DE3138101C2

DE3138101C2 - Verfahren zur Steuerung der Zündverstellung bei einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3138101C2
Application number: DE3138101A
Authority: DE
Inventors: Masaomi Toyota Aichi Nagase; Jiro Okazaki Aichi Nakano; Hironobu Toyota Aichi Ono
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-09-25
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1984-12-06
Also published as: JPS5759058A; US4489691A; DE3138101A1

Abstract

Die Zündpunkteinstellung einer Brennkraftmaschine wird nicht nur während des Anlassens, sondern auch bis zum Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Anlassen oder bis zum Erreichen einer vorbestimmten Umdrehungsanzahl der Maschine nach dem Anlassen auf einen vorbestimmten Festwert gesteuert.

Description

hung der üblichen Betriebsparameter erfolgende Zündverstellung.

Aus der DE-OS 28 45 352 ist ein ähnliches Verfahren zur elektronischen Regelung einer Brennkraftmaschine bekannt, das sich insbesondere auf die Einstellung von vorprogrammierten Anfangswerten der Regelgrößen vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine bezieht, indem entsprechende Bezugsdaten in augehörigen Bezugsregistern gesetzt werden. Dies erfolgt bei jedem Schließen des Zündschloßschalters, durch das eine Zentraleinheit in Form eines Mikroprozessors angesteuert wird und ein in einem Festspeicher abgespeichertes Programm auszuführen beginnt. Eine solche Rückstellung elektronischer Schaltkreise vor Beginn einer Regelung stellt allerdings eine Selbstverständlichkeit dar, da bei einer unter Verwendung eines Mikroprozessors erfolgten programmgesteuerten Zündverstellung zwangsläufig von definierten gespeicherten Anfangswerten un-i nicht etwa von den zuletzt erhaltenen Regelgrößen ausgegangen werden muß.

Darüber hinaus ist aus der DE-OS 27 10 200 ein Verfahren zur Steuerung der Zündvorverstellung bei einer Brennkraftmaschine bekannt, gemäß dem ein betriebsparameterabhängig ermittelter Zündvorverstellwinkel unterhalb einer bestimmten Drehzahl auf Null gehalten wird. Da hierbei die Zündvorverstellung jedoch in Abhängigkeit vom Erreichen eines Drehzahl-Schwellenwertes erfolgt, der insbesondere bei den nach einem Anlaßvorgang üblicherweise auftretenden Drehzahlschwankungen kurzfristig auch vorzeitig erreicht werden kann und sodann eine unerwünschte Vorverstellung des Zündzeitpunkts mit der nachteiligen Folge von Fehlzündungen oder einem Aussetzen der Brennkraftmaschine auslöst, ist auch dieses Verfahren insofern nachteilig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß bei einem Anlaßvorgang unabhängig von den hierbei meist stark schwankenden Betriebsparametern ein zuverlässiges gleichmäßiges Anlaufen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit in Abhängigkeit vom Vorliegen eines Anlaßzustandes und der damit gegebenen Erzeugung eines betriebsparameterunabhängigen Signals ermittelt, ob die Brennkraftmaschine nach einem Anlaßvorgang eine vorgegebene Gesamtanzahl von Umdrehungen ausgeführt hat. Ist dies der Fall, wird ein entsprechendes weiteres Signal erzeugt. Der Zündzeitpunkt wird beim Anlaufen der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von diesen beiden Signalen so lange auf einem festen Einstellwert gehalten, bis die Brennkraftmaschine nach dem eigentlichen Anlaßvorgang die vorgegebene Gesamtanzahl von Umdrehungen ausgeführt hat. Für die Aufrechterhaltung des festen Zündungs-Einstellwertes ist somit nicht das Erreichen eines bestimmten Drehzahl-Schwellenwertes nach einem Anlaßvorgang maßgebend, sondern die Ausführung einer bestimmten Gesamtzahl von Umdrehungen, so daß sich bei schnellet^ stetigem Erreichen höherer Drehzahlwerte nach einePi Anlaßvorgang die Zeitdauer dieser festen ZündeinstelHing Verkürzt, während sie sich bei unregelmäßigen niedrige*¹ Drehzahlwerten nach einem Anlaßvorgang entsprechend verlängert und hierbei von betriebsparameterat3hängigen Drehzahlschwankungen völlig unabhängig ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die beim Anlaufen einer brennkraftmaschine in der Regel stark schwankenden Betrieb^parameter nicht in die Zündverstellungssteuerung eingehen, die Zeitdauer der festen Zündeinstellung jedoch flexibel den jeweiligen Betriebsbedingungen anpaßbar ist

Im Unteranspruch ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gekennzeichnet

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine, bei der das Steuerverfahren Anwendung findet,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung gemäß Fig. 1,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Zeitsteuer-Signalformerschaltung gemäß F i g. 2,

Fig.4 Signalverläufe in Schaltungen gemäß den Fig.3,5und9,
F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für eine Zündsteuerschaltung gemäß F i g. 2,

Fig.6 ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Ausführung von Rechenvorgängen für die Zündverstellungssteuerung veranschaulicht,
F i g. 7 ein Kennfeld, das die Beziehung der Zündvorverstellwinkel zu den Werten Q/N und N veranschaulicht,

F i g. 8a und 8b Ablaufdiagramme, die Teile eines weiteren Programms zur Ausführung von Rechenvorgängen für die Zündverstellungssteuerung veranschaulichen, und

Fig.9 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Zündsteuerschaltung gemäß F i g. 2.

In F i g. 1, die schematisch ein Zündverstellungs-Steuersystem mit einem Mikrocomputer für eine Brennkraftmaschine zeigt, ist mit 10 ein Luftstromfühler, der die Durchflußleistung der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft ermittelt und eine dem ermittelten Wert entsprechende Spannung erzeugt, mit 12 ein Unterdruckfühler, der den pneumatischen Druck in einem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine ermittelt und eine dem ermittelten Wert entsprechende Spannung erzeugt, mit 14 ein Kühlmitteltemperaturfühler, der die Temperatur des Kühlmittels ermittelt und eine dem ermittelten Wert entsprechende Spannung erzeugt, und mit 15 ein Anlaßschalter bezeichnet, der zum Anlassen geschlossen wird. Eine Steuerschaltung 16 wird mit den Ausgangsspannungen des Luftstromfühlers 10, des Unterdruckfühlers 12 und des Kühlmitteltemperaturfühlers 14 sowie einem Signal vom Anlaßschalter 15 gespeist, das angibt, daß die Brennkraftmaschine angelassen wird, bzw. sich im Anlaßzustand befindet.

Ein Verteiler 18 der Brennkraftmaschine 18 ist mit einem ersten Kurbelwinkelfühler 20 und einem zweiten Kurbelwinkelfühler 22 ausgestattet. Der erste Kurbelwinkelfühler 20 erzeugt ein Winkelstellungssignal, wenn eine Verteilerwelle 18a sich jeweils um einen vorbestimmten Kurbelwinkel von 360° gedreht hat. Der zweite Kurbelwinkelfühler 22 erzeugt ein Winkelstellungssignal bei jedem Kurbelwinkel von 60^Cl. Die beiden Winkelstellungssignale der Kurbelwinkelfühler werden der Steuerschaltung 16 zugeführt. Die Steuerschaltung 16 führt einer Zündeinrichtung 24 ein 2'ündsignal zu. Ein Leistungstransistor der Zündeinrichtung 24 leitet und sperrt den Primärstrom einer Zündspule 26. Der von der Zündspule 26 erzeugte Sekundärstrorn hoher Spannung wird über den Verteiler 18 Zündkerzen 28 zugeführt.

F i g. 2 ist ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbei-SDiel der Steuerschaltune 16 nach F i s. 1 veranschan-

Die Ausgangsspannungen des Kühlmitteltemperaturfühlers 14, des Luftstromfühlers 10 und des Unterdruckfühlers 12 werden einem Analog-Digital-Umsetzer 30 mit einem Analog-Multiplexer zugeführt und aufeinanderfolgend in Signale in Form von Binärzahlen umgesetzt. Ferner wird das Signal vom Anlaßschalter 15 in eine Eingabeeinheit 32 eingegeben.

Die vom ersten bzw. zweiten Kurbelwinkelfühler 20 bzw. 22 bei einem jeweiligen Kurbelwinkel von 360° bzw. 60° erzeugten Winkelstellungssignale werden einer Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 zugeführt, die verschiedene Zeitsteuersignale 5« und S^ die einer Zündsteuerschaltung 36 zugeführt werden, ein Unterbrechungsabrufsignal Sin zur Berechnung der Zündver- stellung und ein Schaltsteuersignal S₁,. formt, das einer Drehzahl-Signalformerschaltung 38 zugeführt wird.

Die Drehzahl-Signalformcrschaltung 38 weist ein Schaltglied auf, das mittels des von der Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 zugeführten Schaltsteuersi- gnals Sg geöffnet und geschlossen wird, welches eine dem Kurbelwinkel 60° entsprechende Impulsbreite hat, und einen Zähler, der die Anzahl von bei einem jeweiligen öffnen des Schaltglieds über das Schaltglied gelangenden Taktimpulsen zählt. Die Drehzahl-Signalfor- leerschaltung 38 bildet ein binäres Drehzahlsignal mit einem Wert, der der Maschinendrehzahl entspricht.

Die Zündsteuerschaltung 36 bildet ein Zündsignal in Übereinstimmung mit einem ersten Ausgangsdatenwert, der einen Zeitpunkt zur Weiterleitung des Stroms zu der Zündspule 26 betrifft, und einem zweiten Ausgangsdatenwert der einen Zeitpunkt zum Unterbrechen des Stromflusses zur Zündspule 26, d. h. die Zündverstellung betrifft. Der erste und der zweite Ausgangsdatenwert wird mittels einer Zentraleinheit (CPU) 40 errechnet. Das erzeugte Zündsignal wird einer Zündeinrichtung 42 zugeführt die die Zündkerzen 28, den Verteiler 18, die Zündspule 26 usw. aufweist, die in Fig. 1 gezeigt sind.

Der Analog/Digital-Umsetzer 30, die Eingabeeinheit 32, die Drehzahl-Signalformerschaltung 38 und die Zündsteuerschaltung 36 sind über eine Sammelleitung 50 mit der Zentraleinheit 40, einem Festspeicher (ROM) 44, einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) 46 und einem Taktgenerator 48 verbunden. Die Eingabedaten und die Ausgabedaten werden über die Sammelleitung 50 übertragen.

Obzwar dies nicht in F i g. 2 dargestellt ist ist der Mikrocomputer ferner auf herkömmliche Weise mit einer Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung, einer Speicher- steuerschaltung und dergleichen ausgestattet

Im Festspeicher 44 sind ein Programm für eine Haupt-Verarbeitungsroutine, ein Unterbrechungsverarbeitungsprogramm für die Berechnung der Zündverstellung und andere Programme sowie verschiedenerlei Daten eingespeichert, die für die Ausführung von Rechenvorgängen notwendig sind, welche nachstehend erläutert werden.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Brennkraftmaschine sowohl mit dem Luftstromfühler 10 als auch mit dem ω Unterdruckfühler 12 ausgerüstet Das Steuerverfahren kann jedoch auch praktisch angewandt werden, wenn nur einer dieser Fühler vorgesehen ist

Fig.3 zeigt eine Ausgestaltung der Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 nach Fi g. 2, wobei mit 52 und 54 magnetische Scheiben bezeichnet sind, die an der Verteilerwelle angebracht sind und bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eine hal be Umdrehung ausführen. Am Umfang der Scheiben sind in gleichen Abständen Vorsprünge in einer jeweils vorbestimmten Anzahl ausgebildet. Sobald die Vorsprünge an den Kurbelwinkelfühlern 20 bzw. 22 vorbeilaufen, die von magetischen Aufnahmefühlern gebildet werden, werden bei jedem Kurbelwinkel von 360° bzw. von 60° Impulse erzeugt. Diese Impulse werden durch Signalformerschaltungen 56 und 58 geformt und in Kurbelwinkelstellungssignale S_c 1 und S_c2 umgesetzt, wie sie in den Darstellungen (A) und (B) in F i g. 4 gezeigt sind. F i g. 4 zeigt den Verlauf von Signalen in den Schaltungen gemäß den Fig.3, 5 und 9, wobei die Abszisse Kurbelwinkel darstellt, wenn der obere Totpunkt beim Kompressionshub eines vorgegebenen Zylinders von mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine zu »0« gewählt ist.

Ein Trigger-Flip-Flop 60 wird mittels des Kurbelwinkelstellungssignals S_c\ rückgesetzt, um damit die Ausgangssignale Q und Q des Flip-Flops 60 auf niedrigen Pegel bzw. auf hohen Pegel zu schalten. Wenn das Kurbelwinkelstellungssignal S_c2 angelegt wird, werden die Ausgangssignale Q und (?des Flip-Flops 60 umgeschaltet. Daher dient das Ausgangssignal φ des Flip-Flops 60 als Schaltsteuersignal S_g gemäß der Darstellung (C) in Fig.4. Das Ausgangssignal eines UND-Glieds 62, das das Schaltsteuersignal 5, und das Kurbelwinkelstellungssignal S_c2 aufnimmt, dient als Unterbrechungsabrufsignal Sm. Die negative bzw. abfallende Flanke des Unterbrechungsabrufsignals S,„ tritt bei den Kurbelwinkelstellungen 0°, 120° und 240° auf, d.h., im oberen Totpunkt bei jedem Kompressionshub eines jeden der Zylinder, wie es in der Darstellung (D) in F i g. 4 gezeigt ist. Ferner dient das Ausgangssignal eines UND-Glieds 64, das das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 60 und das Kurbelwinkelstellungssignal S_c2 aufnimmt, als Speisungs-Zeitsteuersignal Su- Die abfallende Flanke des Speisungs-Zeitsteuersignals Su tritt bei den Kurbelwinkelstellungen 60°, 180° und 360° auf. Ein Bezugswinkelstellungssignal S^ wie es in der Darstellung (F) in F i g. 4 gezeigt ist, wird durch geringfügiges zeitliches Verzögern des Speisungs-Zeitsteuersignals 5_W in einer Verzögerungsschaltung 66 gebildet.

Fig.5 veranschaulicht den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Zündsteuerschaltung 36 nach F i g. 2, wobei mit 70 ein Ausgabespeicher bezeichnet ist der über die Sammelleitung 50 von der Zentraleinheit 40 die der Zündverstellung entsprechenden zweiten Ausgabedaten empfängt, und mit 72 ein Ausgabespeicher bezeichnet ist, der die ersten Ausgabedaten empfängt weiche den Zeitpunkt des Einsetzens des elektrischen Stroms betreffen. Wenn das Speisungs-Zeitsteuersignal Su angelegt wird, werden die vorstehenden, von ^ien Ausgabespeichern 70 und 72 aufgenommenen Daten an vorwählbare Rückwärtszähler 74 bzw. 76 angelegt Wenn das Bezugswinkelstellungssignal Sbc mit einem geringfügigen Nacheilen hinter dem Speisungs-Zeitsteuersignal Su angelegt wird, wird ein Flip-Flop 78 gesetzt Dadurch werden über ein UND-Glied 80 Taktimpulse CP vom Taktgenerator 48 (F i g. 2) an den Rückwärtszähler 74 angelegt so daß dieser den Zählvorgang beginnt Wenn der in den Rückwärtszähler 74 eingegebene zweite Ausgangsdatenwert auf Null heruntergezählt ist wird durch ein Borgen-Ausgangssignal des Rückwärtszählers 74 ein Flip-Flop 82 gesetzt und das Flip-Flop 78 rückgesetzt Die Darstellung (G) in F i g. 4 zeigt den Inhalt des Rückwärtszählers 74 bei der Zählung des Datenwerts während der Berechnung des veränderbaren Zündvorverstellwinkels. Wenn das FHp-

Flop 82 gesetzt ist, beginnt der Rückwärtszähler 76 das Rückwärtszählen durch Ansprechen auf die Taktimpulse CP. Wenn der Rückwärtszähler 76, in dem der den Zeitpunkt für den Beginn des Stromflusses betreffende erste Ausgangsdatenwert voreingestellt ist auf Null heruntergezählt hat, wird durch das Borgen-Ausgangssignal des Rückwärtszählers 76 das Flip-Flop 82 rückgesetzt. Daher nimmt bei der Berechnung des veränderbaren Zündvorverstellwinkels das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 82 beispielsweise die in der Darstellung (H) in Fig.4 gezeigte Form an und wird als Zündsignal der Zündeinrichtung 42 zugeführt. Das heißt, der Zündfunke wird zum Zeitpunkt des Ansteigens des Zündsignals hervorgerufen, während der Zündspule 26 der elektrische Strom zum Zeitpunkt des Abfallens des Zündsignals zugeführt wird.

Nachstehend wird die Funktionsweise des Mikrocomputers nach F i g. 2 erläutert. Die folgende Beschreibung betrifft den Fall, daß anstelle des Unterdruckfühlers 12 der Luftstromfühler 10 verwendet wird.

Wenn von der Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 das Unterbrechungsabruf-Signal S,_r, zugeführt wird, führt die Zentraleinheit 40 die in F i g. 6 dargestellte Verarbeitung aus. Zunächst entscheidet bei einem Ablaufpunkt bzw. Schritt 100 die Zentraleinheit 40, ob sich die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand befindet oder nicht, und zwar aufgrund eines Signals, das vom Anlaßschalter 15 an die Eingabeeinheit 32 angelegt wird. Befindet sich die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand, wird bei einem Schritt 101 eine Anlaß-Kennung F_s, auf »1« gesetzt, wonach das Programm zu einem Schritt 102 fortschreitet, bei dem die Zündeinstellung auf einen vorbestimmten Festwert gesteuert wird. Das heißt, während des Anlassens wird die Zündeinstellung auf einen vorbestimmten Festwert gesteuert Dieser Programmablauf zur Steuerung der Zündeinstellung auf einen Festwert wird nachstehend noch näher beschrieben.

Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine schreitet das Programm vom Schritt 100 zu einem Schritt 103 fort, bei dem ermittelt wird, ob die Anlaß-Kennung F_a »1« ist oder nicht. Da bei dem anfänglichen Arbeitszyklus unmittelbar nach dem Anlassen die Anlaß-Kennung F_s, »1« ist, schreitet das Programm zu Schritten 104 und 105 fort. Bei dem Schritt 104 wird eine »Direkt nach Anlaß-« bzw. Nach-Anlaß-Kennung F_su auf »1« gesetzt, wonach beim Schritt 105 die Anlaß-Kennung F₁, auf »0« rückgesetzt wird. Bei einem Schritt 106 ermittelt dann die Zentraleinheit 40, ob die Kennung F,,„ »1« ist oder nicht Da bei dem anfänglichen Betriebszyklus nach dem Anlassen die Kennung F_s„ auf »1« verbleibt, schreitet das Programm zu einem Schritt 107 fort, bei dem eine Festwert-Zündvcrversteli-Kennurig F_t,_a auf »1« gesetzt wird. Bei einem Schritt 108 wird in einem Zähler C ein Anfangswert »20« eingestellt Danach wird bei einem Schritt 109 die Kennung F«, auf »0« rückgesetzt Das Programm schreitet dann zum Schritt 102 fort Damit schreitet das Programm zum Schritt 102 für die Fixierung der Zündeinstellung fort wenn die Brennkraftmaschine nicht mit hoher Drehzahl läuft

Da bei dem zweiten und folgenden Arbeitszyklus nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine die Anlaß-Kennung F« »0« ist springt das Programm vom Schritt 103 zum Schritt 106. Da ferner auch die Kennung F_M »0« ist schreitet das Programm vom Schritt 106 zu einem Schritt 110 fort, bei dem ermittelt wird, ob die Festwert-Zündvorverstellwinkel-Kennung Fu, »1« ist oder nicht Da beim zweiten Arbeitszyklus nach dem Anlassen die Kennung Ff,, »1« ist schreitet das Programm zu einem Schritt 111 fort, bei dem die Berechnung C-H- C— 1 ausgeführt wird. Danach wird bei einem Schritt 112 ermittelt, ob C Null ist oder nicht. Wenn C nicht »0« ist, schreitet das Programm vom Schritt 112 zum Schritt 102 für die Fixierung der Zündeinstellung fort. Wenn beim Schritt 111 der Rechenvorgang zwanzigfach wiederholt wird, so daß der Wert C zu »0« wird, schreitet das Programm vom Schritt 112 zu einem Schritt 113 fort, bei dem die Kennung Ff_Hä auf »0« rückgesetzt wird. Danach geht das Programm auf den Schritt 102 für die Fixierung der Zündeinstellung über. Auf diese Weise wird nach dem Anlassen die Zündeinstellung über eine Periode des 21 fachen Arbeitszyklus einschließlich der anfänglichen Einstellung des Zählerwerts C festgelegt. Da danach die Kennung Ft,_a auf »0« verbleibt, verzweigt sich das Programm vom Schritt 1 !0 zu einem Schritt 114. Die Schritte 114 bis 118 bilden eine Routine für den Programmablauf einer gewöhnlichen Zündverstellungs-Berechnung. Bei dem Schritt 114 führt die Zentraleinheit die die Drehzahl Λ/der Brennkraftmaschine betreffenden Eingangsdaten, die die Ansaugluft-Durchflußleistung Q betreffenden Eingangsdaten und die die Kühlmitteltemperatur THW betreffenden Eingangsdaten ein. Bei dem Schritt 115 ermittelt die Zentraleinheit 40 auf Grund der Daten für die Ansaugluft-Durchflußleistung bzw. Menge ζ) und der Daten für die Drehzahl N einen für den bestehenden Betriebszustand geeigneten optimalen Zündvorverstellwinkel ft,. Zur Berechnung des optimalen Zündvorverstellwinkels sind vielerlei Verfahren bekannt. Beispielsweise wird nach F i g. 7 eine Funktion ft = / (N, Q/N), die einen anzustrebenden Zusammenhang zwischen N, Q/N und dem Zündvorverstellwinkel ft darstellt, im Festspeicher 44 in Form eines Kennfeldes vorgespeichert, aus der der optimale Zündvorverstellwinkel ft ausgelesen wird. Der ermittelte Zündvorverstellwinkel ft wird beim nächsten Schritt 116 entsprechend einer Funktion oc=g (THW) für die Kühlmitteltemperatur THW korrigiert. Das heißt, der Zündvorverstellwinkel ft wird durch den Rechenvorgang #'„··— ft + <* zum Ermitteln des Zündvorverstellwinkel &_a korrigiert. Beim nächsten Schritt 117 wird ein Kurbelwinkei 6b zwischen einer durch den zuvor ermittelten Zündvorverstellwinkel &_s dargestellten Kurbelwinkelstellung und der Bezugswinkelstellung ermittelt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Bezugswinkelstellung verwendet, die um 60° gegenüber dem oberen Totpunkt beim Kompressionshub eines zu zündenden Zylinders vorverschoben ist, nämlich 60° v. o. T. Daher kann der Kurbelwinkel ft, durch ft,-=60—&, ermittelt werden. Danach wird der berechnete Kurbelwinkel ft, in eine Zeiteinheit umgesetzt. Die Umsetzung besteht darin, die Zeit Ti, zu berechnen, die die Kurbelwelle braucht, um über den Winkel Ob zu drehen, und kann unter Verwendung der gerade bestehenden Drehzahl N leicht nach der Gleichung Ti— ft/N bewerkstelligt werden. Danach wird die ermittelte Zeit Tb iln eine Taktanzahl des Rückwärtszählers 74 umgesetzt Die Umsetzung erfolgt nach der Gleichung Ti/12,5 us wenn die Taktimpuls-Periode 12,5 us ist Beim nächsten Schritt 118 werden die Umsetzungsdaten als Zündverstellungsdaten (zweite Ausgangsdaten) dem Ausgabespeicher 70 zugeführt

Andererseits berechnet die Zentraleinheit 40 auf herkömmliche Weise die Zeit vom bestehenden Zündzeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt an dem der elektrische Strom zur Primärwicklung der Zündspule zu fließen beginnt, um damit den Zündfunken beim nächsten Zylinder hervorzurufen; d. h, die Zentraleinheit berechnet

to

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die Zeit T_orrvom bestehenden Zündzeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, an dem zur Vorbereitung des Zündfunkens beim nächsten Zylinder der elektrische Strom zu fließen beginnt. Danach setzt die Zentraleinheit 40 die errechnete stromlose Zeit 7Offin eine Taktanzahl für den Rückwärtszähler 76 um und gibt die umgesetzten Daten an den Ausgabespeicher 72 als erste Ausgabedaten ab.

Nachstehend wird der Programmablauf zur Steuerung der Zündeinstellung auf einen Festwert im Schritt 102 beschrieben. Wenn die Zündsteuerschaltung 36 mit dem Aufbau gemäß Fig.5 verwendet wird, wird die Zündeinstellung durch die Programmierung festgelegt. Das heißt, im Schritt 102 wird der Programmablauf ausgeführt, der in Fig.8a gezeigt ist. Zunächst wird bei einem Schritt 120 als End-Zündvorverstellwinkel θ, ein vorbestirriiüter fester Winkel β (mit beispielsweise /?=-0° v. o.T.) vorgegeben, während bei Schritten 121 und 122 die gleichen Programmabläufe wie bei den jeweiligen Schritten 117 und 118 nach Fig.6 ausgeführt werden, so daß die dem festen Zündvorverstellwinkel β entsprechenden Einstellungsdaten dem Ausgabespeicher 70 zugeführt werden. Darüber hinaus werden auch dem Ausgabespeicher 72 die Daten zugeführt, die die einer vorbestimmten stromlosen Zeit T_on(von beispielsweise 3 ms) entsprechende Zeitsteuerung für das Einleiten des Stromflusses betreffen.

Bei dem Steuerverfahren kann jedoch die Zündeinstellung auch unter Verwendung einer in F i g. 9 gezeigten Steuerschaltung auf einen Festwert gesteuert werden. In diesem Fall wird beim Schritt 102 der Programmablauf gemäß einem Schritt 130 nach Fig.8b ausgeführt.

Hierbei wird einer Leitung 132 nach F i g. 9 zum Befehlen der festen Zündeinstellung ein Signal mit dem logischen Pegel »L« zugeführt, wodurch ein UND-Glied 134 gesperrt wird, während ein UND-Glied 136 durchgeschaltet wird. Daher wird ein aus dem Schaltsteuersignal Sg der Zeitsteuer-Signal-Formerschaltung 34 invertiertes Signal (siehe Fig.4(I)) an Stelle des Zündsignals des Fllip-Flops 82 über ein ODER-Glied 138 an die Zündeinrichtung 42 angelegt und hierdurch die Zündeinstellung auf 0° v. o. T festgelegt. Ferner ist es möglich, die Zündeinstellung unter Verwendung entsprechender Schaltungen auf einen Festwert zu steuern, wenn die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand ist, bei dem die Versorgungsspannung abfällt, und nach dem Anlassen nach dem Programmierverfahren zu steuern.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Unterbrechungs-Verarbeitungsroutine zur Berechnung der Zündverstellung, jeweils dann ausgeführt, wenn sich die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat. Daher wird der Programmablauf für die Fixierung der Zündeinstellung dann ausgeführt, wenn die Brennkraftmaschine während des Anlassens nicht mit hohen Drehzahlen läuft bzw. bis sie nach dem Anlassen eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen ausgeführt hat Gemäß einer anderen Ausführungsform des Steuerverfahrens kann das Unterbrechungs-Verarbeitungsprogramm über eine vorbestimmte Zeitdauer ähnlich ausgeführt werden. In diesem Fall erfolgt der Programmablauf für die Fixierung der Zündeinstellung dann, wenn die Brennkraftmaschine während des Anlassens nicht mit hohen Drehzahlen läuft bzw. bis nach dem Anlassen eine bestimmte Zeitdauer verstrichen ist.

Nachdem vorstehend im Einzelnen beschriebenen Steuerverfahren wird die Zündeinstellung nicht nur dann auf einen vorbestimmten Festwert gesteuert. wenn die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand ist, sondern auch bis zum Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer nach Erreichen einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen der Brennkraftmaschine nach dem Anlassen. Daher kann der Maschinenlauf ohne Zündstörungen bzw. Fehlzündungen oder einer Abdrosselung selbst dann gleichmäßig gehalten werden, wenn sich unmittelbar nach dem Anlassen die Maschinenparameter in starkem Ausmaß verändern.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden zwar zur Berechnung der Zündverstellung die Drehzahl und die Ansaugluft-Durchflußleistung als Betriebsparameter herangezogen, jedoch ist es natürlich auch möglich, als Betriebsparameter die Drehzahl und den Unterdruck im Ansaugrohr zu verwenden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 iriebsparameter die Drosselklappenstellung und Dros- Patentansprüche: sclklappenverstellgeschwindigkeit in Verbindung mit einer umgebungslufttcmperaturabhängigen Kompensa-

1. Verfahren zur Steuerung der Zündverstellung tion, der Ansaugunterdruck in Abhängigkeit von der bei einer Brennkraftmaschine, bei dem 5 Kühlmitteltemperatur sowie in Verbindung mit gespeicherten Funktionswerten z. B. für Stadt- oder Überland-

a) der Betriebszustand der Brennkraftmaschine betriebe, eine Beschleunigung aus dein Leerlauf eine zur Bildung zumindest eines ersten elektrischen zeitabhängige Maschinen-Aniaßbedingung sowie unter Signals ermittelt wird, das den ermittelten Be- Umständen die Abgastemperatur herangezogen. In Abtriebszustand angibt, 10 hängigkeit von diesen Betriebsparametern werden je-

b) ein Zündvorverstellwinkcl in Abhängigkeit von weilige Zündverstellungssignale erzeugt und sodann zur dem erhaltenen ersten Signal berechnet wird. Bildung eines resultierenden Vorverstellwinkels algeder einer optimalen Zündverstellung für den er- braisch aufsummiert

mitteilen Betriebszustand entspricht, Hierbei wird beim Anlassen der Brennkraftmaschine

c) der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine in 15 in Abhängigkeit von einer Zündschloßbetätigung ein Abhängigkeit von dem berechneten Zündvor- Vorvcrstellwinkelwert vorgegeben, der eine gesteuerte verstellwinkel eingestellt wird und Zündvorverstellung über einen von einem Zeitgeber be-

d\ zur Bildung eines einen Aniaßzustand der stimmte Zeitdauer nach einem Anlaßvorgang bewirkt.

Brennkraftmaschine bezeichnenden zweiten um das Anlassen der Brennkraftmaschine bei extremen

elektrischen Signals ermittelt wird, ob sich die 20 Umgebungstemperaturen, d. h. hauptsächlich bei einem

Brennkraftmaschine im Anlaßzustand befindet, Kaltstart und feuchtheißen Umgebungsbedingungen, zu

gekennzeichnet durch die weiteren erleichtern. Der auf diese Weise gewonnene Vorver-

Verfahrensschritte,daß stellwink^lwert bleibt entweder für die vom Zeitgeber

e) in Abhängigkeit von dem zweiten elektrischen vorgegebene Dauer konstant und beginnt sodann all-Signal ermittelt wird, ob die Brennkraftmaschi- 25 mählich abzufallen oder beginnt unabhängig vom Zeitne nach dem Anlassen eine vorgegebene An- geber sofort nach Beendigung des eigentlichen Anlaßzahl von Umdrehungen ausgeführt hat, und ein Vorgangs gegen Null abzufallen. Die Zündverstellung das Ermittlungsergebnis bezeichnendes drittes wird hierbei jedoch nicht in alleiniger Abhängigkeit von elektrisches Signal erzeugt wird, und diesem anlaßbedingten Vorverstellwinkelwert gewon-

der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine in 30 nen, sondern die vorstehend erwähnten anderen Be-Abhängigkeit von dem zweiten und dem dritten triebsparameter gehen auch in diesem Betriebszustand elektrischen Signal im Anlaufzustand der ebenfalls in die Zündverstellungssteuerung ein. Bei Ver-Brennkraftmaschine auf einem vorgegebenen änderung dieser Betriebsparameter bei bzw. unmittelfesten Einstellwert gehalten wird, bis die Brenn- bar nach einem Anlaßvorgang ändert sich somit auch kraftmaschine nach dem Anlassen die vorgege- 35 die effektive Zündverstellung, obwohl der Anlaß-Vorbene Anzahl von Umdrehungen ausgeführt hat. verstellwinkelwert über eine gewisse Zeitdauer vorgegeben werden kann. Insbesondere direkt nach dem An-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lassen sind diese Betriebsparameter - vor allem Anzeichnet, daß im Verfahrensschritt f) im Anlaufzu- saugunterdruck und Drehzahl - beim Anlaufen der stand der Brennkraftmaschine ein viertes elektri- 40 Brennkraftmaschine jedoch starken Schwankungen unsches Signal gebildet wird, wenn die Brennkraftma- terworfen, so daß eine betriebsparameterabhängige schme nach dem Anlassen eine vorgegebene Anzahl Steuerung der Zündverstellung in diesem Betriebszuvon Umdrehungen ausgeführt hat, und daß der stand einer Brennkraftmaschine zu Fehlzündungen und Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem vierten einem sehr schlechten Anlaufverhalten führen kann, das elektrischen Signal zwangsweise mit Hilfe vorgege- 45 im Extremfall ein häufiges Wiederanlassen erfordert, bener Kurbeiwellen-Drehwinkelsignale aui einem zumal der feste Anlaß-Vorverstellwinkelwert hierbei bestimmten Einstellwert festgehalten wird. abzufallen beginnt.

Weiterhin ist aus der DE-OS 28 45 354 eine pro-

grammgesteuerte Regelanlage für eine Brennkraftma-

50 schine bekannt, durch die außer der Zündverstellung auch noch Brennstoff-Einspritzung, Luft/Brennstoff-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhältnis, Abgas-Rückführung und Leerlauf-Drehzahl

Steuerung der Zündverstellung bei einer Brennkraftma- unter Einbeziehung der Kühlmitteltemperatur, der Bat-

schine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. teriespannung und der Ansauglufttemperatur als Kor-

Aus der DE-OS 25 51 610 ist ein Verfahren der vor- 55 reklurfaktoren mit Hilfe eines zentralen Digitalrechners stehend genannten Art bekannt, bei dem zur Verringe- elektronisch geregelt werden, wobei der Brennstoff-Aus der DE-OS 25 51 610 ist ein Verfahren der vorste- Einspritzung und der Zündverstellung Vorrang eingehend genannten Art bekannt, bei dem zur Verringerung räumt wird. Hierbei wird die Zündverstellung in Abhänder Abgasschadstoffemission und Brennstoff-Ver- gigkeit von der ansaugluftmengenabhängig ermittelten brauchswerte anstelle einer katalytischen Abgasreini- 60 Last in Verbindung mit der Drehzahl festgelegt, wobei gung, Abgas-Rückführung usw. die Einbeziehung mög- darüber hinaus außer einer Kühlmitteltemperatur- und liehst vieler Betriebsparameter der Brennkraftmaschine Beschleunigungskorrektur auch noch eine Startkorrekin Verbindung mit bestimmten Umgebungsbedingun- tür erfolgt, die jedoch im wesentlichen nur für den eigen in eine elektronische Zündverstellungssteuerung in gentlichen Anlaßvorgang und nicht für den sich daran Betracht gezogen wird. Zu diesem Zweck werden im (,5 anschließenden Anlaufvorgang konzipiert ist. Obwohl Betrieb der Brennkraftmaschine zur Ermittlung des er- hier eine rechnergestützte elektronische Regelung unforderlichen Zündvorverstellwinkels außer der übli- ter Verwendung von Speicherdaten erfolgt, handelt es cherweise berücksichtigten Drehzahl als weitere Be- sich im wesentlichen lediglich um eine unter Einbezie-