DE3006633C2

DE3006633C2 -

Info

Publication number: DE3006633C2
Application number: DE3006633A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg De Wesemeyer; Georg 8431 Berg De Haubner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1988-09-08
Also published as: JPH0319913B2; FR2476756A1; DE3006633A1; FR2476756B1; JPS56132466A; US4359987A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem Rechner zur Berechnung des Zündzeitpunkts nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Zündanlage ist zum Beispiel aus der DE-OS 28 50 534, der DE-OS 28 51 336, der US-PS 40 99 495 und der DE-OS 25 39 113 bekannt. Bei diesen bekannten Zündungsrechnern sind eine Vielzahl von Zahlenwerten in wenigstens einem Festwertspeicher (ROM) gespeichert, wobei diese Werte Scharen von Zündverstellkenn linien bilden, die in Abhängigkeit von anliegenden Parametern ange wählt werden. Auf diese Weise ist sehr exakt einem bestimmten Be triebszustand der optimale Zündzeitpunkt zuzuordnen, jedoch erfor dert dies eine Vielzahl von Speicherplätzen. Weiterhin ist aus der DE-OS 23 03 182 eine Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschi ne bekannt geworden, mittels der sich die Genauigkeit der Ansteue rung weiter steigern läßt. Zu diesem Zweck ist eine Interpolations schaltung vorgesehen, mittels der es möglich ist, zwischen 4 benach barten Stützpunkten von Kennlinien aufgrund von Zwischenwerten einen neuen Wert zu errechnen, so daß die Genauigkeit der Ansteuerung wei ter erhöht wird, was jedoch zu einem erheblich komplexeren Steuerge rät führt, da die Steuergeräteschaltung in der Lage sein muß, die erforderlichen Rechenprozesse sehr schnell und in der erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Eine solchermaßen ausgestaltete Zündanla ge benötigt daher neben der Vielzahl von Speicherplätzen eine ent sprechend komplex ausgebildete Rechenvorrichtung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine rechnergesteuerte Zündanlage zu schaffen, die lediglich einen sehr kleinen Speicherbedarf für Daten aufweist, so daß vorzugsweise Einchiprechner zu verwenden sind, und die trotzdem eine hinreichend genaue Zündungssteuerung für Brenn kraftmaschinen mit wenigen Zylindern zuläßt. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nur die Werte einer Zündverstellkennlinie gespeichert sein müssen, wodurch die er forderliche Speicherkapazität sehr gering ist. Dies führt zu kleine ren, billigeren Speichern, während die vermehrten Rechenvorgänge ohne größeren Aufwand durch zusätzliche Programmschritte leicht rea lisiert werden können. Mit der erfindungsgemäßen Zündanlage sind da bei insbesondere Brennkraftmaschinen mit relativ wenigen Zylindern, wie Motorräder oder Bootsmotoren steuerbar, da insbesondere dort die etwas erhöhte Rechenzeit nicht von Bedeutung ist, da wegen der ge ringen Anzahl von Zylindern trotzdem ausreichend Rechenzeit zur Ver fügung steht. Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß die Stellenver schiebung bei Rechnern besonders einfach zu realisieren ist, da diese Maßnahme besonders wenig Rechenzeit erfordert. Durch die er findungsgemäße Maßnahme läßt sich daher eine preisgünstige Zündan lage schaffen, bei der trotzdem nicht auf eine Kennliniensteuerung verzichtet werden muß.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zündanlage möglich. Durch das Einspeichern einer weite ren Kennlinie wird erreicht, daß mit einem ebenfalls geringen Speicheraufwand eine weitere Genauigkeitssteigerung des Zündzeit punkts erreicht werden kann. Weitere Vereinfachungen werden insbe sondere durch die einfachere Registersteuerung gemäß Anspruch 4 er zielt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die wesentlichen, für die not wendigen Operationen benötigten Schaltungsteile eines Mikro rechners mit peripheren Anschlüssen,

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Interpolation von Kennlinien mit einer fest gespeicherten Kennlinie,

Fig. 3 ein Diagramm zur Er läuterung der Wirkungsweise der Interpolation mit zwei fest gespeicherten Kennlinien,

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Rechenoperationen zu Fig. 2 und Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Rechenoperationen zu Fig. 3.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In dem in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbild eines Mikro rechners 10 sind nur diejenigen Blöcke dargestellt, die für die benötigten Operationen wesentlich sind. Eine synchron mit der Brennkraftmaschine rotierende Geberanordnung 11 zur Erzeugung von Bezugsmarken, bzw. Drehzahlsignalen ist mit der zentralen Recheneinheit (ALU) 12 des Mikrorechners 10 verbunden. Weiterhin ist dieser Recheneinheit 12 das Signal eines Druckgebers 13 über einen Analog-Digital-Wandler 14 als Binärzahl zugeführt. Dieser Druckgeber 13 kann ein mit dem Saugrohr in Verbindung stehender Unterdruck-Geber sein, es können jedoch auch andere oder zusätzliche parameterab hängige Zahlenwerte der Recheneinheit 12 zugeführt werden. Solche zusätzlichen Parameter sind z. B. die Temperatur, die angesaugte Luftmenge, der Drosselklappenwinkel oder das Signal eines Klopfsensors.

Mit der Recheneinheit 12 sind über Busleitungen ein Festwert speicher (ROM) 15 sowie vier Register 16 bis 19 verbunden. Dabei dient das als Z-Register bezeichnete Register 16 zur Zwischenspeicherung des ermittelten Endzahlenwerts, dessen Auszählung gemäß dem angegebenen Stand der Technik den Zünd zeitpunkt und/oder den Schließzeitbeginn der Zündanlage vorgibt. Die als Register 1 und Register 2 bezeichneten Re gister 17 und 18 dienen der Zwischenspeicherung von Zahlen werten bei den später noch näher erläuterten Rechenoperationen. Im als P-Register bezeichneten Register 19 werden parameter abhängige Zahlenwerte zwischengespeichert, im dargestellten Beispiel also druckabhängige Zahlenwerte. In bekannter Weise ist die Recheneinheit 12 mit einem Zeitsteuerwerk 20 verbun den zur Vorgabe der Arbeitsabläufe, des Arbeitstakts und gegebenenfalls für den zeitlichen Ablauf benötigte Zeitinter valle. Schließlich ist die Recheneinheit 12 noch mit einer Zündungsendstufe 21 verbunden, die üblicherweise aus einem elektrischen Schalter im Primärzündkreis einer Zündspule besteht und im angegebenen Stand der Technik näher beschrie ben ist.

In dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm ist eine Schar von Zündverstellkennlinien dargestellt, die die Abhängigkeit der Drehzahl n vom Zündverstellwinkel ϕ vorgeben. Als Schar parameter dient der Druck p, der in Druckstufen von p 0 bis p 6 unterteilt ist. Ein druckabhängiger Wert wird im Geber 13 erfaßt, im Analog-Digital-Wandler in eine Binärzahl um gewandelt und im Register 19 zwischengespeichert, bis vom Zeitsteuerwerk 20 über das Rechenwerk 12 ein erneuter Druckwert abgefragt und zwischengespeichert wird. Das Be zugsmarkensignal (BM), das durch die Geberanordnung 11 er zeugt wird, liegt im dargestellten Beispiel 40° vor dem obe ren Totpunkt. Die mit der Ziffer 1 bezeichnete Zündver stellkennlinie ist die Kennlinie mit dem geringsten Zünd verstellwinkel zum oberen Totpunkt (ϕ = 0). Zwischen diesen Grenzen werden nun durch Interpolation weitere Kennlinien erzeugt, wobei die Zündung mit der Bezugsmarke die Kenn linie Null darstellt. Liegt der erfaßte Druck p unter dem Wert p 0 (großer Unterdruck), so wird die Kennlinie eins eingestellt. Bei ansteigendem Druck zwischen p 0 und p 6 (sinkender Unterdruck) wird sprungartig auf die Kennlinien 7/8 bis 1/4 übergangen. Steigt der Druck noch weiter an, so wird die Kennlinie 1/4 beibehalten. Diese Abstufung ist natürlich willkürlich. Es können gröbere oder feinere Ein teilungen eingestellt, bzw. berechnet werden. Als obere Grenz-Kennlinie kann auch eine andere Kennlinie gewählt werden, im Grenzfall die Kennlinie Null. Wesentlich ist, daß die einstellbaren Kennlinien zwischen der im ROM 15 gespeicherten Kennlinie 1 und Kennlinie 0 liegen müssen.

In dem in Fig. 3 dargestellten Diagramm ist die Interpolation von Kennlinien zwischen zwei im ROM gespeicherten Kennlinien ROM I = 1 und ROM II = 0) dargestellt. Anstelle der unver änderlichen Bezugsmarken-Kennlinie tritt nunmehr eine belie big speicherbare Kennlinie 0. Dies hat den Vorteil größerer Flexiblität in der Einstellung von Kennlinien, was durch eine doppelte Anzahl von Speicherplätzen erkauft werden muß, da nunmehr zwei Kennlinien eingespeichert werden müssen. Der Übergang zwischen den Kennlinien erfolgt gemäß Fig. 2.

In dem in Fig. 4 dargestellten Flußdiagramm sind die Rechen vorgänge zur Ermittlung der Kennlinienschar gemäß Fig. 2 dargestellt. Zunächst wird von der Recheneinheit 12 der Inhalt des Registers 19 abgefragt. Liegt der Druck p unter halb des unteren Grenzdrucks von p 0, so wird direkt auf die im ROM 15 gespeicherte Kennlinie umgeschaltet, d. h. der einer bestimmten Drehzahl entsprechende Zahlenwert dieser Kennlinie wird in das Z-Register übernommen und von der Bezugsmarke aus gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik ausgezählt. Entspricht der im Register 19 abgelegte Zahlenwert einem höheren Druck (p 1 bis p 6), so wird eine der Kennlinien 7/8 bis 1/4 vorgewählt, d. h. das entsprechende Rechenprogramm (Unterprogramm) eingeschaltet. Dies kann prinzipiell natürlich auch durch fest verdrahtete Rechen bausteine ausgeführt werden. Wird z. B. der Druck p 1 fest gestellt und damit die Kennlinie 7/8 angewählt, so wird zunächst der der davorliegenden Drehzahl entsprechende Zahlenwert der ROM-Kennlinie durch die Zahl 8 dividiert und dann im Register 17 abgelegt. Als nächster Rechen schritt wird vom ROM-Wert (RW) der im Register 17 abge legte Zahlenwert abgezogen und das Ergebnis in das Z-Register 16 eingespeichert und schließlich ausgezählt. Durch diese Rechenoperation wurde praktisch 1/8 der Differenz zwischen Bezugsmarkenwinkel und dem Winkel der ROM-Kennlinie gebildet und dieser Winkel vom Bezugsmarkenwinkel abgezogen. Bei der Kennlinie 3/4 erfolgt eine entsprechende Rechenoperation mit dem Unterschied, daß nunmehr der ROM-Wert (RW) nur durch den Zahlenwert 4 dividiert wird. Bei der Kennlinie 5/8 wird der RW zunächst durch den Zahlenwert 2 dividiert und das Ergebnis im Register 17 abgelegt. Anschließend wird der RW durch den Zahlenwert 8 dividiert und das Ergebnis im Register 18 abgelegt. Anschließend werden die Registerinhalte der Regi ster 17 und 18 addiert und das Ergebnis im Z-Register 16 abgelegt. Eine entsprechende Rechenoperation läuft für die Kennlinie 3/8 ab mit dem Unterschied, daß zunächst der RW durch den Zahlenwert 4 dividiert wird. Schließlich wird bei der Kennlinie 1/2 bzw. 1/4 der RW durch den Zahlenwert 2 bzw. 4 dividiert und das Ergebnis direkt im Z-Register abgelegt. Diese Rechenoperationen sind sehr einfach zu realisieren, da Divisionen durch die Zahlenwerte 2, 4 oder 8 durch einfache Stellenverschiebung erreicht werden können.

In dem in Fig. 5 dargestellten Flußdiagramm sind die zu Fig. 3 gehörenden Rechenoperationen grafisch dargestellt. Zunächst erfolgt eine Druckabfrage entsprechend Fig. 4, wobei nunmehr anstelle der ROM-Kennlinie die ROM-Kennlinie I tritt. Im dargestellten Beispiel wird von sieben inter polierten Kennlinien ausgegangen. Bei allen interpolierten Kennlinien wird zunächst die Differenz der beiden ROM- Werte gebildet (RW I-RW II). Anschließend wird eine Division durch einen Zahlenwert durchgeführt und das Er gebnis im Register 17 abgelegt. Dieser Zahlenwert ist bei den Kennlinien 7/8 und 1/8 der Zahlenwert 8, bei den Kenn linien 3/4, 3/8 und 1/4 der Zahlenwert 4 und bei den Kennlinien 5/8 und 1/2 der Zahlenwert 2. Bei den Kennlinien 7/8 und 3/4 wird anschließend der im Register 17 zwischen gespeicherte Zahlenwert vom RW I abgezogen und das Ergebnis im Z-Register 16 gespeichert. Bei den Kennlinien 1/2, 1/4 und 1/8 wird der im Register 17 gespeicherte Zahlenwert zum RW II addiert und das Ergebnis im Z-Register 16 abgelegt. Schließlich wird bei den Kennlinien 5/8 und 3/8 die Diffe renz der ROM-Werte (RW I-RW II) durch den Zahlenwert acht dividiert und das Ergebnis im Register 18 abgelegt. Anschlie ßend wird der RW II mit dem Inhalt der Register 17 und 18 addiert und das Ergebnis im Z-Register 16 abgelegt.

Es sei nochmals betont, daß durch aufwendigere oder einfachere Rechenverfahren eine größere oder eine geringere Anzahl von interpolierten Kennlinien eingestellt werden kann. Der zeit liche Ablauf der Operationen wird vorzugsweise so festgelegt, daß im Anschluß an den Zündzeitpunkt (Ende der Auszählung des im Z-Register 16 zwischengespeicherten Zahlenwerts) die Rechenoperationen durchgeführt werden, die zu einem erneuten Zahlenwert im Z-Register führen. Bei Auftreten einer erneu ten Bezugsmarke der Geberanordnung 11 erfolgt dann die Auszählung des Zahlenwerts.

Claims

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einem durch eine synchron mit der Brennkraftmaschine rotierende Geberanordnung gesteuerten Rechner zur Berechnung des Zündzeitpunkts und/oder des Schließzeit beginns und mit einem Festwertspeicher, dessen Speicherwerte in Ab hängigkeit der Signale der Geberanordnung sowie wenigstens eines weiteren Parameters dem Rechner zur Auszählung zuführbar sind, da durch gekennzeichnet, daß im Festwertspeicher (15) eine einzige Zündverstellkennlinie gespeichert ist, und daß durch in Abhängigkeit des wenigstens eines weiteren Parameters (p) durchgeführte Multipli kation oder Division durch Stellenverschiebung der jeweiligen Binär zahl der Stützstellen der gespeicherten Kennlinie weitere Kennlinien erzeugt werden.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fest wertspeicher (15) eine weitere Zündverstellkennlinie gespeichert ist, die für einen anderen Parameterwert des weiteren Parameters (p) maßgebend ist, und daß in Abhängigkeit des weiteren Parameters (p) weitere Kennlinien erzeugbar sind, die zwischen den beiden gespei cherten Kennlinien liegen.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Re chenvorgänge aus der Multiplikation bzw. Division parameterabhängi ger Faktoren mit der Differenz der Werte der beiden Kennlinien be stehen, wobei das Ergebnis einer der beiden Kennlinien zuaddiert wird.

4. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die anliegenden Parameterwerte einem Register (19) zuführbar sind, wobei in Abhängigkeit des jeweiligen Wertes wenig stens einer der Registerplätze belegt wird und daß durch dieses Re gister die verschiedenen Rechenoperationen einstellbar sind.

5. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß in Abhängigkeit der Parameterwerte der errechnete oder im Festwertspeicher (15) gespeicherte Kennlinienwert einem Re gister (16) zuführbar ist und ausgezählt wird, wobei das Auszählende den Zündzeitpunkt bzw. den Schließzeitbeginn festlegt.