennkraftmotoren - Google Patents

Zuendzeitpunktregler fuer brennkraftmotoren

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Description

- WG 0239/185(3) TER MEER · MÜLLER · STEINMi-ISTFR
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zündzeitpunktregler der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art.
Bei Brennkraftmotoren wird die zugeführte Treibstoffmenge üblicherweise durch eine Einspritzanlage oder einen Vergaser gesteuert. Bekannt sind auch Einrichtungen, die in Verbindung mit dem Treibstoff-Zumeßaggregat bei einem mit einer Drehzahlverminderung verbundenen Betriebszustand des Motors die Treibstoffzufuhr ganz sperren, um außer einem geringen Treibstoffverbrauch möglichst saubere Abgabe zu erzielen und das Durchbrennen eines" katalytischen Abgasreinigers bei gedrosseltem Motorlauf zu verhindern.
Häufig erfolgt die Absperrung der Treibstoffzufuhr für den Motor unter Berücksichtigung verschiedener Betriebsbedingungen wie Drosselklappenstellung, Drehzahl und Kühlwassertemperatur, beispielsweise wenn die Drosselklappe auf Leerlaufstellung steht und die Motordrehzahl sowie die Kühlwassertemperatur jeweils über einem vorgegebenen Grenzwert liegen.
Wenn nach einer Absperrung der Treibstoff wieder zugeführt wird und dadurch eine schroffe Änderung des Motordrehmoments eintritt, macht sich im Fahrzeug als lästige Begleiterscheinung ein Ruck oder Stoß bemerkbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Zündzeitpunktregler aufzuzeigen, mit dem diese Ruck- oder Stoßerscheinung zu vermeiden ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist im Patentanspruch 1 kurzgefaßt angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es ist ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Zündzeitpunktreglers, daß er bei Erkennung einer Abnahme der Motordrehzahl bei abgesperrter Treibstoffzufuhr automatisch den Zündzeitpunkt zurückverlegt. Dadurch wird beim nächsten Wiederbeschleunigungsvorgang ein weicher Drehmomentübergang erzielt und die Ruckerscheinung verhütet.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann der Zündzeitpunktregler so ausgelegt sein, daß die Verzögerungszeit mit einem vorbestimmten Wert vorgegeben wird, wenn eine nach Eintritt der Motorbeschleunigung bei abgesperrter Treibstoffzufuhr abgelaufene Zeitspanne kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert, und die Verzögerungszeit laufend bis auf Null reduziert wird, wenn die Zeitspanne größer als der erste vorbestimmte Wert ist. Die Null-Reduzierung der Verzögerungszeit kann durch Subtraktion einer Konstante von der Verzögerungszeit in einem Intervall erfolgen. Ferner kann die Verzögerung mit Null angesetzt sein, wenn die Zeitspanne um einen zweiten vorbestimmten Wert kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist.
Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zünd
zeitpunktreglers,
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Fig. 2 und 3 Flußdiagramme zu Programmen, die in
einem Digitalrechner des Zündzeitpunktreglers von Fig. 1 ablaufen und
Fig. 4 graphische Darstellungen zu Wiederbeschleunigungsvorgängen bei abgesperrtem Treibstoff, bezogen
auf die Flußdiagramme von Fig. 2 und 3.
Wesentlicher Bestandteil des erfindungsgemäßen Zündzeitpunktreglers von Fig. 1 ist ein Digitalrechner 10 mit einer Ein/Ausgabeschaltung 12, einer zentralen Recheneinheit (CPU) 14, einem Festspeicher (ROM) 16, einem Speicher für freien Zugriff (RAM) 18 und einem Taktoszillator 20. Dieser Digitalrechner 10 berechnet diverse durch Fühler erfaßte Betriebszustände eines Brennkraftmotors und gibt ein den Zündzeitpunkt festlegendes Zündsignal ab.
Für diese Aufgabe erhält der Digitalrechner 10 Eingänge von verschiedenen Fühlern wie einem Kurbelwellenstellungsfühler 22, einem Lastfühler 24, einem Drosselklappenschalter 26 und einem Treibstoffabsperrfühler 28. Der Kurbelwellenstellungsfühler 22 gibt jeweils einen elektrischen Bezugsimpuls ab, sobald die Kurbelwelle des Motors sich um einen bestimmten Winkelbetrag gedreht hat, der bei einem Vierzylindermotor beispielsweise mit 180° und bei einem Sechszylindermotor mit 120° festgelegt sein kann. Außerdem gibt der Fühler 22 noch elektrische Positionsimpulse für kleinere Kurbelwellenwinkeleinheiten ab, beispielsweise mit jedem Grad der Kurbelwellendrehung einen Impuls.
Da eine genaue Angabe der Motorbelastung nur durch Messung der Motordrehzahl und des abgegebenen Drehmoments möglich ist und zur Zeit ein wirtschaftlich vertretbarer Fühler zur Bestimmung des abgegebenen Dreh-
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moments nicht auf dem Markt ist, erfaßt der Lastfühler 24 die sich etwa proportional zu der Motorbelastung verhaltende Ansaugluftmenge. Der Drosselklappenschalter 26 gibt so lange ein Signal ab, wie die Drosselklappe nicht vollständig geschlossen oder in Leerlaufstellung ist. Der Treibstoffsperrfühler 28 gibt ein Signal ab, wenn die Treibstoffzufuhr zum Motor oder die Einspritzimpulse für das Einspritzsystem abgeschaltet sind.
Die Zündsignale des Digitalrechners 10 gehen in eine Zündkerzen 32, einen Verteiler 34, eine Zündspule 36 und einen Schalttransistor 38 enthaltende Zündanlage 30, deren Schalttransistor 38 im Ruhezustand leiten! ist und dadurch die Abgabe von Hochspannung durch die Zündspule 36 verhindert, jedoch· durch das Zündsignal des Digitalrechners 10 in den Sperrzustand versetzt wird , so daß Zündfunken im Spalt der Zündkerzen 32 entstehen können.
Der erfindungsgemäße Zündzeitpunktregler arbeitet folgendermaßen: Im Festspeicher ROM 16 sind für verschiedene Drehzahl- und Ansaugluftmengen-Werte eine Anzahl von optimalen Zündzeitpunktwerten fest eingespeichert. Der Begriff "optimale Zündzeitpunktwerte" bezieht sich auf Winkelwerte vor oder nach dem oberen Kolbentotpunkt für ein maximales Ausgangsdrehmoment. Im Betrieb liest der Digitalrechner 10 mit jedem durch den Kurbelwellenfühler 22 gelieferten Bezugsimpuls aus dem Festspeicher 16 den optimalen Zündzeitpunktwert in Verbindung mit der durch die Kurbelwellenimpulse bestimmten Motordrehzahl und Ansaugluftmenge und gibt daraufhin ein Zündsignal ab, sobald die Anzahl der gezählten Kurbelwellenpositionsimpulse nach Auftreten des Bezugsimpulses den Ablesewert erreicht. Das
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Zündsignal sperrt den Transistor 38 und führt zur Erzeugung von Zündfunken am Spalt der Zündkerzen 32 durch die Zündspule 36. Ferner erkennt der Digitalrechner 10 in Verbindung mit Signalen des Drosselklappenschalters 26 und Treibstoffabsperrfühlers 28 eine Wiederbeschleunigung nach Treibstoffabsperrung und veranlaßt eine Verzögerung um einen konstanten Winkel oder einen dem Ablesewert entsprechenden Winkel gegenüber dem gelesenen optimalen Zündzeitpunktwert, um einen weichen Motor-Lastwechsel zu erzielen und lästige Stöße zu vermeiden.
In dem Programm von Fig. 2 hat der Block 106 den Inhalt Flag 1=1, wenn die Treibstoffzufuhr zum Motor abgesperrt ist, sonst 0. Flag 2=1 bedeutet, daß in dem vorhergehenden Programmdurchlauf eine Zündzeitpunktverzögerung erfolgte, und Flag 2=0 bedeutet, daß in diesem Programm eine Zündzeitpunktverzögerung durchgeführt wird. Flag 3 bezieht sich darauf, ob der Treibstoff-Absperrzustand bei ganz geschlossener Drosselklappe aufgehoben wird oder nicht, d.h. ob die Motordrehzahl· unter einen vorgegebenen Wert fällt und die Treibstoffzufuhr während einer Motorbremsung wieder eingeschaltet wird. Flag 3 = 1 bedeutet ja, Flag 3=0 bedeutet, daß die Treibstoffzufuhr erst nach dem Öffnen der Drosselklappe oder bei einer Motor-Wiederbeschleunigung eingeschaltet wird.
Nach Start bei 102 veranlaßt das Programm in Block 104 den Digitalrechner, als Funktion von Motordrehzahl und Belastung den optimalen Zündzeitpunktwert A zu lesen.
Wenn in Block 106 Flag 1 = 1 (Treibstoff gesperrt) ist, geht das Programm über Block 108 (Flag 3=0) zu Block (Flag 2=0) über und schreitet nach Block 112 fort, wo die Ausgabe des optimalen Zündzeitpunktwertes A veranlaßt wird.
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Wenn in Block 106 Flag 1 = 0 (Treibstofförderzustand) ist, wird in Block 114 die Drosselklappenstellung abgefragt. Ist die Drosselklappe geschlossen und die Drehzahl fällt ab, wird dabei aber Treibstoff gefördert, so wird in Block 116 Flag 3=1 gesetzt, und das Programm schaltet über Block 110 zum Block 112 vor/ der optimale Zeitpunktwert A wird ausgegeben.
Wenn in Block 114 die Drosselklappe offen ist, ermittelt das Programm in Block 118, ob Flag 3=0 ist oder nicht. Flag 3 = 1 bedeutet eine Wiederbeschleunigung des Motors bei laufender Treibstoffzufuhr; es bedarf keiner Zündzeitpunktverzögerung, folglich geht das Programm über Block 110 zu Block 112 über und veranlaßt die Abgabe des optimalen Zündzeitpunktwertes A.
Wenn dagegen in Block 118 Flag 3=0 ist, weil eine Wiederbeschleunigung bei abgesperrtem Treibstoff stattfindet, veranlaßt das Programm den Übergang zu einem Block 120 und damit den Start eines Zündzeitpunktverzögerungsschritts. Falls in Block 120 Flag 2=0 ist bzw. das Programm erstmals zu Block 120 gelangt, so springt das Programm auf Block 122, wo Flag 2 = 1 und der Zähler auf 0 gesetzt werden, und dann zu Block 124.
Falls in Block 120 Flag 2 = 1 ist, springt das Programm direkt nach Block 124.
In Block 124 wird festgestellt, ob der Zählwert des Zählers bei oder über einem ersten vorbestimmten Wert liegt oder nicht, beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 bis 0,2s. Bei Antwort "nein" springt das Programm direkt auf Block 112 und veranlaßt die Abgabe des optimalen Zündzeitpunktwerts A. Der Block 124 legt eine Zündzeitpunktverzögerung um 0,1 bis 0,2s nach Beginn der Motor-Wiederbeschleunigung fest. Soll die Ver-
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zögerung des Zündzeitpunkts gleichzeitig mit der Motor-Wiederbeschleunigung erfolgen, so kann Block 124 übersprungen oder der erste vorbestimmte Wert mit 0 gewählt werden.
Bei Antwort "ja" in Block 124 springt das Programm auf Block 126 und stellt fest, ob der Zählwert des Zählers bei oder über einem zweiten vorbestimmten Wert liegt, welcher größer ist als der erste vorbestimmte Wert und die Größenordnung von 0,1 bis 0,5s hat. Bei Antwort "nein" springt das Programm auf einen Block 128, wo die Verzögerung auf ihren Anfangswert K- gesetzt wird, beispielsweise in der Größenordnung von 10° bis 30
Anschließend veranlaßt das Programm in einem Block 130 den Digitalrechner zur Berechnung des Zündzeitpunktwerts durch Subtraktion des Ausgangs-Verzögerungswerts K1 von dem festgelegten optimalen Zündzeitpunktwert A. In Block 112 wird dann die Differenz A-K1 als Zündzeitpunktwert ausgegeben, welcher um den Verzögerungswert K1 hinter dem optimalen Zündzeitpunktwert A nacheilt, wenn der Zähler-Zählwert zwischen den ersten und zweiten vorbestimmten Werten liegt.
Bei Antwort "ja" in Block 126 springt das Programm direkt zum Block 130, wo die Zündzeitpunktverzögerung K nach dem Programm in Fig. 3 errechnet wird. Der Zugang zu diesem Programm erfolgt bei Start 150 in einem konstanten Intervall oder nach Kurbelwellendrehung um eine bestimmte 0 Anzahl von Graden. Nach Zählwerterhöhung um 1 im Zähler bei Block 152 ermittelt das Programm in Block 154, ob der Zählwert in dem Zähler bei oder über dem zweiten vorbestimmten Wert liegt. Im Fall der Antwort "ja" springt das Programm auf Block 156, wo der Zählwert auf den zweiten vorbestimmten Wert (= SPV) gesetzt wird, und dann
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KISjATI - WG 0239/185(3) TER MEER ■ MÜLLER · STEIN M£JS1 L-R
nach Block 158, wo der Digitalrechner eine Zündzeitpunktverzogerung K durch Subtraktion eines dritten vorbestimmten Wertes von dem Verzögerungswert K errechnet. Danach oder wenn in Block 154 die Antwort "nein" lautet, springt das Programm auf Block 160 und ermittelt, ob der Zündzeitpunktverzögerungswert negativ ist oder nicht. Falls der Wert K negativ ist, wird er in Block 162 gleich 0 gesetzt, andernfalls direkt ausgegeben.
Somit wird der Verzögerungswert jedesmal um den dritten vorbestimmten Wert reduziert, wenn das Programm zu der mit Block 120 in Fig. 2 beginnenden Zündzeitpunktverzogerung gelangt, und gegebenenfalls aus 0 reduziert. Mit anderen Worten: Falls der Zähler-Zählwert den zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, nimmt die Zündzeitpunktverzogerung laufend ab und erreicht schließlich 0; der Zündzeitpunkt enspricht dem optimalen Zündzeitpunktwert A. Diese laufende Reduzierung der Zündzeitpunktverzogerung ermöglicht einen glatten übergang zu normalen Zündzeitpunktwerten.
In Fig. 4 sind die verschiedenen Änderungen im Verlauf der Rechnerprogramme von Fig. 2 und 3 für den Fall graphisch dargestellt, daß der Motor zu einem Zeitpunkt bei gesperrter Treibstoff zufuhr beschleunigt wird. Flag -\ springt von 1 auf 0, Flag 2 von 0 auf 1 und Flag 3 bleibt 0. Der Zähler-Zählwert geht zum Zeitpunkt I1 auf 0 und steigt danach fortlaufend so an, daß nach einer ersten Zeitspanne t.. der erste vorbestimmte Wert CL und nach einer zweiten Zeitspanne t2 der zweite vorbestimmte Wert C9 erreicht wird. Die Zündzeitpunktverzogerung K nimmt nach dem Zeitraum t ihren Anfangswert K1 ein, nachdem der Motor mit der Beschleunigung begonnen hat,
verbleibt über die Zeit t? auf dem Wert K1 und sinkt
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danach laufend bis auf O ab. Der Zündzeitpunkt A wird nach Ablauf von t um einen vorgegebenen Wert verzögert, ( während t„ auf diesem Wert verbleibt) und kehrt danach kontinuierlich auf seinen Optimalwert A1 zurück. Ferner ist in Fig. 4 durch eine unterbrochene Linie die bei herkömmlichen Systemen vorhandene Drehmomentänderung angedeutet.
Vorzugsweise steuert der Digitalrechner den Anfangswert K1 der Zündzeitpunktverzögerung K in Abhängigkeit von dem optimalen Zündzeitpunktwert A1.
Ferner sei erwähnt, daß der gleiche Steuervorgang möglich ist, wenn die Nein-Linie von Block 154 in Fig. 3 über Block 156 mit Block 158 verbunden ist.
Der erfindungsgemäße Zündzeitpunktregler ermöglicht durch Zurücknahme des Zündzeitpunktes gegenüber dem optimalen Zündzeitpunkt bei einer Wiederbeschleunigung des Motors bei abgesperrter Treibstoffzufuhr einen harmonischen Drehmoment-Übergang und ein ruckfreies Fahren.
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Claims (6)

  1. PATENTANWÄLTE
    TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER
    Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !'Office europeen des brevets
    Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl -ing. H. Steinmeister Dipl.-lng, F. E. Müller „. .
    Triftstrasse A, S.ekerwall 7,
    D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1
    WG 0239/185(3) 25. September 1980
    Mü/Gdt/hm
    NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED
    2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi,
    Kanagawa-ken, Japan
    Zündzeitpunktregler für Brennkraftmotoren
    Priorität: 28. September 1979, Japan, Ser.Nr. 54-124172
    PATENTANSPRÜCHE
    Zündzeitpunktregler für einen Brennkraftmotor mit Zündkerzen und elektrischer Zündanlage, dem eine Einrichtung zugeordnet ist, welche die Treibstoffzufuhr unterbricht, wenn die Motordrehzahl bei Schub- oder Verzögerungsbetrieb einen vorgebbaren Wert überschreitet,
    gekennzeichnet durch einen Digitalrechner (10), der die Durchführung folgender Schritte steuert:
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    - WG 0239/185(3) TER MEER · MÜLLER · STEINMQSTtR 30361 8
    - Vorgabe eines optimalen Zündzeitpunktwertes unter Berücksichtigung der augenblicklichen Motorbelastung, und
    - Erzeugung eines an den Zündkerzen (32) Zündfunken auslösenden Signals mit einer Zeitverzögerung (t1) nach dem vorgegebenen optimalen Zündzeitpunktwert, wenn bei abgesperrter Treibstoffzufuhr eine Motorbeschleunigung auftritt.
  2. 2. Zündzeitpunktregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalrechner die Verzögerungszeit mit einem vorbestimmten Wert vorgibt, wenn eine nach Eintritt der Motorbeschleunigung bei abgesperrter Treibstoffzufuhr ablaufende Zeitspanne kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert, und die Verzögerungszeit laufend bis auf Null reduziert, wenn die Zeitspanne größer als der erste vorbestimmte Wert ist.
  3. 3. Zündzeitpunktregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalrechner in einem Intervall eine Konstante von der Verzögerungszeit subtrahiert.
  4. 4. Zündzeitpunktregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalrechner die Subtraktion einer Konstante von der Verzögerungszeit in einer bestimmten Winkelposition (x °) der Kurbelwelle ausführt.
  5. 5. Zündzeitpunktregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Digitalrechner die Verzögerungszeit mit Null vorgibt, wenn die
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    FTISSA1SI - WG 0239/185(3)
    TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEilS T HR 3036180
    Zeitspanne um einen zweiten vorbestimmten Wert kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist.
  6. 6. Zündzeitpunktregler nach Anspruch 2, 3 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Zeitspanne auf die Kurbelwellenumdrehung bezogen ist.
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DE3036180A 1979-09-28 1980-09-25 Zündzeitpunktregler für Brennkraftmotoren Expired DE3036180C2 (de)

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