DE3226353A1

DE3226353A1 - Geraet zum steuern des energieumwandlungsprozesses eines motors mit innerer verbrennung

Info

Publication number: DE3226353A1
Application number: DE19823226353
Authority: DE
Inventors: Akio Hosaka; Katsunori Yokosuka Kanagawa Oshiage; Akito Yokohama Kanagawa Yamamoto
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1983-02-10
Also published as: JPS5813140A; US4551803A; GB2103836B; CA1193341A; GB2103836A

Description

Gerät zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses eines Motors mit innerer Verbrennung

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses eines Motors mit innerer

Verbrennung, und insbesondere auf ein solches Gerät, das einen digitalen Computer verwendet, um Fühlereingangsdaten zu verarbeiten und Steuersignale für Betätigungseinrichtungen in Übereinstimmung hiermit zu

erzeugen.
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Es sind bereits elektronische Motorsteuersysteme bekannt, die einen digitalen Computer benutzen, die Eingangsdaten, die Betriebsparameter des Motors bezeichnen, empfangen, Werte berechnen, die optimalen Einstellungen der gesteuerten Variablen wie z.B. Benzineinspritzungszeitpunkt, Zündzeitpunkt, Abgasrückführungs-Ventilstellung und ähnliches, entsprechen und Steuersignale erzeugen, die den Betätigungseinrichtungen, die für die

Steuerung des Energieumwandlungsprozesses eines Motors 30

mit innerer Verbrennung benutzt werden, die berechneten Werte anzeigen. Bei solchen Motorsteuersystemen sind die optimalen Einstellungen der gesteuerten Variablen verschieden, wenn z.B. der Motor im Leerlauf ist oder

wenn der Motor normal arbeitet.
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Um den Koeffizienten einzustellen, der in der Berechnung

der Einstellung eines Kraftstoffsteuerventils zum Steuern der einem Motor in Leerlaufbetriebsweise zugeführten Kraftstoffmenge benutzt wird, ist es die übliche Praxis, ein Potentiometer zu verwenden, das in einer Spannungsteilerschaltung zum Zuführen einer Spannung elektrisch verbunden ist, dessen Größe durch Drehen der Potentiometer-Schleifer-Welle mittels eines Schraubenziehers verändert werden kann. Die Spannung wird einem A/D-Wandler zugeführt, der sie in ein entsprechendem Digitalsignal umwandelt, das für den digitalen Computer verwendet wird.

Allerdings hat eine derartige Koeffizienteneinstellung, die einen oder mehrere Potentiometer mit einem für eine Schleifbewegung auf einem Potentiometerwiderstand befestigten Schleifer, mehrere ernsthafte Nachteile. Während des Fahrzeugbetriebs werden mechanische Vibrationen zu den Potentiometern geleitet und bewirken einen fehlerhaften Kontakt zwischen dem Potentiometerschleifer und dem Widerstand, was zu einer unkorrekten und unstabilen Koeffizienteneinstellung führt. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß der Versuch, die Anzahl an einzustellenden Koeffizienten zu erhöhen, eine ansteigende Anzahl von Potentiometern nötig macht, was zu einem teueren Koeffizienteneinstellungsgerät führt. Weiterhin ist die Zahl der zu handhabenden Koeffizienten aufgrund der Begrenzung der Anzahl der Wandelkanäle des A/D-Wandlers beschränkt.

Daher schafft die vorliegende Erfindung auf Mikroprozessor-Grundlage ein elektronisches Motorsteuergerät, das ein verbessertes Dateneinstellgerät enthält, weichesfrei von oben beschriebenen Nachteilen ist, die in konventionellen Geräten gefunden werden.

Erfindungsgemäß ist ein Gerät zum Steuern der Energieumsetzung eines Motors mit innerer Verbrennung vorge-

sehen, das einen Zündschalter, Quellen zum Ableiten von Signalen, die Motoroperations-Parameter anzeigen, und eine Einrichtung zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses aufweist. Der Apparat enthält eine erste Steuereinheit zum Ableiten von Daten, und eine zweite Steuereinheit mit einem Digitalcomputer, der einen Speicher zum Speichern von Daten in ihm hat. Der Speicher hält die gespeicherten Daten unabhängig davon, ob der Zündschalter ausgeschaltet ist. Der digitale Computer berechnet die Einstellungen der Einrichtung zum Steuern ^des Energieumwandlungsprozesses durch Nutzen der Signale von den Quellen und der in dem Gedächtnis gespeicherten Daten. Der Digitalcomputer spricht auf Daten von der ersten Steuereinheit an, um die in dem Speicher gespeicherten Daten zu verändern.

Vorzugsweise ist die erste Steuereinrichtung dazu geeignet, um Steuersignale abzuleiten, von denen jedes Daten hat, die einen gewünschten Ort und eine gewünschte Ziffer bezeichnen. Der Speicher speichert Koeffizienten in entsprechenden Orten. Der digitale Computer ■ spricht auf ein Befehlssignal von der ersten Steuereinheit an, um einen Koeffizienten zu korrigieren, der in dem Speicher an einem durch das Befehlssignal festgelegten Ort gespeichert ist. Der digitale Computer korrigiert den bestimmten Koeffizienten um die Ziffer, die durch das Befehlssignal bestimmt ist.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung vorteilhafte Ausbildungen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine Ausführung eines auf einem Mikroprozessor basierenden elektronischen Motorsteuergeräts, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, darstellt;

Fig. 2 ein funktionales Blockdiagramm, das eine detaillierte Struktur der Hauptsteuereinheit, die in dem Motorsteuergerät von Fig. 1 verwendet wird, zeigt;

Fig. 3 ein funktionales Blockdiagramm, das eine detaillierte Struktur der HilfsSteuereinheit» die in dem Motorsteuergerät von Fig. 1 verwendet Wird, zeigt;

Fig. *♦ ein Diagramm zur Darstellung verschiedener Parameter, die durch den in der Hauptsteuereinheit enthaltenen Digitalcomputer ausgeführt werden müssen;

Fig. 5 ein Gesamtflußdiagramm der Programmierung des 15

digitalen Computers, wie es zur Verarbeitung der von der HilfsSteuereinheit zur Hauptsteuereinheit übertragenen Daten verwendet wird;

Fig. 6 ein Flußdiagramm des digitalen Computers,wie er 20

zur Bestimmung des Datentyps, der von der Hilfssteuereinheit zur Hauptsteuereinheit übertragen wird, programmiert ist;

Fig. 7 ein Flußdiagramm für den digitalen Computer, wie 25

er zur Verarbeitung der Funktionsdaten programmiert ist;

Fig. 8 ein Flußdiagramm für den digitalen Computer, wie _o_ er zur Verarbeitung der Adressdaten programmiert ist;

Fig. 9 ein Flußdiagramm für den digitalen Computer, wie er zur Verarbeitung der Zifferndaten programmiert ^isfc;

Fig. 10 ein Flußdiagramm für den digitalen Computer, wie er für die Bestimmung des Inhaltes der

-δι Funktionsdaten programmiert ist;

Fig. 11 ein Flußdiagramm für den digitalen Computer, wie er zur Korrektur der in dem Computerspeicher gespeicherten Daten gespeichert ist; und

Fig. 12 ein Flußdiagramm für den digitalen Computer, wie er für die Berechnung des Grundwertes für die Benzineinspritzungs-Pulsbreite programmiert ist.

Zunächst wird auf Fig. 1 der Zeichnung Bezug genommen. Dort ist eine Ausbildung eines auf einem Mikroprozessor basierenden elektronischen Motorsteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Luft für einen Motor 10 mit innerer Verbrennung wird durch einen Luftfilter 12 einem Ansaugtrakt 14 zugeführt und wird durch ein in dem Ansaugtrakt 14 gelegenes Drosselventil 16 gesteuert. Ein Bypaß-Trakt 18 öffnet sich in den Ansaugtrakt 14 an verschiedenen Punkten strömungsmäßig vor und hinter dem Drosselventil 16. Der Bypaß-Trakt 18 hat in ihm ein ACC-Ventil 20 (ACC entspricht Steuerung des Luftdurchsatzes) zum Steuern des Luftflusses durch den Bypaß-Trakt 18,um die Drehzahl des Motors 10 zu steuern, wenn der Motor im Leerlauf läuft; d.h. wenn die Drosselklappe 16 in ihrer geschlossenen Stellung ist. Kraftstoff für den Motor 10 wird durch eine Kraftstoffpumpe 22 vom Kraftstofftank (nicht gezeigt) über einen Kraftstoff-Druckregler 24 zu einzelnen Kraftstoffeinspritzungen zugeführt, von denen lediglich eine bei.26 gezeigt ist, für jeden der Zylinder des Motors 10. Der Betrieb der Kraftstoffpumpe 22 kann durch Aus- und Einschalten über ein Relais 28 gesteuert sein. Die Kraftstoffmenf.e, die in die einzelnen Zylinder des Motors eingespritzt wird, wird durch die Dauer der Energiezuführung zur oder der Betätigung der Kraftstoff-Einspritzung 26 bestimmt. Ein Zündkerze 30 ist im Zylinderkopf befestigt, um die Verbrennungsinhalte innerhalb des Zylinders zu zünden, wenn die Zündkerze 30 mit einer

elektrischen Energie von hoher Spannung von einem Verteiler 32 versorgt wird. Der Verteiler 32 hat einen mit der Sekundärwicklung der Zündspule 34 verbundenen Rotor. Der Verteilerrotor wird mit halber Drehzahl der Motorwelle angetrieben, um in sequentieller Weise die Verteilerkontakte zu kontaktieren, um das Zuführen von elektrischer Hochvolt-Energie zu geeigneten Zeitpunkten zur Zündkerze des Motors zu gestatten. Der Motor hat ebenso einen Auspufftrakt .40 zum Entladen der Auspuffgase in die Atmosphäre. Ein Kanal 42 ist vorgesehen, um in betätigbarer Weise den Auspufftrakt 40 mit dem Ansaugtrakt 14 zur Rückführung der Auspuffgase zur Ansaugpassage zu verbinden, um die Erzeugung und Emission von Schadstoffen zu vermindern. Ein Ventil 44 zur Rückführung des Auspuffgases (EGR) ist im Kanal 42 angeordnet, um den Auspuffgasrückfluß zum Ansaugtrakt 14 zu steuern oder messen. Eine pneumtische Steuereinrichtung 50 ist vorgesehen, die den im Ansaugtrakt entwickelten negativen Druck zum Steuern der Stellungen der ACC- und EGR-Venti-Ie 20 und 44 nützt.

Zum Messen oder Fühlen der verschiedenen Motor- und Fahrzeugbetriebsparameter wie z.B. der Kurbelwellenstellung, der Luftmenge, die dem Motor zugeführt wird, der Motor-²^ kühlungstemperatur, des Sauerstoffgehaltes der Auspuffgase, des Motorleerlaufzustandes, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Schalthebelstellung und ähnliches sind verschiedene Fühler und Detektoren 62 bis 82 an verschiedenen Orten bezüglich des Motors und Fahrzeugs an-

gebracht. Der Kurbelwellenpositions-Fühler 82 und der Referenzpuls-Generator 64 sind mit dem Verteiler 32 in Antriebsverbindung. Der Kurbelwellenpositions-Fühler 82 erzeugt elektrische Kurbelwellenpositions-Pulse 62a, von denen jeder einem Grad Drehung der Motorkurbelwelle entspricht. Der Referenzpuls-Generator 64 erzeugt elektrische Referenzpulse 64a, von denen jeder 120° Drehung der Motorkurbelwelle oder 60 Drehung des Ver-

■^ teilerrotors entspricht. Die winkelmäßige Stellung der Motorkurbelwelle bezüglich einer Referenzstellung kann durch Beginnen einer Zählung der elektrischen Kurbelwellenpositionspulse 62a nach dem Auftreten eines elektri-

p. sehen Referenzpulses 64a ermittelt werden. Die Drehzahl des Motors 10 kann durch Messung der Wiederholungsrate oder Periode des elektrischen Kurbelwellenpositions-Pulses 62a oder des elektrischen Referenzpulses 64a ermittelt werden.

Der Luftdurchfluß-Fühler 68 ist im Ansaugtrakt 14 des

Motors 10 angeordnet. Der Luftdurchfluß-Fühler 68 spricht auf den Luftfluß zum Motor an und erzeugt ein Ausgangssignal 68a, das im umgekehrten Verhältnis zur gemessenen J5 Menge Qa der Luft zum Motor steht.

Der Auspuffgas-Fühler 70, der ein konventioneller Sauerstoffühler vom Zirkonerde-Typ sein kann, ist im Auspuff trakt 40 des Motors 10 angeordnet. Der Auspuffgasfühler 70 zeigt den Sauerstoffgehalt des Auspuffgases an und erzeugt ein Ausgangssiganl 70a, das das Luft/-

Kraftstoff- Verhältnis, mit dem der Motor arbeitet, anzeigt. Der Motortemperatur-Fühler 72 hat einen Thermistor, der im Motorkühlsystem befestigt ist und in einer elektrischen Schaltung zur Erzeugung eines direkt zur Motorkühltemperatur proportionalen Signals angeschlossen ist. Der Drosselklappenstellungs-Fühler 74 hat einen Schalter, der geschlossen ist, wenn die Drosselklappe 16 geschlossen ist, und erzeugt ein Signal 74a, das anzeigt, wenn der Motor im Leerlauf läuft oder sich im Betriebszustand der Drehzahlverminderung befindet.

Der Getriebestufen-Fühler 76 hat einen Schalter, der geschlossen ist, wenn die Getriebeübersetzung in Neutral-Stellung ist, und erzeugt ein Signal 76a, das die Neutralstellung des Getriebes anzeigt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 78 erzeugt ein Ausgangs-Pulssignal 78a.mit einer direkt zur Fahrgeschwindigkeit des Auto-

-ΜΙ matikfahrzeuges proportionalen Wiederholungsfrequenz. Der lastbetätigte Fühler 80 ist einem Schalter zugeordnet, der geschlossen ist, wenn die Last wie z.B. eine Klimaanlage an die Energiequelle angeschlossen wird und erzeugt ein Signal 80a, das anzeigt, wenn die Last in Betrieb ist. Der Anlasser-Fühler 82, der dem Zündschalter 84 zugeordnet ist, erzeugt ein Signal 82a, das den Anlaßvorgang des Motors anzeigt.

Anzeigesignale dieser aktuellen Motor- und Fahrzeugs-Betriebsparameter werden einer auf einem Mikroprozessor basierenden Hauptsteuereinheit (E/C) 100 zugeführt, die hierdurch in ununterbrochener Art die optimalen Einstellungen der gesteuerten Variablen berechnet, d.h.

die Variablen, die in getrennter Weise eingestellt oder verändert werden können, um die übertragungscharakteristik des Energieumwandlungsprozesses des Motors zu steuern oder festzulegen. Die gesteuerten Variablen sind: (T)" die Kraftstoffeinspritzungs-Pulsweite, die die Dauer der Betätigung der Einspritzung 26 bestimmt und damit die in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge und den Zeitpunkt hiervon festlegt; (2) der Zündfunke mit Voreilungswinkel in Graden der Kurbelwellenrotation, Zündungs- und Zündfunkenzeit (Zeitdauer, während der

²^ die Zündspule mit Energie versorgt wird); (3) die Stellung des ACC-Ventils 20, die die Menge des Luftflusses durch den Bypaß-Trakt 18 während der Leerlaufphase des Motors und damit die Leerlaufdrehzahl des Motors festlegt; (4) die Stellung des EGR-Ventils 44, die die Menge

^ö der zum Ansaugtrakt 14 zurückgeführten Auspuffgase festlegt; und (5) die Betätigung der Kraftstoffpumpe 22. Die Hauptsteuereinheit 100 erzeugt ein Steuersignal 26b für die Einspritzung 26, ein Steuersignal 34b für die Zündspule, ein Steuersignal 52b für ein Hubventil 52 der pneumatischen Steuereinrichtung 50, und ein Steuersignal 28b für das Relais 28.

Die Hauptsteuereinheit 100 mißt den Kraftstoffverbrauch und zeigt ihn auf einem Kraftstoffmesser 86 an. Die Hauptsteuereinheit 100 hat ebenso eine Selbstkontrollfunktion zum überprüfen des Betriebs der Hauptsteuereinheit 100, die das Ergebnis auf einem Anzeiger 102 anzeigt und ein elektrisches Licht 88 einschaltet, um eine Lichtanzeige eines nicht normalen Betriebszustandes zu liefern. Ein Überprüfer 200 kann durch einen Verbinder 202 mit der Hauptsteuereinheit 100 verbunden werden, um den Betrieb der Hauptsteuereinheit zu überprüfen und um daraufhin die Ergebnisse anzuzeigen.

Die Hauptsteuereinheit 100 wird von der Fahrzeugbatterie 90 über einen Hauptstromkreis 92 und ebenso über einen Hilfsstromkreis 96 mit Energie versorgt. Der Hauptstromkreis 92 hat in ihm ein Relais 94, das leitend ist, um.die Hauptsteuereinheit 100 mit der Fahrzeugbatterie 90 zu verbinden, wenn der Zündschalter 84 in seiner eingeschalteten Stellung ist. Das Relais 94 ist in

seinem nicht leitenden Zustand,um den Hauptstromkreis 92 zu öffnen, wenn der Motor angelassen wird. Der Hilfsstromkreis 96 erhält die leitende Verbindung der Hauptsteuereinheit 100 zur Fahrzeugbatterie 90 auch dann, wenn der Motor angelassen wird, wie auch während einer

langen Zeit, in der die Fahrzeugbatterie 90 für eine Reparatur oder für einen Austausch entfernt ist.

Die Hauptsteuereinheit 100 ist ebenso über einen Verbinder 302 mit einer auf einem Mikroprozessor basieren-30

den HilfsSteuereinheit 300 verbunden, die verschiedene,

nachfolgend detailliert zu beschreibende Funktionen ausführt. Das elektronische Motorsteuersystem der vorliegenden Erfindung hat zwei getrennte, auf einem Mikroprozessor basierende Steuereinheiten aus nachfolgenden 35

Gründen: ein Motorsteuersystem mit einem einzigen Mikrocomputer, der Schaltkreiselemente in einer genügenden Anzahl aufweist,die eine große Kapazität zur Durchführung

einer großen Anzahl von Funktionen gewährleistet, zeigte eine geringe Zuverlässigkeit und hohe Kosten auf. Die sich auf solche Motorsteuersysteme auswirkenden Nachteile werden später beschrieben.
5

Sie benötigen eine große Anzahl von Verbindungsdrähten, die in einem oder mehreren Kabelbäumen gebündelt sind und einen Verbinder haben, der eine Anz.-hl von Verbindungsstiften entsprechend der Anzahl der Verbindungsdrähte hat. Die Verbindungsdrähte bewirken unerwünscht große Kräfte auf den Verbinder und deformieren ihn und bewirken unstabile elektrische Verbindungen zwischen den Verbindungsdrähten und dem Mikrocomputer.. Darüberhinaus beeinflussen sich die Signale auf den Verbindungs-

drähten gegenseitig und bewirken Störgeräusche in den Signalen, die die Wahrscheinlichkeit einer Computerfehlfunktion vergrößern.

Mit der steigenden Anzahl von Schaltkreiselementen steigt

die Fehlerhäufigkeit und sinkt die Systemzuverlässigkeit. Ein Fehler in einem Schaltkreiselement hat eine ungewünschte Auswirkung auf andere Schaltkreiselemente durch gemeinsame Schaltkreise wie z.B. die Stromversorgung, und

bewirkt, daß das Motorsteuersystem nicht funktioniert. 25

Dies kann bis zu einem gewissen Ausmaß durch Verteilen der benötigten Funktionen auf zwei getrennte Mikrocomputer vermieden werden.

_ Mit ansteigender Schaltungsgröße wächst die benötigte Anzahl an Verbindungsstiften,und die Größe des Motorsteuersystems wächst an. Dadurch wird ein größeres Volumen an Raum für das Gerät benötigt und führt dazu, daß es schwieriger ist, das Motorsteuersystem an einem

gg optimalen Platz zu positionieren.

Mikrocomputer führen viele Aufgaben auf der Basis einer Zeitaufteilung durch, wobei jede Aufgabe während eines

längeren Zeitintervalls ausgefüht wird, wenn die Anzahl von Aufgaben ansteigt. Wenn die Zeitintervalle größer werden als das Zeitintervall, das durch die benötigte Steuergeschwindigkeit vorgegeben ist, sollten die benötigten Aufgaben einem anderen Mikrocomputer zugeteilt werden oder die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit des Mikroprozessors sollte angehoben werden. Allerdings erhöht das Anheben der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit die Kosten oder ist in einigen Fällen unmöglich.

Es gehört zum allgemeinen Wissen, daß billige Motorsteuersysteme durch Verwendung eines einzigen Mikrocomputers erhalten werden können, um die benötigten Funktionen daraufhin durch Aufteilung der benötigten

Funktionen auf getrennte Mikrocomputer auszuführen. Wenn die Anzahl der benötigten Funktionen eine Grenze übersteigt, ·entstehen allerdings viele technische Schwierigkeiten in der Verwendung eines einzelnen Mikrocomputers zur Ausführung der benötigten Funktionen, und speziel-

Ie Techniken werden für die Herstellung der Schaltungselemente benötigt, wie z. B. IC (integrierte Schaltung), LSI (large scale integration = hochintegrierte Bauweise), und ähnliches, was zu extrem teueren Motorsteuersystemen

führt.
25

Bezugnehmend auf Fig. 2 enthält die Hauptsteuereinheit 100 einen Signalformer und Verstärker 110, der ein die Batteriespannung anzeigendes Signal 90a vom Hauptstrom-

__ kreis 92 empfängt und die Fühlersignale 62a bis 82a von den Fühlern 62 bis 82 empfängt, die an verschiedenen Orten des Motors und des Fahrzeugs liegen. Der Signalformer und Verstärker 102 empfängt ebenso die Prüfbefehlsignale von dem Überprüfer 200 und die Dateneingangssignale von der HilfsSteuereinheit 300. Der Signalformer und Verstärker 110 verstärkt und formt die Eingangssignale für die Anwendung auf eine Eingangs-Inter-

face-Schaltung 112. Eine weitere Funktion des Signalformers und Verstärkers 110 besteht darin, von den Eingangssignalen eine Wellenform zu absorbieren und ein Rauschen zu beseitigen, um sicherzugehen, daß die Haupt-Steuereinheit 100 frei von Fehlern und Fehlfunktionen gehalten wird.

Die Eingangs-Interface-Schaltung 112 weJst einen Analog-Digital-Wandler und Register auf. Der A/D-Wändler beginnt auf einen Befehl von einem Mikroprozessorsystem hin in sequentieller Weise die analogen Eingangssignale von dem Signalformer und Verstärker 110 in binäre Worte zu wandeln. Die binären Worte, die momentan gemessene Motor- und Fahrzeugparameter anzeigen, werden in jeweilige Register gespeichert. Die Eingangs-Interface-Schaltung 112 weist ferner eine Einrichtung zum Verarbeiten der Kurbelwellen-Positionssignale und Schaltersignale auf.

Das Mikroprozessorsystem weist eine zentrale Mikroprozessoreinheit (CPU) 114, einen Speicherabschnitt 120 und einen Betriebs-Zeitgeber 130 auf, die alle miteinander oder über einen Daten-Bus 116 in Verbindung stehen. Der Speicherabschnitt 120 weist einen Lese/-Schreib-Speicher (RAM) 122, einen Datenhaite-Speicher (DHM) 124, einen maskierten Lesespeicher (MROM) 126, und einen programmierbaren Lesespeicher (PROM) 128 auf. Das RAM 122 speichert zeitweise Daten, die im Verlauf der Datenverarbeitung und als Ergebnis der Datenver-

arbeitung erhalten werden. Die in dem RAM 122 gespeicherten Daten können nicht gehalten werden, wenn der Zündschalter 84 ausgeschaltet ist, um den Hauptstromkreis 92 zu öffnen. Der DHM 124 speichert Daten, die im Verlauf der Datenverarbeitung und als Ergebnis der Datenverarbeitung erhalten werden. Die in dem DHM 124 gespeicherten Daten, der durch den Hilfsstromkreis 96 mit Energie versorgt wird, können gehalten werden, auch wenn

der Zündschalter 84 ausgeschaltet ist. Der MROM 126 enthält ständige Programme zum Ausführen der verschiedenen Steuergesetze, der Unterbrechungs-Handhabungs-Routine, usw. und enthält ferner ständig zugängliche Motorsteuerdaten, die von der CPU 114 zur Ausführung der Programme benötigt werden. Die permanenten Programme und Daten wurden in dem MROM 126 gespeichert, während das MROM gefertigt wurde. Der PROM 128 enthält ständige Programme und Daten, die ähnlich zu denjenigen sind, die in dem MROM 126 gespeichert sind und die sich entsprechend der Eigenarten der verschiedenen Typen von Fahrzeugen und ihren Motoren verändern können. Die permanenten Programme und Daten wurden in dem PROM 128 gespeichert, bevor er in das Mikroprozessorsystem eingebaut wurde.

Die CPU 114 enthält Eingänge von einem quarzgesteuertem Uhr-Oszillator 118 und erzeugt die benötigten Taktsignale für den Rest des Systems. Die CPU 114 führt die in dem MROM 126 und in dem PROM 128 gespeicherten Programme aus, um Motor- und Fahrzeug-Parameterdaten aus den Registern der Eingangs-Interface-Schaltung auszulesen, um die Daten zum Erreichen von optimalen Werten der Einstellung für die gesteuerten Variablen zu verarbeiten und um die digitalen Steuerworte, die die optimalen Ein-Stellungen der einstellbaren Variablen anzeigen, in Register einer Ausgangs-Interface-Schaltung 132 auszugeben.

Die Betriebs-Zeitgeber-Schaltung 130 bewirkt die Vergrößerung der Betriebskapazität der CPU 114. Die Betriebs-Zeitgeber-Schaltung hat einen Multiplizierer, der zur Vergrößerung der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit der CPU 114 dient, einen Zeitintervall-Zeitgeber zum Herstellen eines Unterbrechungssignals für die CPU zu konstanten Zeitintervallen, und einen freilaufenden Zähler zur Erzeugung einer Information über die Zeit, zu der ein Vorfall auftritt und über die verstrichene Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Vorfällen.

Die Ausgangs-Interface-Schaltung 132 empfängt Binärworte, die folgendes anzeigen: (1) den benötigten Zeitpunkt und die Pulsbreite der Kraftstoff-Einspritzungs-Pulse, (2) die Zündfunkenverzögerung vom letzten Kurbelwellen-Positions-Puls und die Zündungs-Pulsbreiten-Information, (3) die Befehlsfunktion für die Leerlaufdrehzahl, (4) die EGR-(Auspuffgasrückführungs)-Steuerfunktion, und (5) die Kraftstoffpumpen-Steuerfunktion, und wandelt diese digitalen Worte in Pulsbreiten, die zum Antreiben oder Betätigen einer Treiberschaltung 136 fähig sind. Die Treiber-Schaltung 136 ist ein Leistungsverstärker, der auf die Pulsbreiteneingänge anspricht und Steuersignale zum Betätigen der Kraftstoffeinspritzung 26, des Benzinpumpen-Relais 28, der Zündspule 34, der Betätigung für

das ACC-Ventil 52, der Betätigung für das EGR-Ventil und ähnliches hervorbringt. Die Treiber-Schaltung versorgt einen überprüfer 200 durch einen Verbinder 202 und eine HilfsSteuereinheit 300 durch einen Verbinder 302 mit Datensignalen. Die Treiber-Schaltuig 136 empfängt einen

Teil der Ausgangssignale von der Ausgangs-Interface-Schaltung 122 durch eine·schaltende Schaltung 134.

Die Hauptsteuereinheit 100 enthält ebenso eine Zusatzschaltung 138, die einen Teil der Ausgangssignale vom Signalformer und Verstärker 110 zu der schaltenden Schal~ tung 134 zuführt. Die Zusatzschaltung 138 zeigt ein oder mehrere Signale von der' Treiberschaltung 136 an und ermittelt jegliche Störung in den Mikroprozessorsystemkomponenten wie z.B. dem Speicherabschnitt. Wenn irgend-30

eine Störung in dem Mikroprozessor auftritt, erzeugt die Zusatzschaltung 138 ein Befehlssignal 138a für die schaltende Schaltung 134, die damit die Signale von der Ausgangs-Interface-Schaltung 132 blockiert und anstatt-

_ö_ dessen das Signal von der Zusatzschaltung 138 durch-35

läßt, um der Treiber-Schaltung 136 das Erzeugen von Steuersignalen, die für die Motorbetätigung benötigt werden, zu ermöglichen.

Das Bezugszeichen 14O bezeichnet eine Leistungsschaltung, die mit dem Hauptstromkreis 92 verbunden ist, um eine 5-Volt Konstantspannung zu der Eingangs-Interface-Schaltung 112, der CPU 114, dem Speicherabschnitt 120, der Ausgangs-Interface-Schaltung 132 und der Zusatzschaltung 138 zuzuführen und ein EIN-AUS-Signal, das anzeigt, ob der Zündschalter 84 ein- oder ausgeschaltet ist, der Eingangs-Interface-Schaltung 112 zuzuführen, Rücksetz- und Halte-Signale zu der CPU 114 zuzuführen_s eine 8-Volt . Konstantspannung zu dem A/D-Wandler der Eingangs-Interface-Schaltung 112 und eine Konstantspannung zu dem Signalformer und Verstärker 110, der schaltenden Schaltung 134 und der Treiberschaltung 136 zuzuführen. Die Leistungsschaltung 140 ist ebenfalls an den Hilfsstromkreis 96 angeschlossen, um den DHM 124 mit einer 5-Volt Konstantspannung zu versorgen.

Bezugnehmend auf Fig. 3 weist die HilfsSteuereinheit 300 ein CPU 310, ein ROM 312, ein RAM 314, eine Eingags/-Ausgangs-Interface-Schaltung 316 und eine I/O-Schaltung 318 auf. Die CPU 310 steht mit dem Rest des Systems über einen Datenbus 320 in Verbindung. Die I/O-Schaltung 318 ist mit der Hauptsteuereinheit 100 über den Verbinder 302 verbunden. Das Datenübertragungssystem zwischen der

²^ Haupt- und Hilfs-Steuereinheit 100 und 300 kann ein voll-duplex, asynchrones, serielles Datenaustausch-Interface vom Typ HD 6801 SO sein. Die Eingangs/Ausgangs-Interface-Schaltung 316 empfängt Fühlersignale von verschiedenen Fühlern, die an verschiedenen Orten bezüglich

des Motors und des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Fühler haben eine Uhr 330, einen Fahrtstrecken-Fühler 332, einen Kraftstoffverbrauch-Fühler 334, einen Restkraftstoff-Fühler 336 und einen Motordrehzahl-Fühler 338. Die Uhr 330 erzeugt ein serielles Signal, das die Zeit anzeigt. Der Ausgang der Uhr 330 wird ebenso als Unterbrechungs-Signal genutzt. Der Fahrtstrecken-Fühler 332 erzeugt jedesmal einen Puls, wenn das Fahrzeug eine vor-

bestimmte Strecke zurücklegt. Der Fahrtstrecken-Fühler kann ein magnetischer Aufnahmeumformer sein, der einen Magneten hat, der für eine Drehbewegung mit einer zur Drehbewegungsgeschwindigkeit der Antriebswelle proportionalen Geschwindigkeit befestigt ist. Der kraftstoffverbrauch-Fühler 33** erzeugt jedesmal einen Puls, wenn eine vorbestimmte Kraftstoffmenge verbraucht worden ist. Der Restkraftstoff-Fühler 336 kann ein üblicher Kraftstoffmengenmesser sein. Der Motordrehzahl-Fühler 338 kann der Kurbelwellenpositions-Fühler sein, der in der Hauptsteuereinheit verwendet wird. Die Eingangs/Ausgangs-Interface-Schaltung 316 empfängt ebenfalls Befehlssignale von einem Tastenfeld-Eingabegerät 350. Die Eingangs/-Ausgangs-Interface-Schaltung 316 ist mit einer Betätigung für einen Radioempfänger 340, einem Alarmsignalgeber 342 und einem Digitalanzeiger 360 verbunden. Die Radioempfänger-Betätigung 340 schaltet den Leistungsschalter des Radioempfängers ein und wählt einen der Radiokanäle, wenn sie ein Befehlssignal von der HilfsSteuereinheit ·

300 empfängt. Der Alarmsignalgeber 342 erklingt als Antwort auf ein Befehlssignal von der Hilfssteuerschaltung 300. Der Digitalanzeiger hat Digitalanzeigegeräte 362, 364 und 366. Das Digitalanzeigegerät 362 ist ein dynamisch betriebener Typ mit 7-Segment-Zifferanzeige- ·

röhren zur ausschließlichen Darstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf drei Ziffern. Das Digitalanzeigegerät 364 ist ein dynamisch angetriebener Typ mit 7-Segment-Zifferanzeigeröhren zur ausschließlichen Darstellung der gesamten durch das Fahrzeug zurückgelegten Ent-30

fernung auf sechs Ziffern. Das Digitalanzeigegerät 366 ist ein dynamisch betriebener Typ mit 7-Segment-Ziffernanzeigeröhren zur wahlweisen Darstellung der Fahrtstrecke auf sechs Ziffern und, wenn gewünscht, der Zeit,

__ wenn gewünscht, des Radiokanals, des Kraftstoffverbrauchs 35

und ähnliches und ist ein individueller Einheitenanzeiger.

Die Hilfssteuereinrichtung 300 ist mit der Hauptsteuer-

einrichtung 100 über einen Verbinder 302 zur übertragung von Daten zwischen ihnen verbunden. Wenn der Zündschalter 84 eingeschaltet ist, werden Anfangseinstellungen der Haupt- und HilfsSteuereinheiten vorgenommen.

Die HilfsSteuereinheit 300 empfängt Fühlersignale von verschiedenen Fühlern, die an verschiedenen Orten bezüglich des Motors und des Fahrzeugs angebracht sind, Datensignale von der Hauptsteuereinheit 100 und Befehlssignale von dem Tastenfeld-Eingabegerät 350, und führt folgende verschiedene Funktionen aus:

(1) Sie arbeitet als Geschwindigkeitsmesser. Sie mißt die vom Fahrzeug während einer Zeiteinheit zurückgelegte Entfernung und zeigt die gemessene Entfernung auf einem Digitalanzeigegerät 362 an.

(2) Sie arbeitet als Gesamtlaufleistungsmesser. Sie mißt die gesamte Entfernung, die durch das Fahrzeug zurückgelegt worden ist, seit das Fahrzeug zusammengebaut wurde und zeigt die gemessene gesamte Entfernung auf dem Digitalanzeigegerät 364 an.

(3) Sie arbeitet als Tageskilometerzähler. Sie zählt Pulse von dem Fahrtstrecken-Fühler 332, um die momentane Entfernung, die durch das Fahrzeug auf einer Fahrt zurückgelegt wurde, seit dem eine Löschtaste des Tastenfeld-Eingabegerätes 350 heruntergedrückt wurde, und zeigt die gemessene Entfernung auf dem Digitalanzeigegerät 366 an.

(4) Sie arbeitet als Drehzahlmesser. Sie mißt die Anzahl der Umdrehungen des Motors während einer Zeiteinheit und zeigt den gemessenen Wert auf dem Digitalanzeigegerät 366 an.

(5) Sie arbeitet als Navigationsmesser. Wenn sie vom

Tastenfeld-Eingabegerät 350 ein Befehlssignal empfängt, das Daten mit einer gewünschten durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit Vs aufweist, mißt sie die momentane Entfernung D und mißt die Zeit T, berechnet die momentane Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (D/T), die Differenz (D/Vs - T) zwischen der gewünschten Zeit (D/Vs) und der momentanen Zeit T, und die Differenz (D - Vs/ T) zwischen der momentanen Entfernung D und der gewünschten Entfernung (Vs/T), und zeigt diese Differenzen wahlweise auf dem Digitalanzeigegerät 366 an.

(6) Sie arbeitet als Radioprogrammwähler. Wenn sie von dem Tastenfeld-Eingabegerät 350 ein Befehlssignal erhält, das Daten mit einem gewünschten Radiokanal und den Zeitpunkt, zu dem das gewünschte Radioprogramm beginnt, anzeigt, speichert sie die Daten in den RAM 314. Sie vergleicht die gespeicherte Zeit mit der durch die Uhr 330 angegebenen Zeit. Zu dem gewünschten Zeitpunkt erzeugt sie ein Steuersignal, um zu bewirken, daß das Radiosteuergerät 340 den gespeicherten Radiokanal wählt. Der gewünschte Radiokanal und die Zeit werden wahlweise auf dem Digitalanzeigegerät 366 angezeigt.

(7) Sie arbeitet als Uhr-Alarm. Wenn sie von dem Tastenfeld-Eingabegerät 350 ein Befehlssignal erhält, das Daten mit einer gewünschten Zeit, zu der der Alarm-

³^ Signalgeber 342 erklingt, erhält, speichert sie die Daten in den RAM 314. Sie vergleicht die gespeicherte Zeit mit der durch die Uhr 330 angegebenen Zeit. Zu dem gewünschten Zeitpunkt erzeugt sie ein Steuersignal für den Alarmsignalgeber 342, der dadurch er-

³^ klingt. Die gewünschte Zeit wird auf dem Digitalanzeigegerät 366 angezeigt.

(8)Sie arbeitet als Kraftstoffverbrauchs-Messer. Sie

mißt die verbrauchte Benzinmenge, nachdem der Löschknopf auf dem Tastenfeld-Eingabegerät 350 niedergedrückt wurde, und zeigt den gemessenen Kraftstoffverbrauch auf dem Digitalanzeigegerät 366 an. 5

(9) Sie arbeitet als Kraftstoffverbrauchsgeschwindigkeitsmesser. Sie mißt die aktuelle Entfernung, die von dem Fahrezug während einer vorbestimmten Zeit zurückgelegt wurde, teilt den gemessenene Kraftstoffverbrauch durch die gemessene momentane Entfernung, und zeigt den Quotienten, der als Ergebnis dieser Division erhalten wird, auf dem Digitalanzeigegerät 366 an.

(10)Sie arbeitet als Meßgerät zur Anzeige der möglichen Fahrtstrecke des Fahrzeugs, die mit dem restlichen Kraftstoff zurückgelegt werden kann. Sie mißt die Restkraftstoff-Menge in dem Kraftstofftank, multipliziert die gemessene restliche Kraftstoffmenge mit dem in Funktion (9) erhaltenen Quotienten,und zeigt das Produkt als Ergebnis dieser Multiplikation auf dem Digitalanzeigegerät 366 an.

(11)Sie arbeitet als Speicher zum Speichern und Anzeigen einer gewünschten Zahl und ebenfalls als elektronischer Tischrechner zum Durchführen der arithmetischen Rechenarten Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division von Binärzahlen.

Fig. 4 zeigt verschiedene Programme, die durch den Hauptsteuereinheit-Digitalcomputer, der in Fig. 3 dargestellt ist, ausgeführt werden sollen, um die benötigten Funktionen auszuführen. Wenn der Zündschalter 84 eingeschaltet ist, beginnt der Digitalcomputer zuerst ein Anfangs-Setz-Programm 400. Am Ende der Ausführung des Anfangs-Setζ-Programmes 400 beginnt der Digitalcomputer

ein Hintergrund-Programm 500, welches ein Zündzeitpunkt-Steuer-Programm 510, ein EGR-Steuerprogramm 520, ein Kraftstoff-Einspritzungs-Programm 530 und ein Überprüfungsprogramm 540 aufweist, von denen alle in einer vorbestimmten Reihenfolge ausgeführt werden. Der Digitalcomputer kann ein Unterprogramm, das mit dem Block 410 bezeichnet ist, ausführen, wenn es nötig ist.

Wenn aus einem von verschiedenen Gründen eine Unterbrechung während des Ablaufs des Hintergrund-Programmes oder des ünterprogrammes auftritt, beginnt' der Digitalcomputer ein Unterbrechungs-Handhabungs-Programm 600 zur Handhabung der verschiedenen Unterbrechungen A bis H gemäß der Art der Unterbrechung. Der Block 610 bezeichnet eine Unterbrechung A, die bei Beendigung der Messung der Motorgeschwindigkeit auftritt, um ein Unterbrechungs-Programm 612 zur Bestimmung der Motorgeschwindigkeit zu beginnen. Block 620 bezeichnet eine Unterbrechung B_r die nach Empfang eines externen Signals auftritt. Block 630 bezeichnet eine Unterbrechung G, die auf das Auftreten eines Überflusses hin auftritt* Block 640 bezeichnet eine Unterbrechung D, die zu gleichförmigen Zeitintervallen auftritt; d.h., auf das Auftreten von Pulsen am Ausgang des Uhr-Oszillators, um ein Unterbrechungs-Programm 631 zur Ausgabe der Uhr-Pulse zu beginnen, ein Unterbrechungs-Programm 632 zum Beginnen des Analog-zu Digital -Wandler prozesses , und ein Unterbrechungs-Programm 633 zum Einstellen eines Reserviert-Zeichens zur Ausführung von zeitlich synchronisierten Abläufen. Block 650 bezeichnet eine Unterbrechung E, die bei einer vorgegebenen Anzahl von Rotationsgraden der Motorkurbelwelle auftritt, um ein Unterbrechungsprogramm 651 zum Setzen eines Reserviert-Zeichens zum Verarbeiten der mit der Kurbelwellenumdrehung synchronisierten Routinen zu beginnen. Block 660 bezeichnet eine Unterbrechung F., die auftritt, wenn die Hauptsteuereinheit Daten von der HilfsSteuereinheit 300 empfängt, um ein

Unterbrechungs-Programm 661 zum Setzen eines Reserviert-Zeichens zum Verarbeiten der empfangenen Daten zu beginnen. Block 670 bezeichnet eine Unterbrechung G, die am Ende des A/D-Wandlerprozesses auftritt, um ein Unterbrechungsprogramm 671 zum Speichern der gewandelten digitalen Werte zu beginnen. Block 680 bezeichnet eine Unterbrechung H, die auf das Auftreten von Anweisungen hin, die die höchste Prioritätsstufe haben, auftritt, um das Unterbrechungsprogramm 681 zum Halten von Daten in dem Datenhaltespeicher zu beginnen, wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist. An dem Ende der Ausführung der Unterbrechungs-Programme 633, 651 und 666 wird ein Programm 700 zum Handhaben eines EGR-Steuerprogrammes 710, eines λ-Steuerprogrammes 720, eines EGI-Korrektur-Programmes 730, und eines ISC-Steuerprogrammes 7^0, eines Software-Zeitgeber-Führungsprogrammes 750, eines Eingangs/-Ausgangs-überprüfungsprogrammes 760, und eines Verarbeitungsprogrammes für empfangene Daten 770 entsprechend der höchsten Prioritätsstufe der Unterbrechung begonnen.

Das Verarbeitungsprogramm für empfangene Daten 770 wird nachfolgend genauer beschrieben. Die von der Hilfssteuereinheit 300 in die Hauptsteuereinheit 100 übertragenen Daten beinhalten Funktionsdaten (F.Daten), Adressdaten (A.Daten), und Zifferndaten (N.Daten). Die Funktionsdaten spezifizieren die Art der Funktion, deren Ausführung benötigt wird, und das Datenübertragungsmuster. Die Adressdaten spezifizieren die Adresse, in der die in Frage stehenden Daten gespeichert werden. Die Zifferndaten spezifizieren eine Ziffer, um die die in der Adresse gespeicherten Daten, welche durch 'die Adressdaten festgelegt ist, korrigiert werden. Entsprechend dem Inhalt der Funktionsdaten führt das Hauptsteuerprogramm 100 eine der folgenden Funktionen durch: (1) Korrektur

^ou der Daten wie z.B. der in der Berechnung der Einstellungen der gesteuerten Variablen benutzten Koeffizienten wie z.B. Einspritzungs-Pulsbreite, Zündzeitpunkt,

ACC-Ventilstellung, EGR-Ventilstellung und ähnliches, (2) Erstellen von Daten, die für die Berechnungen der Einstellungen der gesteuerten Variablen von der Hilfssteuereinheit 300 bei Auftreten eines Fehlers in der den Fühlern zugeordneten Schaltung nötig sind, (3) übertragung von Daten, die durch die HilfsSteuereinheit angefordert werden, oder (4) überprüfung des Betriebs der Hauptsteuereinheit 100 in Übereinstimmung mit den von der HilfsSteuereinheit 300 übertragenen Daten.

Das Datenübertragungsmuster, das von der Hilfssteuereinheit 300 zur Hauptsteuereinheit 100 übertragen wird, wird folgendermaßen angenommen: die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der 8-Bit-Funktionsdaten werden auf 0 gesetzt, wenn die Funktionadaten, Adressdaten und Zifferndaten nacheinander in dieser Reihenfolge übertragen werden, werden auf 01 gesetzt, wenn die Funktionsdaten und Adressdaten in dieser Reihenfolge nacheinander übertragen werden, und werden auf 10 gesetzt, wenn die Funktionsdaten und Zifferndaten nacheinander in dieser Reihenfolge übertragen werden, und werden auf 11 gesetzt, wenn nur die Funktionsdaten übertragen werden.

Fig. 5 ist ein Gesamtflußdiagramm der Programmierung des digitalen Computers, wie es zur Verarbeitung der von der HilfsSteuereinheit 300 zur Hauptsteuereinheit 100 übertragenen Daten gebraucht wird. An dem Punkt des Verarbeitungsprogrammes 770 für empfangene Daten

wird der Typ der empfangenen Daten bestimmt. Wenn die empfangenen Daten Funktionsdaten sind, führt der digitale Computer ein Programm zur Verarbeitung der Funktionsdaten an dem Punkt 810 aus. Wenn die Daten Adressdaten sind, führt der digitale Computer ein Programm zur Verarbeitung der Adressdaten an dem Punkt 820 aus. Wenn die Daten Zifferndaten sind, führt der digitale Computer ein Programm zur Verarbeitung der Zifferndaten am Punkt

830 aus. Nach der Ausführung des Programmes an den Punkten 810 , 820 oder 83O fährt das Programm zu einem Schritt an dem Punkt 840 vor, in dem der Inhalt der Funktionsdaten bestimmt wird. In Übereinstimmung mit dem Inhalt der Funktionsdaten führt der digitale Computer die Funktion(1)am Punkt 850, die Funktion(2)am Punkt 860, die Funktion(3)am Punkt 870 oder die Funktion(4)am Punkt 88O aus, oder das Programm geht direkt zum Endpunkt 890, wobei keine Funktion ausgeführt wird.

Fig. 6 ist ein Plußdiagramm, das die obige Bestimmung des Typs der empfangenen Daten an dem Punkt 8OO von Fig. 5 darstellt. Die Daten SIDS sind 8-Bit-Daten mit einer vorbestimmten Adresse des Datenhaltespeichers (DHM) 124 und stellen den Typ der empfangenen Daten dar. Wie es genauer beschrieben werden wird, sind die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der Daten SIOS 10 bei der Beendigung der Datenübertragung- Daher können die empfangenen Daten als Funktionsdaten bestimmt werden, wenn die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der Daten SIOS 01 sind oder 00 sind, wenn die empfangenen Daten Adressdaten oder Zifferndaten sind.

Am Punkt 801 des Programmes wird bestimmt, ob das Bit (7) der Daten. SIOS 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht das Programm zum Funktionsdatenverarbeitungsschritt an dem Punkt 810 (Fig. 5). Anderenfalls, am Punkt 802, wird eine andere Bestimmung ausgeführt, ob das Bi,t (6) der Daten SIOS 1 ist oder_:

nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht; das Programm zu dem Adressdatenverarbeitungsschritt:an dem Punkt 820 (Fig. 5)* Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" ist, geht das Programm zu dem Zifferndatenverarbeitungsschritt an den Punkt 830 (Fig. 5).

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das den Funktionsdaten- , Verarbeitungsschritt am Punkt 810 von Fig. 5 darstellt.

An dem Punkt 81-1 des Programmes werden die Daten SIOD in dem Datenhaltespeicher (DHM) 124 bei der F.Datenact res se gespeichert; d.h. die Daten SIOD werden zu den F.Daten geschoben. Die folgenden Schritte an den Punkten 812, 813 und 814 dienen zur Bestimmung des Datentyps nach Auftreten von F.Daten.An dem Punkt 812 wird eine Bestimmung ausgeführt, ob oder ob nicht die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der F.Daten 00 sind. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht das Programm zum Punkt 815, der festlegt, daß die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bit3 der Daten SIOS auf 01 gesetzt werden. Der Grund hierfür ist, daß die auf die F.Daten folgenden Daten A.Daten sein werden, wenn die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der F.Daten 00 sind. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" ist, wird bei Punkt 813 eine andere Bestimmung durchgeführt, ob oder ob nicht die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der F.Daten 01 sind. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht das Programm zum Punkt 818, wo die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der Daten SIOS auf 01 gesetzt werden_r da A.Daten auf die F.Daten folgen werden, wenn die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der F.Daten 01 sind. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" ist, geht das Programm zu einem anderen Bestimmungs-Schritt an dem Punkt 814. Die Bestimmung am Punkt 814 besteht darin, ob das höchstwertigste Bit der F.Daten 10 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht das Programm zum Punkt 817, wobei die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der Daten SIOS auf 00 gesetzt werden, da Zifferndaten (N.Daten) auf die F.Daten folgen, werden, wenn die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der F.Daten 10 sind. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" ist, geht das Programm zu dem Punkt 8l6,

^ wo die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der Daten SIOS auf 10 gesetzt werden, da keine Daten auf die F.Daten folgen werden und die Datenübertragung" abgeschlossen ist, wenn die höchstwertigsten und zweit-

-2B-höchstwertigsten Bits der Funktionsdaten 11 sind.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm, das den Adressdaten-Verarbeitungsschritt an dem Punkt 820 von Fig. 5 dar- ^ stellt. Die A.Daten werden nicht empfangen,ausgenommen, wenn die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der F.Daten 00 oder 01 sind. An dem Schritt 821 des Programmes werden die SIOD-Daten in dem Datenhaltespeicher (DHM) 124 bei einer A-Datenadresse gespeichert, d.h., ¹^ die Daten SIOD werden zu den A.Daten geschoben. An dem folgenden Punkt 822 wird bestimmt, ob die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der F.Daten 00 sind. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, was bestimmt, daß die auf die A.Daten folgenden Daten N.Daten sind, geht das Programm zum Punkt 823, in dem die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der Daten SIOS auf 00 gesetzt werden. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" ist, was bezeichnet, daß die Datenübertragung abgeschlossen ist, geht das Programm zu dem Punkt 824, in

dem die höchstwertigsten und zweithöchstwertigsten Bits der Daten SIOS auf 10 gesetzt werden.

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm zur Darstellung des Zifferndaten-Verarbeitungsschrittes an dem Punkt 830 von Fig. 5.An dem Punkt 831 des Programmes werden die SIOD-Daten in dem Datenhaltespeicher (DHM) 124 an einem durch die N.Daten bezeichneten Ort gespeichert, d.h., die Daten SIOD werden zu den N.Daten geschoben. An dem

darauffolgenden Punkt 832 werden die höchstwertigsten 30

und zweithöchstwertigsten Bits von SIOS auf 10 gesetzt, da die Datenübertragung abgeschlossen ist.

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung der Be-

__ Stimmung des Inhaltes der empfangenen Funktionsdaten 00

(F.Daten) an dem Punkt 840 von Fig. 5- Die niedrigstwertigsten, zweitniedrigstwertigsten, drittniedrigstwertigsten und viertniedrigstwertigsten Bits der F.Daten

werden zum Bestimmen des Inhalts der empfangenen F.Daten benutzt. Zu dem Schritt 841 des Programmes wird eine Bestimmung durchgeführt, ob das Bit (7) (das höchstwertigste Bit) der Daten SIOS 1 ist. Es sei angemerkt, daß das höchstwertigste und zweithöchstwertigste Bit der Daten SIOS 10 sind, wenn die Datenübertragung abgeschlossen ist, und 01 oder 00 sind, wenn die Datenübertragung nicht abgeschlossen ist. Wenn das höchstwertigste Bit der Daten SIOS 0 ist, geht das Programm zum Endpunkt zum Erwarten der folgenden A.Daten oder A»Daten und N.Daten. Wenn das höchstwertigste Bit der Daten SIOS 1 ist, wird am Punkt 842 eine andere Bestimmung durchgeführt, ob oder ob nicht das Bit (0) (das niedrigstwertigste Bit) der F.Daten 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht das Programm zum Punkt 850 von Fig. 5, wo der Digitalcomputer die Funktion (1) zum Korrigieren der Daten durchführt, wie z.B. der in der Berechnung für die Einstellungen für die gesteuerten Variablen genutzten Koeffizienten. Wenn die Antwort auf diese Frage

"Nein" ist, geht das Programm zu dem Bestimmungsschritt am Punkt 843. Die Bestimmung am Punkt 843 besteht darin, ob oder ob nicht das Bit (1) der F.Daten 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht das Programm zum Punkt 860 von Fig. 5, wo der Digitalcomputer die Funktion (2) des Heranholens von für die Berechnungen der Einstellungen der gesteuerten Variablen von der Hilfssteuereinheit 300 nötigen Daten. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" ist, geht das Programm zu einem Bestimmungsschritt am Punkt 844. Die Bestimmung am Punkt 30

844 besteht darin, ob oder ob nicht das Bit (2) der F.Daten 1 ist. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, geht das Programm zum Punkt 870 von Fig. 5, wo der Digitalcomputer die Funktion (3) der Übertragung von '

Daten, die von der HilfsSteuereinheit 300 angefordert 35

werden, ausführt . Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" ist, geht das Programm zum Punkt 880 von Fig. 5, wo der Digitalcomputer die Funktion (4) der Betriebsüber-

prüfung der Hauptsteuereinheit 100 in Übereinstimmung mit von der HilfsSteuereinheit 300 empfangenen Daten ausführt.

Zum Beispiel kann zum Korrigieren der in der Berechnung der gesteuerten Variablen Kraftstoffeinspritzungs-Puls- breite benutzten Konstanten das Tastenfeld-Eingabegerät 350 betätigt werden, um in die Hauptsteuereinheit 100 folgende Daten einzugeben: F-Daten, die auf die Funktion (D gerichtet sind, A.Daten, die auf die Konstante zur Kraftstoffeinspritzungs-Pulsbreite gerichtet sind, und .N.Daten, um die der Wert der Konstanten korrigiert oder verändert wird.

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung der Programmierung des Digitalcomputers, wenn er F.Daten empfängt, die ein Bitmuster 00000001 haben, A.Daten mit einem Bitmuster 10000001, und N.Daten mit einem Bitmuster von 00001100, und die Funktion (1) durchführt.

Am Punkt 851 des Programmes werden N.Daten zu den bei der Adresse des DHM 124 gespeicherten Daten, die durch die A.Daten festgelegt sind, addiert. Das heißt, OA^C=IO) wird zu der Konstanten K für die Berechnungen der gesteuerten Variablen Kraftstoffeinspritzungs-Pulsbreite an der Adresse 81_H addiert, da die A.Daten ein Bitmuster von 10000001 haben, das 81„ in Hexadezimalschreibweise entspricht. Angenommen, der Wert der Konstanten K sei C8jj(= 200),wird diese zu D2_H(= 210) korrigiert. Das heißt, die Korrektur bewirkt ein 5%-Anwachsen der Konstanten K.

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das die Programmierung des Digitalcomputers zur Berechnung eines Basiswertes für

die gesteuerte Variable Kraftstoffeinspritzungs-Pulsbreite 35

darstellt. Am Punkt 852 des Programmes liest der Digital computer Daten der Drehzahl N des Motors und der Luft menge Q für den Motor in den Computerspeicher. An dem

folgenden Punkt 843 wird ein Basiswert Tp durch Teilung der Anlaufluftmenge Q durch die Motordrehzahl N» und durch Multiplikation des Ergebnisses dieser Division mit der Konstanten K errechnet. Da die Konstante K in dein Datenhaltespeicher (DHM) 124 gespeichert ist, kann sie für die Berechnungen der Kraftstoffeinspritzungs-Pulsbreite benutzt werden, wenn der Zündschalter eingeschaltet ist, nachdem der Motor zum Stillstand kommt. Ähnliche Prozesse können zum Verändern oder Korrigieren anderer Korrekturfaktoren oder Koeffizienten durchgeführt werden, die ebenfalls als Konstante K in der Berechnung der gesteuerten Variablen Kraftstoffeinspritzungs· Pulsbreite verwendet werden. Zusätzlich kann die Hauptsteuereinheit derart entworfen sein, um auf ein Signal von dem Drosselventilschalter 74 zu reagieren, um eine Konstante auszuwählen, die bei der Berechnung der gesteuerten Variablen Kraftstoffeinspritzungs-Pulsbreite nur dann verwendet wird, wenn der Motor im Leerlauf läuft.

Andere Koeffizienten oder Faktoren wie z.B. jene zur Steuerung des Motorleerlaufs, zur Zündzeitpunktsteuerung, zur EGR-Steuerung und ähnliches können durch geeignete Wahl der Adresse der Eingangsdaten,(die als A.Daten spezifiziert sind) und der Korrekturwerte (die als N.Daten spezifiziert sind) verändert oder korrigiert werden.

Korrekturwerte werden in dem Datenhaltespeicher (DHM) 124 gespeichert, der die gespeicherten Daten unabhängig davon, ob der Zündschalter ausgeschaltet ist, hält. Der DHM 124 kann als nicht-flüchtiger Speicher aufgebaut sein, der die gespeicherten Daten halten kann, nachdem der Speicher von der Stromversorgung abgetrennt wurde, obwohl solche nicht-flüchtigen Speicher sehr teuer sind.

Obwohl die vorliegende Erfindung für Viertakt-Sechszylindermotoren beschrieben wurde, sei angemerkt, daß sich

die Erfindung ebenso auf Motoren von beliebiger Bauweise bezieht. Zusätzlich sei angemerkt, obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit speziellen Ausführungsbeispielen von ihr beschrieben wurde, daß viele Ab-Wandlungen und Veränderungen für den Fachmann offensichtlich sind. Demgemäß ist es beabsichtigt, alle Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen mit einzuschließen, die in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen 10

JJ

L e e r s e i t e

Claims

3035 Patentansprüche

1. Gerät zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses eines Motors mit innerer Verbrennung mit einem Zündschalter, Quellen zum Ableiten von Signalen, die Betriebsparameter des Motors anzeigen, und mit einer Einrichtung zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses, gekennzeichnet durch:

eine erste Steuereinheit (300) zum Ableiten von Daten; und eine zweite Steuereinheit (1Ö0) mit einem digitalen Computer mit einem Speicher (12U) zum Speichern von Daten darin, wobei der Speicher die gespeicherten Daten

TELEFON (O ββ) 33 28

TELEX 0539 Π8Ο

unabhängig davon, ob der Zündschalter ausgeschaltet ist, beibehält, wobei der digitale Computer die Einstellungen der Einrichtung zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses durch Nutzeh der Signale von den Quellen und der in dem Speicher gespeicherten Daten errechnet, und wobei der digitale Computer auf die Daten von der ersten Steuereinheit anspricht, um die in dem Speicher gespeicherten Daten zu verändern.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t, daß die erste Steuereinheit (300) Steuersignale ableitet, von denen jedes Daten hat, die einen gewünschten Ort und eine gewünschte Ziffer bezeichnen, daß der Speicher Koeffizienten in entsprechenden Orten speichert, und daß der digitale Computer auf ein Befehlssignal von der ersten Steuereinheit anspricht, um einen in dem Speicher an dem durch das Befehlssignal bestimmten Ort gespeicherten Koeffizienten um eine Ziffer zu korrigieren, die durch das Befehlssignal festgelegt ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10) eine Potentialquelle aufweist, um den Speicher (124) unabhängig davon, ob der Zündschalter (84) ausgeschaltet ist, mit Potential zu versorgen.

4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellen einen ersten Fühler (338) zum Ableiten eines Fühlersignals, das die Motor-

drehzahl anzeigt, und einen zweiten Fühler (68) zum Ableiten eines Fühlersignals, das die dem Motor (10) zugeführte Luftmenge anzeigt, aufweisen, daß die Einrichtung zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses eine Betätigungseinrichtung zum Steuern der dem Motor (10) zugemessenen Benzinmenge enthält, und daß der digitale Computer einen Wert berechnet, der einer Einstellung der Betätigungseinrichtung zum Steuern der

- 3 dem Motor zugeführten Benzinmenge entspricht.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinheit (300) Befehlssignale ableitet, von denen jedes Daten hat, die eine gewünschte Funktion bezeichnen, daß der* digitale Computer auf ein Befehlssignal von der ersten Steuereinheit (300) anspricht, um eine der bezeichneten Funktionen,d.h. (1.) Korrigieren der im Speicher

(124) gespeicherten Daten (2.) Erwerben von Daten, die für die Berechnungen der Einstellungen der Einrichtung zum Steuern des Energieumwandlungsprozesses von der ersten Steuereinheit (300) im Falle eines Versagens der Quellen nötig sind, und (3.)überprüfen der Operation der zweiten Steuereinheit (100) in Übereinstimmung mit den von der ersten Steuereinheit (300) übertragenen Daten, auszuführen.