DE3227286A1

DE3227286A1 - Automatisches motor-steuersystem fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3227286A1
Application number: DE19823227286
Authority: DE
Inventors: Shinichi Anjo Aichi Hori; Masahiko Toyota Aichi Noba; Yasuichi Ohnishi; Makoto Kariya Aichi Ono; Masahiro Ueda
Original assignee: Toyota Motor Corp; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1983-02-10
Also published as: US4482812A; DE3227286C2; JPS5815732A; JPS6231175B2

Description

Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Steuersystem für Motoren von Kraftfahrzeugen, insbesondere solche automatischen Motor-Steuersysteme, wie sie in den US-Patentschriften 3,731,108, 3,872,316 und 3,949,236 veröffentlicht sind, bei denen der Motor beim Anhalten des Fahrzeugs automatisch gestoppt wird und abhängig von einer Start-Vorrichtung zum Starten des Fahrzeugs automatisch in Gang gesetzt wird, wobei beide Abläufe ohne Betätigung des Zündschalters ausgeführt werden.

Bei den beschriebenen automatischen Motor-Steuersystemen wird die Bewegung des Fahrzeugs über eine Geschwindigkeits-

•J5 meßeinrichtung in der Weise erfaßt, daß die Steuerschaltung des Motors in Abhängigkeit vom Wechsel des Pegels der Geschwindigkeits-Impulse der Meßeinrichtung in ihrem aktiven Zustand gehalten wird, um den Lauf des Motors nach dem Start des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten. Die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung enthält beispielsweise eine permanent magnetische Scheibe und einen Reed-Kontakt, der von Vorsprüngen der Scheibe magnetisch beeinflußt wird. Die Scheibe ist an einem rotierenden Bauteil/ z. B. einer Tachometerwelle, befestigt, welches seinerseits von einer Abtriebswelle der Kraftübertragung des Fahrzeugs angetrieben wird. Wenn die Scheibe beim Rotieren der Tachoraeterwelle gedreht wird, reagiert der Reed-Kontakt auf jeden Vorsprung der Scheibe und erzeugt eine Folge von Geschwindigkeits-Impulsen, die der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechen. Beim Betrieb der Steuersysteme ist daher vorherzusehen, daß, wenn die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung nicht funktioniert ,infolge Abtrennung von der Tachometerwelle, Beschädigung des Reed-Kontaktes oder ähnlichem vor dem Start des Fahrzeugs, der Motor während der Bewegung des Fahrzeugs gestoppt wird, was zu unerwarteten Schwierigkeiten für den Fahrer

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führt.

Demgemäß ist es die 'Aufgäbe der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Motorsteuersystem anzugeben, welches in der Lage ist, die Steuerschaltung des Motors nach dessen Anlauf auch bei unerwarteter Beschädigung der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung zuverlässig in ihrem aktiven Zustand zu halten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den ünteranSprüchen zu entnehmen.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaiierten Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines automatischen

Motor-Steuersystems nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 und

3 Ablaufpläne für ein von dem Mikrocomputer in Fig. 1 abzuarbeitendes Haupt-Steuerprogramm,

Fig. 4 einen Ablaufplan für ein von dem Mikrocomputer abzuarbeitendes Interrupt-Programm.

' In Fig. 1 sind ein Anlasser 11 für einen Verbrennungsmotor und eine Zündschaltung 12 für diesen Motor dargestellt. Der Anlasser 11 ist über den Zündschalter an eine Gleichstromquelle 10, eine Fahrzeugbatterie, angeschlossen. Wenn ein beweglicher Kontakt 13a des Schalters 13 zeitweise mit dem festen Kontakt 13c verbunden wird, wird der Anlasser 11 durch Ziiführung von Strom aus der Stromquelle 10 in Betrieb gesetzt, um den Motor anzulassen. Die Zündschaltung 12 enthält eine Steuerschal-

'" tung 12a und eine über einen Transistor 12b daran angeschlossene Zündspule 12c. Die Steuerschaltung 12a ist an einen Signalgenerator angeschlossen, der innerhalb eines Verteilers des Motors angeordnet ist. Der Transistor 12bwird, abhängig von einem elektrischen Signal des

^5 Signalgenerators über die Steuerschaltung 12a aufgesteuert und beim Löschen des elektrischen Signals des Signalgenerators gesperrt. Die Sündspule 12c wird entsprechend der Ansteuerung des Transistors 12b erregt und erzeugt bei dem durch das Sperren des Transistors

-|2b folgenden Abschalten ihrer Primärwicklung eine Zündspannung, die dem Verteiler des Motors zugeführt wird.

Zwischen die Stromquelle 10 und ein Regelrelais 15 ist ein Wechselstromgenerator 14 geschaltet, der bei Antrieb durch den Motor zum Erzeugen einer Wechselspannung gegenüber einem neutralen Punkt seiner Ständerwicklung und zu ihrer Umwandlung in eine Gleichspannung, die der Stromquelle 10 zugeführt wird, dient. Das Regelrelais 15 enthält einen Elektromagneten 15a und einen beweglichen Kontakt 15b, der wahlweise an einem geerdeten Anschluß 15c oder einen feststehenden Anschluß 15d anliegt. Der Elektromagnet 15a ist mit seinen beiden Anschlüssen an den neutralen Punkt N der Ständerwicklung bzw. an den geerdeten Anschluß 15c angeschlossen, der- feststehende Anschluß 15d an die Stromquelle 10. Im nicht-erregten Zustand des Elektromagneten 15a liegt der bewegliche Kontakt 15b am geerdeten Anschluß 15c und erzeugt am Ausgang L eine Spannung mit niedrigem Pegel L . Wenn der Elektromagnet 15a durch eine am neutralen Punkt N der Ständerwicklung entstehende Wechselspannung erregt wird, wird der bewegliche Kontakt 15b. mit dem feststehenden Anschluß 15d verbunden und erzeugt am Ausgang L eine Spannung mit hohem Pegel.

Ein Mikrocomputer 20 ist mit dem Regelrelais 15, einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16, einem Befehlsschalter 17, einem ersten und einem zweiten Kupplungsschalter 18a und 18b sowie mit einem Türschalter 19 verbunden. Die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 enthält eine aus einem Permanentmagneten bestehende Scheibe 16a und eine Reed-Kontakt-Anordnung 16b, die magnetisch mit jedem Vorsprung der Scheibe 16a gekoppelt ist. Die Scheibe 16a ist an einer Tachometerwelle 16c angebracht, die durch eine Ab-

triebswelle der Kraftübertragung des Fahrzeugs angetrieben wird. Wenn die Scheibe 16a, angetrieben von der Tachometerwelle 16c, rotiert, reagiert der Reed-Kontakt auf jeden Vorsprung der Scheibe 16a und erzeugt auf diese ' Weise eine der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechende Folge von Geschwindigkeits-Impulsen. Der Befehlsschalter 17 besteht aus einem Taster für Arbeitsstrom, der an einer geeigneten Stelle im Fahrgastraum des Fahrzeugs angeordnet ist und, wenn er zeitweilig geschlossen wird, ein Befehlssignal erzeugt. Die beiden Kupplungsschalter 18a und 18b sind mit einem Kupplungs-Pedal des Fahrzeugs verbunden. Der erste Kupplungs-Schalter 18a ist normalerweise offen und so angeordnet, daß er bei vollem Niederdrücken des Kupplungs-Pedals geschlossen wird und dabei ein erstes Kupplungssignal erzeugt, während der zweite Kupplungs-Schalter 18b normalerv?eise geschlossen und so angeordnet ist, daß er bei.'·.! Niederdrücken der Kupplung geöffnet wird und dabei ein zweites Kuppiungssignal erzeugt. Das zweite Kupplungssignal erlischt beim Loslassen des Kupplungs-Pedals. Der Türschalter 19 ist normalerweise geöffnet und so an einer Fahrzeugtür befestigt, daß er beim Öffnen der Fahrzeugtür schließt und dabei ein Türsigneil erzeugt. Dieses Türsignal erlischt beim Schließen der Fahrzeugtür.

Der Mikrocomputer 20 ist beim Vorhandensein einer konstanten Spannung (z. 3. 5 Volt) eines Spannungskonstanthalters 21 wenn der Zündschalter 13 geschlossen wird, betriebsbereit. Der Computer 20 enthält eine Zentraleinheit (CPU), eine EIN/AUSGÄBE-Schaltung (I/O), einen NÜR-Lesespeicher (ROM), einen Speicher mit freiem Zugriff (RAM) und eine Taktschaltung, die untereinander durch eine Busleitung verbunden sind. Die ϊ/0-Schaltung empfängt die Spannungen mit niedrigem oder hohem Pegel L oder

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H. des Regelrelais 15, Geschwindigkeits-Impulse der Meßeinrichtung 16, Befehlssignale des Befehlsschalters 17, Kupplungssignale der ersten und zweiten Kupplungsschalter 18a und 18b und Türsignale des Türschalters und gibt diese an das RAM weiter. Die Taktschaltung erzeugt zusammen mit dem Kristalloszillator 22 Taktsignale mit vorgegebener Frequenz. Im ROM sind von vorneherein ein Haupt-Steuerprogramm und ein Interrupt-Steuerprogramm abgespeichert, die jeweils durch ihren Ablaufplan in Fig. 2 bis 4 dargestellt sind. Diese Programme werden, wie später beschrieben, durch den Computer 20 durchlarfen.

Die CPU enthält einen Interrupt-Zeitgeber, der die Ermittlung einer vorgegebenen Zeitspanne, z. B. eine Millisekunde, als Folge des Starts des Computers 20 bewirkt und beim Verstreichen der Zeitspanne rückgesetzt wird und die Zeitermittlung wieder aufnimmt. So arbeitet die CPU abhängig von den Taktsignalen des Taktgebers das Haupt-Steuerprogramm ab und beendet den Durchlauf durch das Haupt-Steuerprogramm bei jedem Verstreichen der vorgegebenen Zeitspanne, um das Interrupt-Steuerprogramm zu durchlaufen. Während dieses abwechselnden Durchlaufens der Steuerprogramme, liefert der Computer 20 Ausgangssignale, die für das Betätigen oder Stillsetzen des Anlassers 11 und für das Erregen oder Entregen der Zündspule 12c erforderlich sind. Im vorliegenden Fall wird das Durchlaufen des Haupt-Steuerprograinms durch die CPU innerhalb von 10 Millisekunden nach jedem Durchlauf wiederholt.

Der Computer 20 ist weiterhin über die Transistoren 31 bzw. 33 mit dem Anlaßrelais 32 bzw. dem Zündrelais 34 verbunden. Der Transistor 31 ist mit seiner Basis an die I/O-Schaltung des Computers 20 angeschlossen und mit seinem Emitter an den festen Anschluß 13b des Zündschalters 13 und wird durch ein Steuersignal der CPU des Com-

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puters während des Schließens des Zündschalters 13 aufgesteuert; auf ein entsprechendes Stopsignal der CPU des Computers hin, entfällt diese Ansteuerung wieder, Der Transistor 33 ist an seinem Emitter mit Masse verbunden und an seiner Basis an die I/O-Schaltung des Computers 20 angeschlossen und wird, wie später noch genauer erläutert werden soll, beim Empfang eines Aktivierungssignals für die Zündspule 12c von der CPU des Computers zugesteuert und beim Empfang eines entgegengesetzten Signals von der CPU des Computers durchgesteuert. Bas Anlaßrelais 32 enthält einen Elektromagneten 3 2a und einen normalerweise offenen Kontakt 32b. Der Elektromagnet 32 a ist an einem Anschluß mit Masse verbunden und mit dem anderen Anschluß mit dem Kollektor des Transistors 31 und wird durch Zuführung von Strom aus der Stromquelle 10 während der Ansteuerung des Transistors 31 erregt und bei Wegfall der Ansteuerung des Transistors 31 entregt. Der normalerweise offene Kontakt 32b des Relais 3 2 liegt zwischen der Stromquelle 10 und dem Anlasser 11, wird infolge der Erregung der Spule 32a geschlossen und verbindet den Anlasser 11 mit der Stromquelle 10. Der normalerweise offene Kontakt 32b kehrt bei Wegfall der Erregung der Spule 32a in seine offene Stellung zurück und trennt den Anlasser 11 von der Stromquelle 10.

Das Zündrelais 34 enthält einen Elektromagneten 34a, der mit seinem einen Ende an den festen Anschluß 13b

• des Zündschalters 13 angeschlossen ist und mit seinem anderen Ende an den Kollektor des Transistors 33 und der bei fehlender Ansteuerung des Transistors 33 entregt, beim Zuführen von Strom aus der Stromquelle 10 infolge Ansteuerung des Transistors 3 3 erregt wird. Das Zündrelaus 3 4 enthält ferner einen normalerweise geschlossenen Kontakt 34b, der während der Entregung der Spule 34a in seiner geschlossenen Stellung verbleibt

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und die Zuführung von Strom aus der Stromquelle 10 zur Zündspule 12c gestattet. Wird der Elektromagnet 34a erregt, öffnet der normalerweise geschlossene Kontakt 3 4b und trennt die Zündspule 12c von der Stromquelle 10. '

Wenn im Betriebszustand während des Stillstands des Fahrzeugs der bewegliche Kontakt 13a des Zündschaiters 13 mit dem feststehenden Anschluß 13b verbunden wird, wird der Computer 20 durch das Auftreten der konstanten Spannung aus dem Spannungskonstanthalter 21 veranlaßt,. den Interrupt-Zeitgeber der CPU in Gang zu setzen und das Durchlaufen des Haupt-Steuerprogramms ab Schritt 40 des in Fig. 2 gezeigten Ablaufplanes zu beginnen. Wenn daraufhin der bewegliche Kontakt 13a des Zündschalters 13 vorübergehend mit dem festen Anschluß 13c ver- ■ bunden wird, wirken der Anlasser 11 und die Zündschaltung 12 zusammen, um den Motor su starten. In diesem Zustand gibt das Regelrelais 15 unter dem Einfluß des Wechselstromgenerators 14 eine Spannung mit hohem Pegel ab, während die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 entsprechend dem Stillstand des Fahrzeugs inaktiv bleibt.

Wenn das Haupt-Steuerprogramm in der oben beschriebenen Situation den Schritt 41 erreicht, bewirkt die CPU, daß der Computer 20 eine Markierung (Flag) F rücksetzt. und ein Flag F„ auf den aktuellen Wert der Geschwindigkeitsimpulse der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 setzt. . Zu diesem Zeitpunkt ist der aktuelle Pegel der Geschwindigkeitsimpulse niedrig, weil der Reed-Kontakt 16b der Meßeinrichtung 16 durch die magnetische Kopplung mit der Scheibe 16a geschlossen ist. Daraufhin läuft das Haupt-Steuerprogramm weiter zu Schritt 42, wo die CPU feststellt, ob Flag F rückgesetzt ist oder nicht. Bei

der vorliegenden Ausführungsform steht Flag F , für die Aussage, daß die Einstell-Bedinqung für automatische Steuerung von

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Starten und Stoppen des Motors erfüllt ist. Die Einstell-Bedingung wird erfüllt, durch die drei Komponenten: Erzeugung einer Spannung mit hohem Pegel durch Regeireiais 15, Fehlen des Türsignals von Türschalter 19 und Erzeugen eines Befehlssignals durch Befehlsschalter 17. Wenn die Entscheidung in Schritt 42 "Ja" lautet, geht das Haupt-Steuerprogramm weiter zu Schritt 43, wo die CPU feststellt, ob die Einstellbedingung erfüllt ist oder nicht. Zu diesem Zeitpunkt wird diese Frage mit "Nein" beantwortet, weil sich zumindest der Befehlsschalter 17 in seiner Ruhelage befindet und daraufhin verfolgt die CPU das Haupt-Steuerprogramm weiter nach Schritt 50 und entscheidet, ob die Bedingung für das Stillsetzen des Anlassers erfüllt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Bedingung für das Stillsetzen des Anlassers 11 durch die Erzeugung einer Spannung mit hohem Pegel durch das Regelrelais 15 erfüllt. Zum betrachteten Zeitpunkt lautet die Antwort in Schritt 50 "Ja", weil das Regelrelais 15 infolge des Anlaufs des Motors eine Spannung H. mit hohem Pegel liefert und daraufhin kehrt die CPU über Schritt 51 zu Schritt 42 des Haupt-Steuerprograinms zurück. Während einer solchen Ausführung des Haupt-Steuerprogramms bewirkt die CPU bei jedem Verstreichen der vorgegebenen und von dem Interrupt-Zeitgeber definierten Zeitspanne von 1 Millisekunde ein Anhalten des Durchlaufens des Haupt-Steuerprogramms und eine Ausführung des in Fig. 3 gezeigten Interrupt-Steuerprogramms.-

Wenn nun die Fahrzeugtür geschlossen wird, womit das Türsignal, welches vorher vom Türschalter 19 erzeugt wurde, erlischt und der Befehlsschalter 17 zur Erzeugung eines Befehlssignals vorübergehend betätigt wird, dann entscheidet die CPU in Schritt 43 "Ja", weil die Voraussetzung für automatischen Start und Stop des Motors gegeben ist. Daraufhin veranlaßt die CPU in Schritt

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44 das Setzen von Flag F und verfolgt das Haupt-Steuerprogramm zum folgenden Schritt 45, um das Flag F., welches die Tatsache, daß sich der Pegel der Geschwindigkeitsimpulse der Meßeinrichtung 16 ändert, repräsentiert ' rückzusetzen. Wenn das Haupt-Steuerprogramm über Schritt 45 zu Schritt 46 gelangt, entscheidet die CPU aufgrund des rückgesetzten Flag F₁ "Ja", damit das Programm zu Schritt 4 2 zurückkehrt. Daraufhin entscheidet die CPU in Schritt 4 2 wegen des gesetzten FlagsF "Nein" und verfolgt das Steuerprogramm zu Schritt 52 zur Überprüfung einer Bedingung für das Streichen der Einstellbedingung. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Bedingung für diese Streichung erfüllt entweder durch die Erzeugung des Türsignals durch den Türschalter 19 oder durch die Erzeugung des Befehlssignals durch den Befehlsschalter 17 bei gesetztein Flag F , Wegen des Fehlens sowohl des Tür-

als auch des Befehlssignals entscheidet die CPU in Schrirt 52 deshalb ''Nein" und das Steuerprogramm kehrt über Schritt 46 nach Schritt 42 zurück.

Wenn das Fahx-zeug in Bewegung gesetzt wird, wird die jeweilige Fahrgeschwindigkeit von der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 in Form einer Impulsfolge erfaßt, die dem Computer 20 zugeleitet wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt die vorgewählte Zeit für eine Unterbrechung verstreicht, bewirkt die CPU einen Abbruch der Ausführung des Haupt-Steuerprogramms und leitet die Durchführung des Interrupt-Steuerprogramms ab Schritt 60 in Fig. 4 ein. In Schritt 61 veranlaßt die CPU das Abspeichern der Geschwindigkeitsimpulse der Meßeinrichtung 16 im RAM und das Verfolgen des Interrupt-Steuerprogramms zum nächsten Schritt 62 zur Verzweigung bezüglich dem Pegel der Geschwindigkeitsimpulse. Wenn der Pegel der im RAM gespeicherten Geschwindigkeitsimpulse hoch liegt, entscheidet die CPU bei Schritt 6 2 "Ja" und verfolgt das Programm

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zu"Schritt 64, um den Wert von Flag F„ zu überprüfen. Da zu diesem Zeitpunkt von Schritt 41 her Flag F₂ = O, verzweigt die CPU nach "Nein", verfolgt das Programm nach Schritt 66 und setzt Flag-F₂ = 1. Wenn- nun das Programm ' über den Schritt 66 den folgenden Schritt 67 erreicht, veranlaßt die CPU das Rücksetzen des Zählerstandes C eines Zählers im RAM, bewirkt danach in Schritt 68 das Setzen von Flag F₁ und beendet die Durchführung des Interrupt-Programms in einem abschließenden Schritt 72.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Zähler im RAM den Taktsignalen der Taktschaltung zugeordnet und zählt das Verstreichen der Zeit während- die Geschwindigkeitsimpulse auf dem gleichen Wert gehalten werden. Im anderen Fall, wenn die CPU im vorgelagerten Schritt 62 "Nein" entscheidet, läuft das Programm nach Schritt 63, wo die CPU untersucht, ob Flag F₂ - 0. Nach dem Durchlaufen eines solchen Interrupt-Steuerprogramms erreicht das Haupt-Steuerprograram den Schritt 46, wo die CPU "Nein" entscheidet, weil vorher in Schritt 68 Flag F.

gesetzt wurde. Auf diese Weise läuft das Steuerprcgramm weiter zu Schritt 47 und überprüft,- ob der Motor des Fahrzeugs stillsteht oder nicht. Bei Schritt 4 7 entscheidet die CPU "Nein" solange von Regelrelais 15 eine Spannung H. mit hohem Pegel geliefert wird und verfolgt das Steuerprogramm nach Schritt 53, um festzustellen, ob die Bedingung für das Anhalten des Motors erfüllt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Bedingung für das Anhalten des Motors erfüllt, wenn das Kupplungssignal vom zweiten Kupplungs-Schalter 18b erlischt und gleichzeitig der Zählerinhalt C des Zählers im RAI-I das Verstreichen einer vorgewählten Zeitspanne von z. B. 2 Sekunden anzeigt, die für das zeitweilige Anhalten des Fahrzeugs nach dem Betätigen eines Bremspedals erforderlich ist. Wenn der Zählerinhalt C das Verstreichen der vorgegebenen Zeit nicht anzeigt, verzweigt die CPU bei

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Schritt 53 nach "Nein" und bringt das Steuerprogramm zurück nach Schritt 42.

Wenn das Interrupt-Steuerprogramm,' wie oben beschrieben, ' durch die CPU abgearbeitet, wird, werden- die Geschwindigkeitsimpulse durch die Meßeinrichtung 16 bei Schritt 61 im RAM abgespeichert. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Pegel der Geschwindigkeitsimpulse niedrig ist, entscheidet die CPU bei Schritt 62 "Nein" und verfolgt das Programm nach Schritt 63, um festzustellen, ob Flag F~ Null ist oder nicht. Da aus dem vorherigen Durchlauf bei Schritt 66 Flag F₂ = 1, verzweigt die CPU nach "Nein" und setzt im folgenden Schritt 65 Flag F₂-O. Daraufhin setzt die CPU in Schritt 67 den Zählinhalt C zurück und setzt im Schritt 68 Flag P₁ und beendet damit die Ausführung des Interrupt-Steuerprogramms. Wenn nach dem beschriebenen Programmablauf das Haupt-Steuerprogramm den Schritt 4 6 erreicht, verzweigt die CPU nach ^1!Nein" und entscheidet auch "Nein" bei den Schritten 4 7 und 53. Wenn andererseits bei der Durchführung des Interrupt-Steuerprograrams die Entscheidung in Schritt 62 "Ja" lautet, verzweigt die CPU in Schritt 64 nach "Ja", da im vorausgegangenen Durchlauf Flag F- = 1 gesetzt wurde und das Programm erreicht Schritt 69 und bringt den Zählerstand C im RAM auf einen neuen Wert. Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß während der Bewegung des Fahrzeugs der Lauf des Motors gesteuert vom Computer 20 in Abhängigkeit von der Änderung des Pegels der Geschwindigkeits-· impulse von der Meßeinrichtung 16 aufrechterhalten wird.

Wenn das Bremspedal betätigt wird, um das Fahrzeug zeitweise, zum Beispiel an einer Kreuzung, anzuhalten, wird der zweite Kupplungs-Schalter 18b beim vollen Niederdrücken des Kupplungs-Pedals vor dem Stillstand des Fahrzeugs geöffnet und erzeugt ein zweites Kupplungs-

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signal, während die Steuerprogramrne durch die Schritte 42, 52, 46, 47 und 53 bzw. 65 (oder 66) und G8 laufen. Nach dem Anhalten des Fahrzeugs verschwindet beim Loslassen des Kupplungs-Pedals das zweite Kupplungssignal · von Schalter 18b'und die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 erzeugt ein Signal mit niedrigem Pegel, wenn der Reed-Kontakt 16b der Meßeinrichtung 16 infolge seiner magnetischen' Kopplung mit der Scheibe 16 geschlossen wird. In diesem Betriebszustand wird der niedrige Pegel der Meßeinrichtung 16 bei Schritt 61 im RAM während der folgenden Abarbeitung des Interrupt-Steuerprogramms gespeichert und die CPU verzweigt bei Schritt 62 nach "Nein" und verfolgt das Programm weiter zum Schritt 63. Zu diesem Zeitpunkt entscheidet die CPU in Schritt 63 "Ja",da vom vorherigen Durchlauf Flag F₀ = 0 und das Programm läuft weiter zu Schritt 69 und setzt den Zählerinhalt C = 1. Wenn das Programm nach Schritt 69 den Schritt 70 erreicht, untersucht die CPU ob seit dem Rücksetzen des Zählerinhalts C in Schritt 67 2 Sekunden verstrichen sind oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage "Nein" lautet, endet das Steuerprogramm in Schritt 72,

Wenn das Haupt-Steuerprogramm nach der beschriebenen Ausführung des Interrupt-Steuerprogramms Schritt 53 erreicht, verzweigt die CPU nach "Nein" wegen des Zählerinhalts C = 1 in Schritt 69 und bringt das Programm zurück zu Schritt 42. Während der folgenden Ausführung der Steuerprogramme entscheidet die CPU in den Schritten 53 und 70 "Nein" bis 2 Sekunden nach dem Rücksetzen des Zählerinhalts C in Schritt 67 verstreichen. Beim Verstreichen von 2 Sekunden nach dem Rücksetzen des Zählerstandes C entscheidet die CPU bei Schritt 70 "Ja", setzt im folgenden Schritt 71 den Zählerstand C = 2 Sekunden, entscheidet anschließend in Schritt 53 "Ja"

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und verfolgt das Haupt-Steuerprogramm weiter nach Schritt 54. Auf diese Weise erzeugt der Computer 20 ein Ausgangssignal für das Anhalten des Motors, Transistor 33 wird entsprechend dem Ausgangssignal des Computers 20 einge-' schaltet und erregt das Zündrelais 34, um dessen normalerweise geschlossenen Kontakt 34b zu öffnen. Als Folge hiervon wird der Stromfluß zur Zündspule 12c unterbrochen, um den Motor anzuhalten und das Regelrelais 15 erzeugt eine Spannung mit niedrigem Pegel L .

Wenn das Haupt-Steuerprogramm während des Stillstands des Motors über die Schritte 50 und 42 Schritt 4 7 erreicht, verzweigt die CPU nach "Ja", erreicht Schritt 48 und überprüft, ob die Bedingung für das Starten des Anlassers 11 erfüllt ist. Im vorliegenden Beispiel wird die Bedingung für das Starten des Anlassers 11 erfüllt, wenn vom Regelrelais 15 eine Spannung mit niedrigem Pegel L und vom ersten Kupplungsschalter 18a ein erstes Kupplungssignal vorliegen. Bei losgelassenem Kupplungs-Pedal während des Stillstands des Motors erzeugt der erste Kupplungs-Schalter 18a jedoch kein erstes Kupplungssignal. Deshalb verzweigt die CPU in Schritt 48 ebenso wie anschließend in Schritt 50 nach "Nein" und kehrt im Programm zu Schritt 4 2 zurück.

Wenn der Reed-Kontakt 16b der Meßeinrichtung 16 während des Stillstands des Fahrzeugs geöffnet ist, gibt die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 ein Signal mit hohem Pegel ab. Unter diesem Umstand wird in Schritt 61 das Signal mit hohem Pegel aus der Meßeinrichtung 16 während der folgenden Abarbeitung des Interrupt-Steuerprogramms im RAM gespeichert und deshalb verzweigt die CPU in Schritt 62 nach "Ja" und erreicht Schritt 64. Hier entscheidet die CPU wegen Flag F- = 0 aus dem vorherigen Durchlauf "Nein", setzt daraufhin in Schritt 66 Flag F₂ =

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und gelangt über die Schritte 67 und 68 zu Schritt 72. ' Wenn das Interrupt-Steuerprogramm wieder zu Schritt 64 kommt, entscheidet die CPU wegen Flag F,. = 1 aus dem vorherigen Durchlauf "Ja", erreicht Schritt 69 und ändert

5" den Zählerstand C = C+ 1. Anschließend verzweigt die CPU in den Schritten 70 und 53 nach "Nein" bis, wie vorher beschrieben, seit dem Rücksetzen des Zählerstandes C in Schritt 67 2 Sekunden verstrichen sind. Bein Verstreichen von 2 Sekunden seit dem Rücksetzen des Zähler-Standes C entscheidet die CPU in Schritt 70 "Ja" wie anschließend auch in Schritt 53 und folgt dem Programm nach Schritt 54. Auf diese Weise erzeugt der Computer ein Ausgangssignal zum Anhalten des Motors.

Wenn zum erneuten Starten des Fahrzeugs das Kupplungspedal betätigt wird, wird der erste Kupplungs-Schalter 18a geschlossen und erzeugt dadurch ein erstes Kupplungssignal, worauf die CPU bei den folgenden Durchläufen des Haupt-Steuerprogramms wegen der Spannung mit niedrigem Pegel L aus dem Regelrelais 15 und wegen des ersten Kupplungssignals vom Schalter 18a. in Schritt 43 "Ja" entscheidet. Dies bedeutet, daß die Bedingung für das Starten des Anlassers 11 erfüllt wurde. Demzufolge bewirkt die CPU im nächsten Schritt 49 ein Ausgangssignal für das Starten des Anlassers 11. Entsprechend dem Ausgangssignal des Computers 20 wird Transistor 31 durchgesteuert _r um das Anlaßrelais 3 2 zu erregen, wodurch der normalerweise offene Kontakt 32b vom Relais geschlossen wird und einen Stromfluß von der Stromquelle 10 zum Anlasser 11 ermöglicht. Durch diese Zuführung von Strom wird der Anlasser 11 in Gang gesetzt um den Motor anzuwerfen und das Regelrelais 15 erzeugt im Zusammenwirken mit dem Wechselstromgenerator 14 eine Spannung mit hohem Pegel H.. In diesem Betriebszustand entscheidet die CPU in Schritt 50 "Ja¹' und erzeuat in Schritt

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51 ein Ausgangssignal für das Stillsetzen

des Anlassers 11. Von diesem Ausgangssignal des Computers 20 wird der Transistor 31 abgeschaltet, er entregt das Anlaßrelais 32 und der Kontakt 32b des Relais 32 öffnet,

5' wodurch die Stromzufuhr zum Anlasser 11 unterbunden wird. Auf diese Weise wird der Anlasser 11 stillgesetzt und das Fahrzeug ist, bei automatischer Steuerung von Start und Stop des Motors, in der Lage, wieder anzufahren.

Wenn während eines solchen vorübergehenden Aufenthalts des Fahrzeugs, die Fahrzeugtür geöffnet wird, schließt der Türschalter 19 und erzeugt dadurch ein Türsignal. In diesem Fall verzweigt die CPU in Schritt 52 infolge des Türsignals von Schalter 19 nach "Ja" und veranlaßt ein Rücksetzen von Flag F im folgenden Schritt 55. Daraufhin bewirkt die CPU in Schritt 56 die Erzeugung eines Stillsetz-Signals und in Schritt 57 die Erzeugung eines Aktivierungs-Signals. Dies bedeutet, daß die Einstell-Bedingung für die automatische Steuerung von Start und Stop aufgehoben worden ist. Infolge des Stillsetz-Signals vom Computer 20 wird Transistor 31 abgeschaltet und hält Kontakt 32b von Relais 32 in geöffneter Stellung, wodurch ein automatischer Start des Anlassers 11 verhindet wird, während Transistor 33 aufgrund des Aktivierungsbefehls des Computers 20 abgeschaltet wird und der Kontakt 34b des Zündrelais 34 geschlossen bleibt, wodurch ein Stromfluß von der Stromquelle 10 zur Zündspule 12 möglich ist. Nach dem Wegfall der Einstell-Bedingung für die automatische Steuerung, kann der Motor nur durch Betätigung des Zündschalters 13 gestartet v/erden.

Es ist denkbar, daß beim Betreiben der beschriebenen Ausführungsform die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit wegen eines Defekts der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16, verursacht z. B. durch das Abbrechen der Tachometer-

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welle 16c , nicht erfaßt wird. In dieser unerwarteten Situation wird, um den Motor anzulassen, der Anlasser 11 durch Betätigen des Zündschalters 13 gestartet und das Regelrelais 15 erzeugt, wenn der Motor läuft, gesteuert ' vom Wechselstromgenerator 14 eine Spannung mit hohem Pegel H. . Wenn das Haupt-Steuerprograrnm, nachdem die . Fahrzeugtür geschlossen und der Befehlsschalter 17 betätigt wurde, über Schritt 41 Schritt 42 erreicht, verzweigt die CPU nach "Ja" wegen des in Schritt 41 oder 55 rückgesetzten Flag F . Im folgenden Schritt 43 verzweigt die CPU nach "Ja", weil die Einstell-Bedingung schon vorher erfüllt wurde. Daraufhin veranlaßt die CPU in Schritt 44 das Setzen von Flag F , in Schritt 45 das Rücksetzen von Flag F., verzweigt in Schritt 46 wegen des rückgesetzten Flag F₁ nach "Ja" und verfolgt das Programm zurück zu Schritt 42. Hier entscheidet die CPU wegen des gesetzten Flag F "Nein" und geht im Programm zu Schritt 52. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, daß die Voraussetzung für das Aufheben der Einstell-Bedingung wegen des Fehlens sowohl des Tür- als auch des Befehlssignals nicht erfüllt ist. So verzweigt die CPU in Schritt 52 nach '"Nein" und kehrt im Programm über Schritt 46 nach Schritt 42 zurück, wobei der Lauf des Motors während des aufeinanderfolgenden Durchlaufens des Haupt-Steuerprogramms durch die Schritte 42, 52 und 46 aufrechterhalten bleibt.

. Wenn das Fahrzeug unter den oben genannten Bedingungen wieder startet, erzeugt die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 trotz der Rotation der Abtriebswelle in der Kraftübertragung keinerlei Geschwindigkeitsimpulse und der Reed-Kontakt 16b verbleibt in offener oder geschlossener Stellung. Dadurch wird das Durchlaufen des Interrupt-Steuerprogramms unterbunden. Als Folge hiervon wird der Betrieb des Motors während der Fahrzeugbewegung unter

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fortwährendem Durchlaufen des Haupt-Steuerprogramms durch die Schritte 42, 52 und 46 zuverlässig aufrechterhalten.

Wenn auch in den Steuerprogrammen der beschriebenen Ausführungsform Flag F₁ in Schritt 68 gesetzt, in Schritt 45 rückgesetzt und in Schritt 46 überprüft wird, ist es auch möglich, dieses Flag F₁ durch die durch einen Zähler der CPU gezählte Zahl der Geschwindigkeitsimpulse von der Meßeinrichtung 16 zu ersetzen, die gezählte Zahl im Schritt 45 rückzusetzen, diese in Schritt 46 mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen und in Schritt 68 um "1" zu erhöhen. Es sei auch bemerkt daß, obwohl die vorliegende Ausführungsform auf einen Benzinmotor zugeschnitten ist, die vorliegende Erfindung auch an einen Dieselmotor angepaßt werden kann. In diesem Fall wird die Zündschaltung 12 durch eine Steuereinrichtung für die Brennstoffeinspritzung für den Motor ersetzt, welche vom Zündrelais 34 beeinflußt wird. In praktischen Ausführungen der vorliegenden Erfindung kann der Reed-Kontakt 16b der Meßeinrichtung 16 durch einen geeigneten Empfänger für den magnetischen Fluß ersetzt werden und anstelle der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 16 ist der Einsatz einer geschlitzten Scheibe und eines Fotokopplers möglich. Jede Scheibe der Meßeinrichtungen kann auch wahlweise an einem anderen rotierenden Teil, welches die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, angebracht werden.

Leerseite

Claims

BLUMBAGH · WESER . BERGEN · KRÄMER ZWiRNER · HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

patentcoRSUit RadeckestraSs 43 8000 München έθ Telefon (089) 653603/685604 Telex 05-212Ü3 Telegramms Patcmconsuli Patentconsu:! Sonncnberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-136237 Telegramms Psteniconsuli

NIPPONDENSO CO., LTD. 82/8787

und PF/Kr/aü

TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA

Automatisches Motor-Steuersystem für Fahrzeuge

PatentanSprüche

( 1 . i AutoiTJö tische s Steuer sy c tei:- sur Steuerung eines iahrzeugitiotors,-. mit

einer Anlasser-Steuerschaltung, die in ihrem aktivierten Zustand eine elektrische Stromquelle mit einem ZmIasser verbindet und in ihrem inaktiven Sustand den Anlasser von der Stromquelle trennt;

einer Motor-Steuerschaltung, die in ihrem aktivierten Zustand ä&n Betrieb des Motors aufrecht erhält und die in ihrem inaktiven Zustand automatisch den Motor im P.uhezustand hält,

einem Zündschalter zur Verbindung der Stromquelle mit dem Anlasser in der ersten Schaitsteilung und zur Verbindung der Stromquelle mit der Motor-Steuerschaltnng in der zweiten Schaltstellung

einer Startvorrichtung zum Starten des Fahrzeugs, einer· Geschwindigkeitsmeßeinrichtuiig zum Erfassen der Fahrzeugbevegung,

einem durch die Startvorrichtung steuerbaren elektri-

München: R. Krarimr D:pi-:ng. . V/. Weser Dipl.-^hyc. t.". ■'.'!. n-il. · Γ-. HoCmsnn Dip:.-Ing. icelJSiJer: p.G. ö-uTbeai Dir.--!ng. · Λ Bsrger. Frof. Dr. !di.C.ol -!.ig , P.-·!. A'- Pi; -A-- v. bis 19Vi¹ · G. Zwirne: üipl. a.g. ülpl.-W-'n

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sehen Steuergerät, zur Aktivierung der Anlasser-Steuerschaltung abhängig von der Betätigung der Startvorrichtung und zur Erfassung des vom Anlasser bewirkten Anlaufs des Motors zum Zweck der Abschaltung der Anlasser-Steuerschaltung, das durch die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung zum Zweck der Aufrechterhaltung des aktivierten Zustands der Motor-Steuerschaltung während der Fahrzeugbewegung und zur Deaktivierung der Motor-Steuerschaltung bei Stillstand des Fahrzeugs gesteuert wird, sowie einer Stelleinrichtung, deren Betätigung die elektrische Steuereinrichtung in ihren Betriebszustand versetzt, wenn sich der Zündschalter in seiner zweiten Stellung befindet,
dadurch gekennzeichnet , daß das elektrische Steuergerät so ausaebildet ist, daß es nicht in der Lage ist, die Motor-Steuerschaltung (33, 34} zu deaktivieren, wenn die Geschwindigkeitsraeßeinricht'.mg (16! auBer Betrieb ist um die Aktivierung der Motor-Steuerschaitung (33, 34) während das Betriebs der elektrischen Steuerschaltung aufrecht zu erhalten.
2. Automatisches Steuersystem für einen Fahrzeugmotor nach Anspruch ¹. dadurch gekennzeichnet , daß die Geschwir.digkeitsrr.eßeinrichtung (16) als eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitserfassung ausgebildet ist, die eine dar tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, entsprechende Folge von Geschwindigkeits-Impulsen erzeugt und da3 das elektrische Steuergerät einen Computer ur.vfa.3t, der se programmiert ist, daß er die Voraussetzung schafft, für die Steuerung der Anlasser- und Motor-Steuerschaltur.q (3". 32. 33. 34) abhängig von der Betätigung der Startverrichtung (¹Sa, 18b), dem Anlauf des Motors und der Bewegung des Fahrzeugs und daß er die Voraussetzung schilf fr für ei.".; St~u_;-r'.:r.j der Ar-lasser- uud Kotor-Steaerschaltung (3", 32, 33, 34) abhängig von der Änderung des

Pegels der Geschwinaigkeits-Impulse, und daß er weiterhin so programmiert ist, daß er die Voraussetzung für die Steuerung der Anlasser- und Motor-Steuerschaltungen außer Kraft setzt, wenn sich der Pegel der Geschwindigkeits-Impulse nicht ändert, solange die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (16) außer Betrieb ist.
3. Automatisches Steuersystem für einen Fahrzeugmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Computer (20)weiterhin so programmiert ist, daß er eine vorgegebene Zeitspanne abmißt, abhängig von der Änderung des Pegels der Geschwindigkeits--Impulse und daß er die Steuerung für die Deaktivierung der Motor-Steuer schaltung (33, 34) bewirkt nach dem Verstreichen der vorgegebenen Zeitspanne bei Stillstand des Fahrzeugs.
4. Automatisches Steuersystem für einen Fahrzeugmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Computer (20) so programmiert ist, daß er die Voraussetzung für die Steuerung der Anlasser- und Motor-Steuerschaltungen (21, 23, 33, 34) aufhebt, wenn nach Betätigung der Befehiseinrichtung (17) die Fahrzeugtür (19) geöffnet wird.
5. Automatisches Steuersystem für einen Fahrzeugmotor nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich net , daß der Computer (20) so programmiert ist, daß er die Voraussetzung für die Steuerung der Anlasserund Motor-Steuer schaltungen (31, 32, 33, 34) aufhebt, wenn die Befehlseinrichtung (17) während des Betriebszustands des elektrischen Steuergerätes betätigt wird.
6. Automatisches Steuersystem für einen Fahrzeugmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Startvorrichtung Schalter enthält (18a, 18b),

1 die in Abhängigkeit vom Niederdrücken des Kupplunqs-Pedals betätigt werden und daß das elektrische Steuergerät die Anlasser-Steuerschaltung (31, 32) entsprechend der Betätigung dieser Schalter aktiviert.