DE3138716A1

DE3138716A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern des zuendzeitpunktes fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3138716A1
Application number: DE19813138716
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokosuka Kanagawa Yamaguchi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1981-09-29
Publication date: 1982-04-29
Also published as: US4425890A; JPS5945832B2; JPS5759061A; DE3138716C2

Description

~~ Λ —

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung und insbesondere eine Steuervorrichtung für den Zündzeitpunkt, bei der eine der Drehzahl der Maschine entsprechende Variable dazu benutzt wird, den Zündzeitpunkt festzulegen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zur Steuerung·des Zündzeitpunktes der oben beschriebenen Art, die eine Einrichtung aufweist, die abnorme Schwingungen der . Maschine aufgrund von Schwankungen des Zündzeitpunktes vermeidet, die Schwankungen in der wahrgenommenen Maschinendrehzahl entsprechen', die über ein gewisses Zeitintervall auftreten, nachdem der Maschinenbetrieb von einer Verzögerung auf eine Beschleunigung umge-

15. schaltet ist.

Es ist eine Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes vorgeschlagen worden, die einen Kleinrechner oder Mikrocomputer aufweist, der eine Grundkraftstoffeinspritz-Zeitdauer unter Verwendung der wahrgenommenen laufenden Maschinendrehzahl und des wahrgenommenen laufenden Durchsatzes der in die Maschine angesaugten Luft berechnet. Die Grundkraftstoffeinspritz-Zeitdauer wird anschliessend nach Massgabe anderer Parameter, beispielsweise nach Massgäbe von Konstanten nachgestellt, die durch die Temperatur des Maschinenkühlwassers, die Batteriespannung und das Ausgangssignal einer Sauerstoffmesseinrichtung bestimmt sind, die im Abgasleitungssystem vorgesehen ist. Der Mikrocomputer in der Steuervorrichtung bildet dann wieder

den Wert des Zündzeitpunktes, der der Maschinendrehzahl entspricht, aus einer in einem Festspeicher ROM. gespeicherten Kennlinie oder Charakteristik der Maschinendrehzahl gegenüber der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer, wenn entweder festgestellt wird, dass ein Drosselschalter angeschaltet ist, d.h. wenn festgestellt wird, dass das Drosselventil vollständig geschlossen ist, oder festgestellt wird, dass der Drosselschalter geöffnet ist, d.h. festgestellt wird, dass das Drosselventil nicht vollständig geschlossen ist. Immer dann, wenn sich die Kurbelwelle um 360°' gedreht hat, erfolgt eine Kraftstoffeinspritzung für die berechnete Einspritz-Zeitdauer und wird an einer berechneten Winkelstellung vor dem oberen Totpunkt immer dann eine Funkenzündung bewirkt, wenn eine bestimmte Anzahl von Bezugsimpulsen dem Rechner eingegeben ist.

Wenn der Maschinenbetrieb von einer Verzögerung, bei der " das Drosselventil geschlossen ist, auf eine Beschleunigung umschaltet, bei der das Drosselventil geöffnet ist, schwankt die Drehzahl der Maschine für ein gewisses Zeitintervall aufgrund von Torsionsschwingungen des Antriebssystems einschliesslich der Maschine und des Getriebes. Diese Schwingungen werden dadurch erzeugt, dass das Antriebssystem, das vorher während der Verzögerung durch den Fahr-*.

zeugkörper angetrieben wurde, beginnt, den Fahrzeugkörper im entgegengesetzten Sinn während der Beschleunigung anzutreiben. Der Wert der durch den Kurbelwinkelsensor wahrgenommenen Maschinendrehzahl schwankt daher mit einer dem Antriebssystem inhärenten Frequenz.

. '

Wie es oben beschrieben wurde, wird der optimale Winkelwert für den Zündzeitpunkt bei offenem Drosselventil nach Massgabe der wahrgenommenen laufenden Maschinendrehzahl

■ ■

-K-

und der korrigierten Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer wiedergewonnen, die entsprechend der Maschinendrehzahl berechnet wird. Wenn daher die Maschinendrehzahl schwankt, schwankt auch die korrigierte Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer, so dass der nach Massgabe der wahrgenommenen aktuellen Maschinendrehzahl und nach Massgabe der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer vom Festspeicher ROM gewonnene Zündzeitpunkt stark schwankt. Wenn der Zündzeitpunkt schwankt, schwankt auch das Ausgangsdrehmoment der Maschine, so dass für ein kurzes Zeitintervall nach einer Änderung des Betriebes des Fahrzeuges von einer Verzögerung auf eine Beschleunigung das Fahrzeug vor und zurück in Längsrichtung zu schwingen beginnt, was den Fahrkomfort für die Insassen beeinträchtigt.

Durch die Erfindung' soll daier eine Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes für eine Maschine mit Funkenzündung geschaffen werden, die abnorme Schwingungen des Fahrzeuges aufgrund von Schwankungen des Zündzeitpunktes vermeidet.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung umfasst eine Einrichtung, die die Maschinendreh-.zahl'wahrnimmt und einen ersten die Maschinendrehzahl wiedergebenden Parameter ausgibt, und eine Einrichtung, die unter Verwendung des ersten und einer Anzahl zweiter Arbeitsparameter die eingespritzte Kraftstoffmenge berechnet, um einen dritten,die eingespritzte Kraftstoffmenge angebenden Parameter auszugeben. Die Vorrichtung umfasst auch eine Einrichtung zum Glätten des ersten oder wenigstens eines der Anzahl der zweiten Parameter sowie eine Einrichtung zum Berechnen des Zündzeitpunktes unter Verwendung des ersten Parameters und der Anzahl an zweiten

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Parameters, von denen wenigstens einer durch die Glättungseinrichtung geglättet ist.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben··

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes, die die erfindungsgemässe Art der Steuerung ausführt.

Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Drehzahl und

dem Zündvorstellwinkel vor dem oberen Totpunkt.

Fig. 3 . zeigt die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl, der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer ■ ■ und dem Zündvorstellwinkel vor dem oberen Totpunkt.

Fig. 4 zeigt in einem Zeitdiagramm das Ausgangssignal

des Kurbelwinkel·sensors, den Inhalt eines ersten Registers, den Inhalt eines ersten Zählers und die Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer.

Fig. 5 zeigt in einem Zeitdiagramm die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors, dem Taktimpulssignal und dem Inhalt eines zweiten Zählers..

Fog. 6 zeigt in einem Flussdiagramm die Ausführung

der Berechnung der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer.

Fig. 7 zeigt in einem Flussdiagramm die Ausführung der Berechnung des Zündzeitpunktes. ■ .

Fig. 8 zeigt eine zweidimensionale grafische Darstellung von Fig. 3.

Fig. 9 zeigt in einem gegenüber Fig. 6 abgewandelten Flussdiagramm die Berechnung der Kraftstoff-

einspritz-Zeitdauer.

Fig. 10 zeigt in einem gegenüber Fig. 7 abgewandelten Flussdiagramm die Berechnung des Zündzeitpunktes.

Fig. 11 zeigt ein weiteres abgewandeltes Flussdiagramm von Fig. 6.

Fig. 12 zeigt ein weiteres abgewandeltes Flussdiagramm

von Fig. 7.

Fig. 13 zeigt eine Darstellung der jeweiligen Kennlinien der Grundkraftstoffparameter, nämlich der Maschinendrehzahl, des Zündvorstellwinkels vor dem oberen Totpunkt und der Fahrzeugbeschleunigung, insbesondere im Übergangsbereich nach einer Umschaltung des Fahrzeuges von einer Verzögerung auf eine Beschleunigung. 25

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes dargestellt, die die erfindungsgemässe Steuerung des Zündzeitpunktes durchführt. Die Vorrichtung weist einen Kurbelwinkelsensor 1 auf, der einen Einheitsimpuls immer dann, wenn sich die nicht dargestellte Kurbelwelle um eine Winkeleinheit von beispielsweise 1° gedreht hat, und einen Bezugswinkelimpuls immer dann erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle um einen Bezugswinkel von 120° bei einer 4-Takt-6-Zylindermaschine und von 180° bei einer 4-Takt-4-Zylindermaschine gedreht hat. Die Vorrichtung weist weiterhin einen Luftströmungsmesser 2, der

den Durchsatz der in die nicht dargestellte Maschine angesaugten Luft bestimmt,und einen Drosselschalter 3 auf, der feststellt, ob das nicht dargestellte Drosselventil vollständig geöffnet ist oder nicht. '·■■■"'■..

Es ist weiterhin ein Mikrocomputer oder Kleinrechner 4 vorgesehen, der einen Taktimpulsgenerator 5, eine Eingabe/AusgabeSteuereinheit 6, eine zentrale Datenveraxbeitungseinheit 7, einen Festspeicher ROM 8 und einen Speicher RAM mit direktem Zugriff 9 aufweist. Weiterhin ist ein Kraftstoffeinspritzventil 10 vorgesehen, das mit der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 verbunden ist. Eine Zündeinrichtung 11 enthält einen Transistor 12, der mit der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 verbunden ist, eine Zündspule 13, die mit dem Transistor 12 verbunden ist, einen Verteiler 14, der mit der Zündspule 13 verbunden ist.und eine Anzahl von Zündkerzen 15. Die ' Schaltung kann gleichfalls bekannte Transistorschutzeinrichtungen,beispielsweise eine nicht dargestellte Diodenschaltung aufweisen.

Während des Betriebes zählt der Mikrocomputer 4 die Einheitsimpulse vom Kurbelwinkelsensor 1. während eines festen Zeitintervalls über die Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6,· um die Maschinendrehzahl N zu berechnen. Das Ausgangssignal des Luftströmungsmessers 2 wird einer Analogdigitalumwandlung in der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 unterworfen, um ein Signal Q zu liefern, das den Durchsatz der angesaugten'Luft angibt. Der Mikrocomputer arbeitet auf ein im Festspeicher ROM 8 gespeichertes Programm ansprechend, um. eine eingespritzte Grundkraftstoff menge zu bestimmen. Die Berechnungswiederholung kann auf die Umdrehung der Kurbelwelle der Maschine ansprechend oder .in einem festen'.Zeitintervall erfolgen. Vorzugsweise berechnet der Mikrocomputer 4 die eingespritzte Grundkraft-

stoffmenge oder die Impulsdauer T in konstanten Zeit-Intervallen von beispielsweise 10 ms, wobei dann die korrigierte Kraftstoffeinspritzimpulsbreite oder Dauer T_i gegeben ist durch
5

^TP ^{= K}oT <¹>

T₁ = T_p(1 +K₁)K₂ (2)

wobei K eine- Konstante ist, die entsprechend der

Charakteristik des Kraftstoff einspritzventil 10 und des ·Luftströmungsmessers 2 bestimmt ist, K₁ eine
Korrekturkonstante ist, die entsprechend der Temperatur des Maschinenkühlwassers und der Ausgangsspannung der Fahrzeugbatterie bestimmt ist,und K- eine Korrekturkonstante ist, die nach Massgabe des Ausg.angssignales des Sauerstoffsensors im Abgasleitungssystem bestimmt , ist.

Die Einspritzimpulsdauer T., die in dieser Weise berechnet wird, wird in ein erstes Register 6a der Eingabe/ Ausgabesteuerschaltung 6 eingegeben. Die Berechnung
des Zündzeitpunktes kann im Hauptprogramm des Mikrocomputers 4 erfolgen, wohingegen die Berechnung des

Wertes T in einem Unterbrechungsunterprogramm immer dann erfolgen kann, wenn der Taktgeber des Computersystems ein bestimmtes Zeitintervall von beispielsweise 10 ms zählt. Das Hauptprogramm wird manchmal auch als Hintergrundprogramm bezeichnet. · ■

Die Berechnung des Zündzeitpunktes kann auf einer Anzahl von Wegen erfolgen, wie es im folgenden mehr im einzelnen beschrieben wird. Im allgemeinen wird zunächst bestimmt, ob der Drosselschalter 3 angeschaltet ist oder nicht-

4M ■ . - fr -

Wenn bei einem Ausführungsbeispiel der Schalter 3 angeschaltet ist, d.h. wenn das Drosselventil vollständig geschlossen ist, wird ein Wert für den Zündzeitpunkt, der der wahrgenommenen Maschinendrehzahl N entspricht, aus den in Fig. 2 dargestellten Kenndaten gewonnen, die im Festspeicher ROM 8 gespeichert sind. Die ge- . wonnenen Daten werden in einem zweiten Register 6b der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 gespeichert. Wenn andererseits der Drosselschalter 3 geöffnet ist, d.h. wenn das Drosselventil nicht vollständig geschlossen· ist, wird der berechnete Wert T geglättet oder gewichtet, um einen Wert T ' in der folgenden Weise zu bilden:

τ ' = —K- χ T + ⁿ~¹ χ RAM-E₁ ■ (3) pnpn I

wobei η eine bestimmte Konstante ist und RAM-E₁ den Wert von T bezeichnet, der während der vorhergehenden Berechnung erhalten und an der Adresse E.. des Speichers mit direktem Zugriff RAM 9 gespeichert wurde. Der Zündzeitpunkt wird daher durch die geglättete Einspritzzeitdauer T ' und die wahrgenommene Maschinendrehzahl N aus den im Festspeicher ROM 8 gespeicherten Kennwerten von Fig. 3 bestimmt.

Der Wert der Zündvorstellung, der in dieser Weise berechnet wird, wird anschliessend im zweiten Register 6b der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 gespeichert.

Die Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 betreibt das Kraftstoff einspritzventil 10 zum Einspritzen des Kraftstoffes nach Massgabe des Inhalts des ersten Registers 6a immer wenn sich die Kurbelwelle um einen bestimmten Winkel gedreht hat, d.h. immer dann, wenn drei Bezugswinkelimpulse

der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 bei einer 6-Zylindermaschine oder zwei Bezugswinkelimpulse der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 bei einer 4-Zylindermaschine eingegeben sind. Wie es beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, wird immer dann, wenn drei Bezugswinkelimpulse S-der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 bei einer 6-Zylindermaschine eingegeben sind, der Inhalt A₁ des ersten Registers 6a auf den ersten Zähler 6c der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung übertragen, wobei zu diesem Zeitpunkt das Kraftstoffeinspritzventil 10 geöffnet wird. Der Zähler 6c zählt auf Taktimpule hoher Frequenz vom Taktimpulsgenerator 5 ansprechend ab. Verglichen mit dem Bezugswinkelimpulssignal vom Kurbelwinkelsensor 1 haben die Taktimpulse eine sehr kurze Periode, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Taktimpulse werden im Zähler 6c gezahlt, wobei dann, wenn dea: Inhalt des Zählers 6c gleich Null wird, das Kraftstoffeinspritzventil 10 geschlossen wird. Die Zeitdauer, während der das Kraftstoffeinspritzventil 1 0 geöffnet ist, ist gleich der Kraftstoffeinspritzimpulsdauer Ti, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Jeder Bezugswinkelimpuls S₁ wird an einer festen Winkelposition vor dem oberen Totpunkt, beispielsweise bei erzeugt. Die Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 betreibt die Zündvorrichtung 11 immer dann, wenn ein Bezugswinkelimpuls S- eingegeben wird, nach Massgabe des Inhalts des zweiten Registers 6b. Wie es beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, wird der Bezugswinkelimpuls S₁ an der Winkelstelle 70° vor dem oberen Totpunkt T-, eingegeben.

Auf dieses Signal ansprechend, wird der Inhalt B₁ des zweiten Registers 6b auf einen zweiten Zähler 6d übertragen. Der Zähler 6d empfängt die Taktimpulse mit einer, verglichen mit dem Bezugswinkelimpulssignal S₁ sehr kurzen Periode und zählt diese Impulse ab. Gleichzeitig beginnt

ein elektrischer Strom durch den Transistor 12 und die Zündspule 13 zu fliessen. Wenn der Inhalt des zweiten Zählers 6d gleich Null wird, sperrt der Transistor 12, wodurch eine Funkenzündung erfolgt. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Kurbelwinkel B¹ vom Zündzeitpunkt T bis zum oberen Totpunkt T_d den Zündvorstellwinkel vor dem oberen Totpunkt T^.

In den Fig. 6 und 7 ist ein Verfahren zum Programmieren des Mikrocomputers 4 dargestellt, um die Arbeit der Steuervorrichtung zu bewirken.- .

In Fig. 6 ist das Flussdiagramm eines Unterbrechungs-Unterprograrams zum Berechnen der Exnspritzimpulsdauer

T. dargestellt. Im Schritt P₁ werden die wahrgenommene laufende Maschinendrehzahl N und der Durchsatz der angesaugten Luft Q in die Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 eingelesen, woraufhin.im Schritt P₂ der Wert T In^- der zentralen Datenverarbeitungseinheit 7 nach der Gleichung

(1) berechnet wird. Im Schritt P₃ wird bestimmt, ob der Inhalt des Speichers mit direktem Zugriff RAM 9 an der Adresse E₁ , d.h. der Wert von T , der während des vorhergehenden Rechenvorganges berechnet wurde, gleich Null ist oder nicht. Wenn die Entscheidung negativ ist, geht das Programm auf den Schritt P₄ über, an dem bestimmt wird, ob der Absolutwert des Unterschiedes T-RAM.E/ grosser als ein bestimmter Wert M₁ ist, wobei RAM.E₁ den letzten Wert von T bezeichnet, der an der Adresse E₁ des Speichers mit direktem Zugriff RAM 9 gespeichert ist. Wenn die Entscheidung negativ ist, geht das Programm auf den Schritt Pr über, wo der Ausdruck

T ' = χ T + —^— χ RAM.E₁ berechnet und das Ergebnis

pn pn I

an der Adresse RAM.E- gespeichert wird. Wie es oben be-

-Vt-

schrieben wurde, besteht die Berechnete Zeitdauer T ' aus der Summe des gewichteten letzten im Speicher an der Adresse RAM-E₁ gespeicherten Wertes und des diesmal berechneten und gewichteten Wertes T . Wenn das in Fig. 6 dargestellte Unterprogramm alle 10 ms wiederholt wird, liegt der geeignete Werte η im Bereich von 32 bis 128, vorzugsweise bei 64.

Wenn andererseits die Entscheidung am Programmschritt P₃ positiv ist, was anzeigt, dass die Maschine gerade angelassen wurde und die Anfangsberechnung erfolgt, bei der der Inhalt der Adresse E₁ des Speichers RAM gleich Null ist, geht das Programm auf den Schritt P_ß über,"an dem der im Schritt P₀ berechnete Werte T an '5 der Adresse E₁ in den Speicher RAM eingeschrieben wird.-

Wenn die Entscheidung im Programmschritt P^ positiv ist, zeigt das an, dass der Unterschied im Absolutwert von (T - RAM-E₁) sehr gross ist, und einer plötzlichen Änderung im optimalen Wert des Zündzeitpunktes, beispielsweise zu einem Zeitpunkt entspricht, an dem das Drosselventil von der geschlossenen Stellung auf eine offene Stellung übergeht. In einer solchen Situation ist es notwendig, den Zündzeitpunkt plötzlich zu ändern, um

²^ einem neuen optimalen Wert zu folgen, so dass das Programm auf den Schritt P_g übergeht, indem der Wert T , wie . er im Schritt P₂ berechnet wurde, an der Adresse E--in den Speicher RAM eingeschrieben wird.

Im Schritt P₇ wird die tatsächliche Kraftstoffeinspritzimpulsdauer T. = T (1 + K₁J-K₀ entsprechend dem Wert 1 ρ ι δ

T berechnet, der im Schritt P₉ berechnet wurde, wobei

P ^z

das Ergebnis in das erste Register 6a der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 eingegeben wird. Nach dem Programm-35

4* "

. - 12 -■

schritt P- kehrt das Unterbrechungs-Unterprogramm zum Hauptprograinm zurück, das im Flussdiagramm in Fig. 7 dargestellt ist.

Wenn das Hauptprogramm in Fig. 7 zum ersten Mal abzulaufen beginnt, werden verschiedene Parameter, beispielsweise der Wert E₁ =0 eingeführt. Nach der Einführung der Parameter wird im Schritt Pg bestimmt, ob das Drosselventil vollständig geschlossen ist oder nicht. Wenn das Entscheidungsergebnis positiv ist, geht das Programm auf den Schritt F über, wo ein Zündzeitpunkt entsprechend der vorliegenden Maschinendrehzahl N nach Massgabe der in Fig. 2 dargestellten und im Speicher ROM 8 gespeicherten Kennwerte unter Verwendung des Tabellen-Suchverfahrens berechnet wird.

Wenn andererseits das Entscheidungsergebnis im Schritt P_R negativ ist, wird ein Zündzeitpunkt bestimmt, der dem Wert von T oder T ', der an der Adresse.E.. des Speichers RAM gespeichert ist, und der wahrgenommenen Maschinendrehzahl entsprechend den in Fig. 3 dargestellten Kennwerten entspricht, die im Speicher ROM 8 gespeichert sind. Im Schritt P₁₁ wird der im Schritt P₉ oder P₁₀ berechnete Wert des Zündzeitpunktes in das.zweite Register 6b der Eingabe/Ausgabesteuerschaltung 6 eingegeben.

Im Schritt P₁₂ können andere Rechenvorgänge ausgeführt werden, wobei das Hauptprogramm in einer Schleife..aum Schritt Pg zurückgeht, um den Ablauf zu wiederholen. Jedesmal wenn ein Bezugswinkelimpuls am Mikrocomputer 4 liegt, wird die Zündvorrichtung 11 betätigt, um den Inhalt des zweiten Registers 6b in der in Fig.: 5 dargestellten Weise abzuzählen.

Die in Fig. 3 dargestellten Kennlinien und Kennwerte können in eine zweidimensionale Darstellung gebracht

werden, die in Fig. 8 dargeste'llt ist, wobei jeder· Zahlenwert mit einem davor befindlichen Punkt die Winkelgrade des Zündvorstellwinkels vor dem oberen Totpunkt bezeichnet und jede der jeweiligen Kurven durch gleiche Zündvorstellwinkel vor dem oberen Totpunkt geht. Wenn in Fig. 8 der Gradient des Zündzeitpunktes, der Änderungen im Wert T !entspricht, gross ist, und der Gradient des Zündzeitpunktes, der Änderungen in der Drehzahl N entspricht, klein ist, muss nur der Wert T geglättet werden, wie es in Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Es ist in ähnlicher Weise möglich, den Wert der Maschinendrehzahl N unter Verwendung einer Formel, wie sie in Gleichung (3) dargestellt ist, wenn N den Wert T ersetzt,und unter Verwendung des Inhalts zu glätten, der im bezeichneten Register E₂ gespeichert ist. Wenn der Gradient des Zündzeitpunktes, d=r Änderungen im Wert T entspricht, klein ist, und wenn der Gradient des Zündzeitpunktes, der Änderungen im Wert N entspricht, gross ist, muss nur der Wert N geglättet werden. Wenn der Gradient des Zündzeit-

20· punktes, der Änderungen sowohl im Wert N als auch im Wert T entspricht, gross ist, sollten beide Werte N und T geglättet werden.

In den Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Verfahren der Programmierung des Mikrocomputers 4 dargestellt, um die Arbeit der Steuervorrichtung zu bewirken. Fig* 9 zeigt ein Unterbrechungs-Unterprogramm, das ähnlich dem in Fig. 6 dargestellten Programm ist, während Fig. 10 ähnlich wie Fig. 7 das Hauptprogramm zeigt. In den Schritten P₁^ ^und Ρ-ιλ werden die Werte Q und'N gelesen und wird

T berechnet. Der Speicherplatz E₂ wird dann im Schritt .P₁₅ überprüft und wenn der Inhalt des Speicherplatzes E₂ gleich Null ist, wird der Wert N im Schritt P an dem

18 Speicherplatz E₂ eingeschrieben. Anderenfalls geht das Programm auf den Schritt P₁g über und wird die

Differenz (Absolutwert) N-RAM.E„ mit einer bestimmten Konstanten M- verglichen. Wenn die Differenz kleiner als M₂ ist, führt das Programm eine Glättung unter Verwendung einer Gleichung (3) ähnlichen Formel, nämlich der Formel aus:

N¹ = —— X N + χ RAM.E^ (4)

η η 4

Der geglättete Wert, von N¹ wird an der Adresse E₂ des Speichers RAM gespeichert. Das Programm geht dann auf den Schritt P_1g über/ um den Wert Ti zu berechnen.

Wie es in Fig. 10 dargestellt ist, ähnelt das Hauptprogramm dem in Fig. 7 dargestellten Programm , wobei in den .Schritten P₂₂ und P₂- der geglättete Wert von N' verwandt wird, der bei RAM.E₂ gespeichert ist.

In den Fig. 11 und 12 ist ein weiteres Verfahren zum Programmieren des Mikrocomputers 4 dargestellt, um die Arbeit der Steuervorrichtung zu bewirken. Fig. 11 kombiniert die Glättungsoperationen von Fig. 6 und 9. In den Schritten P₃₀ und P₃₁ werden die Werte Q und N gelesen und wird T berechnet. Die Schritte P,., bis

P_, führen die Glättung des Wertes T ' ähnlich wie die

JD Jr.

Schritte P₃ bis P_fi in Fig. 6 aus. Weitere Programmschritte P₃₇ bis P₄₀ führen die Glättung von N¹ ähnlich wie die Programmschritte P₁₁- bis P..« in Fig. 9 aus. Im Schritt P₄₁ wird die Kraftstoffeinspritzimpulsbreite "Ti berechnet, woraufhin das Programm zum Hauptprogramm 0 zurückkehrt, das in Fig. 12 dargestellt ist.

In Fig. 12 werden in der dargestellten Weise in den Schritten P₄₆ und P₄₇ die Werte an den Adressen E^ und E₂ des Speichers RAM verwandt. Die Glättungsoperation wird so 5 wohl für T als N verwandt, um den Zündzeitpunkt zu bilden.

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In Fig. 13 gibt der mit X bezeichnete Bereich, der sich auf der linken Seite der vertikalen, geraden unterbrochenen Linie befindet, die Zeit wieder, während der das Fahrzeug verzögert wird, wohingegen der Bereich, der mit Y bezeichnet ist und auf der rechten Seite der verikalen unterbrochenen Linie liegt, eine Zeit wiedergibt, während der das Fahrzeug beschleunigt wird. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, dass während eines bestimmten Zeitintervalls nach einer Änderung der Fahrverhältnisse.des Fahrzeuges von einer Verzögerung auf eine Beschleunigung Schwankungen in der Beschleunigung Sg in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges, im Vorstellwinkel S_g des Zündzeitpunktes i in der Drehzahl der Maschine S₇ und im Grundkraftstoffparamettr T„ stark vermindert sind, wie es durch ausgezogene Linien auf der Seite der Beschleunigung dargestellt ist, wobei die unterbrochenen Linien für S_n, S₀, S- und T_n'die jeweiligen Kennlinien ohne

/ O y ir

Verwendung der Glättungsschaltungen wiedergeben.

es ist ersichtlich, dass die Berechnung des Zündzeitpunktes unter Verwendung sowohl des geglätteten Maschinendrehzahlsignales N¹ als auch des geglätteten Grundkraftstoffeinspritz-Impulsdauersignals T ' erfolgen kann,oder dass der Zündzeitpunkt unter Verwendung entweder eines geglätteten Grundkraftstoffeinspritz-Impulsdauersignales T ' und eines nicht geglätteten Maschinendrehzahlsignales N oder eines nicht geglätteten Grundkraftstoffeinspritz-Impulsdauersignales T und eines geglätteten Maschinendrehzahlsignales N¹ berechnet werden kann, um die Schwankungen herabzusetzen, wie es oben beschrieben wurde. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sollte die Glättungszeitkqnstante einen derartigen Wert haben, dass Schwankungen mit sehr kurzen Perioden.. in der oben beschriebenen Weise ausreichend geglättet werden und dass den er-

forderlichen Änderungen im Maschinendrehzahlsignal und im Grundkraftstoffeinspritz-Impulsdauersignal im wesentlichen gefolgt wird. Gemäss der Erfindung werden geglättete Werte für die Berechnung nur dann verwandt, wenn das Drosselventil offen ist, so dass die Werte für N und T keine plötzlichen Änderungen ausser während der Zeit zeigen, während der die Schwankungen auftreten, wie es oben beschrieben wurde.

Leerseite

Claims

10 PATENTANSPRÜCHE

1. ) Vorrichtung zum Steuern des Zündzeitpunktes für die Funkenzündung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung/ gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Drehzahl der Maschine wahrnimmt, um einen ersten Parameter auszugeben, der die Maschinendrehzahl angibt, eine Einrichtung, die die eingespritzte Kraftstoffmenge unter Verwendung des ersten Parameters und wenigstens eines zweiten Betriebsparameters berechnet, um eiren dritten Parameter auszugeben, der die eingespritzte Kraftstoffmenge angibt, eine Einrichtung zum Glätten wenigsters des ersten oder des dritten Parameters und eine Einrichtung, die den' Zündzeitpunkt unter Verwendung des ersten Parameters und des dritten Parameters

15

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β)

bestimmt, von denen wenigstens einer bereits durch die Glättungseinrichtung geglättet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Maschine mit einem Drosselventil zum Steuern des Durchsatzes· der in die Maschine angesaugten Luft versehen ist, dass weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, die wahrnimmt, ob das Drosselventil vollständig geschlossen ist₍und dass die den Zündzeitpunkt bestimmende Einrichtung darauf ansprechend arbeitet, dass festgestellt wird, dass der Drosselschalter nicht vollständig geschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Glättungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, die den gewichteten Mittelwert wenigstens des ersten oder des dritten Parameters • nach einer bestimmten Beziehung bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , dass die bestimmte Beziehung gegeben ist durch

ι _ 1 .. _m . n-1

T ' = ——- X T + -^-^ χ RAM.E pnpn

wobei T ' der gewichtete Mittelwert ist, T der berechnete Wert des dritten. Parameters ist, RAM.E ein vorher erhaltener gewichteter

bezeichnet.

gewichteter Mittelwert T ' ist und η eine bestimmte Konstante

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtung zur Berechnung,zur Glättung und zur Bestimmung des Zündzeitpunktes einen Mikrocomputer aufweist , und dass T die eingespritzte Kraftstoffmenge bezeichnet, η im Bereich von 32 bis 128 liegt und T ' in Intervallen von 10 ms berechnet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die bestimmte Beziehung gegeben ist durch

N¹ = - x N + — X RAM.E¹ ,

ⁿ1 ⁿ1

wobei N¹ der gewichtete Mittelwert, N der berechnete Wert des" dritten Parameters, RAM.E¹ ein vorher erhaltener gewichteter Mittelwert von N¹ und n.. eine bestimmte Konstante sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e. kennzeichnet , dass die Einrichtung zur Berechnung, zur Glättung und zur Bestimmung des Zündzeitpunktes einen Ilikrocomputer aufweist und dass N die eingespritzte Kraftstoffmenge bezeichnet, n. im Bereich von 32 bis 128 liegt und N¹ in Intervallen von 10 ms berechnet w;.rd.

8. Verfahren zum Steuern des Zündzeitpunktes für die Funkenzündung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, dadurch gekennzeichnet , dass die Maschinendrehzahl wahrgenommen wird, um einen ersten Parameter auszugeben, der die Maschinendrehzahl angibt, dass die eingespritzte Kraftstoffmenge unter Verwendung des ersten Parameters und wenigstens eines zweiten Betriebsparameters berechnet wird, um einen dritten Parameter auszugeben, der die eingespritzte Kraftstoffmenge angibt, dass wenigstens der erste oder der dritte Parameter geglättet wird, und dass der Zündzeitpunkt unter Verwendung des ersten Parameters und des dritten Parameters bestimmt wird, von denen wenigstens einer bereits '30 geglättet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestimmten des Zündzeitpunktes festgestellt wird, ob ein Drosselventil, das den Durch-

satz der in die Maschine angesaugten Luft steuert/ vollständig geschlossen ist, und dass gewählt wird, welcher geglättete Parameter bei der Bestimmung des Zündzeitpunktes darauf ansprechend benutzt werden sollte, dass das Drosselventil vollständig geschlossen ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e -

kennzeichnet, dass beim Glätten ein gewichteter Mittelwert wenigstens des ersten oder dritten Parameters nach einer bestimmten Beziehung gebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die bestimmte Beziehung gegeben ist

als - ' ■·....-■

, _ 1 .. m . n-1

T ' = - χ T + ^i-¹- χ RAM.E P ⁿ pn

wobei T * der gewichtete Mittelwert ist, T den berechneten Wert des dritten Parameters bezeichnet, RAM.E ein vorher erhaltener gewichteter Mittelwert τ ' ist und η eine bestimmte Konstante bezeichnet.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass T die eingespritzte Kraftstoffmenge bezeichnet, η im Bereich von 32 bis 128 liegt ' und T- ' in einem Digitalrechner in Intervallen von 10 ms berechnet wird. ^:

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , dass der Wert von η 64 beträgt.

.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Beziehung gegeben ist . · als

1 1

N¹ = - χ N + — χ RAM.E¹ ,

ⁿ1 ⁿi

wobei N' der gewichtete Mittelwert ist/ N den berechneten Wert des dritten Parameters bezeichnet, RAM.E¹ ein vorher erhaltener gewichteter Mittelwert von N¹ ist und n₁ eine bestimmte Konstante bezeichnet.

15. Verfahren nach Anspruch 1.4, dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtung zur Berechnung, Glättung und Bestimmung einen Mikrocomputer aufweist und dass N die eingespritzte Kraftstoffmenge bezeichnet, η im Bereich von 32 bis liegt und N¹ in Intervallen von 10 ms berechnet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , dass bei der Glättung ein gewichteter Mittelwert des ersten Parameters nach einer ersten bestimmten Beziehung und ein gewichteter Mittelwert des dritten Parameters nach einer zweiten bestimmten Beziehung gebildet werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , dass die erste bestimmte Beziehung gegeben ist als

T ' = - χ T + S^ X RAM.E,

wobei T ' der gewichtete Mittelwert ist, T den- berechneten Wert des dritten Parameters bezeichnet, RAM.E ein vorher erhaltener gewichteter Mittelwert von' T ' ist und η eine bestimmte Konstante bezeichnet,

P
während die zweite bestimmte Beziehung gegeben ist als

1 ⁿr¹

■ N¹ = —— XW+ —: X RAM.E' ,

ⁿ1 ⁿ1

wobei N' der gewichtete Mittelwert ist, N den berechneten Wert des dritten Parameters bezeichnet, RAM.E¹ ein vorher

erhaltener gewichteter Mittelwert von N¹ ist und Ti₁ eine bestimmte Konstante bezeichnet.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass T die eingespritzte Kraftstoffmenge bezeichnet, η im Bereich von 32 bis 128 liegt und T ' in einem Digitalcomputer-in Intervallen von 10 ms berechnet wird, während N die Drehzahl der Maschine bezeichnet, n.. im Bereich von 32 bis 128 liegt und N' in einem Digitalcomputer in Intervallen von 10 ms berechnet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e kennzeichnet, dass der Wert von η und n.. gleich 64 ist.