DE3617750C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern und Regeln der Zündzeitpunkteinstellung bei Brennkraftmaschinen, das gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgestaltet ist.

Ein bekanntes Verfahren zum Steuern und Regeln der Zündzeitpunkteinstellung bei Brennkraftma­ schinen ist in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 54 43 649 offenbart. Dieses Verfahren umfaßt, daß der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Maschine berechnet wird und der Zündzeitpunkt bestimmt wird, indem ein Zähler von einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition auf der Basis der berechneten Ergebnisse angesteuert wird. Ein Problem, das bei diesem herkömmlichen Verfahren auftritt, ist folgendes: Wenn der Zähler zu lange braucht, um die ihm zugeführten Taktimpulse herauf- oder herabzuzählen, kann einer plötzlichen Änderung der Drehzahl der Ma­ schine nicht mehr gefolgt werden, was es unmöglich macht, eine präzise Steuerung der Ein/Verstellung des Zündzeitpunktes zu erzielen. Mit anderen Worten, je länger die Zähldauer ist, umso höher ist die Wahr­ scheinlichkeit, daß Schwankungen in der Maschinendreh­ zahl von der Zeit des Zählbeginns bis zum Zählende stattfinden, was zu einer verschlechterten Genauigkeit der Steuerung und Regelung des Zündzeitpunktes führt.

Ein weiteres Verfahren zum Steuern und Regeln der Zündzeitpunkteinstellung bei Brennkraft­ maschinen, das z. B. in der japanischen Patentanmeldungs- Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 56 92 353 beschrieben ist, umfaßt, daß der Zündzeitpunkt berechnet wird und gleichzeitig immer der Zustand bzw. Status eines Zäh­ lers überprüft wird, wenn ein die Maschinenumdrehung (Drehzahl) anzeigendes Signal, wie z. B. ein eine Kur­ belwinkelposition anzeigendes Signal, erzeugt wird, daß der Status des Zählers immer zurückgesetzt wird, wenn der Wert der in ihm verbleibenden Zählung einen be­ stimmten Wert überschreitet, und daß bewirkt wird, daß der Zähler den Zählvorgang erneut überführt. Bei diesem Verfahren, bei dem der Zündzeitpunkt jedesmal berechnet wird, wenn das Maschinenumdrehungssignal erzeugt wird, ist nachteilig, daß diese Berechnungen es nicht zulas­ sen, daß für andere Steuerabläufe und -funktionen Be­ rechnungen ausgeführt werden.

Aus der DE-OS 28 45 024 ist ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art bekannt, mittels dessen erreicht werden soll, daß Zündzeitpunkte bei beliebigen zwei aufeinanderfolgenden Umläufen der Kurbelwelle nicht beträchtlich voneinander verschieden sind. Insbesondere sollen die Zündzeitpunkte oder Zündwinkel bei beliebigen zwei aufeinanderfolgenden Umläufen der Maschine so eingestellt werden, daß der Unterschied zwischen ihnen eine vorbestimmte Größe nicht übersteigt, wodurch der steilen Charakteristik der Zündzeitpunkteinstellungssteuerung Rechnung getragen werden kann. Zu diesem Zweck wird ein berechneter Wert für die Zündzeitpunkteinstellung mit dem vorhergehenden Wert für die Zündzeitpunkteinstellung verglichen und ein kor­ rigierter dritter Wert bestimmt, der zwischen den beiden Werten liegt. Wenn die Differenz zwischen den Werten für den Zündzeitpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Umläufen einen vorbestimmten Wert übersteigt, kann der korrigierte Wert beispielsweise dadurch ermittelt werden, daß ein vorbestimmter Wert von dem aktuellen bestimmten Wert abgezogen und zu diesem addiert wird. Es können auch Mittelwerte aus mehreren vorhergehenden Umläufen verwendet werden. Wird die Maschine schnell beschleunigt oder ver­ langsamt, so unterliegt die Zündverstellung einer merk­ lichen Änderung, was durch das bekannte Verfahren gerade vermieden werden soll. Plötzliche Änderungen des Be­ triebszustandes wirken sich bei dem bekannten Verfahren nicht auf die Zündeinstellung aus.

Die DE-OS 31 16 593 befaßt sich mit einem Verfahren zur Ermittlung von Zündzeitpunkten, das es jedoch ermöglichen soll, die Maschine möglichst knapp unterhalb der Klingel­ grenze zu fahren, da an dieser Grenze die verbrauchsopti­ malen Zündzeitpunkte liegen. Andererseits soll die Klin­ gelgrenze nicht überschritten werden, da sonst Beschädi­ gungen der Maschine auftreten können. Es werden für be­ stimmte Betriebsbedingungen optimale Zündzeitpunkte in einem Basiskennfeld gespeichert. Tritt ein durch einen Klingelsensor erfaßtes Klingeln auf, so wird der Zündzeitpunkt korrigiert und die entsprechenden korrigierten Werte werden in einem Korrekturkennfeld abgespeichert. Die Korrektur des Zündzeitpunktwertes erfolgt dabei so, daß dieser etwas vom Kurbelwinkel-Referenzwert zurückgenommen wird. Entsprechende korrigierte Werte werden ständig zur Festlegung des Zündzeitpunktes eingesetzt. Lediglich um betriebsdauerabhängigen Änderungen Rechnung tragen zu können, wird in bestimmten Zeitabständen überprüft, ob sich die Klingelgrenze zu sehr vom Zündzeitpunktwert entfernt hat. Ist dies eingetreten, so werden die Korrekturwerte aktualisiert. Diese Maßnahmen ermöglichen es keinesfalls zu verhindern, daß eine Drehzahländerung während des Zählens des Zählers auftreten kann und dann nicht mehr berück­ sichtigt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zum Steuern und Regeln der Einstellung des Zünd­ zeitpunktes für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, das es ermöglicht, selbst plötzliche Änderungen der Drehzahl der Maschine zu folgen, wie sie eine rasche Beschleunigung oder Verlangsamung begleiten können, insbesondere wenn die Zündzeitpunkteinstellung relativ nahe der TDC-Position liegt und daher die Zählzeit lang ist. Durch die Erfindung sollen einerseits die Steuerung und Regelung des Zünd­ zeitpunktes genauer werden und andererseits sollen ohne Behinderung der Berechnungen des Zündzeitpunkte andere Steuervorgänge zusätzlich ausgeführt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Va­ rianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorab ein Zünd­ zeitpunkteinstell-Korrekturwert TIGCR für den Sollwert des Zündzeitpunktes TIG berechnet, beispielsweise in Stufe 3.

Ist die Zähldauer des Zählers gering, d. h. fällt die Zünd­ zeitpunkteinstellung in die Stufe 4, so entstehen kein Zeit­ probleme bei der Steuerung der Zündung, selbst wenn sich die Drehzahl der Maschine plötzlich ändert. Liegt der Zündzeitpunkt jedoch näher an der Kurbelwinkel-Referenz­ position, d. h. fällt der Zündzeitpunkt in die Stufe 5, so braucht der Zähler länger, um vom Beginn der Stufe 4 bis zum Zündzeitpunkt herunterzuzählen. Die Wahrscheinlichkeit, daß sich während des Herunterzählens die Drehzahl der Ma­ schine ändert, ist relativ groß und die Einrichtung der Zündzeitpunkteinstellung kann die Änderung nicht folgen, sofern nicht spezielle Maßnahmen getroffen werden. Er­ findungsgemäß ist für den Fall, daß der Zündzeitpunkt in die Stufe 5 fällt, vorgesehen, daß der Status des Zählers bei Beginn der Stufe 5, d. h. während des Zählvorgangs, mittels des Korrekturwerts TIGCR aktualisiert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, augen­ blicklich plötzlichen Änderungen der Maschinendrehzahl zu folgen, und durch die genaue Steuerung der Zündzeit­ punkteinstellung ist das Antriebsvermögen der Maschine verbessert. Da die Zündzeiteinstelldaten nicht in jeder Stufe synchron mit Signalen entsprechend vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen berechnet werden, können weitere Berechnungen zur Steuerung anderer Einrichtungen synchron genau ausgeführt werden, um eine Vielzahl anderer Funk­ tionen oder anderer Vorrichtungen zu steuern.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung weiter hervor, wobei in der Zeichnung gleiche Bezugszeichen in den Figuren die­ selben oder ähnliche Elemente oder Teile bezeichnen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Gesamtanordnung ei­ nes Steuer- und Regelsystems für die Zündzeit­ punkteinstellung für eine Brennkraftmaschine veranschaulicht, auf das das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm von Signalwellenformen, das die Funktion des in Fig. 1 gezeigten Systems veranschaulicht;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das die Aktualisierung von Daten für die Zündzeitpunkteinstellung gemäß der Erfindung veranschaulicht; und

Fig. 4A, 4B Flußdiagramme, die Art und Weise der Steuerung des Zündzeitpunktes gemäß der Erfindung veranschaulichen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Verfahrens zur Steuerung und Regelung der Ein­ stellung des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine beschrieben.

In Fig. 1 ist die Gesamtanordnung eines Steuer- und Regelsystems für die Zündzeitpunkteinstellung veran­ schaulicht, auf das das erfindungsgemäße Verfahren an­ gewendet wird. Das veranschaulichte Steuer- und Regel­ system für die Zündzeitpunkteinstellung dient zur Steuerung des Zündzeitpunktes bei einer Vierzylinder- Brennkraftmaschine und umfaßt eine Zentraleinheit 10, die nachfolgend als CPU bezeichnet wird und eine Ein­ gangs- bzw. Eingabeseite besitzt, mit der Sensoren zum Abtasten verschiedener Parameter über einen Eingangs­ kreis 11 verbunden sind. Diese Sensoren umfassen einen T 04-Sensor 12, der in gegenüberliegender Beziehung, beispielsweise in bezug auf eine nicht gezeigte Maschi­ nennockenwelle, angeordnet ist, um einen T 04-Signalim­ puls zu erzeugen, der eine Kurbelwinkel-Referenzposi­ tion eines jeden Maschinenzylinders unmittelbar vor der TDC-Position (d. h. vor der o. T.- bzw. oberen Totpunkt- Position) am Ende des Verdichtungshubs eines jeden Zy­ linders und bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposi­ tion von beispielsweise 10° vor der oberen Totpunkt- Position (nachfolgend als BTDC bezeichnet) anzeigt. Der T 04-Sensor 12 ist über einen Wellenformerkreis 11 a im Eingangskreis 11 mit der CPU 10 verbunden. Der Wellen­ formerkreis 11 a empfängt T 04-Signalimpulse vom T 04-Sen­ sor 12 und formt die Impulse in Rechteckimpulse, die bei (a) in Fig. 2 gezeigt sind und der CPU 10 zugeführt werden.

Ein T 24-Sensor 13 ist wie der T 04-Sensor 12 in gegen­ überliegender Beziehung zur Nockenwelle angeordnet und ist in der Lage, während einer vollen Umdrehung der Nockenwelle, nämlich zweier voller Umdrehungen der nicht gezeigten Kurbelwelle, 24 gleich mit Abstand angeordnete Impulse bei vorbestimmten Kurbelwellenposi­ tionen zu erzeugen, d. h. die Impulse werden, auf die Kurbelwelle bzw. den Kurbelwinkel bezogen, bei einem Intervall von 30°C erzeugt. Der T 24-Sensor 13 ist mit der CPU 10 über einen Wellenformerkreis 11 b verbunden, durch den die bei (b) in Fig. 2 gezeigten T 24-Signalim­ pulse geformt werden, bevor sie der CPU 10 zugeführt werden.

Die restlichen Sensoren umfassen einen Absolutdruck- Sensor (PBA-Sensor) 14, um den Absolutdruck PBA in ei­ nem Ansaugrohr stromabwärts des Maschinendrosselventils (beide nicht gezeigt) abzutasten, einen Maschinenkühl­ mitteltemperatur-Sensor (TW-Sensor) 15, der in der Um­ fangswand eines mit Maschinenkühlwasser oder -kühlmit­ tel gefüllten Zylinders angebracht ist, um die Kühlmit­ teltemperatur TW abzutasten, und einen Ansauglufttem­ peratur-Sensor (TA-Sensor) 16, um die Ansauglufttem­ peratur TA im Ansaugrohr abzutasten. Die Sensoren 14, 15, 16 sind über eine Pegelverstelleinheit 11 c und ei­ nen A/D-Wandler 11 d des Eingangskreises 11 mit der CPU 10 verbunden. Der Absolutdruck-Sensor 14, der Ma­ schinenkühlmitteltemperatur-Sensor 15 und der Ansaug­ lufttemperatur-Sensor 16 erzeugen analoge Ausgangs­ signale, die durch die Pegelverstelleinheit 11 c jeweils auf einen vorbestimmten Spannungspegel verschoben wer­ den. Jedes so verstellte Analogsignal wird dann durch den A/D-Wandler 11 d in ein digitales Signal umgewan­ delt, bevor es in die CPU 10 eingegeben wird.

Ein die Impulse in ein Taktsignal CK zählender Me- Zähler 17 empfängt das Kurbelwellenpositionssignal T 24 von dem Wellenformerkreis 11 b, und seine Ausgangsseite ist mit der CPU 10 verbunden. Der Me-Zähler 17 wird im­ mer zurückgestellt, wenn ihm ein T 24-Signalimpuls zuge­ führt wird, und er mißt so das Zeitintervall, bei dem die T 24-Signalimpulse erzeugt werden. Der Wert der so aufgezeichneten Zählung wird durch die CPU 10 eingele­ sen, die zur Verwendung dieses Werts fortschreitet, um einem Parameterwert Me zu berechnen, der zum Reziprok­ wert der Drehzahl der Maschine proportional ist. Der Me-Wert, der als die Maschinendrehzahl Ne anzeigende Information dient, wird als Parameter bei der Berech­ nung des Zündzeitpunktes verwendet.

In einer Parallelschaltung sind ein Einschaltzähler 18 und ein Abschaltzähler 19 angeordnet und mit der Aus­ gangsseite der CPU 10 verbunden. Die Ausgangssignale der beiden Zähler 18, 19 sind mit einer Flip-flop-Schal­ tung 20 verbunden, deren Ausgangssignal einem Zünd­ stromkreis 21 zugeführt wird. Der Ausgang des letzteren ist mit der Primärwicklung 22 a einer Zündspule 22 ver­ bunden, deren Sekundärwicklung 22 b über einen Verteiler 24 mit Zündkerzen 25 a bis 25 d entsprechend der Maschi­ nenzylinder verbunden ist. Der Einschalt- und der Ab­ schaltzähler 18, 19 sind beide Abwärtszähler. Wie unten im einzelnen beschrieben wird, werden die durch die CPU 10 berechneten Leitungszeiteinstell- bzw. -zeitdaten im Einschaltzähler 18 eingestellt, der mit Taktimpulsen versehen wird, um diese Daten in einem Bereich von Kur­ belwinkelpositionen abwärts zu zählen, innerhalb von denen der Leitzustand der Primärwicklung beginnen soll (wobei dieser Bereich nachfolgend einfach als "Lei­ tungsstufe" bezeichnet wird), wobei das Herunterzählen mit dem Beginn der speziellen Stufe beginnt. Dies dient dazu, die Zeitsteuerung für die Initiierung des Leitzu­ standes der Primärwicklung 22 des Zündstromkreises 21 zu regulieren.

In gleicher Weise werden die durch die CPU 10 berech­ neten Zündeinstelldaten im Abschaltzähler 19 einge­ stellt, der mit Taktimpulsen versehen wird, um diese Daten in einer vorbestimmten "Zündstufe" vom Beginn dieser Stufe an herunterzuzählen. Dies dient dazu, die Zeiteinstellung festzulegen, bei der das Leitendsein der Primärwicklung 22 a beendet werden soll, wodurch be­ wirkt wird, daß die Sekundärwicklung 22 b einen Hoch­ spannungsimpuls erzeugt, um eine der Zündkerzen zu ak­ tivieren, d. h. zu zünden. Der Einschaltzähler 18 und der Abschaltzähler 19 bestimmen somit zusammenwirkend die Zeiteinstellung des Einschaltens und des Abschal­ tens der Primärwicklung 22 a im Zündstromkreis 21.

Mit der CPU 10 sind auch über einen Bus 26 ein ROM 27, in dem ein Betriebsprogramm, etc. gespeichert sind, und ein RAM 28 verbunden, der dazu dient, die Ergebnisse der durch die CPU 10 entsprechend dem Betriebsprogramm ausgeführten Berechnungen sowie andere Daten vorüber­ gehend zu speichern.

Im folgenden wird nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genom­ men, um die Funktion des Steuer- und Regelsystems für die Zündzeitpunkteinstellung gemäß der oben beschriebenen Anordnung zu beschreiben.

Die Zeitsteuersignale von den Sensoren 12 und 13, näm­ lich das TDC-Signal T 04, das bei (a) in Fig. 2 gezeigt ist, und das Kurbelwinkelpositionssignal T 24, das bei (b) in Fig. 2 gezeigt ist, werden in die CPU 10 einge­ geben, nachdem sie jeweils durch die Wellenformerkreise 11 a, 11 b geformt worden sind. Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Stufen beziehen sich auf das Zeitintervall oder den Abstand zwischen der Vorderflanke eines jeden Impulses des Kurbelwinkelpositionssignals T 24 und der Vorderflanke des nächsten Impulses des Signals T 24. Diese Stufen sind fortlaufend von 0 bis 5 numeriert, wobei sie mit der ersten Stufe beginnen, wie bei (c) in Fig. 2 gezeigt ist. Die CPU führt zwei Programme als Programme zum Steuern der Zündzeitpunkteinstellung aus. Eines der Programme ist ein Kurbel-Interruptverarbei­ tungsprogramm, das bei (d) in Fig. 2 gezeigt ist und immer ausgeführt wird, wenn ein Impuls in einem T 24-Signal erzeugt wird, und das andere ist ein R IG- DUTY- bzw. Einschaltdauer-Verarbeitungsprogramm, das bei (e) in Fig. 2 gezeigt ist und auf das Ende des in der Stufe 0 ausgeführten Kurbel-Interruptverarbeitungs­ programms folgend ausgeführt wird. Wenn während der Aus­ führung der R IG-DUTY-Verarbeitung ein T 24-Signalimpuls in die CPU 10 eingegeben wird, erhält die Ausführung der Kurbel-Interruptverarbeitung Vorrang, d. h. Priori­ tät.

Die Kurbel-Interruptverarbeitung bringt, basierend auf dem TDC-Signal T 04 und dem Kurbelwinkelpositionssig­ nal T 24, die Ausführung von derartigen Steuerfunktionen mit sich, wie z. B. die Bestimmung einer Stufe des Lei­ tendseins (Stufe 2 im Ausführungsbeispiel von Fig. 2), bei der der Einschaltzähler 18 mit dem Zählen beginnen soll, sowie einer vorbestimmten Stufe (Stufe 4 im Aus­ führungsbeispiel von Fig. 2), bei der der Abschaltzähler 19 beginnen soll, die Detektion des mit Me 61 be­ zeichneten Zeitintervalls, bei dem die T 24-Signalim­ pulse erzeugt werden, und des Startens des Einschalt- und des Abschaltzählers 18, 19.

Die R IG-DUTY-Verarbeitung bringt andererseits die Be­ rechnung solcher Daten mit sich, wie z. B. eines Vor­ schubwinkels-Steuerwerts R IG, eines Leitungs-Steuerwerts DUTY (das Verhältnis der Wicklungsleitungszeit zum Zeitintervall der Erzeugung des T 04-Signalimpulses), der bei (g) in Fig. 2 gezeigt ist, die Leitungszeitein­ teilung TDUT (bei (f) in Fig. 2) und die Zündzeitein­ stellung TIG, die bei (h) oder (i) in Fig. 2 gezeigt ist.

Im folgenden wird die Verarbeitung für jedes Element der obigen Daten im einzelnen beschrieben. Die CPU 10 berechnet den Vorschubwinkel-Steuerwert R IG aus solchen Werten wie der Drehzahl Ne der Maschine, dem Absolut­ druck PBA im Ansaugrohr und der Maschinenkühlmitteltem­ peratur TW, wobei die folgende Gleichung verwendet wird:

R IG = R MAP + R IGCR (1)

In Gleichung (1) stellt R MAP einen Vorschubwinkel- Grundwert dar, er aus einem im ROM 27 gespeicherten Plan oder einer Tabelle aus einer Stelle ausgelesen worden ist, die durch die Drehzahl Ne und den Absolut­ druck PBA im Ansaugrohr bestimmt ist. R IGCR stellt eine Variable zur Korrektur des Vorschubwinkel-Grundwerts dar. R IGCR wird aus einer im ROM 27 gespeicherten Ta­ belle von einer Stelle aus gelesen, die durch die Ma­ schinenkühlmitteltemperatur TW, die Ansauglufttemperatur TA, den Atmosphärendruck PA, etc. bestimmt ist.

Die zur Berechnung des Wertes R MAP verwendete Drehzahl (Maschinendrehzahl) Ne wird durch den Me-Zähler 17 vorgesehen. Bei dem Wert Me wird eine Summe Me (= ME 60 + ME 61 + ME 62 + ME 63 + ME 64 + ME 65) von Werten ME 60 bis ME 65 verwendet, die erhalten werden, indem die Zeitin­ tervalle der entsprechenden Stufen 0 bis 5 des Kurbel­ winkelsignals T 24, das bei (b) in Fig. 3 gezeigt ist, unter Verwendung von Taktimpulsen (festen Taktimpulsen) CK mit einer konstanten Periode gemessen werden.

Der Leitungs-Steuerwert DUTY ist eine Funktion der Drehzahl Ne und wird aus einer im ROM 27 gespeicherten Tabelle auf eine ähnliche Weise ausgelesen, wie sie oben beschrieben ist. Der aus der Tabelle ausgelesene Wert wird durch die Batteriespannung für die Zufuhr zur Zündspule vor Gebrauchsanwendung korrigiert.

Die Zündung wird innerhalb eines Bereiches von 0 bis 60°C BTDC, nämlich in der Stufe 4 oder 5 bewirkt. Genauer: Wenn die dem Abschaltzähler 19 zugeführten Da­ ten durch diesen Zähler auf 0 heruntergezählt worden sind, wobei der Zähler den Herunterzählbetrieb ausgehend von der Vorderflanke der Stufe 4 beginnt, wird der in die Pri­ märwicklung 22 a des Zündstromkreises 21 eingegebene Strom abgeschaltet. Es sei nun angenommen, daß der dem Abschaltzähler 19 zugeführte Eingangswerte der Zündzeitpunkteinstellung TIG ist. Dies ist ein Wert, der durch eine Winkel/Zeitumwandlung er­ halten worden ist und aus dem Vorschubwinkel-Steuerwert R IG und dem Me-Wert, der wie oben beschrieben erhalten wird, bestimmt wird. Außerdem ist der Leitungsstart- Steuerwert, d. h. die Leitungszeiteinteilung TDUT ein Wert, der auf ähnliche Weise durch eine Winkel/Zeitumwandlung erhalten worden ist und durch den Vorschubwinkel-Steuerwert R IG, den Leitungs- Steuerwert DUTY und den Me-Wert bestimmt wird. Die Werte TIG und TDUT können jeweils auf jede beliebige Position innerhalb einer Stufe eingestellt werden.

Wenn bei einem Augenblick, bei dem eine spezielle Stufe (Stufe 2 in Fig. 2) beginnt, bei der das Leitendsein der Zündspule beginnen soll, beginnt der Eischaltzähler 18 mit dem Herunterzählen ausgehend von einem Wert entsprechend dem Wert TDUT. Wenn dann der gezählte Wert im Zähler 18 0 wird, d. h. die eingestellte Startzeit für das Leitendsein erreicht worden ist, wird der Flip­ flop 20 gesetzt, um das Leitendsein der Primärwicklung im Zündstromkreis 21 zu beginnen. Wenn die Zündzeit­ punkteinstellung TIG in Stufe 4 erreicht worden ist, wird der Flipflop 20 wie oben erwähnt durch das Aus­ gangssignal des Abschaltzählers 19 zurückgesetzt.

Durch das Zurücksetzen liefert der Flipflop 20 dem Zündstromkreis 21 ein Signal zum Beenden des Lei­ tendseins der Primärwicklung 22 a. In dem Augenblick wird der Stromfluß durch die Primärwicklung 22 a somit angehalten, die Sekundärwicklung 22 b erzeugt die Hoch­ spannung für das Zünden zum Aktivieren einer entspre­ chenden der Zündkerzen 25 a bis 25 b bei der geregelten Vorschubwinkelposition. Die Zündzeitpunkteinstellung TIG wird in einer Stufe vor der Zündstufe, z. B. in Stu­ fe 3, berechnet. Die Zündung findet in Stufe 4 statt (bei (h) in Fig. 2), wenn der Vorschubwinkel-Steuerwert R IG innerhalb eines Bereichs von 60° bis 30° BTDC liegt, und in Stufe 5 (bei (i) in Fig. 2) wenn R IG in­ nerhalb eines Bereiches von 30° bis 0° BTDC liegt.

Wenn die Zündzeitpunkteinstellung TIG in Stufe 4 fällt, führt der Abschaltzähler 19 das Herunterzählen in einer kurzen Zeitdauer aus und es tritt kein spezielles Pro­ blem bei der Steuerung der Zündung auf, selbst wenn die Drehzahl der Maschine eine plötzliche Änderung erfährt. In einem Fall, bei dem die Zündzeitpunkteinstellung TIG sich von der Stufe 4 in die Stufe 5 erstreckt, braucht der Abschaltzähler 19 jedoch zu lange, um das Her­ unterzählen auszuführen, und wenn eine plötzliche Änderung in der Drehzahl der Maschine während dieser verlängerten Herunterzählzeitdauer stattfindet, ist die Steuerung der Zündzeitpunkteinstellung TIG nicht in der Lage, der Änderung zu folgen.

Wenn der Vorschubwinkel-Steuerwert R IG innerhalb des Bereichs 30° bis 0° BTDC liegt, werden daher gemäß der Erfindung die Daten der Zündzeitpunkteinstellung TIG, die am Anfang der Stufe 4 eingestellt worden sind, und ein Zündzeitpunkteinstell-Korrekturwert TIGCR am Beginn der Stufe 5 vorab berechnet, z. B. in Stufe 3, und der Sta­ tus des Abschaltzählers 19 wird beim Beginn der Stufe 5 auf den Korrekturwert TIGCR aktualisiert. Wenn sich die Maschinenumdrehung während der durch den Abschaltzäh­ ler 19 ausgeführten Herunterzählung plötzlich ändert, so daß damit eine begleitende Abnahme in dem Intervall vorliegt, bei dem die T 24-Signalimpulse erzeugt werden, wie in gestrichelten Linien bei (b) und (c) in Fig. 3 gezeigt ist, ermöglicht es daher die Aktualisierung des Status des Abschaltzählers 19 auf den Korrekturwert TIGCR beim Beginn der Stufe 5, den Fehler im vorliegen­ den Vorschubwinkel-Steuerwert R IG in bezug auf den Vorschubwinkel-Steuerwert R IG zu reduzieren, der erhal­ ten wird, wenn eine solche Maschinenumdrehungsänderung nicht stattfindet. Mit anderen Worten, die Zündzeit­ punkteinstellung kann verändert werden, um der plötz­ lichen Änderung der Drehzahl der Maschine zu folgen.

In Fig. 4(A, B) ist ein Flußdiagramm eines Arbeitsablaufs gezeigt, der intern in der CPU 1 ausgeführt wird, um die Zündzeitpunkteinstellung gemäß der Erfindung zu steuern. Dieses Programm wird in der Kurbel-Interrupt­ verarbeitung ausgeführt, die jedesmal ausgeführt wird, wenn ein T 24-Signalimpuls eingegeben wird.

Der erste Schritt im Flußdiagramm ist der Schritt 30, bei dem die CPU 10 bestimmt, ob ein Flag, FLGIG eine logische "1" ist oder nicht, die die Tatsache dar­ stellt, daß eine Berechnung der Zündzeitpunkteinstellung TIG ausgeführt worden ist. Wenn die Antwort NEIN ist, schreitet das Programm zum Schritt 33 fort, bei dem bestimmt wird, ob ein Flag FLGIGCR, das die Tatsa­ che darstellt, daß eine Korrektur des Zündzeitpunktes bzw. seiner Einstellung ausgeführt werden soll, eine logische "1" ist. Wenn die Antwort NEIN ist, schreitet das Programm zum Schritt 36 fort, bei dem die CPU 10 bestimmt, ob die vorliegende Stufe die Stufe 3 ist. Wenn die Entscheidung negativ ist, wird als nächster Schritt der Schritt 37 ausgeführt, bei dem bestimmt wird, ob die vorliegende Stufe die Stufe 4 ist. Wenn dies nicht der Fall ist, schreitet das Programm zum Schritt 38 fort, bei dem die CPU 10 bestimmt, ob die vorliegende Stufe die Stufe 5 ist. Wenn die hier sich ergebende Entscheidung negativ ist, beendet die CPU 10 das laufende Programm. Somit wird keine korrigierende Verarbeitung in den Stufen 0 bis 2 ausgeführt.

Wenn die sich beim Schritt 36 ergebende Entscheidung bestätigt ist, wenn nämlich die vorliegende Stufe die Stufe 3 ist, schreitet das Programm zum Schritt 43 fort, bei dem die CPU 10 bestimmt, ob der Vorschubwin­ kel-Steuerwert R IG innerhalb des Bereichs 30° bis 0° BTDC liegt. Wenn die Antwort beim Schritt 43 NEIN ist, wenn nämlich der Vorschubwinkel-Steuerwert R IG inner­ halb des Bereichs 60° bis 30° BTDC liegt, dann wird ei­ ne Zündzeitpunkteinstellung TIG 1 (bei (h) in Fig. 2) beim Schritt 44 berechnet. Hierauf folgt der Schritt 47, bei dem das Flag FLGIG auf "1" gesetzt wird, um an­ zuzeigen, daß die Berechnung der Zündzeitpunkteinstellung ausgeführt worden ist. Das laufende Programm wird dann beendet. Es sei festgestellt, daß die Berechnung der Zündzeitpunkteinstellung TIG 1 beim Schritt 44 ba­ sierend auf den Daten ausgeführt wird, die die in Stu­ fe 2 berechnete Drehzahl Ne der Maschine anzeigen, wo­ bei angenommen wird, daß der Wert Ne dicht bei jenem in Stufe 4 liegt, bei dem die Zündung stattfinden soll.

Wenn beim Schritt 43 die Antwort JA erhalten wird, schreitet das Programm zum Schritt 45 fort, bei dem die CPU 10 eine Vorschub-Zündzeitpunkteinstellung TIG 2 (bei (i) in Fig. 2) berechnet, und dann zu einem Schritt 46, bei dem die CPU 10 den Korrekturwert TIGCR (bei (i) in in Fig. 2) berechnet. Die Werte TIG 2 und TIGCR werden ba­ sierend auf die in Stufe 0 berechnete Drehzahl Ne an­ zeigenden Daten berechnet, da die Stufe 0 und die Stu­ fe 5 in der Phase des Fluktuationszyklus der Maschi­ nendrehzahl Ne dicht beieinander liegen und demnach an­ genommen wird, daß sie auch dicht beieinander im Wert Ne liegen. Als nächstes wird beim Schritt 47 das oben erwähnte Flag FLGIG auf "1" gesetzt und das laufende Programm wird beendet. Auf diese Weise wird in der Stu­ fe 3 der Wert der Zündzeitpunkteinstellung TIG 1 oder der Wert der Zündzeitpunkteinstellung TIG 2 und der Korrekturwert TIGCR berechnet. Die berechneten Daten werden vorübergehend im RAM 28 gespeichert.

Wenn beim Schritt 30 bestimmt wird, daß das Flag FLGIG eine logische "1" beim Beginn der Stufe 4 ist, nämlich beim Eintreffen in Stufe 4, dann schreitet das Programm zum Schritt 31 fort, bei dem das Setzen des Zündzeit­ punkteinstellwerts TIG 1 im Abschaltzähler 19 aufgerufen wird, vorausgesetzt, daß TIG 1 beim Schritt 44 berechnet worden ist. Dann wird das Flag FLGIG auf logisch "0" beim Schritt 32 gesetzt, worauf der Schritt 33 folgt, in dem die Bestimmung aufgerufen wird, ob das Flag FLGIGCR eine logische "1" ist. Da das Flag FLGIGCR noch nicht gesetzt worden ist und somit "0" ist, ist die beim Schritt 33 erhaltene Antwort NEIN, so daß das Pro­ gramm über den Schritt 36 zum Schritt 37 fortschreitet. Beim Schritt 37 wird die CPU 10 aufgerufen, zu bestim­ men, ob die vorliegende Stufe die Stufe 4 ist. Da die vorliegende Stufe diesmal die Stufe 4 ist, wird beim Schritt 37 die Entscheidung JA gefällt, und das Programm schreitet zum Schritt 42 fort, bei dem bestimmt wird, ob der Vorschubwinkel-Steuerwert R IG innerhalb des Bereichs 60° bis 30° BDTC liegt. Da R IG innerhalb dieses Bereichs liegt, wird die Antwort JA erhalten, und das Programm schreitet zum Schritt 40 fort.

Beim Schritt 40 wird die CPU 10 aufgerufen, den Korrek­ turwert TIGCR auf einen Wert für Zwangszünddaten zu setzen, wonach die CPU 10 das Korrekturflag FLGIGCR beim Schritt 41 auf logische "1" setzt und das laufende Programm beendet.

Beim Beginn der Stufe 5 schreitet als nächstes das Programm vom Schritt 30 zum Schritt 33 fort, bei dem bestimmt wird, daß das Flag FLGIGCR "1" ist, und dann schreitet es zum Schritt 34 fort. Hier wird der Zwangs­ zündwert-Datenwert im Abschaltzähler 19 als Korrektur­ wert TIGCR gesetzt. Hierauf folgt der Schritt 35, bei dem das Flag FLGIGCR auf "1" zurückgesetzt wird, wonach das Programm zum Schritt 38 über die Schritte 36, 37 fortschreitet. Beim Schritt 38 wird bestimmt, daß die augenblickliche Stufe die Stufe 5 ist, so daß die Ant­ wort JA erhalten wird. Hierauf folgt der Schritt 39, bei dem bestimmt wird, ob der Vorschubwinkel-Korrektur­ wert R IG innerhalb des Bereichs 30° bis 0° BTDC liegt. Da R IG innerhalb des Bereichs 60° bis 30° BTDC liegt, wird beim Schritt 39 die Antwort NEIN erhalten, und das laufende Programm wird beendet.

Wenn beim Schritt 43 eine Entscheidung JA erhalten wird, so daß bei dem Schritt 45, 46 der Zündzeit­ punkteinstellwert TIG 2 und der Korrekturwert TIGCR be­ rechnet werden, wird dann beim Schritt 30 am Beginn der Stufe 4 die Antwort JA erhalten, die den Zündzeitpunkt­ einstellwert TIG 2 anzeigenden Daten werden im Abschalt­ zähler 19 beim Schritt 31 gesetzt, beim Schritt 32 wird das Flag FLGIG zurückgesetzt und es wird beim Schritt 33 bestimmt, ob das Flag FLGIGCR "1" ist. Da das Flag FLGIGCR in der Stufe 4 noch "0" ist, wird beim Schritt 33 eine negative Entscheidung gefällt, und das Programm schreitet über den Schritt 36 zum Schritt 37 fort.

Da die beim Schritt 37 erhaltene Antwort JA ist, wird beim Schritt 42 bestimmt, ob der Vorschubwinkel-Steuer­ wert R IG innerhalb des Bereichs 60° bis 30° BTDC liegt. Zu diesem Zeitpunkt liegt R IG innerhalb des Bereichs 30° bis 0° BTDC, so daß die beim Schritt 42 erhaltene Antwort NEIN ist. Das Programm schreitet daher zum Schritt 41 fort, bei dem die CPU 10 das Flag FLGIGCR auf "1" setzt und das laufende Programm beendet.

Beim Beginn der Stufe 5 wird als nächstes beim Schritt 30 eine Antwort NEIN erhalten und das Programm schreitet zum Schritt 33 fort, bei dem bestimmt wird, ob das Flag FLGIGCR "1" ist. Da das Flag FLGIGCR in der Stufe 4 auf "1" gesetzt worden ist, bevor die Stufe 5 erreicht wird, ist die beim Schritt 33 gefällte Ent­ scheidung bestätigend und der Korrekturwert TIGCR, der beim Schritt 46 berechnet worden ist, wird beim Schritt 34 im Abschaltzähler 19 gesetzt. Der Status des Ab­ schaltzählers 19 wird auf diese Weise aktualisiert. Beim Schritt 35 wird als nächstes das Flag FLGIGCR auf logische "0" zurückgesetzt und das Programm schreitet über die Schritte 36, 37 zum Schritt 38 fort. Beim Schritt 38 wird bestimmt, ob die augenblickliche Stufe die Stufe 5 ist. Da die Stufe 5 die augenblicklich vor­ liegende Stufe ist, ist die Antwort beim Schritt 38 JA und es wird beim Schritt 39 bestimmt, ob der Vorschub­ winkel-Steuerwert R IG innerhalb des Bereichs 30° bis 0° BTDC liegt. Da diesmal R IG innerhalb dieses Bereichs liegt, ist die beim Schritt 39 erhaltene Antwort JA. Das Programm schreitet zum Schritt 40 fort, bei dem die Zwangszünddaten als der Korrekturwert TIGCR gesetzt werden, und dann zum Schritt 41 fort, bei dem die CPU 10 das Flag FLGIGCR auf "1" setzt und beendet das laufende Programm.

Wenn der Vorschubwinkel-Steuerwert R IG innerhalb des Bereichs 30° bis 0° BTDC liegt, wird somit der Status des Abschaltzählers 19 beim Beginn der Stufe 5 auf den Korrekturwert TIGCR aktualisiert.

Wenn innerhalb des Bereichs der Stufe 4 oder 5 in Ab­ hängigkeit von den den Zündzeitpunkt TIG 1 oder TIG 2 und den Korrekturwert TIGCR anzeigenden Daten keine Zündung bewirkt wird, wird ein Stattfinden der Zündung beim Be­ ginn der jeweiligen nächsten Stufe gemäß den Zwangs­ zünddaten erzwungen.

Wie oben dargelegt wurde, werden erfindungsgemäß die im Abschaltzähler 19 eingestellten Zündzeitpunkteinstell­ daten beim Beginn der Stufe 5 auf den Korrekturwert TIGCR aktualisiert, wobei der Korrekturwert TIGCR in Stufe 4 berechnet worden ist, und auf die Weise wird es ermöglicht, augenblicklich plötzlichen Änderungen der Maschinendrehzahl zu folgen, und hierdurch wird zu einer Verbesserung des Antriebsvermögens der Maschine beigetragen. Da die Zündzeitpunkteinstelldaten nicht in jeder Stufe synchron mit den T 24-Signalimpulsen als Kurbel-Interruptsignal berechnet werden, können des weiteren Berechnungen zur Steuerung anderer Einrichtungen synchron mit den T 24-Signalimpulsen ausgeführt werden, was zu einer genauen Steuerung der anderen Ein­ richtungen führt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich folgendermaßen zusammenfassen: Es wird ein Sollwert eines Zündzeit­ punktes und ein Korrekturwert für diesen zu einem Zeitpunkt entsprechend einer ersten speziellen von abgetasteten vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen eines jeden Zylinders der Maschine berechnet. Daten, die den berechneten Sollwert des Zündzeitpunkts anzeigen, werden in einem Zähler gesetzt, um basierend auf den gesetzten Daten bei einer zweiten speziellen der vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen, die auf die erste spezielle Position folgt, das Herunterzählen zu beginnen, so daß die Zündung bei Beendigung des Zählens stattfindet. Wenn aus dem berechneten Sollwert des Zündzeitpunktes bestimmt worden ist, ob die Zündung nach einer dritten speziellen der vorbestimmten Kurbel­ winkelpositionen, die auf die zweite spezielle Kurbel­ winkelposition folgt, ausgeführt werden soll, werden die im Zähler gesetzten Daten bei der dritten speziellen der vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen auf den berechneten Korrekturwert aktualisiert.

Claims (3)

1. Verfahren zum Steuern und Regeln der Einstellung des Zündzeitpunktes eines Gemisches in einer Brennkraftmaschine, bei dem eine vorbestimmte Kurbelwinkel-Referenzposition in jedem der Zylinder der Maschine abgetastet wird, um ein erstes, die abgetastete vorbestimmte Kurbel­ winkel-Referenzposition anzeigendes Signal zu erzeugen, eine Anzahl vorbestimmter Kurbelwinkelpositionen abgetastet wird, die zwischen der vorbestimmten Kurbelwinkel-Referenz­ position eines jeden der Zylinder und der vorbestimmten Kurbelwinkel-Referenzposition des nächsten Zylinders liegen, um ein zweites Steuersignal zu erzeugen, das die ab­ getasteten vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen anzeigt, ein Sollwert für den Zündzeitpunkt bei einem ersten Zeit­ punkt entsprechend einer ersten speziellen der abgetasteten vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen berechnet wird, die das zweite Steuersignal anzeigt, den berechneten Sollwert des Zündzeitpunktes anzeigende Daten in einer Zählerein­ richtung eingestellt werden, um basierend auf den einge­ stellten Daten das Zählen bei einem zweiten Zeitpunkt zu beginnen, wobei der zweite Zeitpunkt auf den ersten folgt, ein Korrekturwert für den Sollwert des Zündzeitpunktes und der letztere berechnet wird und eine Zündung des Gemischs bewirkt wird, wenn der Zählvorgang beendet worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Daten in der Zähleinrichtung (19) bei einer zweiten speziellen der vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen eingestellt werden, die auf die erste spezielle der vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen folgt,
• - der Korrekturwert (TIGCR) für den Sollwert des Zünd­ zeitpunktes (TIG) und der letztere zu einem Zeitpunkt (Stufe 3) entsprechend der ersten speziellen der abge­ tasteten vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen berechnet wird,
• - aus dem berechneten Sollwert des Zündzeitpunktes bestimmt wird, ob die Zündung nach einer dritten spe­ ziellen der vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen (Stufe 5) bewirkt werden soll, die auf die zweite spezielle vorbestimmte Kurbelwinkelposition folgt, und
• - wenn bestimmt worden ist, daß die Zündung nach der dritten speziellen der vorbestimmten Kurbelwinkel­ positionen bewirkt werden soll, die den berechneten Sollwert des Zündzeitpunktes (TIG), der in der Zähl­ einrichtung (19) gesetzt worden ist, anzeigenden Daten bei der dritten speziellen der vorbestimmten Kurbel­ winkelpositionen auf den vorher berechneten Korrektur­ wert (TIGCR) aktualisiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahl (Ne) der Maschine bei einer vierten speziellen der vorbestimmten Kurbel­ winkelpositionen erfaßt wird, die der ersten speziellen der vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen vorhergeht, wobei die vierte spezielle und eine spezielle der Kurbelwinkelpositionen, bei der die Zündung bewirkt werden soll, dicht bei­ einander in der Phase des Fluktuationszyklus der Drehzahl (Ne) liegen, und daß der Sollwert des Zündzeitpunktes (TIG) und der Korrekturwert (TIGCR) basierend auf der abgetasteten Drehzahl der Maschine berechnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündung gemäß Zwangs­ zünddaten (TIGCR) durchgeführt wird, wenn bis zum Erreichen der vorbestimmten Kurbelwinkel-Referenzposition keine Zündung bewirkt worden ist.