EP0158867B1 - Anordnung zur intermittierenden Kraftstoffeinspritzung - Google Patents
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- EP0158867B1 EP0158867B1 EP85103442A EP85103442A EP0158867B1 EP 0158867 B1 EP0158867 B1 EP 0158867B1 EP 85103442 A EP85103442 A EP 85103442A EP 85103442 A EP85103442 A EP 85103442A EP 0158867 B1 EP0158867 B1 EP 0158867B1
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- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
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-
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- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2403—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially up/down counters
Definitions
- the invention relates to an arrangement of the type specified in the preamble of claim 1.
- DE-C-3 128922 describes an arrangement of the generic type for map-dependent control of the trigger pulse for the ignition of a gasoline engine. After this, the start of injection of a gasoline engine can also be controlled.
- DE-A-2 457 461 describes an arrangement for controlling the injection duration.
- the period of the crankshaft revolution is first determined there.
- a corresponding address is entered together with an address for the intake pressure value in a map memory which contains values in a rough grid for the injection duration.
- a linear interpolation calculation is carried out in a computing circuit in order to obtain a value corresponding to the period.
- a linear interpolation is fraught with errors, since real characteristics have a clearly non-linear course.
- the arrangement works with clock intervals that are predetermined by the crankshaft revolution. In the known arrangement for providing the injection value, two clock intervals are always required, one for determining the period and a second for carrying out the interpolation.
- US-A-3 935 846 describes a control device in which the opening time and the closing time of the injection valve and thus the injection duration are specified by addressable data records. Here, however, all sizes are given as angular values.
- the object of the invention is a map-dependent control of the start of injection and the injection duration, the map being subdivided into load levels and other operating parameter levels as well as speed levels.
- the invention differs from the prior art in that the information for determining the valve opening time, that is to say the injection duration, is stored in an address memory in the form of 8-bit words. These 8-bit words represent time stages that are processed in the injection counter as precharge values. The injection duration specified in the injection counter corresponds to the respective 8-bit word. The 8-bit words allow the definition of 256 time increments for the injection duration. These 8-bit words are accessible on the one hand via speed increments and on the other hand via load-dependent or operating parameter-dependent increments. By counting the angular pulses, a speed value is immediately obtained. The value stored in the relevant speed address correction value is after retrieval of the characteristic field memory in a directly usable form as a time value available without any calculation is now required g. So only one cycle interval of the gasoline engine is required to provide the injection value. You can enter a real characteristic curve in the map memory.
- load increments and 128 speed increments or 64 load increments and 64 speed increments can be provided.
- the number and size of the available memory locations determine the number of increments and the bit size of the memory words.
- the load increments can also depend on other operating parameters or can be replaced by operating parameter values. Such operating parameters can be the cooling water temperature, the air temperature and acceleration or deceleration values. These quantities can also be used to determine additional correction.
- a load-dependent change in the time base is possible in that the last address of the map memory up to which the address counter counts contains a precharge value for the time base counter and that a decoding stage which responds to the last address controls the transfer of the precharge value to the time base counter.
- the invention further provides that a time pulse stage delivers time pulses to the time base counter and that a lock input of the time pulse stage is connected to the overflow output of the address counter. This ensures that the timing pulses are provided correctly and that they are safely shut off after the address characteristic or the adjustment range has been run through.
- the time base counter is safely shut off in that the output of the time pulse stage and the NC output of the time base counter are connected to a not-and-circuit, the output of which supplies the counting pulses for the time base counter.
- a safe and synchronous transfer of the memory words from the map memory into the buffer and the time base counter is achieved in that a data flip-flop with its data input is connected to the O output of the time base counter and with its clock pulse input to the angular pulse line and that the Q output of this data flip-flop is connected to the switch-on input of the map memory and the NC output of the data flip-flop to the take-over input of the buffer.
- the map memory After passing through an address characteristic, the map memory is switched off by the fact that the lock input of the data flip-flop is connected to the overflow output of the address counter.
- the Q output of the data flip-flop and the output of the decoding stage are connected to the switch-on input of the map memory via a non-or circuit. This means that the map memory is only switched off with Ver Delay effective, so that the memory words can be safely transferred to the buffer or the time base counter.
- the speed increments can be selected smaller in a lower speed range, it is provided that certain address values of the address counter are connected to a changeover input for multiplying or dividing the clock pulses of the time base counter. In a lower speed range of one fifth of the total range, half of the speed increments can therefore be provided in the example above, 64 increments. Above this speed range, the clock pulses are multiplied by a factor of 4, so that the size of the speed increments is quadrupled there. This is desirable for optimizing engine behavior.
- a correction value memory and a correction counter for actuating an additional valve control stage for a cylinder group are provided.
- the injection duration can be adapted to temporary operating states or to acceleration phases in that the clock oscillator is designed as a voltage-controlled oscillator, the frequency of which can be changed as a function of the operating parameters of the gasoline engine.
- the injection duration can be corrected as a function of the cooling water and / or intake air temperature by providing a temperature map memory which can be selected via an operating mode selector, a correction counter connected downstream of the injection counter and a call-up circuit for the correct transmission of the correction signals to the correction counter, and by the valve control stage Correction counter is connected.
- All correction values can be stored in different address areas of a single map memory. Separate map memories are also possible for the individual maps. This depends on the size of the memory used.
- Over-rotating the motor can be switched off by connecting a data flip-flop with its data input to the O output of the time base counter and with its clock input to the overflow output of the address counter and with its output to the reset input of the buffer memory to limit the speed.
- Fig. 1 there are markings 2 on a flywheel 1 seated on the crankshaft of a gasoline engine, which are normally designed as teeth, i.e. the existing teeth 2 of the starter ring seated on the flywheel 2 are used as markings.
- These teeth 2 are detected in a sensor 3, so that tooth pulses are obtained.
- the tooth pulses are shaped and doubled in a pulse shaper 4, so that 5 angular pulses are obtained on the line, the angular spacing of which is only half as large as that of the tooth pulses, so that there is a higher angular resolution.
- the flywheel 1 has a reference mark 6, which can also be attached to a tooth.
- the reference mark 6 is detected in a sensor 7, which can optionally be combined with the sensor 3.
- a pulse shaper 8 forms a reference pulse that is available on line 9.
- the angular pulses and the reference pulse act on a switching stage 10 which, depending on the map, generates a trigger pulse on line 11, as is described in detail in DE-PS 31 28922. This trigger pulse can also be used to trigger the ignition pulse.
- the trigger pulse on line 11 determines the start of the injection duration with the aid of an injection counter 12.
- the injection counter 12 is a preloadable down counter, the preload value of which is stored in a buffer store 13, as will be explained in detail later.
- the intermediate memory 13 has a takeover input 36 and a reset input 40. If a signal is present at the takeover input 36, the memory word present on a multi-bit conductor group 41 is taken over into the intermediate memory 13.
- the line 11 leads to the precharge input of the injection counter 12, so that when a trigger pulse occurs on the line 11, the precharge value is taken from the buffer store 13.
- a clock oscillator 24 supplies clock pulses which are counted in the injection counter 12.
- the injection counter 12 has an H level at its O output 15, as long as pulses are counted up to the count 0 starting from the setting to the precharge value. As soon as the count ⁇ is reached, the ⁇ output switches to the L level. The H level immediately switches a valve control stage 16 for the injection valve or not shown. The output 15 is also fed back to an AND circuit 17 with a negated output, so that the injection counter 12 is blocked for the clock pulses as soon as an L level occurs at the output 15.
- the precharge values for the intermediate memory 13 are stored in a map memory 18 with a switch-on input 26.
- the map memory 18 is only connected to the operating voltage and is therefore ready for operation when the switch-on input 26 is at an L level.
- the map memory 18 in the described embodiment is an address memory with 4096 8-bit address locations.
- the address locations are divided into 32 operating status levels, in particular load levels, each of which is assigned a speed characteristic with 128 speed increments.
- the last address of a speed characteristic curve contains a precharge value for a time base counter 28, which will be explained in more detail.
- the load levels are in one operating state selector 19 evaluated and transferred to the map memory 18 for address selection.
- the speed increments are counted by counting the angle pulses in an address counter 20 which receives the angle pulses on the angle pulse line 21 and provides 7-bit address signals for the 128 speed increments on the address line group 22.
- a memory address of the map memory 18 can therefore be selected for each of the 128 speed addresses of a speed characteristic curve depending on the respective 32 load levels.
- the 8-bit word stored therein serves the injection counter 12 as a precharge value, which is transferred to the buffer store 13 in a manner to be described.
- the address counter 210 has an overflow output 25, which therefore switches to an H level with the 128th angular pulse in each case and is connected via a negation stage 42 to a blocking input 24, which blocks the address counter with an L signal. In addition, this overflow signal is fed to further switching stages, including the operating state selector 19.
- a decoding stage 29 is connected to the address line group 22 and causes the seven output lines to be ANDed.
- the representation of the decoding stage 29 is only to be understood schematically.
- the decoding stage 29 therefore emits an output signal with the 127th angular pulse, which is present on the one hand at the precharge input 27 of the time base counter 28 and on the other hand at a non-or circuit 30.
- the H output signal of decoding stage 29, on the one hand briefly switches on the map memory 18 via the non-or circuit 30 and, on the other hand, via the precharge input 27 of the time base counter 28 causes the same to take over the precharge value stored in the relevant address location of the map memory 18 via the multi-bit conductor group 41.
- an H signal occurs at the O output 34.
- the time base counter 28 receives counting pulses from a time pulse stage 31, which converts the pulses of a clock oscillator 32, e.g. divides in a fixed ratio.
- the counting pulses are applied to a non-and circuit 33, the further input of which is connected to the O output 34 of the time base counter 28. So counting pulses can only get into the time base counter if the NC output is at an H level.
- the overflow output 25 of the address counter is connected to a lock input R of the data flip-flop 35 and a lock input 37 of the time pulse stage 31.
- the O output of the data flip-flop 35 is connected to the non-or circuit 30, the O output of the data flip-flop 35 is connected to the take-over input 36 of the buffer store 13.
- the O signal which occurs when the time base expires, causes the memory word stored in the map memory 18 to be transferred to the buffer memory 13. Since the non-or circuit 30 causes a delay, the memory word can be safely transferred to the buffer memory, if necessary to provide an additional delay.
- the clock oscillator 14 for the injection counter determines the maximum injection duration.
- the clock oscillator 14 is here a voltage-controlled oscillator, the frequency of which can be changed by a control voltage at the input 54.
- the maximum frequency of the clock oscillator 14 is determined such that when divided by 256, that is the maximum precharge value for the injection counter 12, it corresponds to the maximum injection duration.
- the oscillator frequency and thus the injection duration can be changed by supplying a control voltage.
- the control voltage can e.g. a correction voltage for the engine cooling water temperature, acceleration phases and other operating parameters.
- the arrangement is triggered in each case by a reference pulse on the reference pulse line 23.
- This reference pulse occurs at a reference phase of every crankshaft revolution.
- the overflow output 25 is switched to an L level, so that the blocking of the time pulse stage 31 and the data flip-flop 35 is released.
- the output of the data flip-flop 35 carries a Q signal, so that the map memory 18 is switched on.
- the time base expires.
- the address counter 20 is provided for counting the angular pulses on the angular pulse line 21. The incoming angular pulses are counted.
- the respective angular addresses are shown on the address line group 22.
- the time pulses are counted in the time base counter 28, which is already set to its precharge value during the previous crankshaft revolution and has an H level at the O output. As soon as the count reaches 0 and the time base has expired, the NC output switches to an L level. The time base counter 28 is blocked via the non-and circuit 33. In addition, the data flip-flop 35 is switched synchronously by the angle pulses 21, so that an O signal occurs at the takeover input 36 after the time base has expired. The memory word of the map memory corresponding to the respective angular address is thus taken over into the intermediate memory 13.
- the operating state selector 19 also provides a corresponding address for the map memory, so that the memory word associated with the respective operating state is transferred to the intermediate memory 13.
- the output of the decoding stage 29 is at an H level.
- the map memory 18 is short again permanently switched on, so that the address word stored in the relevant address is transferred as a preload value into the time base counter for the next working period.
- the O output of the time base counter is switched to an H level.
- the data flip-flop 35 initially remains blocked via the blocking input R until a new reference pulse switches the overflow signal from the overflow output 25 to an L level.
- the precharge value is transferred to the injection counter 12 when a trigger pulse occurs on line 11.
- the injection counter 12 then counts the clock pulses from the clock oscillator 14.
- the ⁇ output 15 has an H level, as long as 12 pulses are counted in the injection counter. After counting the preset number of clock pulses and reaching the count 0, the level of the output 15 changes to the L level.
- the output 15 directly controls the valve control stage 16, which opens the injection valve.
- the arrangement according to the invention can be used both for central injection and for single injection.
- This trigger pulse can be the ignition pulse. However, you can also provide a trigger pulse for the start of injection regardless of the ignition pulse.
- the core field memory is divided into 32 operating status or load increments and 128 speed increments. However, one can also subdivide into 64 operating or Provide load increments and 64 speed increments or another subdivision.
- the injection when the maximum speed permitted for the engine is reached, the injection is switched off completely in order to achieve a speed limitation.
- This can e.g. done by feeding the signal from the ⁇ output 34 of the time base counter 28 with the overflow signal for the maximum level of the address counter 20 to a data flip-flop 39, which occurs when the maximum speed is reached (this is given if the time base before the maximum level of the address counter 20 is reached has expired) provides a signal which sets the buffer 13 to zero via its reset input 40.
- the injection counter 12 is preloaded with the value zero, so that it cannot deliver an injection time signal.
- the idle speed is checked in an additional circuit branch.
- a control voltage is generated which is applied to the input 54 of the voltage controlled clock oscillator 14 to reduce its frequency.
- the duration of the injection signal is extended so that more fuel is injected. This increases the speed again, so that a stabilizing effect is achieved.
- the address line 64 is connected to a line 43 which leads to a changeover input of the time base counter 28.
- the clock pulses are multiplied by a factor of 4, so that the time base is shortened from the 64th angle pulse.
- the speed resolution is reduced in the upper speed range. Other changes in resolution for certain speed ranges can also be provided as required.
- Fig. 2 shows a modification of the invention, which enables special operation of different cylinder groups in order to compensate for an asymmetry in the engine behavior. Correction values are stored in an area of the map memory 18 or in a separate map memory.
- a delay circuit 45 which generates a delayed pulse, is connected to the O output of the data flip-flop 35. This pulse is given via the output 46 to the input 47 of the map memory 18 and selects the correction data field there. A switching pulse is given to the take-over input 49 of a buffer 50 via the output 48, so that the selected correction value is transferred to the buffer 50.
- the correction values are also stored according to speed and load addresses.
- a correction counter 51 has its ready input connected to the output 15 of the injection counter 12. The correction counter 51 takes over the correction values from the buffer memory 50 in each case. The readiness input is switched such that the correction counter 51 provides an H level for the additional valve control stage 161 when a readiness signal occurs at the output 52. When the ready signal disappears, the correction counter 51 counts down from the preset correction value, so that a corresponding pulse extension for the valve control stage 161 takes place.
- Each valve control stage 16 and 161 controls a cylinder group of the engine.
- the clock oscillator 14 operates at a fixed frequency.
- the injection duration is corrected as a function of the cooling water and or intake air temperature by means of a special correction map that is stored in the map memory 18 or a special map memory.
- a further operating state selector 191 for temperature correction is connected to the operating state selector 19.
- the operating mode selector can work in multiplex mode.
- the delay circuit 45 outputs an output 46 for the input 47 of the map memory 18 and for the input of the operating mode selector 191, so that a corresponding Switching to the temperature correction field is possible.
- a buffer memory 50 and a correction counter 51 are connected as in FIG. 2.
- the valve control stage 16 is connected downstream of the correction counter.
- the value for the injection duration is read out via the data flip-flop 35 and the line 36 and is transferred to the buffer store 13.
- the temperature correction is transferred to the buffer memory 50.
- the angular pulses on line 11 are counted in the injection counter 12.
- line 15 is at an H level.
- the correction count follows, so that the injection duration is corrected in accordance with the cooling water and / or intake air temperature.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
- Die DE-C-3 128922 beschreibt eine Anordnung der gattungsgemässen Art zur kennfeldabhängigen Steuerung des Auslöseimpulses für die Zündung eines Ottomotors. Hiernach kann auch der Einspritzbeginn eines Ottomotors gesteuert werden.
- Die DE-A-2 457 461 beschreibt eine Anordnung zur Steuerung der Einspritzdauer. Dort wird zunächst die Periodendauer der Kurbelwellenumdrehung bestimmt. Eine entsprechende Adresse wird zusammen mit einer Adresse für den Ansaugdruckwert in einen Kennfeldspeicher eingegeben, der in einem groben RasterWerte für die Einspritzdauer enthält. In einer Rechenschaltung wird eine lineare Interpolationsrechnung durchgeführt, um einen der Periodendauer entsprechenden Wert zu erhalten. Eine lineare Interpolation ist mit Fehlern behaftet, da reale Kennlinien einen deutlich nichtlinearen Verlauf haben. Die Anordnung arbeitet mit Taktintervallen, die durch die Kurbelwellenumdrehung vorgegeben sind. Man benötigt bei der bekannten Anordnung zur Bereitstellung des Einspritzwertes immer zwei Taktintervalle, eines zur Bestimmung der Periodendauer und ein zweites zur Durchführung der Interpolation.
- Die US-A-3 935 846 beschreibt eine Steuervorrichtung bei der durch adressierbare Datensätze der Öffnungszeitpunkt und der Schliesszeitpunkt des Einspritzventils und damit die Einspritzdauer vorgegeben sind. Hier sind allerdings alle Grössen als Winkelwert gegeben.
- Aufgabe der Erfindung ist eine kennfeldabhängige Steuerung des Einspritzbeginns und der Einspritzdauer, wobei das Kennfeld nach Laststufen und anderen Betriebsparameterstufen sowie nach Drehzahlstufen unterteilt ist.
- Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Informationen zur Festlegung der Ventilöffnungszeit, also der Einspritzdauer, in einem Adressspeicher in Form von 8-Bit-Worten gespeichert sind. Diese 8-Bit-Worte stellen Zeitstufen dar, die in dem Einspritzzähler als Vorladewerte verarbeitet werden. Die in dem Einspritzzähler jeweils festgelegte Einspritzdauer entspricht dem jeweiligen 8-Bit-Wort. Die 8-Bit-Worte ermöglichen die Festlegung von 256 Zeitinkrementen für die Einspritzdauer. Diese 8-Bit-Worte sind einerseits über Drehzahlinkremente und andererseits über lastabhängige oder betriebsparameterabhängige Inkremente zugänglich. Durch Zählung der Winkelimpulse erhält man unmittelbar einen Drehzahlwert. Der in der betreffenden Drehzahladresse gespeicherte Korrekturwert steht nach dem Abruf des Kennfeldspeichers in direkt verwertbarer Form als Zeitwert zur Verfügung, ohne dass eine Berech- nungerforderlich ist. Es ist also nur ein Taktintervall des Ottomotors zur Bereitstellung des Einspritzwertes erforderlich. Man kann einen realen Kennlinienverlauf in den Kennfeldspeicher eingeben.
- Bei Einsatz eines Adressspeichers mit 4096 Adressplätzen kann man 32 Lastinkremente und 128 Drehzahlinkremente oder auch 64 Lastinkremente und 64 Drehzahlinkremente vorsehen. Die Anzahl und Grösse der vorhandenen Speicherplätze bestimmten die Zahl der Inkremente und die Bit-Grösse der Speicherworte. Die Lastinkremente können auch von anderen Betriebsparametern abhängig oder durch Betriebsparameterwerte ersetzt sein. Solche Betriebsparameter können die Kühlwassertemperatur, die Lufttemperatur und Beschleunigungs- oder Verzögerungswerte sein. Diese Grössen können auch zur Bestimmung zusätzlicher Korrektur dienen.
- Eine lastabhängige Änderung der Zeitbasis ist dadurch möglich, dass die jeweils letzte Adresse des Kennfeldspeichers, bis zur der der Adresszähler zählt, einen Vorladewert für den Zeitbasiszähler enthält und dass eine auf die letzte Adresse ansprechende Decodierungsstufe die Übertragung des Vorladewertes in den Zeitbasiszähler steuert.
- Ferner sieht die Erfindung vor, dass eine Zeitimpulsstufe Zeitimpulse an den Zeitbasiszähler liefert und dass ein Sperreingang der Zeitimpulsstufe an den Überlaufausgang des Adresszählers angeschlossen ist. Dadurch ist eine einwandfreie Bereitstellung der Zeittaktimpulse und eine sichere Absperrung derselben nach Durchlauf der Adresskennlinie bzw. des Verstellbereichs sichergestellt.
- Der Zeitbasiszähler ist dadurch nach Ablauf der Zeitbasis sicher abgesperrt, dass der Ausgang der Zeitimpulsstufe und der Ö-Ausgang des Zeitbasiszählers an eine Nicht und-Schaltung angeschlossen sind, deren Ausgang die Zählimpulse für den Zeitbasiszähler liefert.
- Eine sichere und synchrone Übertragung der Speicherworte aus dem Kennfeldspeicher in den Zwischenspeicher und den Zeitbasiszähler ist dadurch erreicht, dass ein Datenflipflop mit seinem Dateneingang an dem Ö-Ausgang des Zeitbasiszählers und mit seinem Taktimpulseingang an die Winkelimpulsleitung angeschlossen ist und dass der Q-Ausgang dieses Datenflipflop mit dem Einschalteingang des Kennfeldspeichers und der Ö-Ausgang des Datenflipflop mit dem Übernahmeeingang des Zwischenspeichers verbunden ist.
- Nach Durchlauf einer Adresskennlinie erfolgt eine Abschaltung des Kennfeldspeichers dadurch, dass der Sperreingang des Datenflipflop an den Überlaufausgang des Adresszählers angeschlossen ist.
- Damit der Kennfeldspeicher mit dem richtigen Signalpegel beaufschlagt wird, ist vorgesehen, dass der Q-Ausgang des Datenflipflop und der Ausgang der Decodierstufe über eine Nicht oder-Schaltung mit dem Einschalteingang des Kennfeldspeichers verbunden sind. Dadurch wird die Abschaltung des Kennfeldspeichers erst mit Verzögerung wirksam, so dass die Speicherworte sicher in den Zwischenspeicher bzw. den Zeitbasiszähler übernommen werden können.
- Damit in einem unteren Drehzahlbereich die Drehzahlinkremente kleiner gewählt werden können, ist vorgesehen, dass bestimmte Adresswerte des Adresszählers mit einem Umschalteingang zur Vervielfachung oder Teilung der Taktimpulse des Zeitbasiszählers verbunden sind. Man kann in einem unteren Drehzahlbereich von einem Fünftel des Gesamtbereichs die Hälfte der Drehzahlinkremente also in dem obigen Beispiel 64 Inkremente vorsehen. Oberhalb dieses Drehzahlbereichs werden die Taktimpulse mit einem Faktor 4 multipliziert, so dass dort die Grösse der Drehzahlinkremente vervierfacht ist. Dieses ist für die Optimierung des Motorverhaltens erwünscht.
- Zum Ausgleich einer Unsymmetrie des Motors ist vorgesehen, dass ein Korrekturwertspeicher und ein Korrekturzähler zur Betätigung einer zusätzlichen Ventilsteuerstufe für eine Zylindergruppe vorgesehen ist.
- Eine Anpassung der Einspritzdauer an temporäre Betriebszustände oder an Beschleunigungsphasen ist dadurch möglich, dass der Taktoszillator als spannungsgesteuerter Oszillator ausgebildet ist, dessen Frequenz in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Ottomotors veränderbar ist.
- Eine Korrektur der Einspritzdauer in Abhängigkeit von der Kühlwasser- und/oder Ansauglufttemperatur ist dadurch möglich, dass ein über einen Betriebszustandwähler anwählbarer Temperaturkennfeldspeicher, ein dem Einspritzzähler nachgeschalteter Korrekturzähler und eine Abrufschaltung zur taktrichtigen Übertragung der Korrektursignale in den Korrekturzähler vorgesehen sind, und dass die Ventilsteuerstufe dem Korrekturzähler nachgeschaltet ist.
- Man kann alle Korrekturwerte in verschiedenen Adressbereichen eines einzigen Kennfeldspeichers ablegen. Es sind auch gesonderte Kennfeldspeicher für die einzelnen Kennfelder möglich. Dieses hängt von der Grösse der verwendeten Speicher ab.
- Ein Überdrehen des Motors lässt sich dadurch ausschalten, dass zur Drehzahlbegrenzung ein Datenflipflop mit seinem Dateneingang an den Ö-Ausgang des Zeitbasiszählers und mit seinem Takteingang an den Überlaufausgang des Adresszählers sowie mit seinem Ausgang an den Rückstelleingang des Zwischenspeichers angeschlossen ist.
- Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Blockschaltbilder der anliegenden Fig. 1 bis 3 erläutert.
- Nach Fig. 1 befinden sich auf einem an der Kurbelwelle eines Ottomotors sitzenden Schwungrad 1 Markierungen 2, die normalerweise als Zähne ausgebildet sind, d.h. man nutzt die vorhandenen Zähne 2 des auf dem Schwungrad 2 sitzenden Anlasskranzes als Markierungen. Diese Zähne 2 werden in einem Sensor 3 erfasst, so dass man Zahnimpulse erhält. Die Zahnimpulse werden in einem Impulsformer 4 geformt und verdoppelt, so dass man auf der Leitung 5 Winkelimpulse erhält, deren Winkelabstand nur halb so gross wie derjenige der Zahnimpulse ist, so dass sich eine höhere Winkelauflösung ergibt.
- Das Schwungrad 1 weist eine Bezugsmarkierung 6 auf, die auch auf einem Zahn angebracht sein kann. Die Bezugsmarkierung 6 wird in einem Sensor 7 erfasst, der gegebenenfalls mit dem Sensor 3 kombiniert sein kann. Ein Impulsformer 8 formt einen Bezugsimpuls, der auf der Leitung 9 zur Verfügung steht. Die Winkelimpulse und der Bezugsimpuls beaufschlagen eine Schaltstufe 10, die kennfeldabhängig auf der Leitung 11 einen Auslöseimpuls erzeugt, wie dies im einzelnen in der DE-PS 31 28922 beschrieben ist. Dieser Auslöseimpuls kann gleichzeitig zur Auslösung des Zündimpulses dienen.
- Der Auslöseimpuls auf der Leitung 11 legt mit Hilfe eines Einspritzzählers 12 den Beginn der Einspritzdauer fest. Der Einspritzzähler 12 ist in dem Ausführungsbeispiel ein vorladbarer Rückwärtszähler, dessen Vorladewert in einem Zwischenspeicher 13 gespeichert ist, wie dies noch später im einzelnen erläutert wird. Der Zwischenspeicher 13 besitzt einen Übernahmeeingang 36 und einen Rückstelleingang 40. Wenn an dem Übernahmeeingang 36 ein Signal ansteht, wird das auf einer Mehrbitleitergruppe 41 anstehende Speicherwort in den Zwischenspeicher 13 übernommen. Die Leitung 11 führt zum Vorladeeingang des Einspritzzählers 12, so dass beim Auftreten eines Auslöseimpulses auf der Leitung 11 der Vorladewert aus dem Zwischenspeicher 13 übernommen wird.
- Ein Taktoszillator 24 liefert Taktimpulse, die in dem Einspritzzähler 12 gezählt werden. Der Einspritzzähler 12 führt an seinem Ö-Ausgang 15 einen H-Pegel, so lange ausgehend von der Einstellung auf den Vorladewert Impulse bis zum Zählstand 0 gezählt werden. Sobald der Zählstand Ö erreicht ist, schaltet der Ö-Ausgang auf den L-Pegel um. Der H-Pegel schaltet unmittelbar eine Ventilsteuerstufe 16 für das oder die nichtdargestellten Einspritzventile. Der Ausgang 15 ist auch zu einer Und-Schaltung 17 mit negiertem Ausgang zurückgeführt, so dass der Einspritzzähler 12 für die Taktimpulse gesperrt wird, sobald auf dem Ausgang 15 ein L-Pegel auftritt.
- Die Vorladewerte für den Zwischenspeicher 13 sind in einem Kennfeldspeicher 18 mit einem Einschalteingang 26 gespeichert. Der Kennfeldspeicher 18 ist nur dann an die Betriebsspannung angeschaltet und damit betriebsbereit, wenn der Einschalteingang 26 einen L-Pegel führt. Der Kennfeldspeicher 18 ist bei der beschriebenen Ausführungsform ein Adressspeicher mit 4096 8-Bit-Adressplätzen. Die Adressplätze sind auf 32 Betriebszustandsstufen, insbesondere Laststufen verteilt, denen jeweils eine Drehzahlkennlinie mit 128 Drehzahlinkrementen zugeordnet ist. Die jeweils letzte Adresse einer Drehzahlkennlinie enthält einen Vorladewert für einen Zeitbasiszähler 28, was noch in Einzelheiten erläutert wird. Die Laststufen werden in einem Betriebszustandwähler 19 ausgewertet und zur Adressanwahl an den Kennfeldspeicher 18 übertragen.
- Die Drehzahlinkremente werden durch Zählen der Winkelimpulse in einem Adresszähler 20 gezählt, der die Winkelimpulse auf der Winkelimpulsleitung 21 erhält und auf der Adressleitungsgruppe 22 7-Bit-Adresssignale für die 128 Drehzahlinkremente bereitstellt. Es kann also zu jeder der 128 Drehzahladressen einer Drehzahlkennlinie in Abhängigkeit von den jeweils 32 Laststufen eine Speicheradresse des Kennfeldspeichers 18 angewählt werden. Das darin gespeicherte 8-Bit-Wort dient dem Einspritzzähler 12 als Vorladewert, der in noch zu beschreibender Weise in den Zwischenspeicher 13 übertragen wird. Der Adresszähler 210 besitzt einen Überlaufausgang 25, der also mit dem jeweils 128. Winkelimpuls auf einen H-Pegel umschaltet und über eine Negationsstufe 42 mit einem Sperreingang 24 verbunden ist, der den Adresszähler mit einem L-Signal sperrt. Ausserdem wird dieses Überlaufsignal weiteren Schaltstufen zugeleitet, unter anderem auch dem Betriebszustandwähler 19.
- An die Adressleitungsgruppe 22 ist eine Decodierungsstufe 29 angeschlossen, die eine Und-Verknüpfung der sieben Ausgangsleitungen bewirkt. Die Darstellung der Decodierungsstufe 29 ist nur schematisch zu verstehen. Die Decodierungsstufe 29 gibt also jeweils mit dem 127. Winkelimpuls ein Ausgangssignal ab, das einerseits an dem Vorladeeingang 27 des Zeitbasiszähler 28 und andererseits an einer Nichtoder-Schaltung 30 anliegt. Das H-Ausgangssignal der Decodierungsstufe 29 schaltet einerseits über die Nichtoder-Schaltung 30 den Kennfeldspeicher 18 kurzfristig ein und bewirkt andererseits über den Vorladeeingang 27 des Zeitbasiszählers 28, dass derselbe über die Mehrbitleitergruppe 41 den in dem betreffenden Adressplatz des Kennfeldspeichers 18 gespeicherten Vorladewert übernimmt. Mit der Übernahme des Vorladewertes in den Zeitbasiszählers tritt am Ö-Ausgang 34 ein H-Signal auf.
- Der Zeitbasiszähler 28 erhält Zählimpulse aus einer Zeitimpulsstufe 31, die die Impulse eines Taktoszillators 32 umformt, z.B. in einem festen Verhältnis teilt. Die Zählimpulse liegen an einer Nicht-und-Schaltung 33 an, deren weiterer Eingang mit dem Ö-Ausgang 34 des Zeitbasiszählers 28 verbunden ist. Es können also nur dann Zählimpulse in den Zeitbasiszähler gelangen, wenn der Ö-Ausgang einen H-Pegel führt.
- Ausserdem ist ein Datenflipflop 35 vorhanden, dessen Dateneingang D an den Ö-Ausgang 34 und dessen Takteingang C I an die Winkelimpulsleitung 21 angeschlossen ist. Der Überlaufausgang 25 des Adresszählers ist mit einem Sperreingang R des Datenflipflop 35 und einem Sperreingang 37 der Zeitimpulsstufe 31 verbunden. Der O-Ausgang des Datenflipflop 35 ist an die Nichtoder-Schaltung 30 angeschlossen, der Ö-Ausgang des Datenflipflops 35 ist an den Übernahmeeingang 36 des Zwischenspeichers 13 angeschlossen. Das O-Signal, das bei Ablauf der Zeitbasis auftritt, veranlasst die Übernahme des in dem Kennfeldspeicher 18 gespeicherten Speicherwortes in den Zwischenspeicher 13. Da die Nicht oder-Schaltung 30 eine Verzögerung bewirkt, kann das Speicherwort sicher in den Zwischenspeicher übernommen werden, erforderlichenfalls kann man noch eine zusätzliche Verzögerung vorsehen.
- Der Taktoszillator 14 für den Einspritzzähler legt die maximale Einspritzdauer fest. Der Taktoszillator 14 ist hier ein spannungsgesteuerter Oszillator, dessen Frequenz durch eine Steuerspannung am Eingang 54 geändert werden kann. Die Maximalfrequenz des Taktoszillators 14 ist so festgelegt, dass sie bei Teilung durch 256, das ist der maximale Vorladewert für den Einspritzzähler 12, der maximalen Einspritzdauer entspricht. Durch Zuführung einer Steuerspannung kann die Oszillatorfrequenz und damit die Einspritzdauer verändert werden. Die Steuerspannung kann z.B. eine Korrekturspannung für die Kühlwassertemperatur des Motors, für Beschleunigungsphasen und andere Betriebsparameter sein.
- Die Funktion der Anordnung kann bereits weitgehend der vorgehenden Beschreibung entnommen werden. Zusammenfassend wird die Anordnung jeweils durch einen Bezugsimpuls auf der Bezugsimpulsleitung 23 ausgelöst. Dieser Bezugsimpuls tritt bei einer Bezugsphase jeder Kurbelwellenumdrehung auf. Dadurch wird der Adresszähler 20 auf 0 gestellt. Der Überlaufausgang 25 wird auf einen L-Pegel umgeschaltet, so dass die Sperre der Zeitimpulsstufe 31 und des Datenflipflop 35 aufgehoben sind. Der Ausgang des Datenflipflop 35 führt ein Q-Siganal, so dass der Kennfeldspeicher 18 eingeschaltet wird. Die Zeitbasis läuft ab. Ausserdem ist der Adresszähler 20 zur Zählung der Winkelimpulse auf der Winkelimpulsleitung 21 bereitgestellt. Es werden die einlaufenden Winkelimpulse gezählt. Auf der Adressleitungsgruppe 22 werden die jeweiligen Winkeladressen dargestellt.
- Die Zeitimpulse werden in dem Zeitbasiszähler 28 gezählt, der bereits während der vorhergehenden Kurbelwellenumdrehung auf seinen Vorladewert eingestellt ist und am O-Ausgang einen H-Pegel führt. Sobald der Zählstand 0 erreicht und die Zeitbasis abgelaufen ist, schaltet der Ö-Ausgang auf einen L-Pegel um. Über die Nicht- und-Schaltung 33 wird der Zeitbasiszähler 28 gesperrt. Ausserdem wird das Datenflipflop 35 synchron durch die Winkelimpulse 21 umgeschaltet, so dass nach Ablauf der Zeitbasis ein O-Signal an dem Übernahmeeingang 36 auftritt. Damit wird das der jeweiligen Winkeladresse entsprechende Speicherwort des Kennfeldspeichers in den Zwischenspeicher 13 übernommen. Dabei stellt auch der Betriebszustandwähler 19 eine entprechende Adresse für den Kennfeldspeicher zur Verfügung, so dass das dem jeweiligen Betriebszustand zugehörige Speicherwort in den Zwischenspeicher 13 übertragen wird.
- Wenn die letzte Winkeladresse, im Beispiel die Adresse «127» auftritt, führt der Ausgang der Decodierungsstufe 29 einen H-Pegel. Hierdurch wird der Kennfeldspeicher 18 nochmals kurzfristig eingeschaltet, so dass das in der betreffenden Adresse gespeicherte Adresswort als Vorladewert in den Zeitbasiszähler für die nächste Arbeitsperiode übertragen wird. Der Ö-Ausgang des Zeitbasiszählers wird auf einen H-Pegel umgeschaltet. Das Datenflipflop 35 bleibt jedoch zunächst über den Sperreingang R gesperrt, bis ein neuer Bezugsimpuls das Überlaufsignal vom Überlaufausgang 25 auf einen L-Pegel umschaltet.
- Nachdem in dem Zwischenspeicher 13 das die Einspritzdauer festlegende Adresswort gespeichert ist das gleichzeitig einen Vorladewert für den Einspritzzähler 12 darstellt, wird beim Auftreten eines Auslöseimpulses auf der Leitung 11 der Vorladewert in den Einspritzzähler 12 übernommen. Der Einspritzzähler 12 zählt dann die Taktimpulse aus dem Taktoszillator 14. Der Ö-Ausgang 15 führt einer H-Pegel, so lange in dem Einspritzzähler 12 Impulse gezählt werden. Nach Zählung der voreingestellten Taktimpulszahl und Erreichen des Zählstandes 0 ändert sich der Pegel des Ausganges 15 auf den L-Pegel. Der Ausgang 15 steuert unmittelbar die Ventilsteuerstufe 16 an, die das Einspritzventil öffnet.
- Die Anordnung nach der Erfindung ist sowohl für Zentraleinspritzung als auch für Einzeleinspritzung anwendbar.
- Die zuvor beschriebene Ausführungsform der Erfindung arbeitet mit einem Auslöseimpuls auf der Leitung 11. Dieser Auslöseimpuls kann der Zündimpuls sein. Man kann jedoch auch unabhängig von dem Zündimpuls einen Auslöseimpuls für den Einspritzbeginn bereitstellen.
- Der Kernfeldspeicher ist nach der vorliegenden Beschreibung in 32 Betriebszustands- bzw. Lastinkremente und 128 Drehzahlinkremente unterteilt. Man kann jedoch auch eine Unterteilung in 64 Betriebszustands-bzw. Lastinkremente und 64 Drehzahlinkremente oder eine andere Unterteilung vorsehen.
- In nochmaliger Erweiterung der vorliegenden Anordnung kann vorgesehen werden, dass bei Erreichung der für den Motor zulässigen Höchstdrehzahl die Einspritzung völlig abgeschaltet wird, um eine Drehzahlbegrenzung zu erreichen. Dies kann z.B. dadurch geschehen, dass man das Signal vom Ö-Ausgang 34 des Zeitbasiszählers 28 mit dem Überlaufsignal für den Höchststand des Adresszählers 20 einem Datenflipflop 39 zuführt, welches bei Erreichen der Höchstdrehzahl (diese ist dann gegeben, wenn die Zeitbasis vor Erreichen des Höchststandes des Adresszählers 20 abgelaufen ist) ein Signal zur Verfügung stellt, welches den Zwischenspeicher 13 über seinen Rückstelleingang 40 auf Null setzt. Hierdurch wird der Einspritzzähler 12 mit dem Wert Null vorgeladen, so dass dieser kein Einspritzzeitsignal liefern kann.
- Weiterhin ist vorgesehen, dass in einem zusätzlichen Schaltungszweig die Leerlaufdrehzahl kontrolliert wird. Wenn die Leerlaufdrehzahl unter einen Grenzwert sinkt, wird eine Steuerspannung erzeugt, die an den Eingang 54 des spannungsgesteuerten Taktoszillators 14 gelegt wird, um dessen Frequenz herabzusetzen. Als Folge wird die Dauer des Einspritzsignals verlängert, so dass mehr Kraftstoff eingespritzt wird. Hierdurch erhöht sich die Drehzahl wieder, so dass eine stabilisierende Wirkung erreicht wird.
- Zur Vermehrung der Korrekturpunkte in einem unteren Drehzahlbereich ist die Adressleitung 64 an eine Leitung 43 angeschlossen, die zu einem Umschalteingang des Zeitbasiszählers 28 führt. Dadurch werden die Taktimpulse mit einen Faktor 4 multipliziert, so dass die Zeitbasis ab dem 64. Winkelimpuls verkürzt wird. Die Drehzahlauflösung wird so im oberen Drehzahlbereich verringert. Man kann auch andere Änderungen der Auflösung für bestimmte Drehzahlbereiche nach Erfordernis vorsehen.
- Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Erfindung, die einen speziellen Betrieb verschiedener Zylindergruppen ermöglicht, um eine Unsymmetrie im Motorverhalten ausgleichen zu können. In einem Bereich des Kennfeldspeichers 18 oder in einem gesonderten Kennfeldspeicher sind Korrekturwerte gespeichert.
- An den O-Ausgang des Datenflipflop 35 ist eine Verzögerungsschaltung 45 angeschlossen, die einen verzögerten Impuls erzeugt. Dieser Impuls wird über den Ausgang 46 zum Eingang 47 des Kennfeldspeichers 18 gegeben und wählt dort das Korrekturdatenfeld an. Über den Ausgang 48 wird ein Schaltimpuls zum Übernahmeeingang 49 eines Zwischenspeichers 50 gegeben, so dass der angewählte Korrekturwert in den Zwischenspeicher 50 übernommen wird. Die Korrekturwerte sind ebenfalls nach Drehzahl- und Lastadressen abgelegt. Ein Korrekturzähler 51 ist mit seinem Bereitstellungseingang an den Ausgang 15 des Einspritzzählers 12 angeschaltet. Der Korrekturzähler 51 übernimmt jeweils die Korrekturwerte aus dem Zwischenspeicher 50. Der Bereitstellungseingang ist so geschaltet, dass der Korrekturzähler 51 beim Auftreten eines Bereitstellungssignals am Ausgang 52 einen H-Pegel für die zusätzliche Ventilsteuerstufe 161 bereitstellt. Mit dem Verschwinden des Bereitstellungssignals zählt der Korrekturzähler 51 von dem voreingestellten Korrekturwert zurück, so dass eine entsprechende Impulsverlängerung für die Ventilsteuerstufe 161 erfolgt. Jede Ventilsteuerstufe 16 und 161 steuert eine Zylindergruppe des Motors.
- Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 arbeitet der Taktoszillator 14 mit fester Frequenz. Die Korrektur der Einspritzdauer in Abhängigkeit von der Kühlwasser- und oder Ansauglufttemperatur erfolgt durch ein besonderes Korrekturkennfeld, das in dem Kennfeldspeicher 18 oder einem besonderen Kennfeldspeicher abgespeichert ist. Dem Betriebszustandwähler 19 ist ein weitererBetriebszustandwähler 191 für die Temperaturkorrektur zugeschaltet. Die Betriebszustandwähler können im Multiplexbetrieb arbeiten. Die Verzögerungsschaltung 45 gibt auf dem Ausgang 46 einen Impuls für den Eingang 47 des Kennfeldspeichers 18 und für den Eingang des Betriebszustandwählers 191 ab, so dass entsprechend eine Umschaltung auf das Temperaturkorrekturfeld möglich ist. Ein Zwischenspeicher50 und ein Korrekturzähler 51 sind entsprechend wie in Fig. 2 geschaltet. Dem Korrekturzähler ist die Ventilsteuerstufe 16 nachgeschaltet.
- Es wird zunächst nach Ablauf der Zeitbasis über das Datenflipflop 35 und die Leitung 36 der Wert für die Einspritzdauer ausgelesen und in den Zwischenspeicher 13 übertragen. Mit Auftreten des verzögerten Impulses der Schaltung 45 wird der Temperaturkorrektur in den Zwischenspeicher 50 übernommen. Die Winkelimpulse auf der Leitung 11 werden im Einspritzzähler 12 gezählt. Während des Zählvorgangs führt die Leitung 15 einen H-Pegel. Wenn die Leitung 15 mit Abschluss des Zählvorgangs auf einen L-Pegel umschaltet, schliesst sich die Korrekturzählung an, so dass die Einspritzdauer entsprechend der Kühlwasser- und/oder Ansauglufttemperatur korrigiert wird.
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