JPH09509464A - 内燃機関の制御系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つ電磁弁が燃料調量の開始および終了を確定する、内燃機関、殊にデイーゼル内燃機関の制御装置が提案される。第１の手段（１３０）が、複数のインクリメントパルスを発生する少なくとも第１のセンサ（１１０）の信号を評価する。第２の手段（１４０）が、少なくとも第２のセンサの信号を評価する。第２の手段は、前以て決められた時点において角度量を前記第１の手段に送出する。第１の手段は、これら角度量および前記第１のセンサ（１１０）の信号に基づいて信号をトリガする。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の制御系 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の内燃機関の制御系に関する。 内燃機関を制御するためのこの種の系は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４ １０８６３９号公報から公知である。この種の系は殊に、ディーゼル内燃機関の 制御のために用いられる。電磁弁を用いて、燃料調量の開始および終了を確定す ることができる。この公知の装置および公知の方法では、量制御の不正確さは免 れ得ない。 発明の課題 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の内燃機関の制御のための系において、燃 料調量の正確さを改善することである。この課題は、請求項１の特徴部分に記載 の構成によって解決される。 発明の利点 本発明の方法および本発明の装置を用いて、著しく正確な燃料調量が可能であ る。本発明の有利でかつ効果的な実施例はその他の請求項に記載されている。 図面 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細 に説明する。その際 第１図は、本発明の装置のブロック線図であり、 第２ａおよび第２ｂ図は、本発明の装置の重要なエレメントのブロック線図であ り、 第３図は、重要なエレメントの詳細図であり、 第４図は、重要なエレメントの別の実施例の詳細図であり、 第５図は、種々の信号の、時間に関する線図であり、 第６図は、軸の位置を検出するための発生器ホイールの実施例を示す図である。 実施例の説明 第１図には、少なくとも１つの電磁弁を用いてディーゼル噴射ポンプにおける 燃料調量を制御する例に基づいた本発明の装置が示されている。 電磁弁１０５には、制御ユニット１００から制御信号が加えられる。制御ユニ ットは、第１のセンサ１１０および第２のセンサ１２０の信号を処理する。第１ のセンサ１１０は、インクリメント発生器ホイール１１５に取り付けられている マークを検出する。インクリメント発生器ホイールは有利には、クランク軸に取 り付けられている。第２のセンサ１２０はセグメント発生器ホイール１２５のマ ークを検出する。セグメント発生器ホイール有利には、カム軸に取り付けられて おりかつ信号ＳＥＧを送出する。本発明の手法はこの発生器装置に制限されず、 インクリメント発生器ホイ ールもセグメントホイールもカム軸および／またはクランク軸に取り付けること ができる。 第１のセンサ１１０は、信号ＩＮＫを取り出すことができる。インクリメント 発生器ホイール１１５におけるそれぞれのマークにより、信号ＩＮＫの正の側縁 および負の側縁が生じる。２つの同じ大きさの側縁間の間隔は、この実施例では ６°のクランク軸角度である。インクリメントは、一定の角度間隔によって生じ る。２つの同じ値の側縁は１つのインクリメントを定義する。 更に、少なくとも１つの基準マークが設けられており、これは間隙によって定 義されており、即ち、インクリメント発生器ホイール１１５上の１つまたは複数 のマーク、従って信号ＩＮＫの１つまたは複数の側縁が欠落する。有利には信号 ＩＮＫの２つの側縁が欠落する。上述の実施例では、インクリメントホイールは クランク軸に取り付けられている。６°の間隔をおいて５８個のマークが設けら れている。数５８は、２つのマークの欠落によって生じる。その際間隙数は内燃 機関のシリンダ数の１／２に相応する。 有利にはカム軸に取り付けられているセグメントホイールは有利には、シリン ダ数に相応する数のマークを含んでいる。２重マークは、クランク軸角度をシリ ンダ１に対応付けるために用いられる。 制御ユニット１１０は実質的に、所謂ゲートアレイ １３０，コントローラ１４０並びに制御出力段１６０および図示されていない出 力段を有している。コントローラ１４０およびゲートアレイ１３０は、種々の線 路並びに所謂バス１５０を介して相互に接続されておりかつこれら線路ないしバ ス１５０を介して相互に信号を交換する。ゲートアレイ１３０および出力段１６ ０も、同様に種々の線路を介して相互に接続されている。更にコントローラは有 利には２つの線路を介して出力段１６０に接続されている。出力段１６０は電磁 弁１０５に電流を供給する。 有利にはこの装置は、インクリメント発生器ホイール１１５を走査検出する第 １のセンサ１１０が単にゲートアレイ１３０に接続されかつセグメントホイール １２５を走査検出する第２のセンサ１２０がコントローラ１４０に接続されてい るように実現されている。この構成により、インクリメント信号は専ら、ゲート アレイ１３０によって処理されるという利点が生じる。即ち、コントローラ１４ ０は、信号ＩＮＫの側縁によってトリガされる高周波のインクリメント割り込み によって負荷されない。 第１のセンサ１１０の信号ＩＮＫは制御ユニットに、インクリメント側縁を計 数することによって、その時点での（現）クランク軸角度に対する情報を送出す る。現インクリメント周期持続時間はゲートアレイにおいてタイマーによって検 出され、タイマーは信号Ｉ ＮＫのそれぞれの正の側縁によって瞬時のタイマー状態をレジスタに書き込みか つ引き続いてリセットされる。コントローラ１４０は、クランク軸の瞬時の回転 数に相応する、このレジスタの値をゲートアレイからバスを介して読み出しかつ そこから瞬時回転数を求めることができる。 共通の機能ブロックを形成する、コントローラ１４０およびゲートアレイの部 分は破線で示されておりかつＩＷＺと表されている。この場合、それはインクリ メンタルな角度時間系である。 第２図には、ゲートアレイ１３０の重要なエレメントが詳細に示されている。 ゲートアレイは実質的に、第２図に図示されている機能ブロックを有している、 この機能ブロックの左半部は、信号処理部と称することができる。それには有利 には、第１のセンサ１１０の信号ＩＮＫ並びに固定の時間的なパターンを有する 信号ＣＬＫが供給される。 この信号処理部は、ダイナミックな合理性検査部２００，周波数逓倍部２１０ および論理的な合理性質問部２２０を有している。これらブロックは信号ＩＮＫ ＦおよびＩＮＫＰを形成し、これら信号は、ブロック角度時計２３０およびシー ケンス制御部２４０から成るシーケンス制御部によって処理される。 シーケンス制御部は、信号ＥＩＮ，ＭＯＤＥ，ＢＩＰＦ−Ｅ，ＩＳＯＬＬおよ びＵＳＯＬＬを取り出すこ とができる。 コントローラ１４０とゲートアレイ１３０との課題分配は次の通りである。コ ントローラ１４０がゲートアレイ１３０を初期化する。更に、コントローラ１４ ０は、セグメント発生器ホイール１２５を走査検出する第２のセンサ１２０の出 力信号ＳＥＧを処理する。図示されていない別のセンサ信号に基づいて、コント ローラ１４０は、それぞれのシリンダの主噴射および場合によっては予備噴射に 対する角度量としての吐出開始ＦＢおよび吐出終了ＰＥに対する目標値を用意す る。 １つのシリンダにおけるそれぞれの調量に対して、複数の時間区分が区別され る。即ち、吸引電流フェーズと、フリーホイールフェーズとしても実現すること ができかつＢＩＰウィンドウとも称される電圧調整フェーズと、保持電流フェー ズと、迅速解消とである。コントローラ１４０は、個別時間区分の持続時間ｔ_az ，ｔ_BIPおよびｔ_lsを定める。更に、コントローラ１４０は、ＢＩＰ検出を実施 する。同期もコントローラ１４０によって行われる。上述の信号は有利には、バ ス１５０を介してゲートアレイ１３０に伝送される。 更に、有利には水晶によって用意される、固定の周波数を有する信号ＣＬＫが コントローラ１４０からゲートアレイ１３０に伝送される。信号ＳＥＬＥＣＴは コントローラ１４０から出力段１６０に伝送される。 この信号は有利には３ビット情報を含んでおりかつ８つの可能な電磁弁１０５か ら１つを選択する。この信号は、制御信号と相応のシリンダとの対応付けを行う 。更に、所謂リセット信号をコントローラ１４０から出力段制御部１６０に伝送 することができる。 ゲートアレイ１３０は次の課題を実施する。これは信号ＩＮＫをその合理性に ついて検査する。更に、角度分解能が所謂パルス逓倍を用いて高められる。この ことは、２つのインクリメント間の間隔が複数の部分パルスに分割されることを 意味する。更に、ゲートアレイ１３０は所謂角度時計を含んでいる。ゲートアレ イは噴射シーケンスを制御しかつ同期消失の際に噴射を停止する。 ゲートアレイ１３０は、このために種々の信号を出力段１６０およびコントロ ーラ１４０に伝送する。 ＥＩＮ信号およびＭＯＤＥ信号のレベルは、電磁弁の状態を決定する。これら の信号は、角度時計２３０およびシーケンス制御部２４０によってトリガされる 。 信号ＩＳＯＬＬは、出力段１６０において実現されるように設定されている、 電磁弁の電流調整に対するアナログ目標値である。この値はＤＡ変換器によって 発生される。２つの目標値、即ち保持電流調整の目標値および吸引電流調整の目 標値が必要である。２つの値の間は、ＢＩＰウィンドウの期間に論理部によって 切り換えられる。これら目標値は、系の初期化の際にゲートアレイの相応のレジ スタに入力される。 信号ＵＳＯＬＬは、ＢＩＰウィンドウの期間の電磁弁電圧調整に対する目標値 である。これは同様に、ＤＡ変換器によって形成される。電磁弁において降下す る電圧の値に相応する、ＵＳＯＬＬに対する値も、初期化の際にゲートアレイレ ジスタに入力される。零が予め与えられている場合、ＢＩＰ検索がフリーホイー ルにおいて行われる。 信号ＢＳＴＡＴは、出力段１６０に対するステータス信号である。この信号は 、フリーホイールにおけるＢＩＰ検出と、ゲートアレイの初期化の際に値ＵＳＯ ＬＬの発生に対して入力された値による電圧調整とを区別する。この値が零に等 しければ、ＢＩＰウィンドウの期間にフリーホイールにおけるＢＩＰ検出のため に切り換えられる。この信号ＢＳＴＡＴが零に等しくなければ、ＢＩＰウィンド ウにおける電磁弁電圧は入力された目標値ＵＳＯＬＬに調整される。 信号ＢＩＰＦ−Ｅは、ＢＩＰウィンドウの開始後ないし吸引電流制御の終了後 、信号の正の側縁によってコントローラ１４０に割り込みを発生する。これによ り、ＢＩＰウィンドウの期間の電磁弁電流経過を検出するためのＡＤ変換器ルー チンを含んでいる割り込みルーチンがトリガされる。電流の経過に基づいて、電 磁弁の切換時点ＢＩＰが求められる。ＢＩＰウィンド ウの終了時に、信号の下降する側縁によって再び、変換を終了する同一の割り込 みが発生される。噴射の開始時に、上昇する側縁が付勢される。このことは、上 昇する側縁のみが割り込みをトリガすることを意味する。それから、ＡＤ変換器 ルーチンの処理の期間、下降する側縁が付勢される。このようにしてコントロー ラは、どの側縁が割り込みルーチンをトリガしたのかを検出する。 第２ｂ図には、ダイナミック合理性質問部２００および論理的な合理性２２０ が詳細に図示されている。第１のセンサ１１０の出力信号ＩＮＫは切換手段２５ ０を介して８ビット計数器２５６の計数入力側および１１ビット計数器２５８の リセット入力側に達する。更に、これらは合理性検査部２００および２２０の出 力信号ＩＮＫＰを形成する。信号ＩＮＫは直接合理性検査部２５２に達し、該検 査部はこの場合も、ゲートアレイステータスレジスタ３４０にある値を加える。 １１ビット計数器２５８の計数入力側に、周波数逓倍部２１０の出力信号ＩＮ ＫＦが加わる。１１ビット計数器２５８の計数状態は比較レジスタ２５４に達し 、これも合理性検査部２５２に信号を供給する。合理性検査部２５２は切換手段 ２５０に制御信号を加えかつ８ビット計数器２５６のリセット入力側にリセット 信号を加える。 そこでこの装置は次のように動作する： 信号ＩＮＫは、それが先行する信号に対して所定の間隔をおいて発生するときに のみ合理性と区分されかつ信号ＩＮＫＰとして転送される。この評価は、有効性 ウィンドウによって実現される。この有効性ウィンドウは、信号ＩＮＫＦによっ てタイミングをとられる計数器比較構成部２５８，２５４によって実現される。 周波数逓倍部２１０はインクリメント毎に２５６個のパルスＩＮＫＦを発生し、 これらは部分インクリメントと称すこともできる。内燃機関が一定の回転数で運 転するとき、次のインクリメント信号ＩＮＫＦは信号ＩＮＫＦの２５６個のパル スの後発生するはずである。加速および減速を考慮すると、次のパルスは２５６ 個のパルスより少ない数のパルスの後既に発生するかないし２５６個のパルスよ り多くの数のパルスの後に漸く発生する可能性がある。 加速および減速に対して生じ得る最大の値に依存して、有効ウィンドウとも称 される角度ウィンドウが開放され、該ウィンドウにおいて信号ＩＮＫのパルスが 合理的として受け入れられる。下側の限界値ＵＧＷと上側の限界値ＯＧＷとの間 の信号が有効として受け入れられる。１１ビット計数器２５８によって、信号Ｉ ＮＫＦのパルスが計数されかつ値ＵＧＷおよびＯＧＷと比較レジスタ２５４にお いて比較される。１１ビット計数器２５８の計数状態が下側の限界値ＵＧＷより 小さいかまたは上側の限界値ＯＧＷより大きいとき、 合理性質問部２５２は切換手段２５０を、信号ＩＮＫが阻止されるように、制御 する。１１ビット計数器２５８の計数状態が下側の限界値ＵＧＷより大きくかつ 上側の限界値ＯＧＷより小さいとき、合理性質問部２５２は切換手段２５０を、 信号ＩＮＫが信号ＩＮＫＰとして引き続き転送されるように、制御する。 １１ビット計数器２５８の計数状態が、値ＵＧＷおよびＯＧＷによって定めら れている有効ウィンドウ内の値をとるときにだけ、スイッチ２５０は図示されて いる位置にある。この場合信号ＩＮＫは合理的な信号ＩＮＫＰとして受け入れら れる。合理的な信号ＩＮＫの検出後、スイッチは合理性検査部２５２によってそ の開放された状態に移行しかつ計数器２５８は零にリセットされる。同時に、８ ビット計数器２５６は値１だけ高められる。 ＵＧＷとＯＧＷとの間の有効ウィンドウ内に有効なＩＮＫ信号が発生しないと き、このことは合理性ビットによってゲートアレイステータスレジスタ３４０に おいて指示されかつ相応の措置が開始される。このことは、例えば、機関におけ る損傷および高い有害物質の放出を回避するために、噴射が阻止されることを意 味する。 論理的な合理性２１０は、２つの間隙の間で計数された信号ＩＮＫＰの合理的 な数についての情報に関する。インクリメントホイールの形状によって、間隙か ら間隙までの数が決められている。この数は比較レジスタ２５９にファイルされ ている。合理的と検出された信号ＩＮＫＰは計数器２５６の計数入力側に達する 。これらの信号は、論理合理性の計数器比較構成部２５６，２５９の８ビット計 数器によって計数される。８ビット計数器２５６の計数状態は、検知されたＩＮ ＫＰ歯の数を表している。それは比較レジスタ２５９の内容と比較される。比較 レジスタには、コントローラによる初期化の際に入力された値がある。それはＩ ＮＫ信号における間隙間のＩＮＫＰパルスの数を表している。この数のパルスが 検出されたとき、次のものとして間隙が期待される。この場合、ダイナミック合 理性に対して、値４ＯＧＷおよび４ＵＧＷを有する別の有効ウィンドウが使用さ れる。 第１のパルスはここでは間隙後のパルスに対する有効ウィンドウ内に期待され る。パルスがインクリメントの有効ウィンドウ内に既に発生したとき、これによ り合理性エラーが認められかつ噴射の中断が行われる。 間隙の前の最後のインクリメントのインクリメント周期持続時間に基づいて、 信号ＩＮＫＦは間隙および間隙後の第１のインクリメントの持続時間にわたって 存在している。第１のＩＮＫ信号は、発生器のエラーの補正のために間隙後に消 去される。２つのパルスの間隙の場合、処理されている第１の信号ＩＮＫは４つ のインクリメントの持続時間後に発生するはずである。その際間隙後の信号ＩＮ Ｋの第２のパルスが重要である。このパルスを合理性について検査するために、 インクリメントウィンドウの４倍の大きさを有する第２の有効性ウィンドウが使 用される。このウィンドウは２つの比較レジスタ４ＵＧＷおよび４ＯＧＷによっ て実現されている。限界値は次のパルスまでの４倍の時間に相応して拡大されて いる。合理性検出部２５２が比較レジスタ２５９を用いて間隙を検出するとき、 合理性検出部２５２は、インクリメントウィンドウ（ＯＧＷ，ＵＧＷ）および間 隙ウィンドウ（４ＯＧＷ，４ＵＧＷ）に対する値対の間で切り替わる。 ダイナミック合理性質問部２００は、機関のダイナミック特性に関する信号Ｉ ＮＫのパルスの時間間隔を判断する。機関の回転質量によって、加速度および減 速度は所定の量までしか可能でない。このことから、インクリメント信号の連続 する周期持続時間に対して、その商が所定の値を下回るまたは上回ってはならな いということが生じる。 信号ＩＮＫのパルスは、それらが最後のパルスまで所定の間隔をおいて発生す る時にのみ、合理的であると分類される。このために、所定の時間領域内で信号 ＩＮＫのパルスが発生したかどうかが検査される。この種のパルスが発生してい なければ、このことは合理性ビットによって所謂ゲートアレイステータスレジス タにおいて指示される。この合理性ビットがゲートアレイステータスレジスタに おいてセットされると、コントローラ１４０は信号ＩＮＫを暫定的に欠陥ありと 識別する。このことの結果として、機関における損傷および高い有害物質の放出 を回避するために、噴射がゲートアレイによって自動的に中断される。 信号の欠落に対する原因は、ケーブルの脱落かまたは欠陥のある発生器かであ る。ノイズパルスが発生しているという別の原因も考えられる。有効ウィンドウ にこのようなノイズパルスが発生すると、このことはただちには検出されない。 逓倍されたインクリメント信号の周波数ＩＮＫ_fがこれらノイズ信号によって、 信号ＩＮＫの次のパルスが次の有効ウィンドウ内に生じないほど強く高められる と、次の周期における合理性は阻害される。後続のウィンドウにおける次のパル スが合致するという事態が生じると、引き続き、間隙が期待される計数状態に達 するまで計数される。付加的なパルスによって論理的な合理性の計数器の計数状 態は著しく早期に間隙の発生を指示するので、期待される間隙はインクリメント 周期の持続時間だけ遅れて生じる。それは普通の歯が続くからである。パルスは インクリメント有効ウィンドウ内に生じ、従って合理性を阻害することになる。 というのはここでは間隙の発生時にインクリメントパルスの発生は許されないか らである。 論理合理性部２１０は、２つの間隙の間の合理的なパルスＩＮＫの数が決めら れた数に対応しているかどうかを検査する。合理的として検出された、信号ＩＮ Ｋのパルスは、信号ＩＮＫＰと称される。このことは、第１のセンサ１１０の信 号ＩＮＫが、部分インクリメントを計数する計数手段の値が有効ウィンドウ内に あるとき、許容されると検出されることを意味する。 周波数逓倍部２１０は、計数器分周器構成から成っている。基本は、信号ＩＮ Ｋの周期持続時間の測定である。計数器を用いて、信号ＩＮＫの２つの正の側縁 間の時間が検出される。通例、信号ＩＮＫないしＩＮＫＰの正の側縁はパルスと 称される。相応に、負の側縁もパルスと表すことができかつ相応に評価すること ができる。この値から出発して、次のインクリメントが同じ持続時間を有する前 以て決められた数の部分インクリメントに分割される。定常的な機関回転数、即 ちＩＮＫ信号の一定の周期持続時間において、周波数逓倍器の出力側に、信号Ｉ ＮＫＦの１つのＩＮＫ周期にわたって２５６個のパルスが得られる。 ＩＮＫＦ信号の周期持続時間はその都度、最後に測定されたインクリメント周 期の２５６番目の部分に対応する。間隙と間隙後の第１のインクリメントにわた ってＩＮＫＦ信号の持続時間は変化せずに留まり、従ってその持続時間は、間隙 周期と間隙後の第１のＩＮＫ周期から得られる、平均化された値である。 第３図には、角度時計２３０およびシーケンス制御部２４０が詳細に示されて いる。 逓倍されたインクリメント信号ＩＮＫＦは切換スイッチ３１５を介して角度計 数器３００に達する。切換スイッチ３１５の第２の入力側に、信号ＣＬＫが加わ る。切換スイッチ３１５は角度計数器３００に選択的に信号ＩＮＫＦないし信号 ＣＬＫを供給する。第２の入力量として、信号ＩＮＫＦが角度計数器３００に達 する。更に、角度計数器３００はバス１５０に接続されている。 バス３５０を介して、角度計数器３００は種々の比較レジスタ３０１，３０２ ，３０３，３０５および３０６に接続されている。切換装置は、ゲートアレイコ ントロールレジスタの出力信号に依存して制御される。角度計数器の内容が、比 較レジスタの内容に相応する値に達すると、相応の比較レジスタは信号を送出す る。 シーケンス制御部２４０は、実質的に種々の比較レジスタ３２１，３２２，３ ２３，３２４，３２５および３２６を有している。更に時間計数器３３０が設け られている。時間計数器には信号ＣＬＫが供給される。時間計数器はバス３５０ を介してレジスタ３２１ないし３２６に接続されている。比較レジスタ３２１な いし３１６並びに比較レジスタ３０１，３０２，３０３，３０５および３０６の 出力信号並びに時間計数器 ３３０の出力信号およびブロック３０４の出力信号は、更にゲートアレイコント ロールレジスタ３４０に接続されている制御部３１０に達する。制御部３１０は 、信号ＥＩＮ，ＭＯＤＥ、ＢＩＰＦ−Ｅ，ＩＳＯＬＬ，ＵＳＯＬＬおよびＷＵＰ −Ｅを送出する。 シーケンス制御部２４０は、角度時計２３０によって初期化されて、出力段１ ６０に対して制御信号ＥＩＮ，ＩＳＯＬＬ，ＵＳＯＬＬおよびＭＯＤＥのシーケ ンスを発生する。個々のレジスタ３０１，３０２，３０３，３０５および３０６ においてバス１５０を介してコントローラ１４０から値が書き込まれる。 比較レジスタ３０１における値は、予備噴射をトリガするために、電磁弁に電 流が流される、クランク軸の角度位置を指示する。第２の比較レジスタ３０２に は、主噴射ＨＥに対する相応の値がファイルされている。この角度値は、クラン ク軸のどの角度位置において電磁弁に電流を流すべきであるかを指示する。 比較レジスタ３０３において、角度時計が割り込み信号ＷＵＰ−Ｅを送出する 角度位置がファイルされており、この割り込み信号に基づいてコントローラ１４ ０は所定の計算ステップを実施する。 比較レジスタ３０５において、予備噴射に対する電磁弁の制御を終了すべきで あるかの角度位置がファイルされている。比較レジスタ３０６に、主噴射に対す る相応の値がファイルされている。 比較レジスタ３２１ないし３２６には、種々の信号をトリガする時間がファイ ルされている。 第４図には、角度時計２３０が詳細に図示されている。角度計数器３００が詳 細に示されている。角度計数器３００は、切換手段３１５の出力信号が供給され る１６ビット計数器４００を有している。更に角度計数器は、ＯＲブロック４２ ０の信号が供給される別の計数器４１０を有している。ＯＲブロックの第１の入 力側に、信号ＩＮＫＰが加わる。ＯＲブロックの第２の入力側は、制御部３０８ に接続されている。２つの計数器は更に、制御部３０８に接続されている。バス を介して計数器４００および４１０は種々の比較レジスタに接続されている。 コントロールレジスタ３４０に、インクリメント信号ＩＮＫが合理的でないこ と、または別のエラーが存在していることを指示する値がファイルされているな らば、切換スイッチ３１５は、信号ＩＮＫＦに代わって、信号ＣＬＫが使用され るように制御される。 別の計数器４１０の、最上位バイトととも称される最初の８つのビットは、信 号ＩＮＫＰが発生する都度、１だけ高められる。この別の計数器４１０の第２の ８つのビットは常時、値０をとる。このことは、別の計数器４１０が、合理的と 検出されたインクリメントパルスＩＮＫを計数することを意味している。間隙に よって欠けているパルスは、制御部３０８によって補 充される。このことは、間隙において制御部が、欠けている側縁に相応するパル スを送出することを意味する。 計数器４００の内容は、切換手段３１５の出力信号のパルスの都度高められる 。このことは、計数器４００が逓倍されたインクリメントパルスＩＮＫＦを計数 することを意味する。 別の計数器４１０が高められる都度、別の計数器４１０の内容は計数器４００ に書き込まれる。 有利には１６ビット計数器として実現されている計数器４００は、逓倍された 角度情報ＩＮＫＦの周波数によってタイミング制御される。計数器４００の計数 状態は、現クランク軸の位置に対応している。計数器４００ないし別の計数器４ １０の最初の８ビットは歯の数を指示しかつ計数器４００ないし別の計数器４１ ０の第２の８ビットは部分インクリメントＩＮＫＦの数を指示する。その際第２ の８ビットは０および２５６の間の計数状態を循環する。合理的と検出されたイ ンクリメントＩＮＫＰにおいてその都度、第２の８ビットは零にセットされる。 回転数が一定であってかつ周波数逓倍が正しければ、それぞれのインクリメン ト側縁において、角度計数器４００には２５６の倍数が存在しているはずである 。角度時計の、加速または減速によるクランク軸角度からの偏差に対して対抗措 置をとるために、角度時計 状態は信号ＩＮＫＰの側縁によって補正される。このために計数器４１０の内容 は信号ＩＮＫＰのそれぞれの側縁において計数器４００に転送され、これにより 角度計数器４００の第２の８ビットが零にセットされる。 更に、角度計数器４００は７２０°のクランク軸の後零にセットされる。この ために比較レジスタ３０７が用いられる。角度計数器の内容、殊に計数器４１０ の最初の８ビットが、７２０°の角度位置に相応する値に達するとき、角度計数 器４００は制御部３０８を介して零にリセットされる。 エラー発生時に、制御部３０８は角度測定、即ちインクリメントＩＮＫＦの計 数と、時間測定、即ち信号ＣＬＫの計数との間で切り替わる。このことは、コン トロールレジスタ３４０のビットが所定の値にセットされることによって行われ る。この値に依存して、切換手段３１５は相応の位置をとる。更に、制御部３０ ８はウェイクアップインタラプトを発生する。 本発明によれば、大きい方／一致比較レジスタ（Groesser-Gleich-Compare-Re gister）が使用される。角度時計に対するクロックは最後のインクリメント周期 に基づいて６°のクランク軸角度毎にしか追従調整されないので、角度時計は加 速の場合には著しく緩慢に、減速の場合には著しく迅速にタイミングをとられる 可能性がある。加速の場合、角度時計が相応の状態を 有する前に既に、次の歯側縁に達している可能性がある。問題は、一致の比較の 際に、目標値補正によって所望の角度時計状態が飛び越されるときに、生じる可 能性がある。零から６°までのインクリメントにおいて加速されると、大きな加 速の場合、値２５０に例えば達しない。その理由は、インクリメント側縁は既に 例えば角度時計状態２４０において発生しかつこの値は値２５６に補正されるか らである。２５０が噴射角度であるとすれば、ここでは信号が実現されないこと になる。大きい方／一致比較レジスタの使用によって、この不十分性を回避する ことができる。 角度ＭＶ_onおよびＭＶ_offに対する比較レジスタが１回より多く、電磁弁の制 御を行うことがないようにしなければならない。このことは、入力された角度の 複数回の巡回によって行うことができる。このために、比較レジスタは所謂シン グルショットレジスタとして構成されている。比較論理部は、角度によるオーバ ライトによって活性化されかつイベントがトリガされた後、信号を発生する能力 を失う。このようにして、相応のクランク軸角度において別の噴射信号が発生さ れることが妨げられる。リセットの後および／または同期の消失の後、比較論理 部は不活性状態である。 噴射に対する目標角度ＭＶ_ONおよびＭＶ_OFFはコントローラ１４０から比較レ ジスタ３０１，３０２，３０４および３０６に入力される。比較レジスタにおけ る値および計数器３００の値が一致するかまたは角度計数器３００における計数 状態が既に、比較レジスタにおける値より大きいとき、それぞれの比較レジスタ はシーケンス制御部３１０に対する信号を発生する。 シーケンス制御部２４０の時間計数器３３０は角度計数器３００の信号および 角度計数器の比較レジスタに束縛されている。それは、予備噴射および主噴射の 比較レジスタ３０１，３０２，３０５および３０６の比較レジスタ信号によって スタートされる。 比較レジスタ３０１にファイルされている角度に達すると、時間計数器３３０ は零においてスタートしかつ吸引電流調整部、ＢＩＰウィンドウおよび保持電流 調整部に対する状態が巡回する。比較レジスタ３０５ないし３０６にファイルさ れている計数状態に達すると、時間計数器３３０は新たに零にセットされかつ状 態迅速解消を実行する。状態迅速解消の巡回後、時間計数器３３０は零に保持さ れる。 角度時計における種々の比較レジスタおよびシーケンス制御部の出力信号から 出発して、シーケンス制御部はＥＩＮ信号およびＭＯＤＥ信号のシーケンスを発 生する。種々の電磁弁状態を発生するための信号ＥＩＮおよびＭＯＤＥのレベル の符号化は、比較レジスタおよび制御部３１０において後置接続されている論理 部によって実施される。 第５図には、種々の信号が時間に関して示されてい る。第１の行には、種々のインクリメントないし信号ＩＮＫないしＩＮＫＰが図 示されている。インクリメントは垂直方向の点線によって表されている。 第２行には、信号ＥＩＮが示されている。この信号は、比較的低いレベルおよ び比較的高いレベルを有している。この信号が比較的低いレベルを有している限 り、電磁弁には電流は流れない。時点ＭＶ_onから信号のレベルが上昇しかつ電磁 弁に電流が流れる。時点ＭＶ_offにおいて電流供給は停止される。 第３行に、信号ＭＯＤＥが示されている。この信号も比較的低いレベルと比較 的高いレベルを有している。 信号ＥＩＮの正の側縁ＭＶｏｎが生じる、クランク軸の角度位置は、比較レジ スタ３０２における主噴射および比較レジスタ３０１における予備噴射に対して ファイルされている。信号ＭＶｏｆｆに対する角度位置は比較レジスタ３０５に おける予備噴射および比較レジスタ３０６における主噴射に対してファイルされ ている。計数器３００の内容が比較レジスタ３０１，３０２，３０５および３０ ６にファイルされている値を上回るや否や、比較レジスタは信号を制御部に転送 する。それから制御部３１０は相応のレベルを有する相応の信号ＥＩＮを送出す る。 第３の行には信号ＭＯＤＥが図示されている、この信号も２つの値をとる。時 点ＭＶ_on以降、計数器３３ ０は零にセットされる。信号ＣＬＫのそれぞれのパルスにおいて、時間計数器の 内容が高められる。 時間計数器が主噴射に対する比較レジスタ３２３および予備噴射に対する比較 レジスタ３２６にファイルされている値に時間ｔ_aZないし時間ｔ_bipの間に達す ると、ＭＯＤＥ信号のレベルは変化する。 このことは持続時間ｔ_aZの期間に生じていることだが、信号ＥＩＮがその高い 値および信号ＭＯＤＥもその高い値をとっている限りは、電磁弁を流れる電流は その吸引値に調整される。このために、相応の値が信号ＩＳＯＬＬとしてシーケ ンス制御部３１０によって予め与えられる。 時間ｔ_aZの経過後時点T_aZにおいて信号ＭＯＤＥはその比較的低い信号レベル に低下する。このことは、持続時間ｔ_bipの経過後時点Ｔ_bipにおいて信号が再び その比較的高い値に上昇するまでの間続く。持続時間ｔ_bipに対する値は、主噴 射に対して比較レジスタ３２２にかつ予備噴射に対して比較レジスタ３２５にフ ァイルされている。時間計数器が相応を計数状態を有するや否や、ＭＯＤＥ信号 の相応のレベルが制御部３１０によってトリガされる。 時点Ｔ_aZとＴ_bipとの間の時間間隔は通例、ＢＩＰウィンドウまたはフリーホ イールフェーズと称される。このウィンドウ内に、時点ＢＩＰにおいて生じる、 電磁弁の閉鎖時点がある。このＢＩＰウィンドウは、信 号ＥＩＮの高い信号レベルおよび信号ＭＯＤＥの低い信号レベルによって定義さ れる。この時間間隔において、電磁弁における電圧は値ＵＳＯＬＬに制御される 。 電磁弁の先行する制御における時点Ｔｂｉｐから出発して、コントローラ１４ ０は信号ＭＶ_offに対する角度値を計算する。この値は相応の比較レジスタ３０ ５，３０６にファイルされる。角度計数器が相応の計数状態に達すると、信号は 角度時計から制御部３１０に伝送されかつ信号ＥＩＮはその比較的低いレベルを とる。 時点Ｔｂｉｐと時点ＭＶＯｆｆとの間の時間間隔は、保持電流フェーズと称さ れる。このフェーズは、信号ＥＩＮおよび信号ＭＯＤＥがその高いレベルをとる ことによって定義されている。 信号ＭＶ_offのトリガと同時に、時間計数器３３０はリセットされかつ時間ｔ_{l 1} がスタートされる。この時間ｔ_l1は比較レジスタ３２１にファイルされており かつ電磁弁の迅速解消が活性状態にある時間を指示する。この時間の間、信号Ｍ ＯＤＥはその低い方のレベルにあり、このことは、信号ＥＩＮの比較的低いレベ ルと関連して、迅速解消が活性化されていることを指示する。 持続時間ｔ_l1の経過後時点Ｔ_i1において、信号ＭＯＤＥはその高いレベルをと りかつ信号ＥＩＮはその低 い方のレベルをとる。この信号組み合わせによって、調量の外にある状態が定義 される。 この実施例により、噴射の持続時間にわたって調整される、一定の噴射圧によ って動作する新しい高圧ポンプを制御する可能性が提供される。この種の系は通 例、共通レール系と称される。ここで噴射量は噴射持続時間と比例しているので 、信号ＭＶ_onは角度時計から取り出され、一方信号ＭＶ_offは側縁ＭＶ_on後ない し信号ＢＩＰの後のプログラミング可能な時間において発生される。この信号は 時間計数器３３０によって用意される。 噴射のシーケンス制御部の構成も類似に構想されている。迅速解消が終了した 後、時間計数器３３０は零にセットされかつ次の信号ＭＶ_onまでリセットされた 状態に留まる。パワーオンリセットの後、時間計数器３３０は、角度ＭＶ_onまた はＭＶ_offに達するまで、零に留まる。 第６図には、６シリンダ内燃機関に対する例に基づいたインクリメントホイー ルが図示されている。個別シリンダの上死点はそれぞれ、ＯＴで表されている。 機関の１回転にクランク軸は２回回転するので、第１のシリンダおよび第４のシ リンダ、第２のシリンダおよび第５のシリンダ、第３のシリンダおよび第６のシ リンダの上死点が一致する。それぞれの上死点は、ＯＴ１．４．ＯＴ２，５およ びＯＴ３．６で表されてい る。 スタチックなウェイクアップインタラプトはＷＵＰＳによって表されかつダイ ナミックなウェイクアップインタラプトはＷＵＰＤによって表されている。これ らはそれぞれ、それぞれのシリンダの上死点の前の相応の数のインクリメントの ところに位置している。 目標値を比較レジスタ３０１，３０２，３０５および３０６に入力するために 、角度時計２３０は選択可能なインクリメントにおいて割り込み信号をコントロ ーラ１４０に送出する。このインタラプト信号ＷＵＰ−Ｅの発生の際に、コント ローラは噴射を制御するための角度値ＭＶｏｎ，ＭＶｏｆｆの計算を開始する。 計算後、この角度値は角度時計の比較レジスタ３０３に書き込まれる。角度計数 器が比較レジスタ３０３にファイルされている値に達するや否や、割り込み信号 ＷＵＰ−Ｅはコントローラ１４０に送出される。 角度時計２３０が種々の角度値の計算をトリガする割り込みの際に、２つの異 なった形式が区別される。即ち、スタチックなインタラプトＷＵＰＳとダイナミ ックなインタラプトＷＵＰＤとの間が区別される。これらの信号はコントローラ １４０により角度同期のために用いられる。ウェイクアップ信号は、所定のイン クリメントに達した際にコントローラを活性化する割り込みに相応する。コント ローラ１４０はこのインクリメントを予め計算しかつその値を比較レジスタ３０ ５におけるゲートアレイに書き込む。ゲートアレイによってコントローラをこの ように活性化するのは、コントローラが過剰な角度情報から解放されかつ所定の クランク軸位置においてしか活性状態にならない点で有利である。 スタチックなウェイクアップ信号ＷＵＰＳは、それぞれのシリンダのそれぞれ の上死点の前の一定の角度間隔によって発生される。２つのウェイクアップ信号 の間隔から、最後のシリンダセグメントの平均回転数が求められる。この回転数 は、所望量を以て、吐出開始および吐出終了に対する目標角度の特性マップ計算 に変換される。吐出開始の際、電磁弁遅延時間が一緒に考慮されなければならな い。その理由は、ポンプはこの時間の後漸く、燃料吐出を開始するからである。 このＢＩＰ時間は平均化された現回転数を以て角度に換算される。これにより吐 出開始角度が補正される。吐出角度は補正されずに留まる。結果は、電磁弁に流 す電流の開始および終了を表す２つの角度ＭＶｏｎおよびＭＶｏｆｆである。 スタチックなウェイクアップ信号ＷＵＰＳは、シリンダセグメントの開始を表 している。これにより、ＢＩＰ時間に対する角度補正値は、現シリンダのセグメ ント内の回転数変化を介して変化することができる。この理由から、ＢＩＰ角度 の計算は、できるだけ密に、実際のＭＶｏｎ角度に基づいて実施される。 このためにダイナミックウェイクアップインタラプトＷＵＰＤが生成される。 それが発生される角度は、セグメント始端における平均化された回転数によって 求められた吐出開始目標角度を用いて計算される。このことは、ウェイクアップ 後の角度の計算のためのプログラム実行時間，角度ＭＶｏｎおよびＭＶｏｆｆの 入力および生じ得る最大の加速を考慮して行われる。ダイナミックウェイクアッ プＷＵＰＤの発生のための角度値は、スタチックなウェイクアップにおける計算 後に角度時計の比較構成部に入力される。 スタチックなウェイクアップの位置に対してこのことは、それが、上死点の手 前の次のようなところに位置していなければならないことを意味する。即ち、吐 出開始および吐出持続時間並びにダイナミックウェイクアップＷＵＰＤに対する 角度計算、ダイナミックウェイクアップＷＵＰＤに対する角度の入力、ダイナミ ックウェイクアップの達成，ＭＶｏｎ角度の新たな計算および角度ＭＶｏｎおよ びＭＶｏｆｆの、角度時計の相応の比較レジスタへの入力が角度ＭＶｏｎに達す るまでの時間内に処理することができる程度に離れた手前である。 ダイナミックウェイクアップインタラプトＷＵＰＤによって制御されてコント ローラは、瞬時回転数に基づいて角度ＭＶｏｎを、実際のＭＶｏｎ角度にできる だけ密接するように計算する。ＭＶｏｎ角度の計算後 、角度ＭＶｏｎおよびＭＶｏｆｆは相応の比較レジスタに入力される。 種々異なった量から出発して、コントローラは、それが次の計算をスタートす る、クランク軸の角度位置を決定する。この角度位置をコントローラはゲートア レイに伝送する。それからゲートアレイは、角度位置に達したときに、割り込み 信号をコントローラに送出する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェルン ベックマン ドイツ連邦共和国 71282 ヘミンゲン エーベルディンガー シュトラーセ ７ (72)発明者 ベルント メスナー ドイツ連邦共和国 73529 シュヴェービ シュ グミュント ボイレンバッハヴェー ク ２ (72)発明者 ベルント ハウスマン ドイツ連邦共和国 74343 ザクセンハイ ム キルヒホーフシュトラーセ ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つ電磁弁が燃料調量の開始および終了を確定する、内燃機関 、殊にディーゼル内燃機関の制御系において、複数のインクリメジトパルスを発 生する少なくとも第１のセンサ（１１０）の信号を評価する第１の手段（１３０ ）と、少なくとも第２のセンサの信号を評価する第２の手段（１４０）とを備え 、該第２の手段は前以て決められた時点において角度量を前記第１の手段に送出 し、かつ該角度量および前記第１のセンサ（１１０）の信号に基づいて信号がト リガ可能である系。 ２．２つのインクリメントパルス間の間隔を複数の部分インクリメントに分割 可能である請求項１記載の系。 ３．第１の計数手段がインクリメントパルスを計数しかつ第２の計数手段が部 分インクリメントを計数する請求項２記載の系。 ４．第１の計数手段が変化する都度、第２の計数手段は零にセットされる請求 項３記載の系。 ５．第１の計数手段が前以て決められた値に達した際に、第１の計数手段およ び第２の計数手段は零にセット可能である請求項３および／または４記載の系。 ６．第１の計数手段および／または第２の計数手段は第１の手段に含まれてお り、かつ計数手段の内容が 角度量に相応するとき、信号がトリガ可能である請求項３から５までのいずれか １項記載の系。 ７．第１の計数手段が所定の値に達したとき、割り込み信号がトリガ可能であ る請求項３から６までのいずれか１項記載の系。 ８．計数手段の値が前以て決められた角度量より大きいかおよび／または等し いとき、電磁弁に対する制御信号がトリガ可能である請求項３から７までのいず れか１項記載の系。 ９．割り込み信号は、第２の手段による角度量の検出をトリガする請求項７ま たは８記載の系。 10．第１のセンサ（１１０）の信号は、部分インクリメントを計数する計数手 段の値が有効ウィンドウ内にあるとき、許容できるものと検出される請求項１か ら９までのいずれか１項記載の系。