DE3143191A1 - Datenabtastsystem fuer elektronische maschinensteuerungen - Google Patents

Datenabtastsystem fuer elektronische maschinensteuerungen

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DE3143191A1 DE19813143191 DE3143191A DE3143191A1 DE 3143191 A1 DE3143191 A1 DE 3143191A1 DE 19813143191 DE19813143191 DE 19813143191 DE 3143191 A DE3143191 A DE 3143191A DE 3143191 A1 DE3143191 A1 DE 3143191A1
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Description

a · β
Datenabtastsystem, für elektronische MaschinensteuerunRen Beschreibung;
Die Erfindung betrifft eine elektronische Maschinen-, insbesondere Motorsteuerung zum Steuern der Maschinenarbeitsweise abhängig von verschiedenen Maschinenarbeitsparametern und insbesondere ein Datenabtastsystem zur Verwendung in einer derartigen Maschinensteuerung zur Synchronisierung der Analog/Digital-Umwandlung eines Analog-Signals, das die Maschinenlast in bezug auf die Maschinendrehzahl angibt.
Zur Kraftstoffeinsparung, zur Reduzierung unerwünschter Abgase und für eine verbesserte Motorfunktion und für
verbesserte Fahreigenschaften ist es wünschenswert, die verschiedenen Arbeitsweisen einer Verbrennungskraftmaschine etwa den Zündzeitpunkt, die Kraftstoffbemessung und die Leerlaufdrehzahl, genau zu steuern. Aufgrund
der verbesserten Genauigkeit und niedrigeren Kosten wurden kürzlich digitale Motorsteuerungen zur Steuerung
der verschiedenen Motorarbeitsweisen vorgeschlagen, basierend auf vorhandenen Motorarbeitsparametern, wie die Motorlast, Ilotordrehzahl, die Motorkühlwassertemperatur usw. Eine echte Anzeige der Motorlast ergibt sich durch die Messung sowohl der Motordrehzahl als auch des Ausgangsdrehmoments, aber es gibt noch keine zufriedenstellenden Sensoren zum Messen des Motorausgangsdrehmoments. Es ist deshalb üblich als Angabe für die Motorlast eine Abfühlung des Luftmassenstromes im Motor odes des Absolutdruckea innerhalb des Motoreinlaßkrümmers abzuleiten.
Die Messung des Luftstromes im Motor ist mittels eines Luftstrommeßgeräts etwa einem Heißdrahtluftflußmesser
oder eines Karman-Wirbelbildungs-Luftstrommesser zu bestimmen, der ein Analogsignal erzeugt, welches die Massenluftstromgeschwindigkeit zum Motor angibt. Die Messung
des Absolutdruckes am Eingangskrümmer kann unter Verwendung eines Drucksensors erfolgen, einschließlich eines piezoelektrischen Elements, das ein Analogsignal des Absolutdruckes innerhalb des Eingangskrümmers erzeugt. Derartige Lastsensoren sind äußerst empfindlich und sprechen auf Veränderungen in den abzufühlenden Zustandsbedingungen an. So können sie Übergangszustände in der Motorarbeitsweise abfühlen, obwohl sie ansprechen auf ein VakuuEipulsieren, welches an sie unter Hochlastbedingungen übertragen wird, bei denen der Motor bei oder annähernd voller Drossel arbeitet. Um die Beschränkungen und Nach- , teile dieser Lastsensoren zu vermeiden, ist es vorzuziehen, den Mittelwert der Massenluftstromgeschwindigkeit zum Motor oder des Eingangkrümmer-Absolutdruckes über einen Ansaughub zu messen. Das die Maschinenlast angebende Analogsignal,wie es sich bei der Messung der Massenlufcstromgeschwindigkeit in den Motor oder des Eingangskrümmer-Absolutdrucks ergibt, muß in eine Digitalform umgewandelt werden , damit es durch einen Digitalrechner verarbeitet werden kann, der die Steuerung des Motors als eine Funktion der Motorlast durchführt. Bei bekannten Maschinensteuerungen wird ein derartiger Analog/Digital-Umwandlungsvorgang nach vorbestimmten Intervallen auf Befehl von dem Digitalrechner durchgeführt. (^ 25 Somit stellt der die Maschinenlast angebende umgewandelte Digitalwert nicht den Durchschnittswert der Motorlast über einen Ansaughub dar. Insbesondere, wenn der Motor bei vollständig oder nahezu vollständig geöffneter Drossel arbeitet, werden größere Fehler in die Motorlast- ^Q messung eingeführt, was zu einer falschen Brennstoffzumessung und Zündzeitpunktsteuerung führt, so daß die Kraftstoffeinsparung und die Auspuffgasreinhaltung verloren gehen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine elektronische Motorsteuerung, die eine richtige Motorarbe.itsweisensteuerung bezüglich der Brennstoffeinsparung, der Reduzierung
α t . <
unerwünscliter Abgase und eine verbesserte Motorfunktion und verbesserte Fahreigenschaften gewährleistet. Die Motorsteuerung weist ein Datenabtastsystem auf, das den die Motorlast angebenden Wert synchron mit der Motordrehzahl abtastet, so daß der abgetastete Ilotorlastwert den Mittelwert der Motorlast über jeden Ansaughub darstellt.
Gemäß der Erfindung ist eine elektronische Motorsteuerung zur Steuerung zumindest einer gewählten Arbeitsweise einer Brennkraftmaschine,basierend auf Motorarbeitsparametern vorgesehen. Die Motorsteuerung umfaßt einen Lastsensor zum Abfühlen der Motorlast und zum Erzeugen eines Analogsignals, das den Wert der Motorlast angibt, einen Drehzahlsensor zum Abfühlen der Motordrehzahl und zum Erzeugen eines Signals, das den Wert der Motordrehzahl angibt, einen Bezugsimpulsgenerator zum Abfühlen einer vorbestimmten Motorkurbelwellen-Bezugsposition und zum Erzeugen von elektrischen Bezugsimpulsen nach jeweils einer vorbestimmten Anzahl von G-raden . der Drehung einer Motorkurbelwelle. Die Motorsteuerung umfaßt eine Datenabtastschaltung mit einer ersten Einrichtung zum Bestimmen einer gewünschten Position der Motorkurbelwelle bezüglich der Motorkurbelwellenbezugsposition aus dem abgetasteten Motordrehzahlwert und eine der ersten Einrichtung zugeordnete zweite Einrichtung. Die zweite Einrichtung gibt das Befehlssignal an den A/D-Wandler, wenn die Motorkurbelwelle sich in die vorbestimmte Motorkurbelwellenposition dreht.
Die erste Einrichtung kann so aufgebaut sein, daß sie aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einen Winkelwert bestimmt, der die Gradanzahl eines WinkelabStandes der vorbestimmten Motorkurbelwellenposition von der Motorkurbelwellenbezugsposition angibt. In diesem Falle ist die zweite Einrichtung derart aufgebaut, daß sie das Befehlssignal an den A/D-Wandler abgibt, wenn die Motorkurbelwelle sich um den vorbestimmten Winkelwert von der Motorkurbelwellenbezugsposition dreht. Vorzugsweise
P: XV
weist die zweite Einrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Kurbelwellenpositions-Impulsen pro Winkelgrad der Drehung der Motorkurbelwelle, ein Register, in das der vorbestimmte Winkelwert geladen wird, einen Zähler, der auf jeden der elektrischen Bezugsimpulse zum Starten der Zählung der elektrischen Kurbelwellenpositionsimpulse anspricht und einen Komparator auf, der das Befehlssignal an den A/D-Wandler abgibt, wenn der Wert des
Zählers den in das Register geladenen Winkelwert erreicht. 10
Alternativ dazu, kann die erste Einrichtung so aufgebaut sein, daß sie aus dem abgefühlten Wert der Drehzahl einen Zeitwert bestimmt, der die Zeit angibt, während der die Motorkurbelwelle von der Kurbelwellenbezugsposition zu der vorbestimmten MotorkurbelWellenposition rotiert. In diesem Falle gibt die zweite Einrichtung das Befehlssignal an den A/D-Wandler dann ab, wenn die Motorkurbelwelle sich für die vorbestimmte Zeit von der Motorkurbelwellen-
bezugaposition rotiert ist. Vorzugsweise weist die zweite 20
Einrichtung eine Vorrichtung zum Erzeugen von Taktimpulsen, ein Register, in das der bestimmte Zeitwert geladen, einen Zähler, der auf jeden der elektrischen Bezugsimpulse zum Starten der Zählung der Taktimpulse anspricht und
einen Komparator auf, der das Befehlssignal an den A/D-25
Wandler legt, wenn der Wert des Zählers den in das Register geladenen Zeitwert erreicht.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter '.
Es zeigen:
nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Pig. 1 ein Blockschaltbild einer elektronischen Motorsteuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Versetzungssteuerschaltung, wie sie in Verbindung mit der elektronischen Motorsteuerung nach Fig. 1 verwendet wird, im einzelnen
Fig· 3 3 Signalformen 3&» 3t>» 3c» die sich an verschiedenen Punkten im Blockschaltbild der Fig. 2 ergeben,
Fig. 4 einen Graph der Zeit über dem Lastfühlerausgangssignal zur Erläuterung der Zeitgabe für den Wert der abzutastenden Motorlast und
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer alternativen Ausführungsform der Versetzungssteuerschaltung, wie sie in der elektronischen Motorsteuerung gemäß Fig. 1 verwendbar ist.
Fig. 1 zeigt das Motorsteuersystem der vorliegenden Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels, wobei das Steuersystem allgemein mit 1o bezeichnet ist. Es umfaßt einen Digitalrechner mit einem Mikroprozessor (MPU) 12, einen "ITur-Lesespeicher" (ROM) Ή, einem Lese/Schreib-Speicher (RAM) 16, einen Multiplexer (MUL) 18, einem A/D-Wandler (ADC) 2o, einer Zeitgabesteuerschaltung (TCC) 22, einer Versetzungssteuerschaltung (OCC) 24-, einem Motordrehzahlfühler (ESS) 26, Eingangs-ZAuscangsschnittstellenschaltungen (ΙΟΙ) 28, J>o und 52 und einer Motorsteuereinheit (ECU) 34.
30
Der Multiplexer 18 empfängt ein Eingangssignal- von dem Lastfühler 4o, der die Form eines Luftstrommessers haben kann und ein Analogsignal erzeugt, welches die Massenluftstromgeschwindigkeit zum Motor angibt. Alternativ 3^ kann der Lastsensor 4-o auch die Form eines Druckfühlers haben, der ein Analogsingal erzeugt, das Absolutdruck innerhalb des Motoreingangskrümmers angibt. Das Signal
von dem Luftstrommesser oder dem Drucksensor stellt somit eine Angabe bezüglich der Motorlast dar. Der Multiplexer 18 empfängt auch Eingangssignale von verschiedenen Sensoren 42 einschließlich eines Umgebungstemperatursensors, eines Motorkühlmitteltemperatursensors, eines Fahrzeugbatteriespannungssensors und gegebenenfalls anderer Sensoren, die Analogsignale abgeben, welche .verschiedene Motorarbeitsparameter darstellen, die für eine Motorfunktionssteuerung erforderlich sind.
10
Der Multiplexer 18 überträgt ein ausgewähltes Eingangssignal zum A/D-Wandler 2o. Welches der an den Eingang des Multiplexers 18 angelegten Analogsignale dem A/D-Wandler 2o zugeführt wird, ist bestimmt durch einen Befehl durch
die Zeitgabesteuerschaltung 22 von der MPU 12. Der A/D-Wandler 2o wandelt das ausgewählte Analogsignal in ein Digital-Signal um, das über einen Zwei-Richtungs-Daten-Bus 38 in den RAM-Speicher 16 eingelesen wird. Der
Analog-Digital-Umwandlungsvorgang wird durch einen Befehl 20
der Zeitgabesteuerschaltung 22 der MPU 12 bestimmt, die den umzuwandelnden Eingangskanal auswählt.
Ein Bezugsimpuls-Generator RPG 44 erzeugt jeweils einen elektrischen Bezugsimpuls nach einer vorbestimmten An-ο
zahl von Graden, beispielsweise 12ο Drehung der Motorkurbelwelle eines 4-Takt-6-Zylinder-Motors. Ein Kurbelwellenpositionssensor CPS 46 erzeugt eine Folge von elektrischen Kurbelwellenpositionsimpulsen, von denen jeder
einem Umdrehungsgrad der Motorkurbelwelle entspricht, so 30
daß die Folgefrequenz direkt proportional der Motordrehzahl ist. Der Bezugsimpulsgenerator 44 und der Kurbelwellenpositionsfühler 4G können antriebsmäßig der Motorkurbelwelle oder einem Verteiler zugeordnet sein. Die
__ elektrischen Bezugsimpulse und die elektrischen Kurbelob
wellenpositionsimpulse werden an die Versetzungssteuerschaltung 24 und den Drehzahlsensor 26 angelegt.
M °'·""° '"' * ""31Τ3191
Der Motordrehzahlsensor 26 mißt die Drehzahl durch Zählen der Taktimpulse von einem Taktgeber 48 für die Periode der elektrischen Bezugsimpulse von dem Bezugsimpulsgenerator 44 oder durch Zählen der elektrischen Kurbelwellenpositionsimpulse vom Kurbelwellenpositionsfühler 46 für eine vorbestimmte Zeitdauer. Das Meßergebnis der Motordrehzahl wird in den EAM-Speicher 16 über die Eingangs/ Ausgangsschnittstelle 3o und den Datenbus 38 eingelesen.
Die Versetzungssteuerschaltung 24 bewirkt über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 28 zur MPU 12 eine Unterbrechung, wenn die Motorkurbelwelle nach Auftreten eines elektrischen Bezugsimpulses am Ausgang des 'Bezugsimpulsgenerators 44 um einen Versetzungswinkel rotiert ist, 15
d.h., nachdem die Motorkurbelwelle in die Kurbelwellenbezugsposition kommt.
Die MPU 12 spricht auf diesen Unterbrechungsbefehl von
der Versetzungssteuerschaltung 24 an und treibt den 20
Multiplexer 18 und den A/D-Wandler 2o über die Zeitgabesteuerschaltung 22, um eine A/D-Umwandlung des Analogsignals vom Lastsensor 4o einzuleiten.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 wird nun die Versetzungssteuerschaltung 24 näher beschrieben. Die Versetzuncssteuerschaltung besitzt ein Register 242 einen Komparator 244 und einen Zähler 246. Pie- 3 zeigt drei Signalformen über der gleichen Zeiteinteilung. Fig. 3a veranschaulicht das Ausgangssignal des Bezugsimpulsgenerators 44, Fig. 3b Veränderungen in dem Wert des Zählers 246 und Fig. 3c das Ausgangssignal des Komparators 244.
Die MPU 12 bestimmt die Zeitgabe des abzutastenden Wertes der Motorlast, d.h., die Zeitgabe für das die Motorlast angebende Analogsignal, das in die digitale Form
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JS
umgewandelt werden soll. Hierfür bestimmt die MPU 12 aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl die Position der Mo tor kurbel welle bezüglich der Hotorkurbelwellen1-bezugsposition, wie sie durch Erzeugung eines elektrischen Bezugsimpulses durch den Bezugsimpulsgenerator 44 festgestellt wurde.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt die MPU 12 aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einen Versetzungswinkelwert der die Anzahl von
Graden des Winkelabstandes der vorbestimmten Motorkur·- s belwellenposition von der Motorkurbelwellenbezugsposition angibt. Die MPU 12 lädt den vorbestimmten Versetzungswinkelwert in das Register 242 über die Eingangs—/Aus— gangsschnittstelle 28. Der Zähler 246 beginnt unter Ansprechen auf einen an ihn angelegten elektrischen Bezugsimpuls vom Bezugsimpulsgenerator 44 die elektrischen Kurbelwellenpositionsimpulse vom Kurbelwellenpositions— sensor 46 zu zählen, wie dies die Figuren 3a und 3b zeigen. Wenn der Wert des Zählers 246 den versetzten Winkelwert im Register 242 erreicht, dann erzeugt der Komparator 244 ein Unterbrechnngssignal gemäß Fig. 3b und3c, das über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 28 an die MPU 12 geleet wird. Gemäß Fig.1 bestimut die MPU 12, ba-(w 25 sierend auf den gespeicherten Daten, die die abgefühlten Motorarbeitsparameter angeben, eine gewünschte Zündzeitgabe und/oder Brennstoffeinspritzdauer, welche über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 32 an die Motorsteuereinheit 3^- übertragen werden, welche hierdurch die Ar-
30
beitsweise von Betätigungsvorrichtungen ^o steuert, etwa einer Zündspule oder von einem oder mehreren Brennstoffeinspritzventil en, so daß die gewünschte Brennstoffein— sparung, reduzierte Abgasemissionen und eine verbesserte Fahreigenschaft erzielt wird. Die MPU 12 arbeitet gemäß einem Programm, was auf Werten basiert, die in den RAM-Speicher 16 eingelesen wurden. Das Programm ist in den ROM'^Speicher 14 gespeichert-
'3TS3191
Die Arbeitsweise des Motorsteuersystems gemäß der Erfindung wird nun beschrieben. Der Motordrehzahlsensor 26 gibt ein Signal entsprechend der Motordrehzahl über die Eingangs-/AusgangsschnittsiBLle 3o an den Digitalrechner. Die die Hotordrehzahl darstellenden Daten werden über die MPU 12 in den RAM-Speicher 16 geladen. Diese eingespeicherten Daten sind eine binäre Darstellung der Anzahl der Taktimpulse,wie sie für die Periode des elektrischen Bezugsimpulses gezählt wurden ,oder der Anzahl von Kurbelwellenpositionsimpulsen,wie sie für eine vorbestimmte Zeitperiode gezählt wurden. Die MPU 12 bestimmt einen Optimalwert eines Versetzungswinkels, basierend auf den eingespeicherten Motordrehzahldaten und speichert den vorbestimmten Versetzungswinkelwert über die Eingangs-/ Ausgangsschnittstelle 28 in das Register 242 der Versetzungssteuerschaltung 24 ein. Der Zähler 246 spricht auf jeden elektrischen Kurbelwellenpositionsimpuls an, um das Zählen der elektrischen Bezugsimpulse zu beginnen. Wenn der Wert des Zählers 246 den in das Register 242 geladenen Versetzungswinkelwert erreicht, gibt der Komparator 244 ein Unterbrechungssignal über die Eingangs-/ Ausgangsschnittstelle 28 an. die MPU 12 ab, die hierdurch die Zeitgabesteuerschaltung 22 antreibt. Somit bewirkt die Zeitgabesteuerschaltung 22,daß der Multiplexer 18 das ausgewählte Analogsignal von dem Lastsensor 4o an den Analog-Digitalwandler 2o überträgt und daß dieser eine A/D-Wandlung des die Motorlast angebenden Analogsignals in ein Digitalsignal einleitet. Das gewandelte Digitalsignal wird über den Datenbus 38 dem Digitalrech-
ner zugeführt. Die MPU 12 lädt die Eingangsmotorlastdaten in den RAM-Speicher 16.
Wie sich aus dem Vorhergehenden ergibt, kann das Ausgangssignal des Lastsensors 14 synchron mit der Drehung des Motors abgetastet werden. Das Lastsensorausgangssignal kann auch nach jeweils einer gewünschten Anzahl
sfβ
von Drehgraden der Motorkurbelwelle von der Bezugskurbelwellenposition aus abgetastet werden, entsprechend der Erzeugung eines elektrischen Bezugsimpulses vom Bezugsimpulsgenerator 44. Dies ermöglicht ein Abtasten des * Durchschnittswertes der Motorlast über einen Ansaughub des Motors. Dies ist in dem Diagramm der Fig. 4 dargestellt, wo die Punkte auf Linie A den Zeitpunkt angeben, zu dem das Ausgangssignal des Lastsensors 4o abgetastet wird- Die Punkte auf Linie B in Fig« 4 zeigen die Zeitpunkte an, zu denen das Lastfühlerausgangssignal bei bekannten Systemen abgetastet werden, wobei diese Abtastung nach vorbestimmten Zeitintervallen erfolgt.
Für die Analogsignale, die die Umgebungslufttemperatur, 15
die Motorkühlmitteltemperatur, die Fahrzeugbatteriespannung usw. von den Sensoren 42 angeben, besteht keine Notwendigkeit, die Analog-Digital-Wandlung synchron zur Rotation des Motors einzuleiten. Somit kann die A/D-Wandlung auf Befehl von der MPU 12 unter Verwendung eines Impulses einer vorbestimmten Periode eingeleitet werden, der von einer üblichen nicht gezeigten Zeitgeberschaltung der MPU 12 zugeleitet wird, so daß die Analogsignale von den Sensoren 42 an den Multiplexer 18 gelangen und eines
nach dem anderen durch den A/D-Wandler 2o umgewandelt und 25
über den Datenbus 38 in den EAM-Speicher 16 eingelesen werden.
Die MPU 12 bestimmt eine vorbestimmte Zündzeitgabe und/ Q0 oder Kraftstoffeinspritzdauer, basierend auf den in dem RAM-Speicher 16 gespeicherten Daten. Die vorbestimmte Zündzeitgabe und/oder Brennstoffeinspritzdauer werden über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 32 zu der Motorsteuereinheit 34 übertragen, die hierdurch die Arbeitsweise g5 der Betätigungsvorrichtungen 5o steuert, etwa einer Zündspule und eines oder mehrerer Brennstoffeinspritzventile,
so daß die gewünschte sparsame Kraftstoffverwendung, reduzierte Emissionen und eine verbesserte Fahreigenschaft erreicht werden.
Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, die ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreibt, das im Prinzip gleich demjenigen der Figuren 1 und 2 ist und bei dem gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel bestimmt die MPU 12 aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einen VersetzungsZeitwert, der die Zeit angibt, während der sich die Motorkurbelwelle von der Kurbelwellenbezugsposition zu der Kurbelwellenposition dreht, wie sie durch die MPU 12 bestimmt wird. 15
Die Versetzungssteuerschaltung 2A-' besitzt ein Register 242', einen Komparator 24A-1 und einen Zähler 24-6'. Die MPU 12 bestimmt aus den die Motordrehzahl angebenden Daten des Motordrehzahlsensors 26, die in den EAM-Speicher 16 eingegeben wurden, einen gewünschten Versetzungszeitwert entsprechend der Zeitdauer, während der die Motorkurbelwelle um den gewünschten Versetzungswinkel rotiert, wie er in dem ersten Ausführungsbeifspiel durch die MPU 12
oc bestimmt wurde. Die MPU 12 lädt den vorbestimmten Ver-Setzungszeitwert in das Register 242' über die Eingangs-/ Ausgangsschnittstelle 28. Der Zähler 246* beginnt abhängig von dem Empfang eines elektrischen Bezugsimpulses vom Besuchsimpulsgenerator 44 Taktinipulse von dem Taktgeber
3Q 48 zu zählen. Wenn der Wert des Zählers 246' den Versetzungszeitwert im Register 242' erreicht, erzeugt der Komparator 244' ein Unterbrechungssignal, das über die Eingangs -/Ausgangsschnitts teile 28 zur MPU 12 übertragen wird, die hierdurch die Zeitgabesteuerschaltung 22 antreibt. Somit bewirkt die Zeitgabesteuerschaltung 22, daß der Multiplexer 18 das ausgewählte Analogsignal von dem Lastsensor 42 an den A/D-Wandler 2o überträgt, und
daß der A/D-Uandler 2o eine A/D-Wandlung des die Motorlast angebenden Analogsignals in ein Digitalsignal einleitet. Das umgewandelte Digitalsignal wird über den Datenbus 33 dem Digitalrechner zugeführt. Die MPU 12 lädt g
die Eingangsmotorlastdaten in den RAM-Speicher 16-
Es zeigt sich somit, daß gemäß der Erfindung ein Motorsteuersystem geschaffen wurde, das ein eine Motorlast
anzeigendes Signal nach jeweils einer gewünschten Anzahl 10
von Graden der Motorkurbelwellonrotation ab einer Bezugskurbelwellenposition abtasten kann. Die sich durch (w das Motorsteuersystem ergebenden Motorlastdaten sind frei von dem Einfluß von Vakuumpulsierungen, die insbesondere bei voll oder nahezu voll geöffneter . Drossel auftreten und sie sind so genau, daß äie eine richtige Motorfunktion3steuerung gewährleisten und somit einen sparsamen Brennstoffverbrauch, eine Reduzierung unerwünsch ter Abgase und eine verbesserte Motorfunktion und verbesserte Fahreigenschaften erzielen. 20
25
30
35
GRÜNECKER. KINKELDEY, STOCKMAIR & PARTNER
"3 U"31 91
PATENTANWÄLTE N PATKNT ATTCMN€V5 A GRÜNECKER, am.-** DR. H. KINKELDEY. o^--~» DB. W. STOCKMAIR an.4NO.auicaino* DR K SCHUMANN. tmorB
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DR G E)EZOLO. mg« W MEISTER, cm «·
H. HILOER9. on.
OH H. MBVER-PLATH. «ua
βΟΟΟ MÜNCHEN 22
P 16 689-57/zw 29. Oktober 1981
NISSAN HOTOR COMPANY, LIMITED 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-sM, Kanagawa-ken, Japan
25 Datenabtastsystem für elektronische MaschinensteuerunRen
Zusammenfassung
Eine elektronische Motorsteuerung zur Steuerung ausge-30 wählter Arbeitsweisen einer Verbrennungskraftmaschine, basierend auf Motorarbeitsparametern. Die Motorsteuerung umfaßt einen Lastsensor zum Erzeugen eines Analog-Signals, das den Wert der Motorlast angibt und einen Analog/Digital-Wandler zum Umwandeln des die Motorlast angebenden Ana-35 log-Signals in digitale Form. Die Analog/Digital-Wandlung ist mit der Motordrehzahl durch eine Datenäbtastschaltung
10 3 Ί"4"3191
synchronisiert, die eine erste Schaltung zum Bestimmen einer gewünschten Position einer Motorkurbelwelle "bezüglich einer Hotorkurbelwellenbezugsposition, ,basierend auf der Motordrehzahl und eine zweite Schaltung aufweist, die auf das Rotieren der Motorkurbelwelle in die vorbestimmte Hotorkurbelwellenposition anspricht und ein Befehlssignal an den Analog/Digital-Wandler abgibt, wodurch der Analog/Digital-Umwandlungavorgang eingeleitet wird.
Leerseite

Claims (12)

KlNKPl Df=Y STOCKMAIR & PARTNER PATENTANWÄLTE A. GRONECKER. an. M DR H KINKELOEY. on-OR W. STOCKMAIR. on OFI K SCHUMANN, an P. H JAKOB, on. mo OR Q BEZOLO. mo W MEISTER.Dwujxa H. HILGERS. [Vu-wa DR H. MEYER-PLATH. 8OOO MÜNCHEN 22 MAXIMiLIANSTRASSe 43 P 16 689-57/zw 29. Oktober 1981 20 NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan 25 Datenabtastsystem für elektronische MaschinensteuerunRen Patentansprüche
1. Elektronische Steuerung zum Steuern zumindest einer ausgewählten Arbeitsweise eines Verbrennungskraftmotors abhängig von Motorarbeitsparametern, gekennzeichnet durch
a) einen Lastfühler (4-o) zum Abfühlen der Motorlast und Erzeugen eines den Wert der Motorlast angebenden Analogsignals
3U3191
b) einen Drehzahlsensor (42) zum Abfühlen der Motordrehzahl und zum Erzeugen eines den Wert der Motordrehzahl angebenden Signals
c) einen Bezugsimpulsgenerator (44·) zum Abfühlen einer vorbestimmten Motorkurbelwellenbezugsposition und zum Erzeugen von elektrischen Bezugsimpulsen nach jeweils einer vorbestimmten Anzahl von Graden der
Drehung einer Motorkurbelwelle, 10
d) einen Analog/Digital-Uandler (2o), der auf ein Befehlssignal zum Umwandeln des die Motorlast angebenden Analogsignals in ein Digitalsignal anspricht
und durch
15
e) eine Datenabtastschaltung, die aufweist:
eine erste Einrichtung (12, 14, 16) zum Bestimmen einer gewünschten Position der Mcfeorkurbelwelle bezüglich der MotorkurbelWellenbezugsposition aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl und
eine zweite Einrichtung (24, 46, 5o) die der ersten Einrichtung (12, 14, 16) zugeordnet ist und ein Befehlssignal an den Analog-Digital-Wandler (2o) anlegen ^ 25 kann, wenn die Motorkurbelwelle sich in die vorbestimmte Motorkurbelwellenposition dreht.
2. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrich-
30
tung (12, 14, 16) aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einen Winkelwert bestimmt, der die Anzahl von Graden des Winkelabstands der vorbestimmten Motorkurbelwellenposition von der Hotorkurbelwellenbezugsposition angibt,und daß die zweite Einrichtung (24, 46, 6o) ein Befehlssignal an den Analog-Digital-Wandler (2o) abgibt, wenn die Motorkurbelwelle von
3 H 31 9
der Motorkurbelwellenbezugsposition um den vorbestimmten Winkelwert rotiert ist.
3. Elektronische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Vorrichtung (4-6) zur Erzeugung von elektrischen Kurbelwellenpositionsimpulsen pro Drehungsgrad der Motorkurbelwelle, ein Register (242) in das der bestimmte Winkelwert geladen wird, einen Zähler (246), der auf jeden elektrischen Eezugsitapuls zum Starten der Zählung der Kurbelwellenpositionsimpulse anspricht, und einen Komparator (244) zur Abgabe eines Befehlssignals an den Analog-Digital-Wandler (2b) aufweist, wenn der Wert des Zählers (246) den in das Register
1^ (242) geladenen Winkelwert erreicht.
4. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch g e kennz ei.chnet , daß die. erste Vorrichtung aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einen Zeitwert bestimmt, der die Zeit angibt, während der die Motorkurbelwelle von der Motorkurbelwellenbezugsposition in die vorbestimmte Motorkurbelwellenposition rotiert^ und daß die zweite Einrichtung ein Befehlssignal an den Analog-Digital-Wandler (2o) abgibt, wenn die Motorkurbelwelle von der Motorkurbelwellenbezugsposition um den vorbestimmten Zeitwert rotiert ist.
5- Elektronische Steuerung nach Anspruch 4, dadurch g e -
kennzeichnet , daß die zv/eite Einrichtung eine Vorrichtung (48) zum Erzeugen von Taktimpulsen, ein Register (242'),in das der vorbestimmte Zeitwert geladen wird, einen Zähler (242* ), der auf jeden der elektrischen Bezugsimpulse zum Starten der Zählung der Taktimpulse anspricht, und einen Komparator (242') zur Abgabe eines Befehlssignals an den Analog-Digital-Wandler (2o) aufweist, wenn der Wert des Zählers dem Zeit-
(w 25
wert in dem Eegister (2421) erreicht.
6. Elektronische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Lastsensor (4o) die Form eines Luftstrommessers besitzt, der ein Analog-Signal erzeugen kann, das den Wert der Massenluftstromgescnwindigkeit in den Motor anzeigt.
7- Elektronische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß der Lastsensor (4o) .die Form eines Drucksensors besitzt, der ein Analogsignal erzeugen kann, das den Wert des Absolut-Druckes in einem Motoreingangskrümmer anzeigt.
8. Elektronische Steuerung zum Steuern zumindest einer
ausgewählten Arbeitsweise eines Verbrennungskraftmotors abhängig von den Motorarbeitspararaetern, gekennzeichnet durch
20
a) Sensoreinrichtungen (4o, 42) zum Abfühlen der Motorlast und anderer ausgewählter Motorarheitsparamenter und zum Erzeugen eines Analog-Signals entsprechend dem Wert der Motorlast und von Analog-Signalen entsprechend dem Wert jedes anderen Motorarbeitsparameters
b) einen Multiplexer (18), dessen Eingänge mit den Sensoreinrichtungen (4o, 42) verbunden sind und mittels dem ein ausgewähltes der Analog-Signale von den Sensoreinrichtungen (4o, 42) übertragen wird,
c) einen Analog-/Digital-Wandler zum Umwandeln des vom Multiplexer (18) übertragenen Analog-Signals in eine digitale Form
d) Zeitgabesteuermittel (22), die auf ein Befehlssignal
zum Antreiben des Multiplexers (18) und des Analog-35
Digital-Wandlers (2o) ansprechen und eine Umwandlung
des die Motorlast angebenden Analog-Signals in die digitale Form ermöglichen, wobei Zeitgabesteuervorrichtungen den Multiplexer (18) und den Analog-
"3 H 3 1 9
Digital-Wandler (2o) antreiben, um Analog-Signale,
für die anderen Motorarbeitspararaeter eines nach dem anderen zu vorbestimmten Intervallen umzuwandeln*
e)einen Drehzahlsensor zum Abfühlen der Motordrehzahl 5
und zum Erzeugen eines den Wert der Motorlast angebenden Signals
f)einen Bezugsimpulsgenerator (44·) zum Abfühlen einer vorbestimmten Motorkurbelwellenbezugsposition und zum Erzeugen .von/ elektrischen Bezugsimpulsen nach jeweils einer vorbestimmten Anzahl von Drehgraden einer Motorkurbelwelle und
g)eine Datenabtastschaltung, welche besitzt
eine erste Einrichtung (12, 14-, 16) zum Bestimmen aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einer gewünschten Position der Motorkurbelwelle bezüglich der Motorkurbelwellebezugsposition und
eine zweite Einrichtung (24-, 26, 5o), die der ersten Einrichtung (12, 14, 16) zugeordnet ist und das Befehlssignal an die Zeitgabesteuereinrichtung (22) anlegt, wenn die Motorkurbelwelle in die vorbestimmte Motorkurbelwellehposition rotiert.
9- Elektronische Steuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrichtung aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einen Win-
Q0 kelwert bestimmt, der die Anzahl von Graden des Winkelabstands der vorbestimmten Motorkurbelwellenposition zu der MotorkurbelWellenbezugsposition angibt, und daß die zweite Einrichtung ein Befehlssignal an die Zeitgabesteuereinrichtung (22) abgibt, wen:, die Motorkurbelwelle sich um den vorbestimmten Winkelwert der Motorkurbelwellenbezugsposition dreht.
10. Elektrondsie Steuerung nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Vorrichtung (46) zur Erzeugung von elektrischen Kurbelwellenpositionsimpulsen pro Draht der Rotation der Motorkurbelwelle, ein Register (242,) in dem der vorbestimmte Winkelwert geladen wird, einen Zähler (246), der auf jeden der elektrischen Bezugsimpulse zum Starten der Zählung der Kurbelwellenpositionsimpulse anspricht und einen Komparator (244) zur Abgabe des Befehlssicnals an die Zeitgab esteuereinrichtung (22) aufweist, wenn der Wert des Zählers den Winkelwert in dem Register (242) erreicht.
11. Elektronische Steuerung nach Anspruch 8, dadurch g e ■
•kennzeichnet , daß die erste Einrichtung aus dem abgefühlten Wert der Motordrehzahl einen Zeitwert bestimmt, der die Zeit angibt, während der die Motorkurbelwelle aus der Motorkurbelwellenbezugsposition in die vorbestimmte Motorkurbelwellenposition rotiert und daß die zweite Einrichtung ein Befehlssignal an die Zeitgabesteuerschaltung (22) abgibt, wenn die Motorkurbelwelle aus der Motorkurbelwellen—
bezugsposition um einen vorbestimmten Zeitwert ro-25
tiert.
12. Elektronische Steuerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Ein-
or. richtung eine Vorrichtung (48) zur Erzeugung von Takt-
impulsen ein Register (242') , in den der vorbestimmte Zeitwert geladen wird, einen Zähler (246·) der auf die elektrischen Bozugssignale zum Starten der Zählung der Taktimpulse anspricht und einen Komparator (2441) zur Abgabe eines Befehlssignals an die Zeitgäbesteuervorrichtung (22) aufweist, wenn der Wert des Zählers (2461) den in das Register (2421) geladenen Zeitwert erreicht.
DE3143191A 1980-10-30 1981-10-30 Datenabtastsystem für eine elektronische Steuerung für eine Brennkraftmaschine Expired DE3143191C2 (de)

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