DE3110683C2

DE3110683C2 -

Info

Publication number: DE3110683C2
Application number: DE3110683A
Authority: DE
Inventors: Rolf Ing.(Grad.) 7252 Weil Der Stadt De Daeumer; Winfried Dipl.-Ing. 7133 Maulbronn De Kloetzner; Manfred Dipl.-Ing. 7012 Fellbach De Schenk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1990-06-07
Also published as: JPS57165646A; DE3110683A1; JPH0558855U; GB2095443A; US4653015A; JPH03497B2; GB2095443B

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitdauersignals zur Steuerung von Kraftstoffzumeß- oder Zündvorgängen bei Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 28 50 534).

Bei der Brennkraftmaschinensteuerung sowie bei deren Regelung werden zunehmend Rechner eingesetzt, um im Hinblick z. B. auf minimalen Kraftstoffverbrauch und möglichst schadstoffarmes Abgas exakte Steuersignale für die einzelnen Stellwerke und Ventile bereitstellen zu können. Aus der DE-OS 28 50 534 ist ein Rechnersystem bekannt, bei dem u. a. die Einspritzzeit von Kraftstoffeinspritzventilen in einem Rechner als Zahlenwert ermittelt, und dieser Wert einschließend in eine Zeit gewandelt wird. Diese Zahlen-Zeit-Wandlung vollzieht sich über eine bestimmte Anzahl von Auszählvorgängen eines bestimmten Wertes in einem Zähler. Da dieser Zähler fortlaufend vom gleichen Anfangswert A aus herunterzählt, ergibt sich bei der dort angegebenen Schaltung die Gesamtdauer des Ausgangssignals nach der Formel

wobei A der jeweilige Anfangswert des Zählers ist, fcl die Auszählfrequenz darstellt und mit k die Gesamtzahl der Auszählvorgänge bezeichnet ist. Die Gesamtzeit setzt sich somit aus der Summe von jeweils identischen Einzelzeitbereichen A/fcl zusammen. Berechnet wird bei der bekannten Einrichtung einmal dieser Anfangswert A und ferner die Gesamtzahl k der erforderlichen Auszählvorgänge.

Es hat sich nun gezeigt, daß trotz der relativen Einfachheit dieses Zahlen-Zeit-Wandlers der Hard-Ware-Aufwand nicht unbeachtlich ist, da im Hinblick auf den jeweils bestimmten Anfangswert des Zählers für den Auszählvorgang ein Zwischenspeicher für diesen Anfangswert erforderlich ist. Im Hinblick auf die hohen Stückzahl bei den rechnergesteuerten Systemen für Kraftfahrzeuge soll jedoch der Hard-Ware-Aufwand möglichst klein sein, wobei ein u. U. etwas höherer Software-Einsatz eher in Kauf genommen werden kann,

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einer Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitdauersignals der eingangs genannten Art die Schaltungsanordnung zu vereinfachen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitdauersignals weist einen geringeren apparativen Aufwand als die aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen auf. Dies bei gleicher Genauigkeit des Ergebnisses und im Grund genommen ohne erhöhte Rechnerzeit.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung und ein dazugehöriges Impulsdiagramm nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ebenfalls zusammen mit einem Impulsdiagramm, und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit einem Software-Zähler.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Ausführungsbeispiele betreffen Steuereinrichtungen bei Brennkraftmaschinen, und dort speziell den signalmäßig letzten Teil von Einspritzsignal-Erzeugerstufen. Die Signalverarbeitung erfolgt digital und rechnergesteuert.

Fig. 1 zeigt - auf das Wesentliche beschränkt - einen Zahlen-Zeit-Wandler nach dem Stand der Technik. Der Rechner selbst ist mit 10 markiert. Er umfaßt einen Datenbus 12, der über einen Zwischenspeicher 13 zum Zählerstandseingang 14 eines Abwärtszählers 15 führt. Eine Steuerbusleitung 16 des Rechners 10 ist sowohl mit dem ersten Eingang eines ODER-Gatters 17, als auch mit dem Setz-Eingang eines RS-Flipflops 18 verbunden. Das gewünschte Einspritzzeitsignal beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erscheint am nicht invertierenden Ausgang des Flipflops 18 und es wird einem nachfolgenden, nicht dargestellten Treiberstoff für das Ansteuersignal eines Einspritzventils zugeführt. Der Zähler 15 besitzt neben dem Daten-Eingang 14 einen Lade-Eingang 20, einen Zählsignaleingang 21, einen CI-Eingang 22 sowie einen Überlauf-Ausgang 23. Dabei ist der Lade-Eingang 20 mit dem Ausgang des ODER-Gatters 17 gekoppelt. Am Überlauf-Ausgang 23 ist sowohl der zweite Eingang des ODER-Gatters 17, als auch der Zähleingang eines nachfolgenden Abwärtszählers 25 angeschlossen. Dessen Anfangszählerstand mit einem Wert k kommt ebenfalls über eine Datenbusleitung vom Rechner 10. Ausgangssignal dieses Zählers 25 ist ein Überlauf-Signal vom Überlaufausgang 26, das über einen Inverter 27 dem Rücksetz-Eingang des Flipflops 18 zugeführt wird. Ausgangsseitig steht dieses Flipflop 18 noch mit dem CI-Eingang 22 des Zählers 15 in Verbindung.

Die Wirkungsweise der an sich bekannten Anordnung nach Fig. 1a läßt sich am besten mittels der Impulsdiagramme nach Fig. 1b erläutern.

Erscheint auf der Steuerbusleitung 16 ein Start-Signal nach Fig. 1b I, dann wird der Zähler 15 mit dem im Zwischenspeicher 13 enthaltenen Wert A geladen und gleichzeitig das Flipflop 18 gesetzt. Der Wechsel des Ausgangssignals dieses Flipflops 18 bewirkt über den CI-Eingang 22 den Zählvorgang in Zähler 15. Ein Überlaufsignal am entsprechenden Ausgang 23 sorgt über das ODER-Gatter 17 für ein neuerliches Laden des Zählers 15 und gleichzeitig für einen Zählschritt im nachfolgenden Zähler 25. Die Darstellungen nach Fig. 1b II und III zeigen die jeweiligen Zählerstände der Zähler 15 und 25. Ist der im zweiten Zähler 25 vorgegebene Zählwert k ausgezählt, dann wird über den Inverter 27 das Flipflop 18 zurückgesetzt, dessen Ausgangssignal geht auf 0, was wiederum das Ende des Zählens in Zähler 15 bewirkt.

Beim Gegenstand von Fig. 1 wird demnach ein spezieller Anfangswert A im Zähler 15 laufend und so lange ausgezählt, bis eine bestimmte Anzahl von Auszählvorgängen erreicht worden ist. Das Ausgangssignal ti des Flipflops 18 ergibt sich somit nach der Formel

wobei mit fcl die Zählfrequenz des Zählers 15 bezeichnet ist.

Bei dieser Einrichtung nach Fig. 1 muß ein Zwischenspeicher 13 für den jeweiligen Anfangswert A vorhanden sein, und es ist charakteristisch für diese Schaltungsanordnung, daß der gesamte mögliche Zählbereich des Zählers 15 nicht immer ausgeschöpft werden kann.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße und gegenüber dem Gegenstand von Fig. 1 bezüglich Bauelementen weniger aufwendige Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitdauersignals. Dabei sind gleiche Bauelemente und gleiche Signalleitungen mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Erkennbar ist das Fehlen des Zwischenspeichers 13 und des ODER-Gatters 17 von Fig. 1. Im übrigen gibt es keinen prinzipiellen Unterschied.

Wesentlich ist nun, daß beim Gegenstand nach Fig. 2 der Rechner 10 nicht den jeweiligen Anfangswert A für den Zähler 15 ermittelt, sondern nur einen sogenannten Restbetrag R. Er wird beim Auftreten eines Startsignals nach Fig. 2b I in den Zähler 15 geladen und dort ausgezählt. Erreicht der Zähler 15 den Zählerstandswert 0, dann wird nun nicht wie beim Gegenstand nach Fig. 1 ein neuer Anfangswert geladen, sondern die Zählung beginnt bei der höchstmöglichen Stelle. Bei einem 8-Bit-Zähler ist dies der Zahlenwert 255. Die nun folgenden Zählvorgänge durchlaufen den gesamten Wertbereich des Zählers 15 (siehe Fig. 2b II) und die Zählung endet, wenn entsprechend wie beim Gegenstand nach Fig. 1 eine bestimmte Anzahl von Überläufen aufgetreten ist.

Formelmäßig ausgedrückt ergibt sich für die Zeitdauer des Ausgangssignals des Flipflops 18 ein Wert nach

ti = (R + k · 256)/fcl

wobei im Rechner der Restwert R und die Gesamtzahl der Zählvorgänge k ermittelt werden.

Aufgrund des angegebenen formelmäßigen Zusammenhangs ist die Zeitdauer des Ausgangssignals des Flipflops 18 umgekehrt proportional zur Auszählfrequenz des Zählers 15. Für die Bildung von Einspritzzeiten wird diese Auszählfrequenz in der Regel konstant gehalten. Sollen hingegen Winkelpositionen ausgehend von einer bestimmten Bezugsmarke ermittelt werden, z. B. für die Auslösung eines Zündvorgangs, dann ist es zweckmäßig, die Zählfrequenz von der Drehzahl der Kurbelwelle bzw. Nockenwelle abhängig zu wählen. Man erreicht auf diese Weise eine Winkelbestimmung über eine (drehzahlabhängige) Zeitbestimmung. Die obenbeschriebene Einrichtung nach Fig. 2 zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, was insbesondere beim Bedarf hoher Stückzahlen von Vorteil ist. Darüber hinaus wird der ohnehin vorhandene Zähler 15 leistungsmäßig voll ausgeschöpft.

Eine weitere Einsparung an Hard-Ware-Aufwand ist möglich, wenn der Zähler 25 in Ausführungsbeispielen 1 und 2 durch einen Software-Zähler im Rechner 10 ersetzt wird (siehe Fig. 3). Das Überlaufsignal am Ausgang 13 des Zählers 15 dient dann als Interruptsignal. Ferner muß der Reset-Eingang von Flip-Flop 18 durch ein Steuersignal 19 vom Rechner 10 rechtzeitig vorbereitet werden, damit beim richtigen Stand k des Software-Zählers der nächste Überlauf des Zählers 15 zum Rücksetzen des Flip-Flops 18 führt und somit die Zeit ti beendet wird.

Claims

1. Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitdauersignals zur Steuerung von Kraftstoffzumeß- oder Zündvorgängen bei Brennkraftmaschinen mit in einem Rechner bereitgestellten betriebskenngrößenabhängigen Zahlenwerten, mit einer ersten Zählstufe (15), die mit einer Zählfrequenz (fcl) von einem Anfangswert aus zählt und mit einer zweiten Zählstufe (25), die als Zählwert (k) die Anzahl der kompletten Zählbereiche der ersten Zählstufe (15) enthält und die die durchlaufenen Zählbereiche der ersten Zählstufe (15) erfaßt und nach dem Auszählen des Zählwertes (k) die Zählung in der ersten Zählstufe (15) beendet, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zählstufe (15) beim ersten Zählvorgang von dem Anfangswert (R) aus zählt und jeder weitere Zählvorgang den gesamten Zählbereich der ersten Zählstufe (15) durchläuft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählfrequenz (fcl) variabel ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Winkel-Signals die Zählfrequenz (fcl) von der Drehzahl einer Brennkraftmaschinenwelle abhängig ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählwert (k) mit einem Hardware- oder einem Software-Zähler gezählt werden kann.