DE3703496A1 - Einstell-regelsystem fuer einen verbrennungsmotor und verfahren zur bestimmung eines regelparameters dafuer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einstell-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor und auf ein Verfahren zur Bestimmung eines Regelparameters dafür. In einem Einstell-Regelsystem wird ein Ausgabeparameter des Motors überwacht, und ein Signal, das den Parameter darstellt, wird zum Beeinflussen in einer gewünschten Weise einer Eingabe benutzt, die den Motor regelt.

Beim Betreiben eines Verbrennungsmotors ist es notwendig, Werte aufzustellen für verschiedene Regelparameter, und in Anhängigkeit von einem besonderen Regelparameter kann der Wert des Parameters kontinuierlich in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Betriebsparametern des Motors variiert werden.

In einem Ottomotor oder funkengezündeten Motor muß der Vorzündwinkel für jeden Zündfunken oder jede Motorzündung in einem der Motorzylinder im richtigen Moment aufgestellt werden, damit der Spitzenverbrennungsdruck erzeugt wird, kurz nachdem der Kolben die obere Totpunktstellung passiert hat, damit ein optimaler Beitrag zu der Leistungsabgabe des Motors beigetragen wird. Da die Flammengeschwindigkeit sich mit der Dichte des Luft-/Treibstoffgemisches verändert, ist es im allgemeinen notwendig, den Vorzündwinkel zu erhöhen mit abnehmendem Zylinderfüllungsdruck. Der Vorzündwinkel muß ebenfalls mit erhöhter Motorgeschwindigkeit oder Drehzahl erhöht werden, so daß zusätzliche Rotation der Motorkurbelwelle ermöglicht wird, während das Luft-/Kraftstoffgemisch brennt.

Bis vor kurzem wurde der Vorzündwinkel durch eine mechanische Vorrichtung eingestellt, die auf Ansaugrohrunterdruck bzw. Ladedruck und auf Motorgeschwindigkeit reagierte. Eine derartige mechanische Vorrichtung stellt den Vorzündwinkel als eine einfache Funktion der Motorgeschwindigkeit und der Lastbeanspruchung, die durch den Ansaugrohrunterdruck repräsentiert wird, auf. Sorgfältiges Testen von Motoren zeigt, daß der Vorzündwinkel eine komplexe Funktion der Last und Geschwindigkeit ist, und daß diese Funktion nicht durch eine mechanische Vorrichtung dargestellt werden kann. Moderne Zündsysteme benutzen jetzt empirisch abgeleitete Charakteristiken für den Vorzündwinkel, die als Tabellen in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert sind.

Diese Vorzündcharakteristiken werden durch Testen einer Anzahl von Beispielen eines Motores und durch Aufstellung eines optimalen Vorzündwinkels für jeden Last-/Geschwindigkeitspunkt bestimmt. Ein Wert für den Vorzündwinkel für jeden Punkt wird dann ausgewählt, der gute Wirtschaftlichkeit gibt unter verschiedenen Randbedingungen, wie geringe Emissionen und niedrige Klopfpegel.

Obwohl dies eine viel bessere Anpassung an den optimalen Vorzündwinkel gibt, als es mit den mechanischen Vorrichtungen möglich war, gibt es dem Motorbenutzer immer noch nicht den bestmöglichen Vorzündwinkel für seinen Motor während dessen Lebensdauer. Es gibt eine Anzahl von Gründen dafür. Es ist nicht möglich, genug Motoren zu testen, damit eine gute Statistik aufgestellt werden kann, und die Motoren, die während der Tests zur Verfügung stehen, sind oft verschieden von den Serienmotoren. Ebenfalls können Variationen in den Motoreigenschaften aufgrund von Herstellungstoleranzen und kleinen Änderungen in der Motorauslegung auftreten. Während der Lebensdauer eines Motors treten verschiedene Alterseffekte in dem Motor und in den Sensoren, Betätigungsteilen und der Elektronik auf, und diese werden eine Fehlanpassung zwischen den optimalen Eigenschaften und den in dem Nur-Lese-Speicher gespeicherten Werten verursachen.

In der US-PS 43 79 333 ist ein Einstell-Regelsystem zum Regeln des Vorzündwinkels beschrieben. Bei diesem System werden kleine Störungen den Zündfunkenwinkel überlagert, und die resultierenden Änderungen in der Motorgeschwindigkeit werden benutzt, um das Differential oder die Steigung der Motorleistungsabgabe in Bezug auf den Vorzündwinkel zu bestimmen. Werte für den Vorzündwinkel werden in einem Lese-/Schreibspeicher als zweidimensionales Feld als eine Funktion der Lastbeanspruchung und der Motorgeschwindigkeit gespeichert. Jeder Steigungswert wird untersucht. Wenn er einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird in Abhängigkeit von seinem Vorzeichen eine feste Größe zu dem Vorzündwinkel, der an dem nächsten Feldpunkt zu der vorherrschenden Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung liegt, addiert oder von ihm subtrahiert. Ein Bruchteil dieser festen Größe wird ebenfalls zu den umgebenden acht Feldpunkten addiert oder von ihnen subtrahiert. Der Vorzündwinkel für jeden Zündfunken wird durch Interpolation von den Werten bestimmt, die in den vier Feldpunkten gehalten sind, die die vorherrschende Last und Geschwindigkeit umgeben.

Die in dieser Patentschrift beschriebene Anordnung leidet daher unter zwei Nachteilen. Erstens, da eine feste Größe zum Aktualisieren der Werte benutzt wird, die in dem Lese-/ Schreibspeicher gespeichert sind, kann die Information, die bei jeder Steigungsmessung zur Verfügung steht, nicht voll ausgenutzt werden. Zweitens, das Verfahren zum Aktualisieren des Lese-/Schreibspeichers ist nicht symmetrisch bei dem benutzten Interpolationsverfahren zum Aufstellen von jedem Vorzündwinkel, und somit wird die bei jeder Steigungsmessung verfügbare Information nicht bestmöglich gespeichert.

Der Vorzündwinkel ist nicht der einzige Eingangsparameter, der die Weise beeinflußt, in der ein Verbrennungsmotor läuft. Die Zusammensetzung des Gemisches, das den Verbrennungskammern zugeführt wird, und der Zeitpunkt, zu dem dieses Gemisch zugeführt wird, sind beide wichtig. Dieses trifft sowohl für Diesel- als auch Benzinmotoren zu. Es ist zum Beispiel bekannt, eine Einstellregelung in einem Benzinmotor durchzuführen, indem die Auspuffgase mit einem Sauerstoffsensor überwacht werden und diese Messung als ein Anzeichen für das tatsächliche Luft-/Kraftstoffverhältnis des Gemisches anzusehen, das der Verbrennungskammer zugeführt wird. Dieser Wert wird dann mit einem vorbestimmten verlangten Wert des Luft-/Kraftstoffverhältnisses verglichen, der in einer zweidimensionalen Nachschautabelle in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert ist, die durch die Motorgeschwindigkeit und die Lastbeanspruchung adressiert wird. Dieses Luft-/Kraftstoffverhältnis wird durch Interpolation von den Werten bestimmt, die in den vier Feldpunkten gehalten werden, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben. Der durch diesen Vergleich abgeleitete Fehler wird benutzt, um einen Korrektionsspeicher durch Ändern des Feldpunktes, der am nächsten zu der vorherrschenden Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung liegt, zu adjustieren. Diese Anordnung leidet unter dem Nachteil, daß das Verfahren zum Aktualisieren des Korrektionsspeichers nicht symmetrisch mit der benutzten Interpolationsmethode zum Aufstellen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses ist, und somit die in jeder Messung verfügbare Information nicht mit maximalem Vorteil gespeichert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neues oder verbessertes Einstell-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor vorzusehen, insbesondere soll dieses System den Vorzündwinkel besser bestimmen und dabei insbesondere bessere Korrekturen an in einer Tabelle gespeicherten Werten anbringen können; es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Regeln eines Verbrennungsmotores vorzusehen, in dem die oben aufgeführten Nachteile überwunden oder reduziert werden, insbesondere soll das Verfahren den Vorzündwinkel auf geeignete Weise bestimmen.

Erfindungsgemäß ist ein Einstell-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, das aufweist:

• eine Einrichtung zum Bestimmen der Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit,
  eine Einrichtung zum Bestimmen der Lastbeanspruchung, der der Motor ausgesetzt ist,
  eine Einrichtung zum Bestimmen eines Basiswertes oder einer Reihe von Basiswerten für einen besonderen Motoreinstellparameter in Übereinstimmung mit einem festen Schema,
  ein Korrektionsschema, in dem Korrektionswerte für den besonderen Regelparameter als ein zweidimensionales Feld als eine Funktion von Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung gespeichert sind,
  eine Einrichtung zum Vorsehen eines berechneten Korrektionswertes für die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung, wobei die Einrichtung jeden der Korrektionswerte, die in dem Korrektionsschema an den vier Feldpunkten in der Geschwindigkeits-/Lastebene gespeichert sind, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, mit einem entsprechenden Gewichtsfaktor multipliziert zum Vorsehen von Produktwerten, und dann die vier Produktwerte zum Erzeugen eines berechneten Korrektionswertes summiert,
  eine Einrichtung zum Bestimmen eines Kommandowertes für den besonderen Regelparameter durch Summieren eines entsprechenden Basiswertes und eines entsprechenden berechneten Korrektionswertes,
  eine Einrichtung zum Auf-den-neusten-Stand-Bringen der Werte, die in dem Korrektionsschema gespeichert sind, wobei die Einrichtung zum Auf-den-neuesten-Stand-Bringen eine Reihe von Fehlerwerten erzeugt, jeden Fehlerwert mit einem entsprechenden Gewichtsfaktor für jeden der vier Feldpunkte, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, zum Bilden von vier Produktwerten multipliziert und die vier Produktwerte zum Auf-den-neuesten-Stand-Bringen der Korrektionswerte benutzt, die in den vier Feldpunkten gespeichert sind,
  wobei die Gewichtsfaktoren bestimmt werden, indem ein Hauptrechteck gebildet wird, dessen Ecken auf den vier Feldpunkten liegen, die die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, indem das Hauptrechteck in vier Unterrechtecke durch die Ordinate und Abszisse, die durch den vorherrschenden Geschwindigkeits- und Lastbeanspruchungspunkt gehen, unterteilt wird und indem der Gewichtsfaktor für jeden Feldpunkt in Abhängigkeit von der Fläche des diagonal gegenüberliegenden Unterrechteckes berechnet wird.

In dem erfindungsgemäßen System werden für jede Steigungsmessung die vier Feldpunkte, die die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, auf den neuesten Stand gebracht bzw. aktualisiert, indem geeignete Wichtungsfaktoren bzw. Gewichtsfaktoren benutzt werden. Somit wird voller Vorteil aus der Information gezogen, die in jedem Fehlerwert vorhanden ist.

Geeigneterweise wird der Wichtungsfaktor für jeden Feldpunkt berechnet, indem die Fläche des diagonal gegenüberliegenden Unterrechteckes durch die Fläche des Hauptrechteckes dividiert wird.

Vorzugsweise aktualisiert die Aktualisierungseinrichtung die Korrektionswerte, die an jedem Feldpunkt gespeichert sind, indem ein entsprechender Produktwert mit einer Konstanten multipliziert wird und der resultierende Wert zu dem Korrektionswert addiert wird, der gegenwärtig an dem Feldpunkt gespeichert ist.

Indem die Korrektionswerte auf diese Weise aktualisiert werden, wird die Rauschkomponente in den Steigungsmessungen herausgefiltert.

Geeigneterweise sind die festen Werte für den besonderen Regelparameter in dem festem Schema als ein zweidimensionales Feld als eine Funktion der Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung gespeichert, und jeder Basiswert des besonderen Regelparameters wird von dem Wert bestimmt, der an den vier Feldpunkten in der Geschwindigkeits-/Lastebene gespeichert ist, die die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, wobei der besondere Regelparameter an jedem Punkt mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor multipliziert wird zum Bilden eines Produktwertes, und die vier Produktwerte summiert werden zum Bilden des Basiswertes, wobei die Wichtungsfaktoren auf die gleiche Weise wie für das Korrektionsschema bestimmt werden.

Bevorzugterweise weist das System weiterhin auf: eine Einrichtung zum Bestimmen einer Reihe von Werten für die Steigung der Motorabgabe im Hinblick auf einen bestimmten Motorregelparameter, jeder derartige Wert entspricht der vorherrschenden Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung, der bestimmte und der besondere Parameter sind der gleiche Parameter oder können unterschiedliche Parameter sein, und die Aktualisierungseinrichtung vergleicht jeden Steigungswert mit einem vorbestimmten Wert zum Erzeugen der Reihe von Fehlerwerten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Verbrennungsmotor ein Schwungrad, das über eine federnde Wellenleitung und eine Getriebeanordnung mit einer Last verbunden ist, auf, wobei das Schwungrad, die federnde Wellenleitung und die Getriebeanordnung ein Resonanzsystem bilden, das eine spezielle Resonanzfrequenz für jedes Untersetzungsverhältnis hat, das durch die Getriebeanordnung aufgestellt wird; das System weist weiter einen Positionsübertrager bzw. -übertragungssystem zum Bestimmen des Vorbeiganges der Motorkurbelwelle an mindestens einem Referenzpunkt während jeder Motorzündperiode auf; und die Steigungsbestimmungseinrichtung weist auf:

• einen Störungsgenerator zum Erzeugen einer periodischen Störungswellenform, wobei der Störungsgenerator einen positiven Störungswert für den bestimmten Regelparameter während des ersten Teiles von jeder Periode der Störungswellenform und einen negativen Störungswert für den bestimmten Regelparameter während des zweiten Teiles jeder Periode der Störungswellenform erzeugt, jede Periode der Wellenform gleich einer ganzen Anzahl von Motorzündperioden ist und die Frequenz der Wellenform größer als drei Viertel der höchsten Resonanzfrequenz des Resonanzsystemes ist,
  eine Einrichtung zum Erzeugen von mindestens einer Reihe von aneinandergrenzenden bzw. benachbarten positiven und negativen Meßfenstern, die mit dem entsprechenden ersten und zweiten Teil von jeder Periode der Störungswellenform verknüpft sind, wobei jedes Meßfenster seinen entsprechenden Teil einer Periode der Störungswellenform um eine vorbestimmte Phasenverschiebung verzögert,
  einen ersten Akkumulator zum Akkumulieren für jedes positive Meßfenster der individuellen Zündperioden, deren Zentralpunkte in dieses positive Fenster fallen, zum Erzeugen einer Gesamtzündperiode für dieses positive Fenster,
  einen zweiten Akkumulator zum Akkumulieren für jedes negative Meßfenster der individuellen Zündperioden, deren Zentralpunkte in dieses negative Fenster fallen, zum Erzeugen einer Gesamtzündperiode für dieses negative Fenster, und
  eine Einrichtung zum Berechnen einer Reihe von Werten für die Steigung der Motorabgabe mit Bezug auf den bestimmten Regelparameter von den Gesamtzündperioden, die in dem ersten und zweiten Akkumulator akkumuliert sind.

Nach einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Einstell-Regelsystem für eine leistungsproduzierende Vorrichtung vorgesehen, das aufweist:

• eine Einrichtung zum Bestimmen der vorherrschenden Betriebsbedingungen der Vorrichtung,
  ein Schema, in dem Werte, die sich auf einen besonderen Regelparameter beziehen, als ein zweidimensionales Feld als eine Funktion der vorherrschenden Betriebsbedingungen gespeichert sind,
  eine Einrichtung zum Berechnen eines Wertes, der sich auf den besonderen Regelparameter für die vorherrschenden Betriebsbedingungen bezieht, wobei die Einrichtung jeden der in dem Schema an einer Menge von Feldpunkten in der Geschwindigkeits-/ Lastebene, die den vorherrschenden Wichtungsfaktor zum Vorsehen von Produktwerten multipliziert und dann die Produktwerte zum Erzeugen eines berechneten Wertes summiert,
  eine Einrichtung zum Aktualisieren der in dem Schema gespeicherten Werte, wobei die Aktualisierungseinrichtung eine Reihe von Fehlerwerten erzeugt, jeden Fehlerwert mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor für jeden einer Menge von Feldpunkten, die den vorherrschenden Betriebspunkt umgeben, multipliziert zum Bilden einer Menge von Produktwerten, und dieser Menge von Produktwerten zum Aktualisieren der Werte benutzt, die in der Menge von Feldpunkten gespeichert sind, wobei die Menge von Feldpunkten, die von der Berechnungseinrichtung benutzt werden, und die Menge von Feldpunkten, die von der Aktualisierungseinrichtung aktualisiert werden, ähnlich sind, und die Wichtungsfaktoren, die von der Berechnungseinrichtung benutzt werden, und die Wichtungsfaktoren, die von der Aktualisierungseinrichtung benutzt werden, auf ähnliche Weise bestimmt werden.

Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen zur Bestimmung einer Reihe von Befehlswerten für einen besonderen Regelparameter für einen Verbrennungsmotor, wobei das Verfahren aufweist:

Bestimmen der Motorgeschwindigkeit bzw. Drehzahl, Bestimmen der Lastbeanspruchung, der der Motor ausgesetzt wird, Bestimmen eines Basiswertes oder einer Reihe von Basiswerten für den Regelparameter in Übereinstimmung mit einem festen Schema, Vorsehen eines Korrektionsschemas, in dem Korrektionswerte für den besonderen Regelparameter als ein zweidimensionales Feld als eine Funktion der Motorgeschwindigkeit und der Lastbeanspruchung gespeichert sind, Vorsehen eines berechneten Korrektionswertes für die vorherrrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung durch Multiplizieren von jedem der Korrektionswerte, die in den vier Feldpunkten in der Geschwindigkeits-/Lastebene gespeichert sind, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor zum Erzeugen eines Produktwertes und Summieren der vier Produktwerte zum Erzeugen des berechneten Korrektionswertes, Summieren eines entsprechenden Basiswertes und eines entsprechenden berechneten Korrektionswertes zum Erzeugen eines Befehlswertes für den besonderen Regelparameter und Aktualisieren der Werte, die in dem Korrektionsschema gespeichert sind, durch Erzeugen einer Reihe von Fehlerwerten, Multiplizieren von jedem Fehlerwert mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor für jeden der vier Feldpunkte, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, zum Bilden von vier Produktwerten und Benutzen der vier Produktwerte zum Aktualisieren der Korrektionswerte, die an den vier Feldpunkten gespeichert sind, wobei die Wichtungsfaktoren durch Bilden eines Hauptrechteckes, dessen Ecken auf den vier Feldpunkten liegen, die die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, durch Unterteilen des Hauptrechteckes in vier Unterrechtecke durch die Ordinate und Abszisse, die durch den vorherrschenden Geschwindigkeits- und Lastbeanspruchungspunkt gehen, und durch Berechnen der Wichtungsfaktoren für jeden Feldpunkt in Abhängigkeit von der Fläche des diagonal gegenüberliegenden Unterrechteckes bestimmt werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm der funktionellen Komponenten einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Einstell-Regelsystemes,

Fig. 2 ein Schaubild, das die Phasenverschiebung zwischen einer Störungswellenform und der resultierenden Änderung in der Motorgeschwindigkeit als Funktion der Störungsfrequenz darstellt,

Fig. 3 ein Schaubild der Motorgeschwindigkeit als Funktion des Kurbelwellenwinkels,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Microcomputeranordnung, die die in Fig. 1 gezeigten funktionellen Komponenten implementiert,

Fig. 5 ein Anordnungsdiagramm, das die Ablaufschritte des in Fig. 4 gezeigten Regelsystemes darstellt,

Fig. 6 ein Diagramm, das die Berechnung der in dem Programm benutzten Wichtungsfaktoren darstellt,

Fig. 7 bis 11 ein Ablaufdiagramm eines Teils des Programmes, und

Fig. 12 und 13 eine Modifikation des Ablaufdiagrammes.

Bezugnehmend auf Fig. 1: dort ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform in einer funktionalen Form eines Einstell-Regelsystemes, das in einem Motorfahrzeug eingebaut ist, gezeigt. Das Regelsystem weist einen funkengezündeten Verbrennungsmotor 10 mit vier Zylindern auf, der mit einem Schwungrad 11 versehen ist. Der Motor 10 ist in einem Fahrzeug eingebaut und durch eine federnde Welle 14 mit Antriebsrädern 15 verbunden, die eine Last darstellen. Obwohl sie nicht gezeigt ist, ist ebenfalls eine Kupplung vorgesehen.

Das Schwungrad 11 steht mit einem Positionsübertrager 16 in Verbindung, der einen Referenzpuls für jede 180° der Rotation der Motorkurbelwelle erzeugt. Jeder Puls wird erzeugt, wenn der Kolben in dem Zylinder, der einen Expansionstakt ausführen soll, 30° nach der oberen Totpunktstellung ist. Die Pulse von dem Übertrager 16 werden einer Haltezeitregeleinrichtung 17 zugeführt, deren Ausgang über eine Leistungsstufe 18 mit einer Spule und einem Verteiler 19 verbunden ist. Die Spule und der Verteiler 19 sind mit vier Zündkerzen 20 verbunden und verursachen, daß Zündfunken in diesen Kerzen zu den richtigen Zeitpunkten stattfinden.

Der Ausgang des Übertragers 16 wird ebenfalls einer Geschwindigkeitsberechnungseinrichtung 30 zugeführt, die die Motorgeschwindigkeit berechnet und diese der Haltezeitsteuereinrichtung 17 zuführt.

Der Motor ist mit einem Übertrager bzw. Meßwertwandler 31 versehen, der die Lastbeanspruchung mißt, der der Motor ausgesetzt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel mißt der Übertrager 31 den Druck in dem Einlaßansaugrohr für die Motorzylinder. Die Lastbeanspruchung könnte ebenfalls erfaßt werden, indem andere Größen gemessen werden, wie etwa die Drosselklappenöffnungsstellung oder die Durchflußrate der Luft in das Einlaßansaugrohr.

Das System weist ebenfalls einen Speicher 35 auf, in dem ein zweidimensionales Feld von Vorzündwinkeln gespeichert ist, dabei entsprechen die Abszisse und Ordinate des Feldes der Motorgeschwindigkeit und der Lastbeanspruchung. Der Speicher 35 und die Geschwindigkeitsberechnungseinrichtung 30 und der Übertrager 31 sind mit einer Berechnungseinrichtung 36 verbunden. Für jede vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung berechnet die Berechnungseinrichtung 36 einen Basiswert für Vorzündung und führt diese dem Eingang eines Summierers 37 zu. Die Berechnungseinrichtung 36 berechnet diesen Basiswert von Vorzündwerten, die in dem Feld in dem Speicher 35 an den vier Punkten in der Geschwindigkeits-/ Lastebene gespeichert sind, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben. Jeder dieser Werte wird mit einem angemessenen Wichtungsfaktor multipliziert und die vier resultierenden Werte werden addiert zum Vorsehen des Basisvorzündwertes. Somit berechnet die Berechnungseinheit 36 den Basisvorzündwert durch Interpolation. Die Vorzündwerte werden in dem Speicher 35 mit einer Dichte gespeichert, die eine gute Anpassung für die Irregularitäten der wahren, optimalen Vorzündcharakteristiken des Motors 10 vorsieht.

Die Vorzündwerte im Speicher 35 nehmen die Form eines festen Schemas an, das durch Anlagentests auf Beispielmotoren aufgestellt wurde. Aus den verschiedenen Gründen, die oben angegeben sind, werden sich die optimalen Vorzündwerte von den in dem Speicher 35 gespeicherten unterscheiden. Wie es gleich im einzelnen beschrieben werden wird, übt das System kleine positive und negative Störungen auf den Vorzündwert aus und nimmt die Veränderungen in der Motorausgangsgeschwindigkeit wahr, die diese verursachen. Von der Veränderung in der Motorgeschwindigkeit sind Korrektionswerte in einem Korrektionsspeicher 38 gespeichert. Diese Korrektionswerte sind ebenfalls als ein zweidimensionales Feld gespeichert, in dem die Abszisse und die Ordinate die Motorgeschwindigkeit und die Lastbeanspruchung darstellen, und sie sind mit der gleichen Dichte gespeichert wie die in dem Speicher 35 gespeicherten Werte.

Für die vorherrschende Motorgeschwindigkeit wird ein Korrektionswert in einer Korrektionswertberechnungseinheit 39 berechnet und einem zweiten Eingang des Summierers 37 zugeführt. Die Korrektionseinrichtung 39 empfängt die Ausgaben der Geschwindigkeitsberechnungseinrichtung 30 und des Lastbeanspruchungsübertragers 31 und berechnet den Korrektionswert für die vorherrschende Motorgeschwindigkeit von den im Speicher 38 gespeicherten Werten unter Benutzung der gleichen Interpolationsmethode, die von der Berechnungseinrichtung 36 benutzt wird.

Die Störungswerte werden in einem Störungsgenerator 40 bestimmt und einem Eingang eines Summierers 41 zugeführt. Der andere Eingang des Summierers 41 empfängt die Ausgabe des Summierers 37, und die Ausgabe des Summierers 41 wird der Haltezeitsteuereinrichtung 17 als ein Befehlswert für die Vorzündung zugeführt. Die Haltezeitsteuereinrichtung 17 benutzt die Ausgabe der Geschwindigkeitsberechnungseinrichtung 30 und des Positionsübertragers 16, um sicherzustellen, daß die Zündfunken zu den vorgeschriebenen Vorzündwerten stattfinden.

Da die Zündfunken in einem Ottomotor unterbrochen stattfinden, fluktuiert die Drehmomentabgabe des motors 10 während jedes Motortaktes. Damit diese Fluktuationen geglättet werden, ist das Schwungrad 11 vorgesehen, und es wandelt die Fluktuationen im Drehmoment in kleine Beschleunigungen und Bremsungen um. Die federnde Eigenschaft der Wellen 12 und 14 verhindert, daß diese kleinen Beschleunigungen und Abbremsungen Änderungen in der Geschwindigkeit der Antriebsräder 15 verursachen.

Das Schwungrad 11, die Wellen 12 und 14 und das Getriebe 13 bilden ein Resonanzsystem. Die Resonanzfrequenz variiert mit dem in dem Getriebe 13 eingestellten Übersetzungsverhältnis. In dieser Ausführungsform hat das System einer Resonanzfrequenz von 4 Hz im zweiten Gang und 9 Hz im vierten Gang.

Jede einzelne Störung in dem Vorzündwinkel verursacht eine Änderung in der Drehmomentabgabe, die durch den Motor 10 erzeugt wird. Im Hinblick auf die resonante Eigenschaft von Schwungrad 11 und Wellen 12 und 14 hat die resultierende Änderung in der Geschwindigkeit des Schwungrades 11 zwei Komponenten. Die erste dieser Komponenten ist eine gedämpfte Schwingungsreaktion bei der zuständigen Resonanzfrequenz, und, insbesondere bei dem oben erwähnten Motor klingt die Schwingung mit einer Zeitkonstanten von 0,3 Sekunden ab. Die zweite Komponente ist eine Langzeitreaktion, die mit dem neuen stationären Zustand in Verbindung steht, der auftritt, wenn die Änderung in den Widerstandskräften, die durch die Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit verursacht werden, gleich der Änderung im Drehmoment von dem Motor ist. Bei dem speziellen, oben diskutierten Motor hat diese zweite Komponente eine Zeitkonstante von 7 Sekunden im vierten Gang.

Damit die Steigung der Motorleistung in Bezug auf die Vorzündung so schnell wie möglich gemessen werden kann, sollte der erste Teil der Reaktion zum Berechnen der Steigung benutzt werden. Es ist ebenfalls wünschenswert, ein System vorzusehen, das in jedem Gang arbeitet und das vergleichbare Resultate in den unterschiedlichen Gängen vorsieht, ohne zu wissen, welcher spezielle Gang eingelegt ist. In Fig. 2 ist eine Abbildung der Phasenverschiebung zwischen einer Störungswellenform, die durch den Störungsgenerator 40 erzeugt ist, und der daraus resultierenden Änderung in der Motorgeschwindigkeit als eine Funktion der Störungsfrequenz für den vierten Gang, zweiten Gang und Leerlauf gezeigt. Wie gesehen werden kann, ändert sich die Phasenverschiebung rasch mit der Frequenz in dem Bereich unterhalb 9 Hz, und es gibt ebenfalls einen großen Unterschied zwischen der Phasenverschiebung in den verschiedenen Gängen. Im Gegensatz dazu ändert sich die Phasenverschiebung in dem Bereich oberhalb 10 von 10 Hz nur langsam mit der Frequenz, und die Unterschiede in der Phasenverschiebung in den verschiedenen Gängen sind gering. Mit zunehmender Frequenz nähert sich für alle Gänge die Phasenverschiebung der 90°-Phasenverschiebung, die erzielt wird, wenn der Leerlauf eingelegt ist. Damit vergleichbare Resultate in den verschiedenen Gängen erzielt werden, ist es daher vorzuziehen, daß die durch den Störungsgenerator 40 erzeugte Störungsfrequenz größer als die höchste Resonanzfrequenz des Resonanzsystemes ist, das durch das Schwungrad 11, die Wellen 12 und 14 und das Getriebe 13 gebildet wird. Im gegenwärtigen Fall bedeutet dies, daß die Störungsfrequenz größer als 9 Hz sein sollte, welches die Resonanzfrequenz im vierten Gang ist. In anderen Motoren jedoch kann die Phasenänderung unterhalt der Resonanzfrequenz kleiner sein als die in Fig. 2 gezeigten, und es wird angenommen, daß für einige Motoren befriedigende Resultate erzielt werden können mit einer Störfrequenz gleich oder größer als drei Viertel der höchsten Resonanzfrequenz.

Es gibt eine weitere Beschränkung für die durch den Störungsgenerator 40 erzeugte Störungsfrequenz. Störungen in dem Vorzündwert können nur wirksam zu den Zeitpunkten sein, wenn die Zündung initiiert wird. Bei einem Vier-Zylinder-Motor geschieht dies zweimal für jede Drehung der Kurbelwelle. Daher kann die Störfrequenz keinen festen Wert annehmen. Daher erzeugt der Störungsgenerator 40 eine Zwei-Pegel-Wellenform bei einer Frequenz, die größer als eine Minimalfrequenz, wie die Resonanzfrequenz oder drei Viertel der Resonanzfrequenz, ist, und mit einer Periode, die gleich einer ganzen Zahl von Zündperioden des Motors 10 ist. Während des ersten Teiles von jeder Periode stellt der Störungsgenerator 40 den Störungswert so ein, daß eine kleine Erhöhung in dem Vorzündwinkel verursacht wird, und in dem zweiten Teil einer jeden Periode stellt er den Störungswert so ein, daß eine kleine Verringerung in dem Vorzündwinkel verursacht wird.

Die Ausgabe des Positionsübertragers 16 wird einer Zündperiodenberechnungseinrichtung 42 zugeführt, die jede Zündperiode berechnet. Der Positionsübertrager 16 erzeugt einen Referenzpuls, wenn der entsprechende Kolben bei 30° nach dem oberen Totpunkt ist. Somit ist die tatsächliche berechnete Periode die Periode, die zwischen diesen Pulsen vergeht. Die Zündperiode wird dem Störungsgenerator 40 zugeführt und auch einem Meßfenstergenerator 43, einem vorlaufenden Halbzyklusakkumulator 44, einem zurückbleibenden Halbzyklusakkumulator 45 und einer Steigungsberechnungseinrichtung 46.

Der Meßfenstergenerator 43 empfängt die Wellenform von dem Störungsgenerator 40 und erzeugt eine Reihe von benachbarten bzw. aneinandergrenzenden positiven und negativen Meßfenstern, von denen jedes einem entsprechenden ersten Teil oder zweiten Teil einer Periode der Störungswellenform entspricht. Die Meßfenster sind phasenverschoben gegenüber der Störungswellenform um einen Betrag, der ein Kompromiß zwischen den tatsächlichen Phasenverschiebungen, die in den verschiedenen Gängen zwischen den Störungswellenformen auftreten, und der Motorleistung ist. Diese tatsächlichen Phasenverschiebungen wurden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. In diesem Beispiel beträgt die Phasenverschiebung 27°, was 0,2 eines Störungszyklusses ist. Die positiven und negativen Meßfenster werden entsprechend zu den vorlaufenden und zurückbleibenden Halbzyklusakkumulatoren 44 und 45 geführt.

Bezugnehmend auf Fig. 3: dort ist die Variation in der Geschwindigkeit des Schwungrades 11 als eine Funktion des Kurbelwellenwinkels gezeigt. Wie gesehen werden kann, treten während jedes Motortaktes schwerwiegende Fluktuationen auf. Es besteht daher die Gefahr, daß die schwerwiegenden Fluktuationen in der Motorgeschwindigkeit die Messungen der Änderung in der Motorgeschwindigkeit, die durch die Störungen an dem Vorzündwinkel verursacht werden, verfälschen könnten. Damit diese Gefahr vermieden wird, wird die Motorgeschwindigkeit durch Messen der Periode nur für ganze Motorzündungen nachgewiesen. Speziell werden Motorzündperioden, deren zentrale Punkte in die positiven und negativen Meßfenster fallen, in dem vorlaufenden bzw. zurückbleibenden Halbzyklusakkumulator 44 und 45 akkumuliert.

Wie oben erwähnt ist, wird die Steigung der Motorleistung relativ zu der Vorzündung in der Steigungsberechnungseinrichtung 46 berechnet. Jedem Meßfenster folgend wird die durchschnittliche Motorgeschwindigkeit während des Fensters von den akkumulierten Zündperioden gemessen. Jedem positiven Meßfenster folgend wird der Effekt des Überganges von dem Teil der Periode, in dem der Vorzündwinkel verringert wurde, zu dem Teil der Periode, in dem er erhöht wurde, durch Subtrahieren der mittleren Geschwindigkeit während des negativen Meßfensters von dem mittleren Geschwindigkeit während des positiven Meßfensters ausgewertet. Ähnlich wird an dem Ende von jedem negativen Meßfenster der Effekt des Überganges von dem Teil der Periode, in dem die Vorzündung erhöht wurde, zu dem Teil der Periode, in dem sie verringert wurde, durch Subtrahieren der mittleren Geschwindigkeit während des positiven Meßfensters von der während des folgenden negativen Meßfensters ausgewertet. Somit werden diese zwei Übergangswerte abwechselnd ausgewertet. Diese zwei Übergangswerte reflektieren beide die Änderung im Drehmoment, die durch die Störungen verursacht wird, und ebenfalls die Änderung in der Geschwindigkeit aufgrund irgendwelcher Beschleunigung oder Bremsung, die zum Beispiel durch die Bewegung des Gaspedales durch den Fahrer verursacht wird, oder die durch Änderungen in den Widerstandskräften oder in der Straßensteigung verursacht wird. Damit der Effekt der Beschleunigung oder Bremsung von der Steigungsmessung ausgeschlossen wird, wird dann die Steigung durch Subtrahieren des Übergangswertes, der mit der Änderung der Störung von einem erhöhten Wert zu einem erniedrigten Wert verbunden ist, von dem Übergangswert, der mit der Änderung der Störung von einem erniedrigten Wet zu einem erhöhten Wert verbunden ist, ausgewertet.

Die Kurve, die die Drehmomentabgabe mit der Vorzündung verknüpft, hat ein einzelnes Maximum, an dem die Steigung der Motorleistung mit Bezug auf die Vorzündung Null ist. Wie erklärt werden wird, wird in dem gegenwärtigen Beispiel der Vorzündwinkel korrigiert mit der Absicht, dieses Maximum zu erreichen. In einigen Motoren jedoch, unter hoher Belastung, kann der Vorzündwinkel, der maximale Leistungsabgabe verursacht, ebenfalls das Auftreten von Klopfen erlauben. In einigen Motoren kann das Maximum ebenfalls mit einer unerwünschten Abgasemission verbunden sein. Daher kann es für einige Motoren nötig sein, die Vorzündung zu variieren, bis die Steigung einen vorbestimmten Wert ungleich Null erreicht.

Zur größeren Genauigkeit unter Bedingungen, bei denen die Vorzündung zum Erzielen eines Wertes der Steigung ungleich Null geregelt wird, wäre es besser, das tatsächliche Drehmoment zu messen anstelle des Drehmomentes, das von der Geschwindigkeitsmessung abgeleitet wird. Wegen der Unzuträglichkeit der Drehmomentmessung jedoch wird es vorgezogen, die Geschwindigkeit zu messen und für Variationen zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und dem Drehmoment zu kompensieren, zum Beispiel durch Berechnen der Motorleistung als eine geeignete Funktion der Motorgeschwindigkeit.

Die Steigung, die durch die Steigungsberechnungseinrichtung 46 berechnet ist, wird einer Aktualisierungseinrichtung 47 eines Korrektionsspeichers zugeführt. Die Einrichtung 47 empfängt ebenfalls die Motorgeschwindigkeit und die Lastbeanspruchung von der Geschwindigkeitsberechnungseinrichtung 30 und dem Lastübertrager 31. Für jede Steigungsmessung aktualisiert die Aktualisierungseinrichtung 47 die in dem Speicher 38 gespeicherten Werte für jeden der vier Feldpunkte, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben. Speziell wird für jeden Feldpunkt eine neue Korrektur von der alten Korrektur nach der folgenden Formel

neue Korrektur = alte Korrektur + k ₁ × (Wichtungsfaktor) × (Steigung),

wobei k ₁ eine Konstante ist, berechnet und gespeichert.

Diese Formel korrigiert die Werte in dem Speicher 38 von den Steigungsmessungen durch Integration und glättet die Rauschkomponenten in den Steigungsmessungen aus. Die Konstante k ₁ sollte derart gewählt sein, daß sie klein genug ist, diese Rauschkomponenten zu reduzieren bis auf einen niedrigen Pegel, sie sollte jedoch groß genug sein, um eine rasche Konvergenz zu dem optimalen Vorzündwinkel zu erzielen. Der in dieser Formel gegebene Wichtungsfaktor ist der gleiche wie der Wichtungsfaktor, der von den Korrektionseinrichtungen 36 und 39 benutzt wird. Das Verfahren zum Berechnen der Wichtungsfaktoren wird im einzelnen weiter unten beschrieben.

Da die Dichte der Feldpunkte in dem Speicher 35 derart gewählt ist, daß eine gute Anpassung mit den optimalen Vorzündcharakteristiken gegeben ist, wird die Information in den Steigungsmessungen eine Fehlanpassung darstellen, die zwischen den tatsächlichen optimalen Charakteristiken und jenen, die in dem Speicher 35 gespeichert sind, auftritt. Es ist daher vernünftig, den Speicher 38 durch ein Verfahren zu aktualisieren, das symmetrisch zu dem Interpolationsverfahren ist, das zum Ableiten des Vorzündwinkels benutzt wird, und die oben gegebene Formel erzielt dieses. Weiterhin werden in der oben gegebenen Formel die in dem Speicher 38 gespeicherten Werte im Verhältnis zu der Größe von jeder Steigungsmessung korrigiert, und somit wird der maximale Vorteil von der in jeder Steigungsmessung vorhandenen Information gezogen.

Die Kombination des raschen Verfahrens des Durchführens der Steigungsmessungen, die durch das Benutzen der ersten Kompomente der Motorgeschwindigkeitsreaktion und durch die oben gegebene Formel erzielt wird zum Aktualisieren des Speichers 38, erlaubt es, den Vorzündwinkel zu seinem wahren optimalen Wert für einen vollständigen Bereich von Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchungen zu korrigieren in ungefähr sechs Stunden Fahrt eines Motorfahrzeuges bei gemischten Straßenbedingungen. Obwohl dieses schon eine deutliche Verbesserung über die Anordnungen nach dem Stand der Technik bedeutet, ist es relativ lang im Vergleich mit der durchschnittlichen Zeit für jede Tätigkeit eines Motors. Im Hinblick auf diesen Tatbestand wird es bevorzugt, daß der Speicher 38 von einer nicht-flüchtigen Konstruktion ist. Durch Benutzen einer derartigen Konstruktion werden die Korrekturen zwischen Perioden der Motortätigkeit wiederhergestellt. Somit enthält der Speicher 38 ein vollständiges Schema von aktualisierten Korrekturen, die durch die Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung adressiert werden.

Zwei weitere Verbesserungen an der oben gegebenen Formel zum Aktualisieren des Speichers 38 werden im folgenden beschrieben.

Zusätzlich zu der Fehlanpassung in dem Vorzündwinkel für die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung kann jede Steigungsmessung ebenfalls Information enthalten, die sich auf die gesamte Geschwindigkeits-/Lastbeanspruchungsebene bezieht. Zum Beispiel kann es eine Fehlanpassung für die Vorzündung über die gesamte Ebene aufgrund, zum Beispiel, von Änderungen in dem Luftdruck oder in der Zusammensetzung des Kraftstoffes geben. Damit ein Vorteil aus dieser Information gezogen wird, kann jede Steigungsmessung zum Aktualisieren aller Korrektionswerte in dem Speicher 38 benutzt werden nach der folgenden Formel:

neue Korrektur = alte Korrektur + k ₂ × (Steigung).

Diese Formel kann alternativ benutzt werden zum Aktualisieren eines einzelnen Wertes, der in dem Summierer 37 zu dem Korrektionswert addiert ist, der durch die Berechnungseinrichtung 39 berechnet ist.

Die Konstante k ₂ ist natürlich viel kleiner als die oben erwähnte Konstante k ₁. Die Konstante k ₂ muß jedoch groß genug gewählt werden, damit eine Konvergenz für Änderungen in Variablen wie Luftdruck in wenigen Minuten über die gesamte Last-/Geschwindigkeitsebene erzielt wird.

Die zweite Verbesserung ermöglicht es, die gesamten Vorzündcharakteristiken zu neigen, und dies mag nötig sein zum Beispiel, wenn der Positionsübertrager 16 schlecht kalibriert ist oder einer Drift unterliegt. Mit dieser zweiten Verbesserung werden vier Abweichungskorrektionswerte in einem zusätzlichen Speicher entsprechend den vier Ecken der Geschwindigkeits-/ Lastebene gespeichert. Jede Steigungsmessung wird dann benutzt zum Aktualisieren dieser vier Werte durch Multiplizieren der Steigung mit einem angemessenen Wichtungsfaktor und einer angemessenen Konstante. Durch Berechnen von jedem Korrektionswert werden dann diese vier Abweichungswerte mit geeigneten Wichtungsfaktoren multipliziert, und der resultierende Wert wird zu dem Wert addiert, der von den vier Feldpunkten, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, berechnet wird.

Die verschiedenen, in Fig. 1 gezeigten, funktionalen Blöcke werden realisiert unter Benutzung einer Microcomputeranordnung, und diese Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist die Microcomputeranordnung einen Intel-Corporation-8097-Microcomputer 100, der über einen Daten- und Adreßbus 101 mit einem 27C64-Typ-Nur-Lese- Speicher 102 verbunden ist, einen Hitachi-Typ-6116-Lese-/ Schreibspeicher 103 und einen nicht-flüchtigen Lese-/Schreibspeicher 104 vom Typ NVR2 von Greenwich Instruments Limited auf. Das Programm und die festen Schemata sind im Speicher 102 gespeichert, die zeitweiligen Variablen sind im Speicher 103 gespeichert, und die Korrekturen für den Vorzündwinkel sind im Speicher 104 gespeichert.

Die Microcomputeranordnung realisiert die Geschwindigkeitsberechnungseinrichtung 30, die Zündperiodenberechnungseinrichtung 42, den Störungsgenerator 40, den Meßfenstergenerator 43, die Akkumulatoren 44 und 45, die Steigungsberechnungseinrichtung 46, die Aktualisierungseinrichtung 47, die Speicher 35 und 38 zusammen mit den Berechnungseinrichtungen 36 und 39, die Summierer 37 und 41, und einen Teil der Haltezeitsteuereinrichtung 17.

Der Lastbeanspruchungsübertrager 31 ist über eine konventionelle Signalverarbeitungsschaltung 105 mit einem ANALOG-Eingang des Microcomputers 100 verbunden. Der Positionsübertrager 16 ist vom variablen Reluktanztyp und wirkt mit einem gezahnten Rad zusammen, das auf der Motorkurbelwelle montiert ist und von dem Zähne entfernt wurden, damit gewünschte Referenzpositionen dargestellt werden können. Der Übertrager 16 ist über eine Signalverarbeitungsschaltung 106 mit einem Hochgeschwindigkeitseingang des Microcomputers 100 verbunden.

Der Hochgeschwindigkeitsausgang des Microcomputers 100 ist mit dem Eingang einer Haltezeitregelschaltung 107 verbunden. Die Haltezeitregelschaltung 107 führt zusammen mit einem Teil des in einem Speicher 102 gespeicherten Programmes die Funktion der Haltezeitregeleinrichtung 17 in Fig. 1 aus. Die Haltezeitregelschaltung 107 ist eine Typ-L497-Haltezeitregelschaltung, die von S. G. S. Limited geliefert wird. Die Haltezeitregeleinrichtung 107 initiiert das Aufbauen eines Stromes in der Primärwindung der Zündspule zu dem richtigen Moment, damit der gewünschte Pegel erreicht wird, gerade bevor der Strom unterbrochen wird. Die Haltezeitregelschaltung 107 begrenzt ebenfalls den Spulenstrom auf den gewünschten Pegel während der kurzen Zeit, die zwischen dem Erzielen des gewünschten Stromes und der Stromunterbrechung vergeht. Der Ausgang der Haltezeitregelschaltung 107 ist mit der Leistungsstufe 18 verbunden, die, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erwähnt ist, mit dem Eingang der Spule und Verteiler 19 verbunden ist.

Bezugnehmend nun auf Fig. 5: dort ist die allgemeine Anordnung der Module gezeigt, die das Programm bilden, und es ist ebenfalls der Fluß der Daten zwischen diesen Modulen gezeigt. Das Programm weist die Module MISDET 112, IGNLU 113, SAFIRE 114 und DWELL 115 auf. Das Modul IGNLU ruft ein Untermodul AUFSUCH auf, und das Modul SAFIRE ruft Untermodule TABELLENSPEICHERUNG und AUFSUCH KORREKTUR auf. Fig. 5 zeigt ebenfalls ein festes Vorzündschema 110, das die festen Vorzündwerte enthält und das dem in Fig. 1 gezeigten Speicher 35 entspricht. Fig. 5 zeigt weiterhin ein Vorzündkorrektionsschema 111, das die Korrektionswerte für die Vorzündung enthält und dem in Fig. 1 gezeigten Speicher 38 entspricht.

Das Modul MISDET empfängt ein Unterbrechungssignal ZAHNUNTERBRECHUNG, und dieses Modul wird jedesmal ausgeführt, wenn ein Zahn nachgewisen wird. Eine Variable ZAHN wird dem Modul DWELL zugeführt und stellt die Position der Kurbelwelle mit einer Genauigkeit von einem Zahn des Übertragers 16 dar. Dieses Modul MISDET vergleicht die Periode zwischen jedem Zahn und bestimmt dadurch die fehlenden Zähne. Wenn ein fehlender Zahn nachgewiesen wird, stellt dieses Modul die Beziehung zwischen der Variablen ZAHN und der absoluten Position der Kurbelwelle wieder her. Das Modul MISDET berechnet ebenfalls die Zündperiode und führt diese als eine Variable ZÜNDPERIODE den Modulen IGNLU und SAFIRE zu.

Das Modul IGNLU empfängt eine Variable MAN PRESS, die den Ladedruck bzw. Druck in dem Ansaugrohr darstellt, der ein Anzeichen für die Lastbeanspruchung ist. Die Variable MAN PRESS wird von dem Ausgangssignal des Übertragers 31 durch einen Analog/Digital-Konverter abgeleitet, der einen Teil des Microcomputers 100 darstellt. Das Modul IGNLU berechnet ebenfalls eine Variable ENG SPEED, die die Motorgeschwindigkeit darstellt, und führt diese den Modulen SAFIRE und DWELL zu.

In jedem der Schemata 110 und 111 sind die Vorzündwerte in einem 16 × 16-Feld gespeichert. In jedem Feld entsprechen die Abszisse und Ordinate der Motorgeschwindigkeit bzw. der Lastbeanspruchung, und die Abszisse und Ordinate sind entsprechend in 16 diskrete Motorgeschwindigkeits- und Lastbeanspruchungswerte unterteilt. Daher enthält jeder Feldpunkt den Vorzündwert für eine der diskreten Motorgeschwindigkeits- und einen der diskreten Lastbeanspruchungswerte.

Um die Schemata 110 und 111 zu adressieren, erzeugt das Modul IGNLU die Adreßvariablen GESCHWINDIGKEITSINDEX und LASTINDEX, die der Motorgeschwindigkeit bzw. der Lastbeanspruchung entsprechen. Jede dieser Adreßvariablen kann einen der Werte 0 bis 15 annehmen, die den unteren 16 diskreten Motorgeschwindigkeits- und Lastbeanspruchungswerten entsprechen. Diese Variablen werden auf den Wert gesetzt, der der Motorgeschwindigkeit und der Lastbeanspruchung unmittelbar unterhalb der vorherrschenden Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung entspricht. Die Adreßvariablen GESCHWINDIGKEITSINDEX und LASTINDEX werden den Untermodulen AUFSUCH, TABELLENSPEICHERUNG und AUFSUCH KORREKTUR zugeführt.

Das Modul IGNLU berechnet ebenfalls vier Variable MAP INT 0 bis 3, die die vier oben beschriebenen Wichtungsfaktoren darstellen. Die vier Variablen MAP INT 0 bis 3 entsprechen den vier Adressen (GESCHWINDIGKEITSINDEX, LASTINDEX), (GESCHWINDIGKEITSINDEX + 1, LASTINDEX), (GESCHWINDIGKEITSINDEX, LASTINDEX + 1) bzw. (GESCHWINDIGKEITSINDEX + 1, LASTINDEX + 1).

Das Verfahren zum Berechnen der Wichtungsfaktoren MAP INT 0 bis 3 für die vorherrschende Geschwindigkeit und Last wird in Fig. 6 gezeigt. Ein Hauptrechteck wird in der Geschwindigkeits-/ Lastebene gebildet, wobei die Ecken des Rechteckes bei den Adressen (GESCHWINDIGKEITSINDEX, LASTINDEX), (GESCHWINDIGKEITSINDEX + 1, LASTINDEX), (GESCHWINDIGKEITSINDEX, LASTINDEX + 1) bzw. (GESCHWINDIGKEITSINDEX + 1, LASTINDEX + 1) liegen. Dieses Hauptrechteck ist in vier Unterrechtecke unterteilt, indem die Abszisse und Ordinate, die durch die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung gehen, gezogen werden, diese Unterrechtecke weisen Flächen A 0, A 1, A 2 und A 3 auf. Der Wichtungsfaktor für jeden der vier Feldpunkte wird berechnet, indem die Fläche des Unterrechteckes, das diagonal entgegengesetzt zu dem Feldpunkt liegt, durch die Fläche des Hauptrechteckes dividiert wird. Somit haben die Wichtungsfaktoren MAP INT 0 bis 3 die folgenden Werte:

MAP INT 0 = A 0/A
MAP INT 1 = A 1/A
MAP INT 2 = A 2/A
MAP INT 3 = A 3/A

wobei A = A 0 + A 1 + A 2 + A 3 ist.

Das Modul IGNLU ruft das Untermodul AUFSUCH auf, welches den Basisvorzündwinkel als eine Variable SPK ANG BASE durch das Interpolationsverfahren berechnet, das oben beschrieben wurde. Das Modul IGNLU führt dann die Variable SPK ANG BASE dem Modul SAFIRE zu.

Das Modul IGNLU wird nach jedem Zündfunken ausgeführt, und das Modul SAFIRE wird nach dem Modul IGNLU ausgeführt.

Das Modul SAFIRE erzeugt die Störungswellenform, bestimmt jede Störung zu dem Vorzündwinkel, bestimmt die positiven und negativen Meßfenster und akkumuliert die Zündperioden, die in diesen Fenstern auftreten, und berechnet die Steigung der Motorleistung im Verhältnis zu der Vorzündung. Dieses Modul benutzt die Steigungsmessung zum Aktualisieren des Vorzündkorrektionsschemas und holt einen Korrektionswert für die Vorzündung von diesem Schema. Dieses Modul summiert ebenfalls die Basisvorzündwerte SPK ANG BASE mit dem Störungswert auf und berechnet den Korrektionswert zum Erzeugen eines Zündbefehlswertes SPK ANG für den Vorzündwinkel und führt diesen dem Modul DWELL zu. Dieses Modul wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in Fig. 7 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.

Im gegenwärtigen Beispiel ist die niedrigste Störungsfrequenz 10 Hz. Da ein Vier-Zylinder-Motor zwei Motorzündungen für jede Umdrehung der Kurbelwelle hat und es notwendig ist, ein Minimum von zwei Störungen für jeden Störungszyklus zu erzeugen, können die Störungen nur benutzt werden, wenn die Motorgeschwindigkeit größer oder gleich 600 U/min. ist. Nachdem in das Modul SAFIRE eingetreten ist, wird also in einem Schritt 200 eine Variable MOTORGESCHWINDIGKEIT untersucht, die die Motorgeschwindigkeit darstellt. Wenn die Motorgeschwindigkeit geringer als 200 U/min. ist, wird in einem Schritt 201 SPK ANG auf SPK ANG BASE gesetzt. Wenn die Motorgeschwindigkeit gleich oder größer als 600 U/min. ist, wird in einem Schritt 202 eine Variable ABGELAUFENE ZEIT berechnet. Diese Variable stellt die Zeit dar, die abgelaufen ist seit der vorhergehenden Ausführung dieses Moduls, und sie ist ungefähr gleich der Zündperiode. Sie wird von der Ausgabe eines internen Taktgebers in dem Microcomputer 100 berechnet. Eine Variable ZÄHLER wird dann um ABGELAUFENE ZEIT erhöht. Die Variable ZÄHLER stellt die Zeit dar, die seit dem Beginn des gegenwärtigen Störungszyklus abgelaufen ist.

In einem Schritt 203 wird die Summe von ZÄHLER und ABGELAUFENE ZEIT verglichen mit einer Konstante STÖRUNGSPERIODE. Die Konstante STÖRUNGSPERIODE stellt die minimale Periode von jedem Zyklus der Störungswellenform dar, und da die Minimalfrequenz 10 Hz beträgt, hat diese Konstante den Wert von 100 ms. Wenn die Summe gößer als STÖRUNGSPERIODE ist, bedeutet dies, daß es nicht möglich ist, eine weitere Motorzündung in dem gegenwärtigen Zyklus unterzubringen. Folglich muß ein neuer Zyklus beginnen. Damit dieses erzielt wird, wird in einem Schritt 204 ZÄHLER auf Null zurückgesetzt. Ebenfalls wird eine Variable HALBE ZEIT auf STÖRUNGSPERIODE gesetzt, und eine Variable DITHER wird auf +3,75° gesetzt. Die Variable HALBE ZEIT zeigt normalerweise die Dauer des ersten Teiles von jedem Zyklus an. Aus Gründen, die unten erklärt werden, wird sie jedoch in dieser Stufe auf STÖRUNGSPERIODE gesetzt. DITHER stellt den Störungswert dar.

In einem Schritt 205 wird die Bedingung ZÄHLER plus ABGELAUFENE ZEIT/2 ≧ STÖRUNGSPERIODE/2 geprüft. In einem Schritt 206 wird die Bedingung DITHER = +3,75° geprüft. Die Bedingungen der Schritte 205 und 206 definieren zusammen den Übergangspunkt zwischen dem ersten und zweiten Teil des Zyklus. Es ist festzuhalten, daß der Übergang ungefähr auf halbem Weg durch jeden Zyklus stattfindet.

Wenn die Bedingungen in den Schritten 205 und 206 befriedigt sind, beginnt der zweite Teil des Zyklusses. Damit dieses erzielt wird, wird in einem Schritt 207 DITHER auf -3,75° gesetzt, so daß eine negative Störung vorgesehen wird, und HALBE ZEIT wird auf ZÄHLER gesetzt. Somit ist die Dauer des ersten Teiles des Zyklusses nun in HALBE ZEIT gespeichert.

In einem Schritt 208 wird die Variable ZÜNDUNGSANZAHL, die eine Vorhersage für die ganze Zahl von Motorzündungen, die in dem verbleibenden Teil der gegenwärtigen Störungswellenform erzielt werden können, darstellt, berechnet. Um dies zu tun, wird (STÖRUNGSPERIODE - ZÄHLER) durch ABGELAUFENE ZEIT dividiert, und das Resultat wird auf eine ganze Zahl abgeschnitten. In einem Schritt 209 wird eine Variable VORHERGESAGTE STÖRUNGSPERIODE berechnet, und diese Variable stellt eine Schätzung für die Periode des gegenwärtigen Zyklus der Störungswellenform dar.

Wie oben erwähnt wurde, findet die gegenwärtige Ausführung des Moduls SAFIRE zwischen Zündfunken statt. Die Störung an dem Vorzündwinkel, die während der gegenwärtigen Ausführung dieses Modules stattfindet, kann nicht vor dem nächsten Zündfunken angebracht werden. Ebenfalls bezieht sich der Wert der Variablen ZÜNDPERIODE, der für die gegenwärtige Ausführung dieses Modules zur Verfügung steht, auf die vorhergehende Zündperiode. Die Störung an dem Vorzündwinkel für den Funken, der zu Beginn dieser Zündperiode auftritt, wurde während der vorletzten Ausführung dieses Modules berechnet. Indem der gegenwärtig verfügbare Wert von ZÜNDPERIODE zum Berechnen der Steigung benutzt wird, muß bestimmt werden, ob der Zentralpunkt der Zündperiode in einem positiven oder negativen Meßfenster aufgetreten ist. Damit dieses getan werden kann, benutzt das Modul drei Variable, DIESE ZÜNDUNG, LETZTE ZÜNDUNG und VORLETZTE ZÜNDUNG. Die Werte dieser Variablen bestimmen entsprechend, ob die Zündperiode, die dem nächsten Zündfunken folgt, die Zündperiode, die dem unmittelbar vorhergehenden Funken folgt, und die Zündperiode, die dem vorletzten Zündfunken folgt, in einem positiven oder negativen Meßfenster auftraten. Jede dieser Variablen kann einen von vier Werten annehmen, und diese sind FIRST POS, REST OF POS, FIRST NEG UND REST OF NEG. Diese vier Werte zeigen entsprechend an, daß eine Zündperiode die erste Zündperiode in einem positiven Meßfenster, eine der verbleibenden Zündperioden in einem positiven Meßfenster, die erste Zündperiode in einem negativen Meßfenster und eine der verbleibenden Zündperioden in einem negativen Meßfenster darstellen.

Während jeder Ausführung dieses Modules müssen die Werte dieser vier Variablen aktualisiert werden, und in Schritt 210 werden die Variablen ZÜNDUNG VOR DER LETZTEN und LETZTE ZÜNDUNG aktualisiert dadurch, daß sie entsprechend auf die gegenwärtig gehaltenen Werte der Variablen LETZTE ZÜNDUNG und DIESE ZÜNDUNG gesetzt werden.

In einem Schritt 211 wird ein neuer Wert für die Variable DIESE ZÜNDUNG berechnet. Wie erinnerlich, bezieht sich dieses auf die Zündperiode, die dem nächsten Zündfunken folgt.

Damit dies getan werden kann wird erst der folgende Vergleich durchgeführt:

0,2 (VORHERGESAGTE STÖRUNGSPERIODE) ≦ ZÄHLER + 0,5 (ZÜNDPERIODE) ≦ωτ 0,2 (VORHERGESAGTE STÖRUNGSPERIODE) + HALBE ZEIT.

Der Betrag ZÄHLER + 0,5 (ZÜNDPERIODE) definiert den Zentralpunkt der nächsten Zündperiode. In dem gegenwärtigen Beispiel folgen das positive und negative Meßfenster dem ersten und zweiten Teil der Periode von jedem Störungszyklus um 72°. Daher definieren 0,2 (VORHERBESTIMMTE STÖRUNGSPERIODE) und 0,2 (VORHERBESTIMMTE STÖRUNGSPERIODE) + HALBE ZEIT den Beginn und das Ende des positiven Meßfensters.

Wenn das Resultat dieses Vergleiches bejahend ist, bedeutet das, daß der Zentralpunkt der nächsten Zündperiode in das positive Meßfenster fallen wird. Die Variable LETZTE ZÜNDUNG wird untersucht, und die Variable DIESE ZÜNDUNG wird auf FIRST POS oder REST OF POS gesetzt, wie es zutreffend ist. Wenn das Resultat des Vergleiches verneinend ist, bedeutet das, daß der Zentralpunkt der nächsten Zündperiode in ein negatives Meßfenster fallen wird, und DIESE ZÜNDUNG wird auf FIRST NEG oder REST OF NEG gesetzt.

Die oben erwähnte HALBE ZEIT wird auf STÖRUNGSPERIODE während des ersten Teiles jeder Periode gesetzt. Ohne dies zu tun, würde HALBE ZEIT auf die Dauer des ersten Teiles des vorhergehenden Zyklusses gesetzt. Bei rascher Bremsung besteht die Gefahr, daß die nächste Motorzündung fälschlicherweise in einem negativen Meßfenster erwartet würde. Indem HALBE ZEIT auf STÖRUNGSPERIODE gesetzt wird, wird diese Gefahr vermieden.

Als nächstes wird in einem Schritt 212 die Variable ZÜNDUNG VOR DER LETZTEN untersucht. In Abhängigkeit von dem Wert dieser Variablen wird eines der Unterprogramme REST OF NEG, FIRST POS, REST OF POS oder FIRST NEG ausgeführt. Diese Unterprogramme sind in den Fig. 8, 9, 10 und 11 gezeigt.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird, wenn ZÜNDUNG VOR DER LETZTEN einen Wert REST OF NEG hat, in einem Schritt 213 eine Variable NEG PERIOD, die den akkumulierten Wert der Zündperiode in dem negativen Meßfenster darstellt, um den gegenwärtigen Wert von ZÜNDPERIODE erhöht. Dann wird in einem Schritt 214 eine Variable NEG FIRES, die die Zahl der Zündfunken in dem negativen Meßfenster darstellt, erhöht.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird in einem Schritt 215 eine Variable NEG SPEED berechnet, wenn ZÜNDUNG VOR DER LETZTEN einen Wert FIRST POS hat. Diese Variable stellt die durchschnittliche Motorgeschwindigkeit während des negativen Meßfensters dar, und sie wird berechnet, indem NEG FIRES durch NEG PERIOD dividiert wird und indem das Resultat mit einer Konstanten KONSTANTE multipliziert wird. Dann wird in einem Schritt 216 eine Variable SIGNAL FIRST durch Subtrahieren von NEG SPEED von der Variablen POS SPEED berechnet. Die Variable POS SPEED stellt die mittlere Geschwindigkeit in dem positiven Meßfenster dar, und die Variable SIGNAL FIRST stellt die Änderung in der Motorgeschwindigkeit dar, die durch die Änderung der Störung an dem Vorzündwinkel zwischen dem ersten und zweiten Teil der Störungswellenform verursacht wird. Dann wird in einem Schritt 217 eine Variable POS FIRES, die die Anzahl der Motorzündungen in dem positiven Meßfenster darstellt, auf 1 gesetzt. In einem Schritt 218 wird eine Variable POS PERIOD, die die akkumulierten Zündperioden in dem positiven Meßfenster darstellt, auf den gegenwärtigen Wert von ZÜNDPERIODE gesetzt.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird in einem Schritt 220, wenn ZÜNDUNG VOR DER LETZTEN einen Wert RES OF POS hat, POS PERIOD, um den gegenwärtigen Wert von ZÜNDPERIODE erhöht. Dann wird in einem Schritt 221 POS FIRES erhöht.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, wird in einem Schritt 225, wenn ZÜNDUNG VOR DER LETZTEN einen Wert FIRST NEG hat, die Variable POS SPEED durch Dividieren von POS FIRES durch POS PERIOD und Multiplizieren des Resultates durch KONSTANTE berechnet. Dann wird in einem Schritt 226 eine Variable SIGNAL SECOND durch Subtrahieren von NEG SPEED von POS SPEED berechnet. Die Variable SIGNAL SECOND stellt die Änderung in der Motorgeschwindigkeit dar, die durch die Änderung im Störungswert von dem zweiten Teil der einen Störungswellenform zu dem ersten Teil der nächsten Störungswellenform verursacht wird. In einem Schritt 227 wird eine Variable STEIGUNG, die die Steigung der Maschinenleistung in Bezug auf die Vorzündung darstellt, durch Subtrahieren von SIGNAL FIRST von SIGNAL SECOND bestimmt. Durch die Bestimmung der Steigung auf diese Weise, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 oben erwähnt wurde, werden Veränderungen in der Motordrehzahl, die durch rasche Beschleunigung oder Bremsung des Motors verursacht werden, eliminiert. Die Größe von STEIGUNG ist auf einen voreingestellten maximalen Wert begrenzt.

In einem Schritt 228 wird das Untermodul TABELLENSPEICHERUNG aufgerufen. Dieses Modul benutzt die zuvor berechneten Werte von STEIGUNG zusammen mit den Werten von MAP INT 0 bis 3, GESCHWINDIGKEITSINDEX und LASTINDEX, die es von dem Modul IGNLU erhalten hat, um das Vorzündkorrektionsschema 111 zu aktualisieren. Dieses wird auf eine Weise durchgeführt, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben war.

In einem Schritt 229 wird die Variable NEG FIRES auf 1 gesetzt, und in einem Schritt 230 wird die Variable NEG PERIOD auf den gegenwärtigen Wert von ZÜNDPERIODE gesetzt.

Zurückkehrend nun zu Fig. 7, nachdem eines der Unterprogramme ausgeführt wurde, wird in einem Schritt 235 das Untermodul AUFSUCH KORREKTUR aufgerufen. Dieses Untermodul berechnet eine Variable KORREKTUR, die die geeignete Korrektur zu dem Vorzündwinkel von den in dem Vorzündkorrekturschema gespeicherten Werten berechnet. Diese Variable wird durch die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene Interpolationsmethode berechnet.

Als nächstes wird in einem Schritt 236 eine Variable SPK ANG OPT als die Summe von SPK ANG BASE und KORREKTUR berechnet. SPK ANG OPT stellt den optimalen Vorzündwinkel für die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung dar.

In einem Schritt 239 wird eine Variable SPK ANG, die den Befehlswert des Vorzündwinkels darstellt, als die Summe von SPK ANG OPT und einer Konstanten DITHER berechnet. Somit wird entweder eine positive oder negative Störung, die 3,75° an der Kurbelwelle entspricht, dem optimalen Vorzündwinkel aufgeprägt.

Zurückkehrend zu Fig. 5, das Programm DWELL benutzt die Variablen ZAHN, ENG SPEED und SPK ANG, um eine Variable SPULENTREIBER zu berechnen, die die Erzeugung von jedem Funken steuert. Speziell veranlaßt SPULENTREIBER den Hochgeschwindigkeitsausgang des Microcomputers 100, auf einen niedrigen Pegel zu gehen, wenn die Motorkurbelwelle die vorgeschriebene Vorzündposition passiert, und früh genug wieder hochzugehen, um es dem Primärstrom in der Zündspule zu erlauben, den gewünschten Wert zu erreichen.

In dem Programm-Modul SAFIRE, das unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 11 beschrieben wurde, beinhaltet der Schritt 215 des Unterprogrammes FIRST POS und der Schritt 225 im Unterprogramm FIRST NEG eine Division, die einen wesentlichen Teil von Computerzeit braucht. Es wird jetzt unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 eine Modifikation an diesen beiden Unterroutinen beschrieben, die diese Division vermeidet.

Die kleinen Änderungen in der Motorgeschwindigkeit, die zwischen den positiven und negativen Meßfenstern auftreten, sind proportional zu minus der Änderung in der durchschnittlichen Motorzündperiode während der zwei Fenster. Daher kann ein Anzeichen für die Änderung der Geschwindigkeit durch Berechnen der Änderung der mittleren Zündperiode erzielt werden. Die Konstante der Proportionalität steigt jedoch mit dem Quadrat der Motorgeschwindigkeit und somit würde die Empfindlichkeit beim Benutzen dieses Verfahrens rapide fallen mit zunehmender Motorgeschwindigkeit. Folglich würde bei hohen Motorgeschwindigkeiten das Korrektionsschema zu langsam aktualisiert, während es bei niedrigen Motorgeschwindigkeiten Instabilitäten geben könnte.

Diese Variation in der Empfindlichkeit kann durch Multiplizieren der Änderung in der mittleren Zündperiode mit dem Quadrat der Motorgeschwindigkeit vermieden werden. Das Quadrat der Motorgeschwindigkeit ist ungefähr proportional zu dem Produkt der Anzahl von Zündungen, die in der ersten Halbperiode auftreten, und der Anzahl von Zündungen, die in der zweiten Halbperiode eines jeden Zyklusses der Störungswellenform auftreten. Somit kann die Änderung in der Motorgeschwindigkeit zwischen einem positiven Meßfenster und einem negativen Meßfenster wie folgt ausgedrückt werden:

Änderung in der Geschwindigkeit = k × n ^- n⁺ (T⁺/n⁺ - T ^-/n ^-),

wobei k eine Konstante, n⁺ und n ^- die Zahl der Motorzündungen, die in dem positiven bzw. negativen Meßfenster auftreten, und T⁺ und T ^- die akkumulierten Zündperioden für diese Fenster und somit T ^-/n ^- und T⁺/n⁺ die entsprechenden durchschnittlichen Zündperioden sind.

Dieser Ausdruck, der durch Streichen des Nennertermes vereinfacht wird, wird zusammen mit einem ähnlichen Ausdruck für den Übergang von einem negativen Meßfenster zu einem positiven Meßfenster in der in der Fig. 12 und 13 gezeigten Modifikation benutzt. In diesen Figuren sind entsprechende Schritte mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Bezugnehmend nun auf die Fig. 12: in dem Unterprogramm FIRST POS werden die Schritte 215 und 216 der Fig. 9 durch einen neuen Schritt 240 ersetzt. In diesem Schritt 240 wird die Variable SIGNAL FIRST als die Differenz zwischen dem Produkt der Variablen POS PERIOD und NEG FIRES und dem Produkt der Variablen NEG PERIOD und POS FIRES berechnet.

In Fig. 13 sind die Schritte 225 und 226 von Fig. 11 durch einen neuen Schritt 241 ersetzt. In Schritt 241 wird die Variable SIGNAL SECOND als eine Differenz zwischen dem Produkt von NEG PERIOD und POS FIRES und dem Produkt von POS PERIOD und NEG FIRES berechnet.

Wie gesehen werden kann, weisen die Schritte 240 und 241 keine Division auf, und somit ist weniger Rechenzeit mit der in Fig. 12 und 13 benutzten Modifikation nötig.

Obwohl das obige Beispiel die Anwendung von Störungen zu dem Vorzündwinkel in einem Ottomotor zum Erzielen von Korrekturen zu diesen Parameter beschreibt, ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt. Zum Beispiel könnte sie auch benutzt werden, um Störungen zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung in entweder einem Benzin- oder Dieselmotor anzubringen, so daß Korrekturen für diesen Parameter vorgesehen werden. Ebenfalls wird sowohl in dem Benzin- als auch dem Dieselmotor das Luft-/Kraftstoffverhältnis in Übereinstimmung mit einem vorherbestimmten Schema eingestellt. Die Erfindung könnte ebenfalls benutzt werden, um Störungen an diesem Verhältnis anzubringen, so daß Korrekturen zu diesem Parameter erhalten werden. In einigen Diesel- und in einigen Benzinmotoren werden Auspuffgase mit der Motoransaugluft in einem vorherbestimmten Verhältnis gemischt. Die Erfindung könnte benutzt werden, um Störungen zu diesem Verhältnis derart anzubringen, daß eine Korrektur für diesen Parameter erzielt wird.

In dem oben beschriebenen Beispiel wird der Vorzündwinkel gestört, und der gleiche Parameter wird in Übereinstimmung mit den Steigungsmessungen korrigiert. Es ist jedoch im Bereich der Erfindung, einen Parameter zu stören und einen anderen Parameter zu korrigieren. Zum Beispiel könnte die Vorzündung gestört werden und die Steigungsmessungen benutzt werden, um Werte in einem Schema für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zu korrigieren.

In dem unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 13 diskutierten System ist ein festes Vorzündschema 110 und ein Vorzündkorrektionsschema 111 vorgesehen. Durch eine Modifikation kann ein einzelnes Vorzündschema vorgesehen werden, das anfänglich mit festen Werten versehen ist. Diese Werte würden dann in Übereinstimmung mit der Steigungsmessung aktualisiert werden.

In dem oben beschriebenen Beispiel wurde die Steigung der Motorleistung in Bezug auf einen Eingangsparameter in der Form der Vorzündung benutzt als Rückkopplungssignal, um einen Korrektionsspeicher zu aktualisieren. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Benutzung der Steigung der Motorleistung in Bezug auf einen Eingangsparameter oder ein Rückkopplungssignal beschränkt. In dem folgenden weiteren Beispiel wird die Ausgabe eines Abgassauerstoffsensors benutzt, um einen Korrektionsspeicher für das Luft-/Kraftstoffverhältnis zu aktualisieren.

Dieses weitere Beispiel wird mit einer Modifikation der in Fig. 1 gezeigten Anordnung beschrieben. In dem weiteren Beispiel sind die Komponenten 40, 41, 43, 44, 45 und 46 entfernt. Der Speicher 35 wird durch einen Speicher ersetzt, der feste Werte für das Luft-/Kraftstoffverhältnis enthält, und der Speicher 38 wird ersetzt durch einen Luft-/Kraftstoffverhältniskorrektionsspeicher. Die Einrichtungen 36 und 39 werden durch Einrichtungen zum Berechnen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses ersetzt, und der Ausgang des Summierers 37 wird mit einer Kraftstoffregeleinrichtung verbunden. Die Vorzündung wird konventionell geregelt, und die Einrichtung 42 wird entfernt.

In diesem weiteren Beispiel wird ein Sauerstoffsensor eingesetzt, um das Niveau des Sauerstoffs in dem Auspuffgas nachzuweisen, er ist so angeordnet, daß ein Ausgangssignal, welches das tatsächliche Luft-/Kraftstoffverhältnis anzeigt, vorgesehen ist. Dieses Ausgangssignal wird einem negativen Eingang eines zusätzlichen Summierers eingegeben. Der Ausgang der Einrichtung, die das Basis-Luft-/Kraftstoffverhältnis berechnet, wird dem positiven Eingang dieses Summierers eingegeben. Der Ausgang dieses Summierers stellt den Fehler zwischen dem tatsächlichen Luft-/Kraftstoffverhältnis und dem Basis-Luft-/Kraftstoffverhältnis dar. Dieser Ausgang wird der Aktualisierungseinrichtung 47 für den Korrektionsspeicher eingegeben, die den Korrektionsspeicher für das Luft-/Kraftstoffverhältnis in der oben beschriebenen Weise aktualisiert.

Claims (15)

1. Einstell-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor (10) mit einer Einrichtung (30) zum Bestimmen der Motorgeschwindigkeit, einer Einrichtung (31) zum Bestimmen der Lastbeanspruchung, der der Motor (10) unterworfen ist, einer Einrichtung (36) zum Bestimmen eines Basiswertes oder einer Reihe von Basiswerten eines besonderen Motorregelparameters in Übereinstimmung mit einem festen Schema (35), gekennzeichnet durch ein Korrektionsschema (38), in dem Korrektionswerte für den besonderen Regelparameter als ein zweidimensionales Feld als Funktion der Motorgeschwindigkeit und der Lastbeanspruchung gespeichert sind,
eine Einrichtung (39) zum Vorsehen eines berechneten Korrektionswertes für die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung, wobei die Einrichtung (39) jeden der Korrektionswerte, die in dem Korrektionsschema (38) an den vier Feldpunkten in der Geschwindigkeits-/Belastungsebene, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Belastungsanforderung umgeben, mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor zum Vorsehen von Produktwerten multipliziert und dann die vier Produktwerte zum Erzeugen eines berechneten Korrektionswertes summiert,
eine Einrichtung (37) zum Bestimmen einer Führungsgröße für den besonderen Regelparameter durch Aufsummieren von entsprechenden Basiswerten und entsprechenden berechneten Korrektionswerten, und
eine Einrichtung (47) zum Aktualisieren der in dem Korrektionsschema (38) gespeicherten Werte, wobei die Aktualisierungseinrichtung (47) eine Reihe von Fehlerwerten erzeugt, jeden Fehlerwert mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor für jeden der vier Feldpunkte, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, zum Bilden von vier Produktwerten multipliziert und die vier Produktwerte zum Aktualisieren der an den vier Feldpunkten gespeicherten Korrektionswerte benutzt,
wobei die Wichtungsfaktoren durch Bilden eines Hauptrechteckes, dessen Ecken an den vier die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgebenden Feldpunkten liegen, Unterteilen des Hauptrechteckes in vier Unterrechtecke durch die Ordinate und Abszisse, die durch den Punkt der vorherrschenden Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung gehen, und Berechnen des Wichtungsfaktors für jeden Feldpunkt in Abhängigkeit von der Fläche des diagonal gegenüberliegenden Unterrechteckes bestimmt werden.

2. Einstell-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wichtungsfaktor für jeden Feldpunkt durch Dividieren der Fläche des diagonal gegenüberliegenden Unterrechteckes durch die Fläche des Hauptrechteckes berechnet wird.

3. Einstell-Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierungseinrichtung (47) die an jedem Feldpunkt gespeicherten Korrektionswerte durch Multiplizieren der entsprechenden Produktwerte mit einer Konstanten und Addieren des resultierenden Wertes zu dem gegenwärtig an dem Feldpunkt gespeicherten Korrektionswert aktualisiert.

4. Einstell-Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß feste Werte für den besonderen Regelparameter in dem festen Schema (35) als ein zweidimensionales Feld als Funktion von Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung gespeichert sind, und jeder Basiswert des besonderen Regelparameters bestimmt ist für den an den vier Feldpunkten in der Geschwindigkeits-/ Lastebene, die die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, gespeicherten Wert, der besondere Regelparameter an jedem Punkt mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor zum Bilden eines Produktwertes multipliziert wird, und die vier Produktwerte zum Erzeugen des Basiswertes aufsummiert werden, wobei die Wichtungsfaktoren auf die gleiche Weise wie für das Korrektionsschema bestimmt werden.

5. Einstell-Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Einrichtung (40, 41, 43, 44, 45, 46) zum Bestimmen einer Reihe von Werten für die Steigung in der Motorleistungsabgabe relativ zu einem bestimmten Motorregelparameter aufweist, jeder derartige Wert der vorherrschenden Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung entspricht, der bestimmte und der besondere Parameter die gleichen oder verschiedene Parameter sind, und die Aktualisierungseinrichtung jeden Steigungswert mit einem vorbestimmten Wert zum Erzeugen der Reihe von Fehlerwerten vergleicht.

6. Einstell-Regelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (10) ein Schwungrad (11) aufweist, welches über eine federnde Wellenleitung (12, 14) und eine Getriebeanordnung (13) mit einer Last (15) verbunden ist, das Schwungrad (11), die federnde Wellenleitung (12, 14) und die Getriebeanordnung (13) ein Resonanzsystem bilden, welches eine eigene Resonanzfrequenz für jedes durch die Getriebeanordnung (13) einstellbare Übersetzungsverhältnis aufweist, das System einen Positionsübertrager (16) aufweist zum Erfassen des Vorbeiganges der Motorkurbelwelle an mindestens einem Referenzpunkt während jeder Motorzündperiode, daß die Steigungsbestimmungseinrichtung (40, 41, 43-46)
einen Störgenerator (40) zum Erzeugen einer periodischen Störwellenform, der einen positiven Störwert für den besonderen Regelparameter während des ersten Teiles einer jeden Periode der Störwellenform und einen negativen Störwert für den besonderen Regelparameter während des zweiten Teiles einer jeden Periode der Störwellenform erzeugt, wobei jede Periode der Wellenform gleich einer ganzen Zahl von Motorzündperioden ist und die Frequenz der Wellenform größer als drei Viertel der höchsten Resonanzfrequenz des Resonanzsystemes ist,
eine Einrichtung (43) zum Erzeugen von mindestens einer Reihe von angrenzenden positiven und negativen Meßfenstern, die auf den entsprechenden ersten und zweiten Teil einer jeden Periode der Störwellenform bezogen sind, wobei jedes Meßfenster seinen entsprechenden Teil einer Periode der Störwellenform um eine vorbestimmte Phasenverschiebung verzögert,
einen ersten Akkumulator (44) zum Akkumulieren der individuellen Zündperioden, deren Zentralpunkte in das positive Meßfenster fallen, für jedes positive Meßfenster zum Erzeugen einer Gesamtzündperiode für das positive Meßfenster,
einen zweiten Akkumulator (45) zum Akkumulieren der individuellen Zündperioden, deren Zentralpunkte in das negative Meßfenster fallen, für jedes negative Meßfenster zum Erzeugen einer negativen Zündperiode für das negative Meßfenster, und
eine Einrichtung (46) zum Berechnen einer Reihe von Werten für die Steigung der Motorleistungsabgabe in Bezug auf den bestimmten Regelparameter aus den Gesamtzündperioden, die in dem ersten und zweiten Akkumulator (44, 45) akkumuliert sind, aufweist.

7. Einstell-Regelsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Regelparameter ein Zündzeitpunktparameter ist.

8. Einstell-Regelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10) ein Ottomotor ist und der bestimmte Regelparameter der Vorzündwinkel ist.

9. Einstell-Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der besondere Regelparameter ein Gemisch-Regelparameter ist.

10. Einstell-Regelsystem für eine leistungsproduzierende Vorrichtung mit einer Einrichtung (30, 31) zum Bestimmen der vorherrschenden Betriebsbedingungen der Vorrichtung, gekennzeichnet durch ein Schema (38), in dem Werte, die sich auf einen besonderen Regelparameter beziehen, als ein zweidimensionales Feld als Funktion der vorherrschenden Betriebsbedingungen gespeichert sind,
eine Einrichtung (39) zum Berechnen eines Wertes, der sich auf den besonderen Regelparameter für die vorherrschenden Betriebsbedingungen bezieht, wobei die Einrichtung (39) jeden der in dem Schema (38) an einem Satz von Feldpunkten, die den vorherrschenden Betriebspunkt umgeben, gespeicherten Werte mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor zum Vorsehen von Produktwerten multipliziert und dann die Produktwerte zum Erzeugen eines berechneten Wertes summiert, und
eine Einrichtung (47) zum Aktualisieren der in dem Schema (38) gespeicherten Werte, wobei die Aktualisierungseinrichtung (47) eine Reihe von Fehlerwerten erzeugt, jeden Fehlerwert mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor für jeden eines Satzes von Feldpunkten, die den vorherrschenden Betriebspunkt umgeben, multipliziert zum Bilden eines Satzes von Produktwerten, und den Satz von Produktwerten zum Aktualisieren der bei dem Satz von Feldpunkten gespeicherten Werte benutzt, wobei der von der Berechnungseinrichtung (39) benutzte Satz von Feldpunkten und der von der Aktualisierungseinrichtung (47) benutzte Satz von Feldpunkten ähnlich sind, und die in der Berechnungseinrichtung (39) benutzten Wichtungsfaktoren und die in der Aktualisierungseinrichtung benutzten Wichtungsfaktoren auf ähnliche Weise bestimmt sind.

11. Verfahren zur Bestimmung einer Reihe von Befehlswerten für einen besonderen Regelparameter für einen Verbrennungsmotor, bei dem die Motorgeschwindigkeit und die Lastenbeanspruchung, der der Motor ausgesetzt ist, bestimmt werden, gekennzeichnet durch Bestimmen eines Basiswertes oder einer Reihe von Basiswerten für den besonderen Regelparameter in Übereinstimmung mit einem festen Schema, Vorsehen eines Korrektionsschemas, in dem Korrektionswerte für den besonderen Regelparameter als ein zweidimensionales Feld als eine Funktion der Motorgeschwindigkeit und der Lastbeanspruchung gespeichert sind, Vorsehen eines berechneten Korrektionswertes für die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung durch Multiplizieren von jedem der in den vier Feldpunkten in der Geschwindigkeits-/Lastebene, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, gespeicherten Korrektionswerte mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor zum Erzeugen eines Produktwertes und Summieren der vier Produktwerte zum Erzeugen des berechneten Korrektionswertes, Summieren eines entsprechenden Basiswertes und eines entsprechenden berechneten Korrektionswertes zum Erzeugen eines Befehlswertes für den besonderen Regelparameter, und Aktualisieren der in dem Korrektionsschema gespeicherten Werte durch Erzeugen einer Reihe von Fehlerwerten, Multiplizieren von jedem Fehlerwert mit einem entsprechenden Wichtungsfaktor für jeden der vier Feldpunkte, die die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, zum Bilden von vier Produktwerten und Benutzen der vier Produktwerte zum Aktualisieren der bei den vier Feldpunkten gespeicherten Korrektionswerte, wobei die Wichtungsfaktoren bestimmt werden durch Bilden eines Hauptrechteckes, dessen Ecken auf den vier Feldpunkten liegen, die die vorherrschende Geschwindigkeit und Lastbeanspruchung umgeben, Unterteilen des Hauptrechteckes in vier Unterrechtecke durch die Ordinate und Abszisse, die durch den vorherrschenden Geschwindigkeits- und Lastbeanspruchungspunkt gehen, und Berechnen der Wichtungsfaktoren für jeden Feldpunkt in Abhängigkeit der Fläche des diagonal gegenüberliegenden Unterrechteckes.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aktualisieren des Korrektionsschemas jeder Produktwert mit einer Konstanten multipliziert wird und der resultierende Wert zu dem zuvor an dem entsprechenden Feldpunkt gespeicherten Wert addiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Bestimmen einer Reihe von Werten für die Steigung der Motorleistungsabgabe mit Bezug auf einen bestimmten Motorregelparameter für die vorherrschende Motorgeschwindigkeit und Lastbeanspruchung, wobei der bestimmte und der besondere Regelparameter der gleiche Parameter oder verschiedene Parameter sind, und Vergleichen von jedem Steigungswert mit einem vorbestimmten Wert zum Erzeugen einer Reihe von Fehlerwerten.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Regelparameter der Zündzeitpunktparameter ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der besondere Regelparameter ein Gemisch-Regelparameter ist.