DE2458859A1 - Verfahren und vorrichtung zum regeln einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Patentanwälte
'.. ' Dipl.-Ing. W.Beyer

Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

* Frankfurt am Main - Staufenstrasse 36

In. Sachen:,· - ; ' . . ^

, Ford-Werke Aktiengesellschaft . " . ..!'·" Köln / Rhein ^v Λ .. ,. ' ' -- ■: ... Ottoplatz 2' . , - ,.; -

Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Brennkraftmaschine.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Regeln einer Brennkraftmaschine, in welcher durch Verbrennung eines Brennstoffs freiwerdende Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelbar ist und welcher mindestens ein einstellbares Hilfsmittel zum Steuern dieses Energieumwandlungsprozesses zugeordnet ist.

Während die Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen in Verbindung mit ihrer Anwendung auf eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung und Funkenzündung näher erläutert wird,, bezieht sich der Begriff "Brennkraftmaschine" jedoch ohne Beschränkung auf jede Maschine, in welcher Wärmeenergie, die durch Verbrennung eines Brennstoffs frei wird, in mechanische Energie vorzugsweise an einer drehenden Abtriebswelle ' umgewandelt wird. Weiterhin ist unter dem Begriff "Verbrennung" jede schnelle chemische Vereinigung eines Brennstoffs mit Sauerstoff zu verstehen, die von der Freisetzung nutzbarer Wärmeenergie begleitet ist. Schließlich bedeutet der nachstehend verwendete Begriff "Binärzahl" eine Zahl, die von einer Anzahl von Informationsbits wiedergegeben wird, die jeweils einen von zwei Zuständen einnehmen.

In einer Brennkraftmaschine findet der Energieumwandlungsprozeß in einer Verbrennungskammer statt. Zur Steuerung.der Eigen-

Fo 8631/1Ο.12.1974

heiten dieses Energieumwandlungsprozesses lassen sich verschiedene Hilfsmittel einsetzen. Beispielsweise können Mittel zur Steuerung der in der Verbrennungskammer zugemessenen Brennstoffmenge, zur Steuerung der in die Verbrennungskammer gelangenden Luftmenge zur Steuerung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses und - bei einer funkengezündeten Maschine, zur Steuerung der Zündpunktlage vorsehen. Eine in Verbindung mit funkengezündeten Brennkraftmaschinen verwendete jüngere Entwicklung zur Verminderung schädlicher Abgase ist ferner die Abgasrückführung (AGR). Wo die Abgasrückführung eingesetzt wird, ist es höchst erwünscht, Mittel z,ur Steuerung der in die Brennkammer der Maschine rückgeführten Abgasmenge vorzusehen.

Ein gemeinsames Merkmal aller Regel- oder Steuersysteme für Brennkraftmaschinen besteht in der Anwendung von Mitteln zum Messen mindestens einer Zustandsgröße der Maschine, während diese läuft und den Energieumwandlungsprozeß vollführt. Als Ergebnis der Messung dieser Zustandsgröße werden eine oder mehrere Hilfsmittel zur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses in dem Ausmaß verstellt und eingestellt, wie es zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses erforderlich ist.

Zur Erklärung der Bedeutung des Ausdruckes "Mittel zur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses der Maschine, die gesteuerte Veränderliche sind, sei eine funkengezündete Brennkraftmaschine mit Drosselung der Ansaugluft und Brennstoffeinspritzung in Betracht gezogen. In diesem Fall sind die gesteuerten Veränderlichen der Drosselöffnungswinkel, der die der Maschine zugeführte Luftmenge steuert, die Brennstoffzufuhrmenge pro Maschinenzyklus, die Bemessung des Einspritzzeitpunktes und des Zündzeitpunktes sowie bei Anwendung der Abgasrückführung die Einstellung der verwendeten Mittel zur Steuerung der zur Maschine rückgeführten Abgasmenge. Zur Durchführung der Steuerung dieser Veränderlichen, welche die Eigenarten des Energieumwandlungsprozesses bestimmen, können verschiedene Zustandsgrößen der Maschine benutzt werden, wenn diese im Betrieb ist. Es lassen sich also eine oder mehrere

509825/0801

der folgenden veränderlichen Zustandsgrößen der Maschine messen, nämlich: Kurbelwellenstellung,, Motordrehzahl, angesaugte Luftmenge, Ansaugunterdruck, Drosselöffnungswinkel, Stellung des Abgasrückführventils, Änderung des Drosselöffnungswinkels, Änderung der Maschinendrehzahl, Brennstofftemperatur, Brennstoffdruck, Änderung der Maschinendrehzahl, Brennstofftemperatur. Brennstoffdruck, Änderung der AGR-Ventilstellung, Fahrzeuggeschwindigkeit und -beschleunigung. Kühlwasser temperatur, Abtriebsdrehmoment, Brennstoff-Luft-Verhältnis, Abgasmenge. Weitere gemessene Zustandsgrößen können die Umgebungstemperatur, der äußere Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, die eingeschaltete Getriebeuntersetzung und anderes sein.

Die bisher bekannten Verfahren und^Vorrichtungen zum Regeln von Brennkraftmaschinen weisen den Mangel auf, daß sie die gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen veränderlichen Zustandsgrößen in bezug auf den Energieumwandlungsprozeß in der Brennkraftmaschine nicht genügend berücksichtigen und dadurch Unsicherheiten und Unstabilitäten im Betrieb der Maschine hervorrufen. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglichen, Gleichgewichtsbedingungen für den Maschinenbetrieb zu allen Zeiten zu gewährleisten.

Die Erfindung löst diese Aufgabe verfahrensmäßig durch folgende Verfahrensschritte:

- Erzeugung mindestens eines elektrischen Signals in der Form einer Binärzahl, das eine in einem bestimmten Zeitpunkt während des Energieumwandlungsprozesses gemessene Zustandsgröße der Maschine wiedergibt,

- arithmetische Berechnung eines Soll-Wertes für die Einstellung des Steuerhilfsmittels, wobei diese Berechnung unter Benutzung der die Zustandsgröße wiedergebenden Binärzahl mittels eines Digitalrechners vorgenommen wird, der auf die Berechnung dieses Sollwertes aus einer oder mehreren

Fo 8631/1Ο.12.1974

eine gewünschte Beziehung zwischen der gemessenen Zustandsgröße und dem Steuerhilfsmittel beschreibenden algebraischen Funktion programmiert ist, und

Umsetzung des als Binärzahl errechneten Sollwertes in eine Stellgröße für das Hilfsmittel 2ur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses durch eine den Digitalrechner mit dem Steuerhilfsmittel verbindende elektrische Schaltung,

wobei die vorstehende Schrittabfolge zur ständigen Nachstellung des Steuerhilfsmittels in Abhängigkeit von Änderungen des in der Form einer Binärzahl erzeugten elektrischen Signals fortgesetzt wiederholt wird.

In entsprechender Weise zeichnet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung der obigen Aufgabe und damit der Durchführung des vorgenannten Verfahrens erfindungsgemäß aus durch mindestens einen Meßfühler zur Messung einer für den Energieumwandlungsprozeß maßgebenden veränderlichen ZustandsgrÖße, Mittel zur Umwandlung der gemessenen ZustandsgrÖße in ein digitales elektrisches Signal, einen Digitalrechner zur wiederholten arithmetischen Errechnung von Soll-Werten für die Einstellung des Hilfsmittels bzw. der Hilfsmittel zur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses aus einer zumindest teilweise eine vorbestimmte gewünschte Beziehung zwischen der gemessenen Zustandsgröße bzw. den gemessenen Zustandsgrößen und den Einstallungen des Hilfsmittels bzw. der Hilfsmittel beschreibenden algebraischen Funktion unter Verwendung des digitalen Signals sowie Mittel zur Verstellung des Hilfsmittels bzw, der Hilfsmittel ziir Steuerung des Energieumwandlungsprozesses in Übereinstimmung mit den vom Digitalrechner errechneten Soll-Werten.

509825/0801

Fn 8fi"5

Die Erfindung wird nachstehend zum besseren Verständnis an !!and einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems in Anwendung auf eine drosselgesteuerte und funkengezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die in Verbindung mit dieser Maschinengattung angegebenen Prinzipien und Methoden ebensogut auch auf andere Maschinen anwendbar sind.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematisch.es Blockschaubild eines Steuersystems für eine drosselgesteuerte und funkengezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung,

Fig. 2 vier Wellenformen 2a, 2b, 2c und 2d, die an verschiedenen Punkten des Schaubilds nach Fig. 1 auftreten, .

Fic?. 3 ein Flußschaubild zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des zur arithmetischen Berechnung von Inerten für die verstellbaren Einrichtungen zur Steuerung der Energieumwandlung in der Maschine benutzten Digitalrechners, wobei diese Einrichtungen verwendet werden, um die Brennstoffzumessung, die Stellung des Abgasrückführventil und die Zündpunkteinstallung zu steuern,

Fig. 4 ein detailliertes Fluß^chaubild zur Veranschaulichung der Programmierung des Digitalrechners für die Steuerung der Brennstoffzumessung in der Maschine,

Fig. 5 ein Diagramm, in welchem die Einspritzimpulsbreite bei weit geöffneter Drossel über der Maschinen-'" drehzahl aufgetragen ist, -

509825/0801 _{0R|Q1NAL |NspECTED}

Fig..' 6. ein Diagramm, .-in welcher die ..Einspritzimpuls- ■· ί -.. breite dem absoluSsnj'Dr.üek'l in der Saugle'itung

ι ·Λ^:1

Fig. 7 ein Diagramm, in welcher die Kühlmitteltemperatur

der Maschine über dem Korrekturfaktor für die ι Einspritzimpulsbreite aufgetragen ist, ' ί

Fig. 8 ein detailliertes Programmflußschaubild für den zur arithmetischen Berechnung der Stellung des Abgasrückführventils programmierten Digitalrechner,

Fig. 9 ein Diagramm, in welchem eine Schar von dem öffnungswinkel ß des Abgasrückführventils darstellenden Kurvenscharen über dem Drosselöffnungswinkel θ aufgetragen ist, wobei jede Kurve für eine andere Maschinendrehzahl gilt,

Fig. 1o ein Diagramm, in welchem der zur Berechnung der

Stellung des Abgasrückführventils benutzte Korrekturfaktor K„ für die Maschinendrehzahl über letzterer aufgetragen ist,

Fig. 11 ein Diagramm, in welchem der Abgasrückführwinkelkoeffizient C^ über dem Drosselöffnungswinkel θ für drei Werte des Drehzahlkorrekturfaktors K, aufgetragen ist,

Fig.12 ein detailliertes Programmflußschaubild zur Veranschaulichung der Programmierung des zur Berechnung der Zündpunkteinstellung verwendeten Digitalrechners,

Fig. 13 ein Diagramm, in welchem die drehzahlabhängige

Zündpunktvoreilung zahl N aufgetragen ist,

über der Maschinendreh

Fo 8631/1Ο.12.1974

509825/0601

ORIGINAL INSPECTED

Fig» 14 ein Diagramm in welchem die I lastabhängige ZündpunktiVoreüLmg tJ* über den absoluten Saugleitungsdruck .-.

" 1?
aufgetragen ist,

Fig. 15a ein schematisches Schaltbild für den in Fig. 1 in Blockform dargestellten Zeitgabe-Oszillator ^: -."des Steuersystems,

Fig. 15b ein schematisches Schaltbild für den in Fig. 1 ^_x . in Blockform dargestellten Seitunterbrecherkreis,

Fig, 15c ein schematisches Schaltbild für den in Fig. 1 in Blockform gezeigten Synchronisierkreis,

Fig. 15d ein schematisches Schaltbild für den in Fig. 1 in Blockform gezeigten P—ünterbrechungskreis,

Fig. 16 ein grundsätzliches'-'edHematioches"Schaltbild für einen programmierbaren' Intervallerzeuger,·

Fig. 17 ein Blockschaltbild eines Logikkreises für die Brennstoffmengenregelung

Fig. 18 ein Schaltbild des in Fig. 17 in Blockform dargestellten Steuerkreises für die Startverzögerung der Brennstoffeinspritzung,

Fig. 19 ein Schaltbild des in Fig. 17 in Blockform gezeigten Startverteilerrs für die Brennstoffeinspritzung,

Fig. 2o ein Schaltbild eines in Fig. 16 in Blockform gezeigten Kraftantriebs für die Erennstoffeinspritzung ,

Fig. 21 ein Schaltbild für den in Fig. 1 in Blockform ge-

'509825/0801

zeigten Logikkreis für die Steuerung des Schrittschaltmotor s für die Abgasrückführung,

Fig. 22 ein Schaltbild für einen in Fig. 1 in Blockform

gezeigten Logikkreis für die Zündpunkteinstellung

und ' · . ■

Fig. 23 ein Schaltbild der in Fig. 1 in Blockform gezeigten Kreise des unterbrecherlosen Zündsystems und des Ilaschinenanlassers.

In der nachfolgenden Beschreibung sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgem^iße Vorrichtung zu dessen Durchführung bei einem .Steuersystem für eine drosselgesteuerte, funkengezündete 5,75 Liter-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-- S -Anordnung der Zylinder und elektronischer Brennstoff einspritzung verwirklicht. Die gesteuerten Veränderlichen, d.h. die einstallbaren Veränderlichen zur Steuerung oder Bestimmung der Charakteristiken des Energieumvandlungsvorgangs in der Maschine sind die Impulsbreite für die Brennstoffeinspritzung, der Zeitpunkt der Brennstoffeinspritzung, die Stellung des Abgasriickführventils und die Zündpunkteinstellung. Zur Verstellung oder Einstellung einer jeden dieser gesteuerten Variablen sind entsprechende-"Mittel vorgesehen.. "..

Die Verstellungen dieser gesteuerten Variablen werden vorgenommen, während die i-Iaschine läuft und dabei durch die Verbrennung von Brennstoff freigegebene Wärmeenergie in mechanische Energie umsetzt. Ein Digitalrechner dient zur arithmetischen, ständig wiederholten Berechnung von Werten entsprechend den Einstellungen der gesteuerten Variablen auf einer echten Zeitbasis. Diese Werte v/erden durch den Digitalrechner auf der Basis einer gcv.^Tünsehten vorbestimmten algebraischen Beziehung berechnet, die zwischen der jeweils betroffenen Variablen und einer oder mehreren Maschinenzustandsgrößenbesteht,welche im

Fo 3631/ 1o.12.1974 509825/0801

BAD ORIGINAL

Lauf dor Maschine abgetastet werden.'

3ei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die gesteuert veränderbare Einspritzimpulsöroite algebraisch auf die gemessenen Zustände der :?aschinenbelastung, wie sie von einer Messung des absoluten Drucks in der Saugleitu.ng abgeleitet ist, und der I'aschinendrehzahl bezogen. Die Einspritzimpulsbreite ist ferner eine' Funktion der Umgebungstemperatur und der Temperatur des Kühlmittels im Zylinderkopf. Für die gesteuert veränderliche Stellung des Abgasrückführventil, welche den Betrag an den Verbrennungskammern der Maschine zurückaeleiteten Abgasen bestimmt, sind die gemessenen Bedingungen, auf welche diese Yentilsteliung algebraisch bezogen ist, der Drosselöffnungs■--.winkel und die riaschinendrehzahl. Die verbleibende gesteuerte Variable, die den Energieuxawandlungsprozess bestintrjt, d.h. die Sündpunkteins teilung ist eine algebraische Funktion der Maschinenbelastung, wie sie von der Messung des absoluten Drucks in der Saugleitung gewonnen wird, und der Maschinendrehzahl.

DiG rsivrünschten algebraischen Beziehungen zwischen den gesteuerten Variablen und den gemessenen Bedingungen v/erden experimentell bestimmt. In jedem Zeitpunkt des Betriebs der Maschine und über ihren gesaraten Bstriebsbereich existieren optimale Einsteilungen für die gesteuerten Variablen. Die Definition dessen, was optimal·, ist. _t iiegtriicht fest, sondern hängt vielmehr daran,^: wofür-die^iaschine.eingesetzt werden soll, sowie am Betriebszustand "in·'einem besonderen Zeitpunkt. Nenn beispielsv^eise die Maschine und ihr Steuersystem in einen ?orsonankraftv;agen eingesetzt werden sollen, kann das Gesamtziel für das Steuersystem der Maschine darin bestehen, den V.'irkungsgrad, die VJirtschaftlichkeit im Brennstoffverbrauch und das Drehmoment zu maximieren, während gleichzeitig der Ausstoß an schädlichen Stoffen in den Abgasen kleinstmöglich gehalten wird. Auch sind für dieses Personenwagen-Steuersystem die optimalen Einstellungen für die gesteuerten

509825/0801 BAD

Fo 8631

Veränderlichen verschieden, beispielsweise wenn die Drehzahl abnimmt gegenüber dem Lauf mit konstanter Drehzahl oder zunehmender Drehzahl. Als weitere Erschwernis kommt hinzu, daß die gesteuerten Veränderlichen, in diesem,Fall die Einspritzimpulsdauer, der Einspritzzeitpunkt, die Stellung des Abgasrückführventils und die Zündzeitpunkteinstellung voneinander unabhängig sind, und diese Unabhängigkeit der gesteuerten Veränderlichen sollte vom Steuersystem berücksichtigt werden, um eine Stabilität des Maschinenbetriebs über den gesamten Betriebsbereich zu erhalten. Eine Veränderung einer dieser unabhängig gesteuerten Variablen ohne Berücksichtigung der anderen kann deshalb zu einem unstabilen Betrieb der Maschine führen. Bei dem erfindungsgemäßen Steuersystem wird eine vollständige Annäherung des Systems an den Idealzustand erreicht, und die Abhängigkeit der gesteuerten Veränderlichen untereinander wird durch vorbestimmte gewünschte Beziehungen berücksichtigt, die zwischen den gesteuerten Veränderlichen und den gemessenen Zuständen im Maschinenbetrieb bestehen.

Im vorausgegangenen Absatz wurde festgestellt, daß die gewünschten Beziehungen zwischen den gesteuerten Veränderlichen und den gemessenen Bedingungen die Abhängigkeit der gesteuerten Variablen voneinander einbeziehen und daß diese gewünschten Beziehungen experimentell bestimmt werden. Zu diesem Zweck werden eine Anzahl wohlbekannter und gemeinhin benutzter Versuche. ■ an einem gegebenen Maschinentyp durchgeführt, um die gewünschten optimalen Beziehungen zwischen den gesteuerten Veränderlichen und den gemessenen Bedingungen zu bestimmen. Diese Versuche können Dynamometerprüfungen, Abgasprüfungen, Prüfungen des Antriebsvermögens im warmen Zustand, Ermittlung der Kaltstartfähigkeiten sowie des Brennstoffverbrauchs und der Beschleunigung umfassen. Diese Versuche können ferner im Lauf der Maschine bei einer großen Anzahl mog-iicher Maschinendrehzahlen durchgeführt werden. Bei einer jeden dieser Maschienendrehzahlen können die Zündpunkteinstellung und die Brennstoffeinspritzrate verändert werden, bis ein maximales

509825/0801

Fo 3631

Drehmoment an der Abtriebswelle erreicht ist. Dies umfaßt einen Maschinenbetrieb bei maximaler Leistung für jede Drehzahl. Auf dieser Basis können Messungen bei allen Drehzahlen und bei Zwischenwerten des Abtriebsdrehmoments zur Ermittlung des minimalen Brennstoffdurchflusses und der minimalen Voreinstellung des Zündpunktes, welcher das gewünschte Drehmoment bei der jeweiligen Drehzahl liefert, durchgeführt werden. Der Druck in der Saugleitung kann bei einem jeden dieser Betriebspunkte gemessen und als unabhängiges Maß des Drehmomentverhaltens der Maschine verwendet werden. Der resultierende Satz von MeSergebnissen bestimmt die Bedingungen für einen stabilen Maschinenbetrieb, der optimal für die Leistung ist. Es können auch Messungen der Abgasmengen der Maschine durchgeführt ° werden, und zwar sowohl an Punkten maximalen Drehmoments als auch an davon geringfügig entfernten Punkten,' für den letztlichen Zweck, einen Satz von Punkten zu erhalten, die einen stabilen Maschinenbetrieb über den gesamten Drehzahlbereich beschreiben, wobei dieser Punktesatz in irgendeiner gewünschten Weise optimiert ist. Auf diesem Wege werden die gewünschten Beziehungen zwischen den gesteuerten Veränderlichen und den ausgewählten gemessenen Bedingungen festgestellt. Sowie die gewünschten Beziehungen für einen besonderen Maschinentyp festgestellt sind, kann das Steuersystem der Maschine für alle Maschinen dieses Typs entsprechend programmiert werden.

Im Leerlauf- und Verzögerungsbetrieb der Maschine werden die gesteuerten Veränderlichen vorzugsweise derart eingestellt, daß sie einen gleichförmigen Maschinenbetrieb und ein Minimum an ausgestoßenen schädlichen Stoffen liefern. Dies sind gewöhnlich die einzigen Erfordernisse für diese Betriebszustände.

Ge samtbe sehr e ibung

In der Zeichnung, in welcher sich gleiche Ziffern auf gleiche Teile in den verschiedenen Figuren beziehen, und besonders in Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eiues Maschinen-

50982 5/0801

Steuersystems gezeigt, in welchem das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung verwirklicht sind. Eine in ihrer Gesamtheit mit 1o bezeichnete Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug hat eine Verbrennungskammer oder einen Zylinder 12. Innerhalb des Zylinders 12 ist ein Kolben 14 hin- und hergehend angeordnet. Eine Kurbelwelle 16 ist innerhalb der Maschine 1o drehbar gelagert, per Kolben 14 ist mit der Kurbelwelle 16 über ein Pleuel 18 gelenkig verbunden, das zur Erzeugung einer Drehbewegung der Kurbelwelle in Abhängigkeit von der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 14 Innerhalb des Zylinders 12 dient.

An dem Zylinder 12 ist eine Saugleitung 2o über einen Einlaß angeschlossen. Eine Abgasleitung 24 ist an den Zylinder 12 über einen Auslaß 26 angeschlossen. Im Kopf des Zylinders 12 ist ein Einlaßventil 28 verschieblich gelagert, das zusammen mit dem Einlaß 22 den Eintritt von brennbaren Bestandteilen aus der Saugleitung 2o in den Zylinder 12 steuert. Weiterhin ist im Kopf des Zylinders 12 eine Zündkerze 3o zur Zündung der brennbaren Bestandteile innerhalb des Zylinders 12 angeordnet.Schließlich ist im Kopf des Zylinders 12 auch ein Auslaßventil 32 verschieblich angeordnet, das zusammen mit dem Auslaß 26 den Austritt der Verbrennungsprodukte, nämlich der Abgase aus dem Zylinder 12 in die Abgasleitung 24 steuert. Das Einlaßventil 28 und das Auslaßventil 32 werden über eine von der Kurbelwelle 16 angetriebene Nockenwelle und Kipphebel gesteuert.

Innerhalb des Zylinders 12 wird die durch die Verbrennung von Brennstoff und Luft erzeugte Wärmeenergie in mechanische Energie durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 14 und die resultierende Drehung der Kurbelwelle 16 umgewandelt.

Ein in seiner Gesamtheit mit 34 bezeichnetes Einspritzventil hat ein Gehäuse 36 mit einer genau bemessenen Düse 38. Eine Ventilnadel 4o ist innerhalb des Gehäuses 36 zwischen einer

509825/0 801 Fo 8631

geöffneten Stellung und einer voll geschlossenen Stellung verscftieblich gelagert. In der voll geöffneten Stellung befindet sich das vordere Ende der Ventilnadel 4o im Abstand zur Düse 38, und In der voll geschlossenen Stellung verschließt das vordere Ende der Ventilnadel 4o die Düse 38. Zwischen dem hinteren Ende der Ventilnadel 4o und dem Gehäuse 36 ist eine Druckfeder 42 zur Vorspannung der Ventilnadel 4o in ihre Schließstellung eingespannt. Weiterhin ist mit der Ventilnadel 4o eine elektrische Wicklung 44 elektromagnetisch verbunden. Wenn die elektrische Wicklung 44 durch Stromfluß in ihr erregt wird, bewegt sich die Ventilnadel 4o hin zu der in der Zeichnung gezeigten voll geöffneten Stellung. Die Länge des auf die elektrische Wicklung 44 ausgeübten elektrischen Impulses, d.h.die Impulsbreite bestimmt die Zeitdauer, während welcher sich die Ventilnadel in ihrer Offenstellung befindet, und damit die Brennstoffmenge, die durch die Düse 38 in die Saugleitung 2o eingespritzt wird.

An das Einspritzventil 34 ist über eine Leitung 48 eine Brennstoffpumpe 46 angeschlossen, deren Saugseite über eine Leitung 5o mit einem Brennstofftank 52 verbunden ist. Vorzugsweise wird die Brennstoffpumpe elektrisch betätigt und ist in der Lage, einen ausreichend hohen Druck aufrechtzuerhalten, der eine Verdampfung des Brennstoffs bei hohen Umgebungstemperaturen und niedrigen Saugleitungsdrücken verhindert. Ein Brennstoff-Druckregler 54 ist über eine Leitung 56 an die Leitung 48 und über eine Leitung 58 an den Brennstofftank 52 angeschlossen. Vorzugsweise mißt der Brennstoffregler 54 den Druck in der Leitung 48 und den Druck innerhalb der Saugleitung 2o und hält einen Differentialwert zwischen diesen Drücken aufrecht, d.h. er hält den Druckabfall am Einspritzventil 34 auf einem vorbestimmten Niveau. Diese Regelung erfolgt durch Veränderung der überschüssigen Brennstoffmenge, die vom Regler 54 durch die Leitung 58 zurück zum Brennstofftank 52 geleitet wird.

Die in den Zylinder 12 durch die Saugleitung 2o hereingelassene

509825/0801

Fo 8631

Luftnienge wird durch eine Drosselklappe 60 gesteuert. Die Drosselklappe 60 ist über ein mechanisches Gestänge 62 mit einem Gaspedal 64 verbunden. Das Ausmaß, in welchem das Gaspedal 64 niedergedrückt wird, steuert über das Gestänge 62 den Grad der Verdrehung der Drosselklappe 60. Je stärker das Gaspedal niedergedrückt wird, umso größer ist die Luftmenge, die in die Saugleitung 2o einzutreten vermag. Das Gaspedal wird von der Bedienungsperson des Steuersystems, d.h. dem Fahrer mit dem Fuß betätigt. Bisweilen wird auch einem Drosselventil in Form eines mit zwei Bohrungen versehenen Drosselkörpers (nicht dargestellt) der Vorzug gegeben, der mit der Saugleitung 2o verbunden ist und mit atmosphärischer Luft übar eine einen Luftfilter (nicht gezeigt) enthaltende Leitung in Verbindung steht. Im Betrieb der Maschine 1o wird Brennstoff in die Saugleitung 2o eingespritzt und vermischt sich mit der Luft darin. Die Maschine ist ein herkömmlicher 4-Takt-Motor. Wenn das Einlaßventil 28 öffnet, gelangt das Brennstofflüftgemisch in den Zylinder 12. Beim Aufwärtshub des Kolbens 14 wird das Brennstofflüftgemisch verdichtet und dann von einem durch die Zündkerze 3o im Zylinder 12 erzeugten Funken gezündet. Die Verbrennung des Brennstoffluftgemisches im Zylinder 12 gibt Wärmeenergie frei, die durch den Arbeitshub des Kolbens 14 in mechanische Energie umgewandelt wird. Am Ende oder in der Nähe des Endes des Arb^eitshubs öffnet das Auslaßventil 32, und die Abgase werden in die Abgasleitung 34 abgeführt.

Der größte Teil der Abgase entweicht durch ein (nicht gezeigtes) Auslaßsystem mit einem Auspufftopf und einem Auspuffrohr in die Atmosphäre. Ein Teil der Abgase wird jetloch in den Zylinder 12 über ein Abgasrückführsystem (AGR) zurückgeleitet. Dieses AGR-System enthält ein Ventil 66, das von einer über ein mechanisches Gestänge 68 mit einem Schrittschaltmotor 7o verbundene Drosselklappe gebildet sein kann. Der Schrittschaltmotor wird elektrisch gesteuert und bestimmt die Einstellung des

509825/0801

Fo 8631

AGR-Ventils 66, welches seinerseits die Menge an zurück in den Zylinder 12 geführten Abgasei bestiinmt. Die Abgase strömen von der Abgasleitung 24 durch eine Leitung 72 zum AGR-Ventil und von dort durch eine Leitung 74 zur Saugleitung 2o.

Wenngleich die in Fig. 1 dargestellte Maschine nur eine' von einem Zylinder und einem Kolben gebildete Verbrennungskammer zeigt, sollte es nichts^desto^weniger verständlich sein, daß das hierin beschriebene besondere Maschinensteuersystem zur Verwendung in Verbindung mit einem 8-Zylinder-Motor bestimmt ist. Es versteht sich somit von selbst, daß insgesamt 8 Zylinder, 8 Einlaßventile, 8 Auslaßventile und 8 Hubkolben sowie 8 Zündkerzen zur Zündung der Brennstoffluftgemisehe innerhalb der Verbrennungskammern und schließlich 8 Einspritzventile vorhanden sind. Jedoch sind auch für Mehrzylindermotoren nur ein AGR-Ventil 66 und eine Drosselklappe 6o erforderlich. Diese Ventile können Vorrichtungen mit einer Vielzahl von Strömungspfaden und Strömungssteuergliedernsein. Natürlich ist es für einen 8-Zylinder-Motor erwünscht, nur eine Zündspule vorzusehen und einen an die Zündspule angeschlossenen Zündverteiler zur Speisung der acht Zündkerzen des Motors zu verwenden. Zu diesen Zweck enthält die Maschine 1o eine Zündspule 76 mit einer Hochspannungsklemme 78, die über eine Leitung 8o mit dem rotierenden Kontaktfinger eines Zündverteilers 84 verbunden ist. Der Kontaktfinger 82 wird mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle 16 über ein Ritzel 86 angetrieben, das über einen Getriebezug 88 mit der Kurbelwelle gekuppelt ist. Der Zündverteiler 84 hat acht elektrische Festkontakte 9o, von denen ein jeder in üblicher Weise über eine gesonderte elektrische Leitung mit jeweils einer der acht Zündkerzen der Maschine verbunden ist. Nur eine solche elektrische Leitung 92 ist in Fig. 1 gezeigt. Wenn der Kontaktfinger 82 des Zündverteilers umläuft, berührt er nacheinander die elektrischen Festkontakte 9o und führt Hochspannungsenergie in geeigneten Intervallen zu den verschiedenen Zündkerzen der Maschine. ■ . ' . .

509825/0801

Der Zündverteiler 84 steuert jedoch nicht den Zündzeitpunkt. Vielmehr ist der Zündzeitpunkt eine unabhängig gesteuerte Veränderliche/ die mit Hilfe eines Digitalrechners in nachstehend beschriebener Weise berechnet wird. Nichts desto weniger enthält der Zündverteiler 84 vorzugsweise einen Zentrifugalmechanisif.us (nicht dargestellt), der von herkömmlicher Konstruktion sein kann und sicherstellt, daß der Kontaktfinger 82 ausreichend nahe bei dem zugehörigen Festkontakt 9o für eine bestimmte Zündkerze jeweils zu der Zeit steht, wenn Zündfunken am Funkenspalt dieser Zündkerze erzeugt werden sollen. Dieser Zentrifugalmechanismus ist mehr eine mechanische Einrichtung zur Sicherstellung, daß die Zündfunken der jeweils richtigen Zündkerze zugeführt werden, während der genaue Zündzeitpunkt sonstwo im Steuersystem bestimmt wird. An dieser Stelle der Beschreibung bedarf es des Verständnisses, daß die gezeigte und beschriebene 8-Zylinder-Brennkraftmaschine 1o nur der Erleichterung des vollständigen Verstehens des Steuersystems dient, welches das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung verkörpert.

Die der Maschine 1o zugeführte Luft wird durch die Drosselklappe 6o mit dem Fuß des Fahrers geregelt. Die anderen für die Energieumwandlungscharakteristik der Maschine 1o bestimmenden Veränderlichen sind die durch das Einspritzventil 34 zur Vermischung mit der von der Maschine angesaugten Luft zugeführte Brennstoffmenge, die Zeitdauer der Brennstoffeinspritzung, die durch die Stellung des AGR-Ventils 66 bestimmte Menge an rückgeführtem Abgas und die Zündzeitpunkteinstellung. Diese werden automatisch gesteuert. Zum Zwecke der Steuerung der der Maschine zugemessenen Brennstoffmenge hat ein jedes Einspritzventil 34 einen Einspritzantriebskreis 94, mit welchem das Ventil über eine Steuerleitung 96 verbunden ist. Die Stellung des AGR-Ventils 66 wird durch den Schrittschaltmotor geändert, der von einem AGR-Schrittschaltmotor-Antriebskreis 98 betätigt wird. Die Betätigungseinrichtung für die Zündung ist ein unterbrecherloses Zündsystem 1oo, das als ein Schalter be-

509825/0801

Fo 8631

trachtet werden kann, der über eine elektrische Leitung 1o2

mit der Zündspule 76 verbunden ist. Wenn dieser Schalter 1oo

öffnet, wird in der entsprechenden Zündkerze 3o ein Zündfunken erzeugt.

Die der Maschine zugemessene Brennstoffmenge/ die von der Länge der auf die Leitungen 96 zu den Einspritzventilen 34 aufgegebenen elektrischen Impulse bestimmt ist, der Einspritzzeitpunkt, die Stellung des AGR-Ventils und der Zündzeitpunkt v/erden in ständiger Wiederholung von arithmetischen Rechnungen bestimmt, die durch einen Digitalrechner ausgeführt werden, wobei diese Berechnungen auf verschiedenen Bedingungen der Maschine beruhen, die während ihres Betriebs gemessen werden. Diese gemessenen Bedingungen ändern sich als eine Funktion der Charakteristiken des Energieumwandlungsprozesses in der Maschine 1o und umfassen die Temperatur des Kühlmittels im Zylinderkopf, die Umgebungstemperatur, die Drosselklappenstellung, die Maschinenbelastung und die Maschinendrehzahl. Die Stellung des AGR-Ventils wird ebenso abgefühlt. Mit Ausnahme der Maschihendrehzahl bilden die erwähnten Zustandsgrößen der Maschine die Eingaben eines Analog-Multiplexersi 04. Folglich sind ein Meßfühler 1o6 für die Kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf und ein Meßfühler 1o8 für die Umgebungstemperatur über Leitungen 11o bzw. 112 an den Analog-Multiplexer angeschlossen. Der Meßfühler 1o6 für die Kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf ist im Kühlsystem der Maschine vorzugsweise oberhalb eines herkömmlichen Rege!thermostaten.angeordnet und enthält einen Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizienten. Der Meßfühler 1o6 ist in einen elektrischen Kreis eingeschaltet, der eine Gleichspannung von verschiedener HChe proportional der Kühlmitteltemperatur zu erzeugen vermag. Der Meßfühler 1o8 für die Umgebungstemperatur ist ebenfalls vorzugsweise eine Thermistor-Einrichtung, die in ähnlicher Weise in einem elektrischen Kreis eingeschaltet ist und die Umgebungstemperatur mißt. Eine bevorzugte Stelle für diesen Temperatur-Meßfühler liegt im Ansaugsystem der Maschine irgendwo strom-

509825/0 801

aufwärts von der-Drosselklappe 60.

Ein elektrisches Gleichspannungssignal mit einer Spannung proportional der Maschinenbelastung wird von einem Belastungsfühler 114 erzeugt, der über eine Leitung 116 mit dem Analog-Multiplexer 1o4 verbunden ist. Eine getreue Anzeige der Maschinenbelastung kann durch Messung sowohl der Maschinendrehzahl als des Abtriebsmoments erhalten werden, jedoch ist ein befriedigender Meßfühler zur Messung des Abtriebsmoments gegenwärtig nicht verfügbar. Aus diesem Grunde liefert der Belastungsfühler 114 eine Beeinflussung der Maschinenleistung durch Abfühlen des absoluten Drucks innerhalb der Saugleitung 2o. Der Belastungsfühler 14 ist deshalb über eine Leitung 118 an die Saugleitung 2o angeschlossen. Vorzugsweise ist der Belastungsfühler 114 ein Absolutdruck-Transducer der Membrantype mit Dehnungsmaßstreifen, der an einer Stelle in der Saugleitung angeordnet ist, wo er vorübergehenden DruckSchwankungen am wenigsten ausgesetzt ist. Für die Zwecke dieser Beschreibunq ist der Absolutdruck in der Saugleitung der Maschine a'ls ein Signal zu betrachten, welches die Maschinenbelastung wiedergibt, obgleich die Maschinenbelastung ebenso eine Funktion anderer Veränderlicher sein kann. .

Ein Meßfühler 12o für die Stellung des AGR-Ventils, der über ein mechanisches Gestänge 122 mit dem AGR-Ventil 66 gekuppelt ist, ist über eine Leitung124 an den Analogmultiplexer angeschlossen. In ähnlicher Weise ist ein über ein mechanisches Gestänge 128 mit der Drosselklappe 60 gekuppelter Meßfühler 126 über eine Leitung 13o an den Analog-Multiplexer 1o4 angeschlossen. Vorzugsweise sind die Meßfühler 12o und 126 für die Stellung des AGR-Ventils bzw. der Drosselklappe drahtgewickelte Einwindungspotentiometer, die elektrisch in Spannungsteilerschaltungen zur Zuführung von Gleichspannungssignalen proportional der Stellung des AGR-Ventils bzw. der Drosselklappe eingeschaltet sind.

509825/0801

Das Steuer- oder Regelsystem der Maschine enthält einen Allgemeinzweck-Digitalrechner, der in der Lage ist, die arithmetischen Rechenoperationen der Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division mit Binärziffern durchzuführen. Der Digitalrechner beinhaltet eine zentrale Verarbeitungseinheit 132, in der die jeweiligen arithmetischen Rechnungen durchgeführt werden^ und einen .«Speicher 134. Ein Analog-Digital-Umsetzer 136 wird verwendet, un die Analogfühlersignale, welche die Eingänge zu dem Analog-Multiplexer 1o4 bilden, in Digitalform umzusetzen.

Logikkreise verbinden die zentrale Verarbeitungseinheit 132 und deren Speicher 134 mit den verschiedenen Betätigungsorganen dex gesteuerten Variablen, nämlich der Impulslänge für die Brennstoffeinspritzung, dem Einspritz Zeitpunkt} der Stellung des AGR-Ventils und der Zündpunkteinstellung. Demzufolge ist ein Logikkreis 138 zur Steuerung der Einspritzdauer an die zentrale Verarbeitungseinheit 132 des Digitalrechners und den Speicher 134 über eine Datenschiene 14o angeschlossen. Das Ausgangssignal des Logikkreises 138 für die Steuerung der Brennstoffeinspritzung wird über eine Leitung 142 den Einspritzantriebskreisen 94 zugeführt. In ähnlicher Weise erhält ein Logikkreis 144 für die Steuerung des AGR-Motors sein Eingangssignal von dem Digitalrechner über die Datenschiene 14o, und sein Ausgang ist über eine Leitung 146 an den AGR-Schrittschaltmotor-Antriebskreis 98 geführt. In ähnlicher Weise ist ein Logikkreis 148 für den Zündzeitpunkt an den Digitalrechner über die Datenschiene 14o angeschlossen und mit seinem Ausgang über eine Leitung 15o zum unterbrecherlosen Zündsystem 1oo geführt, Die Datenschiene 14o (ßatenübertragungsweg) ist ihrerseits an den Analog-Multiplexer 1o4, den Analogdigitalumwandler 136, die Taktoszillator- und Zeitunterbrecherkreise 152 über eine Zweigleitung 154 der Datenschiene 14o und an einen Zeitteilungsinterpolator 156 über eine Zweigleitung 158 der Datenschiene 14o angeschlossen.

509825/0801 Fo 8631

- 2ο -

Das Regelsystem für die Maschine erfordert Mittel zur Schaffung einer Zeitbasis und einer Zeitreferenz zur Verwendung durch den Logikkreis 148 für den Zündzeitpunkt und den Logikkreis für die Steuerung der Brennstoffeinspritzung. Die verwendeten Einrichtungen für die Zeitbasis und die Zeitreferenz werden auch dazu benutzt, die Maschinendrehzahl zu messen.

Die Zeitbasis- und Zeitreferenzfunktion wird von dem Zeitteilungsinterpolator 156, den Taktoszillator- und Zeitunterbrechungskreisen 152, einem Signalformer und -verstärker 16o, der seine Eingangssignale V längs einer mit einem Magnetabgriffswandler (Transducer) 164 verbundenen Leitung 162 empfängt, einem peripheren Steuerwerk (Synchronizer) 172, und einem ? -Unterbrecherkreis 173 zustandegebracht.

Der Magnetabgriffswandler 164 enthält eine elektrische Wicklung, an deren Klemmen eine Wechselspannung als Folge von Änderungen aes magnetischen Flusses in seinem magnetischen Kreis erzeugt wird. Diese Flußänderungen v/erden durch ein genutetes Glied erzeugt, das auf der Kurbelwelle 16 sitzt und mit dieser dreht. Vorzugsweise hat das genutete Glied 166 in gleichbleibenden Umfangsabständen vier Nuten, so daß eine Signaländerung an der Leitung 162 beim Vorbeistreichen einer jeden Nut auftritt, wobei die Nuten um jeweils 9o an dar Kurbelwelle zueinander versetzt liegen. Das genutete Glied 166 ist vorzugsweise Teil des Kurbelwellendämpfers, wie er in herkömmlicher Weise zur Verminderung der Kurbelwellenschwingungen in Vielzylindermaschinen verwendet wird. Der Signalformer und -verstärker verstärkt und formt die alternierenden Signalimpulse V , die von dem Magnetabgriffswandler 154 in der Leitung 162 erzeugt werden. Der Ausgang des Synchronizers 172 besteht aus zeitsynchronisierten Impulsen, die mit dem Symbol P bezeichnet sind; diese werden über Leitungen 168 und 17o dem Logikkreis für den Zündzeitpunkt und dem Zeitteilungsinterpolator 156 und ebenso dem P -Unterbrecherkreis 173 zugeführt. Diese Kurbel-

509825/0801

welien-Bezugsimpulse P , die um 9o° Kurbeldrehung voneinander entfernt liegen, werden ferner über eine Leitung 174 dem Logikkreis 138 für die Brennstoffeinspritzregelung zugeführt.

Der Zeitteilungsinterpolator 156 verwendet die ihn in der Leitung 17o zugeführten Bezugsimpulse P und das vom Taktoszillatorkreis 152 an der Eingangsleitung 176 zugeführte Taktoszillatorsignal P , zur Erzielung von Impulsen P, an einer Leitung 178,

CJ- et

die einen Eingang zu dem Logikkreis 148 für den Zündzeitpunkt bildet. Der Zeitteilungsinterpolator 156 zerlegt das Zeitintervall zwischen den Bezugsimpulsen P in vorzugsweise angenähert 256 PA -Impulse. Somit wird das 9o°-Intervail zwischen

ei

den Bezugsimpulsen P in 256 P -Impulse aufgeteilt, von denen

r a

ein jeder dieser P -Impulse vom nächsten um einen Betrag gleich 9o°, dividiert durch 256, oder angenähert 0,351°·Kurbeldrehung entfernt liegt. Diese Winkeleinheits-P -Impulse bilden

auch einen Eingang 18o zu dem Logikkreis 138 für die Brennstoff einspritzregelung .

In Fig. 2 sind vier Spannungsw<illenformen für die Signale V , P , P und P über der Zeit aufgetragen. Die Fig. 2a, 2b, 2c haben den gleichen Zeitmaßstab. Fig. 2d hingegen ist in einem völlig verschiedenen Zeitmaßstab gezeichnet und gibt nur die Taktimpulse P ,wieder, die von dem Taktoszillatorkreis 152 erzeugt und über eine Leitung 176 dem Zeitteilungsinterpolator 156 zugeführt werden. Die Frequenz der Impulse P , kann beispielsweise 1o MHz betragen.

Fig. 2a zeigt die alternierende Signalwellenform V , die an der

S"

Linie T62 als Ausgang des Magnetabgriffswandlers 164 erscheint. Vier alternierende Signale 182, 184, 186 und 188 sind dargestellt. Diese vier Signale können als aufeinanderfolgende alternierende Signale betrachtet werden, die ein jedes von den vier Nuten in dem genuteten Glied 166 beim Vorbeistreichen am Magnetabgriffswandler 164 erzeugt werden. Zum Zwecke der Darstellung ist angenoirtmen, daß die Kurbelwelle 16.der Maschine Io während dieser Drehung bis zum Auftreten des Signals 1ö6

5 0 9825/0801

beschleunigt,-wonach die Kurbelwellendrehzahl konstant wird. In Fig. 2a ist die Auswirkung der Kurbelwellenbeschleunigung auf die alternierenden V -Signale übertrieben dargestellt. Das alternierende Signal 182 hat eine längere Dauer und eine verhältnismäßig geringe Amplitude im Vergleich zu den anderen V -Signalen. Dies entspricht einer niedrigen Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 16. Wenn die Winkelgeschwindigkeit zunimmt, Wachsen die alternierenden Signale in ihrer Amplitude und vermindern sich in ihrer Dauer, wie beim Signal 184 gezeigt ist. Eine fortgesetzte Beschleunigung der Kurbelwelle veranlaßt das nächste alternierende Signal 186 zeitlich dichter auf das alternierende Signal 184 zu folgen, als dies beim Signal 184 gegenüber dem Signal 182 der Fall war. Auch ist das Signal 186 größer in der Amplitude als das Signal 184 und hat eine geringere Dauer. Zwischen den Signalen 186 und 183 findet dann keine Änderung in der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle mehr statt, und das Signal 188 ist folglich identisch mit dem Signal 186.

Das Verständnis der Zeitbasis für die alternierenden V-Signale kann durch Betrachtung eines typischen Drehzahlbereichs der Maschine gewonnen werden. Im Leerlauf mag die typische Brennkraftmaschine bei 6oo U/Min, arbeiten, und die typische Maximaldrehzahl liegt bei etwa 6ooo U/Min. Dies entspricht einem Drehzahlbereich von 1o Ü/Sec. bis 1oo U/Sec. Mit vier 'Nuten in dem genuteten Glied 166 werden 4o alternierende Signale V pro Sekunde bei einer Maschinendrehzahl von 1o U/Sec. und 4oo V -Signale pro Sekunde bei der maximalen Maschinendrehzahl von 1oo U/Sec. auftreten. Es sollte auch beachtet werden, daß bei 2 Umdrehungen der Kurbelwelle 16 acht V -Signale auftreten. Während dieses 2-Uradrehungsintervalls werden alle acht Zylinder der Maschine 1o einen vollständigen Arbeitszyklus, bestehend aus dem Ansaugen des Brennstoffluftgemisches, der Verdichtung, der Zündung, dem Arbeitshub und dem Ausstoßen der Verbrennungsgase durchlaufen haben.

5 0 9825/0801

Fo 8631 λ

Fig. 2b veranschaulicht die P -Impulsausgabe, wie sie vom Synchronizer 172 hervorgerufen wird. Der SignaIformer und -verstärker 16o formt die alternierenden V -Signale und erzeugt Niederspannungsimpulse mit festgelegter Breite, die dann durch den Synchronizer 172 zeitlich synchronisiert werden. Die veränderliche Zeitdauer T zwischen dem Einsetzen der resultierenden P -Impulse entspricht sehr eng der Zeitdauer zwischen den negativen Nulldurchgängen in den alternierenden V -Signalen. Die Zeitdauer T ist umgekehrt proportional der Maschinendrehzahl. Ein bevorzugter Signalformer und -verstärker 16o ist in seinen Einzelheiten in der am 5. Februar 1973 eingereichten US-Patentanmeldung Ser.No» 329 922 des Herrn Wesley D. Boyer unter der Bezeichnung "SIGNAL AMPLIFICATION CIRCUIT WITH VARIABLE SIGNAL LABEL RECOGNITION MEANS" beschrieben.

Fig. 2c zeigt die P -Impulse, die von dem Zeitteilungsinterpolator 156 erzeugt werden. Der Zeitteilungsinterpolator erzeugt eine feststehende Anzahl von Impulsen, vorzugsweise 256 Impulse, während einer jeden der veränderlichen Zeitabschnitte T zwischen den P -Impulsen. Folglich werden die Zeitperioden T, welche jeweils 9o Umdrehung der Kurbelwelle entsprechen, durch die P -Impulse in 256 Teile unterteilt. Für eine gegebene Zeitdauer T sind die P -Impulse in gleichen

Abständen voneinander entfernt, und ein P -Impuls erscheint

für jeweils 9o/256 oder 0,351 Kurbelwellendrehung. Wie in Fig. 2c gezeigt ist, ändert sich das Zeitintervall zwischen

den Impulsen P_ mit den Änderungen der Winkelgeschwindigkeit a

der Maschine, jedoch bleibt es dabei, daß jeder P -Impuls 0,351 Kurbelwellenumdrehung darstellt. Eine bevorzugte Schaltung für den Zeitteilungsinterpolator 1.56 ist in der am 11. Dezember 1972 im Namen von AIf L. Cederquist und Shaun S. Devlin unter der Bezeichnung "TIME DIVISION INTERPOLATOR" eingereichten US-Patentanmeldung 314 o47 beschrieben. Diese Patentanmeldung enthält eine Beschreibung von Mitteln zur Zählung der Anzahl von Taktimpulsen (P ,)_} die in einem

50982 5/0 8 01

Fo 8631

Zeitintervall (T) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen (P } auftreten. Diese Zählung wird als Binärzahl gespeichert, bis der nächstfolgende Impulse (P ) auftritt. Vorzugsweise wird dann die Winkelgeschwindigkeit der Maschine unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit 132 des Digitalrechners durch Division einer Konstanten durch diese Binärzahl arithmetisch berechnet, die das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden P -Impulsen darstellt.

Aus Fig. 1 läßt sich ersehen, daß in die Schaltung noch ein weiterer Signalformer und -verstärker 19o einbezogen ist. Der Signalformer und -verstärker 19o, der vorzugsweise identisch zu dem Signalformer und -verstärker 16o ist, wird zur Formung und Verstärkung der durch einen Magnetabgriffswandler 192 im Zündverteiler 84 erzeugten Impulse verwendet. Der Magnetabgriff swandler 192 ermittelt einen Punkt 194 an einem drehbaren Glied 196 im Zündverteiler 84. Wenn der Punkt 194 am Magnetabgriff swandler 192 vorbeiläuft, wird ein alternierendes Signal erzeugt. Dieses Signal zeigt eine besondere Stellung eines dar Kolben 14 der Brennkraftmaschine 1o an. Somit erzeugt der Signalformer und-Verstärker 19o mit dem Symbol P_T bezeichnete Impulse an seiner Ausgangsleitung 198, die dem Logikkreis 138 für die Brennstoffeinspritzregelung zugeführt werden. Vorzugsweise tritt das Signal P_ unmittelbar vor dem Schließen des Einlaßventils für den achten Zylinder der Maschine auf.

Das Blockschaltbild nach Fig. 1 enthält auch einen Anlasserkreis 2oo, der zum Andrehen der Brennkraftmaschine 1o benutzt wird. Der Anlasserkreis 2oo wird weiter unten in Verbindung mit der Beschreibung des unterbrecherlosen Zündsystems 1oo näher erläutert.

Wirkungsweise des Maschinenregelsystems

Kurz zusammengefaßt führt das Maschinenregelsystem nach Fig.! die folgenden betrieblichen Schritte durchs

509825/0801

Fo 8631

- Es veranlaßt die umwandlung der für die gemessenen Zustands-

rjrössen der Maschine repräsentativen Gleichspannungen in

Digitalform und ihre Einlesung in den Speicher 134 des Digitalrechners; '

- Von diesen gemessenen und umgewandelten Werten werden unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit 132 des Digitalrechners Werte für die Impulsbreite und den Zeitpunkt der Brennstoffeinspritzung, die Stellung des AGR-Ventils und die Zündpunkteinstellung errechnet;

- Diese errechneten Werte werden schließlich dem entsprechenden Logikkreis zugeführt und in Änderungen der Einstellungen der gesteuerten Veränderlichen umgewandelt.

Fig. 3 zeigt ein Gesamtflußschaubild für die Programmierung des Digitalrechners. Das Rechenprogramm wird bei 2o2 eingegeben« Bei 2o4 im Programm erwartet der Digitalrechner, der so angesehen werden soll, als ob er den Analog-Multiplexer 1o4, den Analog-Digital-Umwandler 136, die zentrale VerarbejLtungseinheit 132, den Speicher 134, den P -Unterbrecherkreis 173 und die Taktoszillator- und Zeitunterbrecherkreise 152 umfaßt, den Empfang eines P -Impulses oder eines Taktimpulses P-*?. Nach dem Empfang dieses P -Impulses oder P ^-Impulses an der Stelle 2o6 wird das Zeitintervall T zwischen den jüngsten P -Impulsen in den Rechenspeicher eingelesen. Dies geschieht mit Hilfe der Datenschiene 14o vom Zeitteilungsinterpolator 156 aus, wo gemäß vorstehender Beschreibung eine dieses Zeitintervall darstellende Binärzahl in einem Zähler gespeichert wird. An einer Stelle 2o8 im Programm wird die Winkelgeschwindigkeit oder Drehzahl der Maschine durch Division einer Konstanten K durch die das

Zeitintervall zwischen den P -Impulsen darstellenden Binärzahl errechnet. Der Wert der Konstanten K hängt von den zu verwendenden Einheiten der Winkelgeschwindigkeit ab.

In weiterer Verfolgung dieses Programms werden die verschiedenen Eingangssignale zum Analog-Multiplexer.1o4 durch den Ana-

ro 8631 - 509825/0801

log-Digital-Umwandler 136 eines nach dem anderen in Digitalform umgewandelt und in den Rechenspeicher über die Datenschiene 14o eingelesen. Somit wird an der Stelle 21o im Programm das AGR-Ventil-Stellungssignal in der Leitung 124 in Digitalform umgewandelt und in den Rechenspeicher 134 eingegeben. In ähnlicher Weise wird an der Stelle 212 das Signal für den absoluten Druck in der Saugleitung, wie es in der Leitung 116 erscheint, in Digitalform umgewandelt und in den Rechenspeicher eingelesen, ebenso wie dies der Fall ist mit der Drosselklappenstellung an der Stelle 214. An der Stelle 216 wird das in der Leitung 112 erscheinende Umgebungstemperatursignal in Digitalform umgewandelt und in den Rechenspeicher eingegeben. Schließlich wird an der Stelle 218 das in der Leitung 11o auftretende Signal für die Kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf in Digitalform umgewandelt und in den Rechenspeicher eingegeben.

An der Stelle 22o wird die erforderliche Einspritzmenge in Form der Einspritzimpulsbreite und des Einspritzzeitpunktes arithmetisch durch die Verarbeitungseinheit 132 des Digitalrechners aus der im Speicher programmierten algebraischen Beziehung errechnet. Diese Beziehung definiert die Einspritzimpulsbreite als eine Funktion des absoluten Drucks in der Saugleitung, der Maschinendrehzahl, der Umgebungstemperatur und der Kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf.

An der Stelle 222 im Programm errechnet die zentrale Verarbeitungseinheit 132 des Digitalrechners die erforderliche Änderung der Stellung des AGR-Ventils. Die geforderte Ventilstellung wird aus einer algebraischen Beziehung bestimmt, welche diese gesteuerte Veränderliche als Ausdruck der Maschinendrehzahl und des Drosselklappenwinkels spezifiziert.

Die erforderliche Zündzeitpunkteinstellung wird an der Stelle 224 im Programm durch die zentrale Verarbeitung 132 des Digitalrechners arithmetisch errechnet. Diese arithmetische Errech-

Fo 8631 509825/0801

nung wird unter Verwendung einer algebraischen Beziehung vorgenommen, welche diese gesteuerte Veränderliche als eine Funktion der Maschinendrehzahl und des absoluten Drucks in der Saugleitung wiedergibt.

An der Stelle 226 im Programm werden die errechneten Werte für die Einspritzimpulsbreite, den Einspritzzeitpunkt, die AGR-Ventilstellung und den Zündzeitpunkt über die Datenschiene 14o zu jeweils dem Logikkreis 138 für die Brennstoffeinspritzregelung, dem Logikkreis 144 für die AGR-Schrittschaltmotorsteuerung und dem Logikkreis 148 für den Zündzeitpunkt zugeführt. Der Logikkreis 138 für die Brennstoffeinspritzsteuerung bestimmt dann den EinspritzZeitpunkt und die Einspritzimpulsbreite entsprechend dem dafür errechneten Wert. In ähnlicher Weise veranlaßt der Logikkreis 144 für die AGR-Schrittschaltmotorsteuerung den AGR-Schrittschaltmotorantriebskreis 98, eine Änderung in der Stellung des AGR-Ventils 66 vorzunehmen, wenn dies erforderlich ist. Auch der Logikkreis 148 für den Zündzeitpunkt stellt diesen durch Erzeugung von Impulsen zur unterbrecherlosen Zündsystem 1oo führenden Leitung 15o ein und veranlaßt die Erzeugung eines Zündfunkens in dem vom Rechner ermittelten Zeitpunkt.

An der Stelle 228 im Programm kehrt der Rechner zur Eingangsstelle 2o2 zurück und erwartet den Empfang des nächsten P-Impulses oder P „-Taktimpulses.

In den folgenden Absätzen werden die arithmetischen Berechnungen an den Stellen 22o, 222 und 224 im Programm nach Fig.3 nicht im einzelnen beschrieben. Diese Einzelerläuterung wird erst in den nachfolgenden Abschnitten vorgenommen.

Berechnung der Einspritzimpulsbreite und des Einspritzzeitpunktes durch den Rechner.

In den nachfolgenden Absätzen wird der programmierte Einsatz

-S&31." 509825/0801

des Digitalrechners bei der arithmetischen Berechnung von Werten für die Einspritzimpulsbreite und den Einspritzzeitpunkt in Verbindung mit den Fig. 4 bis β erläutert.

Mit Ausnahme bestimmter Betriebsbedingungen der Maschine wird die Inspritzimpulsbreite als eine Funktion der Maschinendrehzahl, des absoluten Drucks in der Saugleitung, der Umgebungstemperatur und der Kühlmitteltemperatur berechnet. Die erwähnten Ausnahmen treten auf, wenn die Maschine angedreht wird, wenn ihre Drehzahl einen vorbestimmten oberen Grenzwert übersteigt, wenn die Maschine leerläuft und wenn die Maschine verzögert wird. Wenn sich der Maschinenbetrieb hingegen nicht innerhalb einer dieser Ausnahmegebiete verläuft, dann erfolgt die Berechnung der Einspritzimpulsbreite wie folgt:

1, Eine Einspritzimpulsbreite bei weit geöffneter Drosselklappe (W.O.T.5 wird als abhängige Veränderliche in einer algebraischen Funktion f (N) errechnet, in welcher N die Maschinendrehzahl 1st.

2. Wenn die Maschine gegenwärtig nicht mit ihrer Drosselklappe in weit geöffneter Stellung arbeitet, dann wird eine sweite Einspritzimpulsbreite als eine Funktion des absoluten Drucks in der Saugleitung errechnet. Diese Funktion f (p) wird dann mit einem Drehzahlkorrekturfaktor C^ multipliziert, der gleich der Funktion f CN), dividiert durch eine Basisfunktion f,(N)„ ist. Wenn die Maschine bei ttfeit geöffneter Drossel arbeitet, dann wird der Impulsbreitenwert f(N) verwendet»

3. Der in vorstehender Weise errechnete Impulsbreitenwert wird dann mit einem Korrekturfaktor für die Umgebungstemperatur und einem Korrekturfaktor für die Kühlmitteltemperatur multipliziert.

509825/0801 Fo 8631

Fig. 4 zeigt ein Flußschaubild, welches die obige arithmetische Berechnung der Einspritzimpulsbreite wiedergibt» An der Stelle 23o in Fig. 4, die der Stelle 22o in Fig. 3 entspricht, wird das Coitiputerprogramin eingegeben. An der Stelle 232 wird ermittelt, ob die Maschine angedreht wird, um sie in Lauf zu setzen. Um diese Bestimmung durchzuführen, prüft der Rechner das Intervall T zwischen den P -Impulsen und ermittelt, ob dieser Wert größer oder gleich dem Zeitintervall T ist, das .beim Anlassen auftreten würde. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, dann dreht die Maschine mit einer Drehzahl von weniger oder gleich der Anlaßdrehzahl, und die Einspritzimpulsbreite wird an der Stelle 233 auf einen zum Andrehen der Maschine geeigneten Wert eingestellt, und das Programm setzt sich bei 234 fort zu einer Entscheidung an der Stelle 236, die an spStsirer Stelle diskutiert wird. Wenn die Antwort auf die obige Frage jedoch "Kein" lautet, dann wird an der Stelle 238 •eine andere Entscheidung getroffen. Diese Entscheidung ist, ob oder ob nicht das Zeitintervall T zwischen den P -Impulsen kleiner als der obere Grenzwert entsprechend der maximalen Drehzahl der Maschine von beispielsweise 6ooo U/Min_? ist. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, dann bedeutet dies, daß die Maschine mit einer Drehzahl oberhalb des maximalen Grenzwerts dreht und die Einspritsimpulsbreite sur Verhinderung des Davonlaufens der Maschine an einer Stelle 24o auf Null eingestellt werden muß und das Programm entlang der Linie 242 zur Entscheidungsstufe an der Stelle 236 weitergeleitet wird.

Wenn die Entscheidung an der Stelle 238 hingegen "Nein" lautet, daß wird an der Stelle 244 eine andere Entscheidung getroffen, nämlich ob die Maschine im Leerlauf läuft oder nicht. Die Antwort auf diese Frage lautet "Ja",wenn die Drosselklappenstellung einen Winkel von weniger als einem bestimmten Wert von beispielsweise einer 6 -öffnung eingenommen hat und wenn die Maschine mit einer Drehzahl unter einem vorbestimmten Wert von beispielsweise 8oo U/Min, arbeitet. Wenn an der Programm-

509825/0801

Fo 8631

- 3o - :

Wenn an der Programmstelle 246 der Leerlauf der Maschine erntittelt wird, wird ein Impulsbreitenwert für die Leerlaufbedingung errechnet, und das Programm setzt sich auf der Linie 248 zu einer Entscheidung an der Stelle 236 fort. Läuft die Maschine hingegen nicht im Leerlauf, dann würde eine Entscheidung an der Stelle 25o darüber getroffen, ob die Maschine abbremst (verzögert).

Ob die Maschine abbremst oder nicht, kann dadurch ermittelt werden, daß zunächst bestimmt wird, ob die tatsächliche Maschinendrehzahl größer als ein vorbestimmter Wert von beispielsweise 1ooo U/Min, ist, und dann ermittelt wird, ob der absolute Druck in der Saugleitung kleiner als ein vorbestimmter Wert von beispielsweise 2oo mm Hg ist. Wenn die Maschinendrehzahl über dem hierzu vorgegebenen Wert lieqt und der Saugleitungsdruck geringer als der hierzu vorgegebene Wert sind, kann die Aussage getroffen werden, daß die Maschine abbremst, und das Programm läuft dann zur Stelle 252 weiter, wo die Impulsbreite auf Null oder nahe Null eingestellt wird. Von der Stelle 252 setzt sich das Programm auf der Linie 254 zur Entscheidungsstufe an der Stelle 236 fort, wenn die Maschine hingegen nicht abbrssjst,-'dann läuft das Programm zur Stelle 256 weiter, wo die Kaschinendrehzahl dazu verwendet wird, den Einspritzimpulsbrei tsnwert f (N) zu finden.

Die Art und Weise, in welcher der Impulsbreitenwert f(N) ermittelt wird, läßt sich am besten aus Fig. 5 entnehmen. In Fig_£ 5 ist die Einspritzimpulsbreite f(N) bei weit offener Drosselklappe in Millisekunden über der Maschinendrehzahl N in loo U/Mini aufgetragen. Die tatsächlich gewünschte Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite bsi voll geöffneter Drosselklappe and der Maschinendrehzahl ist durch eine komplexe nicht!iiiearö Kurve genau beschrieben. Die Funktion f (N) nähert sich sehr eng an diese komplexe nichtlineare Kurve durch Teilung in eine vcrbestiirente Anzahl nichtlinearer Funktionen f ₁ (N) ,

509825/0801

BAD ORIGINAL

f.. (N), f., (N), f. (N) und fc(N) an. Diese linearen Funktionen von N sind von der algebraischen Form y = ax+b, worin "a" eine Konstante gleich der Steilheit der linearen Funktion und "b" eine Konstante gleich dem Schnittpunkt auf der Y-Achse sind. Der Digitalrechner benutzt die Funktion f-(N) in dem Drehzahlbereich zwischen 2oo und 8oo U/Min., die Funktion f₂(N) im Drehzahlbereich zwischen 8oo und 16oo U/Min, usw. Diesa Drehzahlbereiche werden in dem Rechner als Vierte der Konstanten "a" und "b" für jede der Funktionen f₁(N), f₂(N) usw. programmiert. Somit schaut der Digitalrechner bei der Berechnung der Einspritzimpulsweitenfunktion f(N) bei weit geöffneter Drosselklappe einfach auf die vorher in den Rechenspeicher eingelesene Maschineridrehzahl, wählt die Konstanten "a" und "b" für die in dem Bereich, in welchen die Maschinendrehzahl fällt, zu verwendende lineare Gleichung aus und führt die Berechnung von f(N) durch Multiplizieren der Maschinendrehzahl mit der Konstanten "a" und Addieren des Wertes der Konstanten "b" zu diesem Produkt durch.

Nach der Berechnung von f(N) an der Stelle 256 in Fig. 4 läuft das Programm zur Mschcidjnnqsstufe an der Stelle 258 weiter. Die Zr-Tschs?du»£· an der Stelle 258 ist, ob oder ob nicht die Winkelstellung der Drosselklappe größer oder gleich einem vorbestimmten Wert bei weit offener Drosselklappe ist. Dieser Wert kann beispielsweise 83° betragen. Wenn der Drosselklappenwinkel gleich oder größer als der vorbestiirante Wert ist, läuft das Programm weiter zur Stelle 26o, die einzeln angibt, was der Impulsbreitenwert f(N) zu benutzen ist. Wenn der Drosselklappenwinkel unter dem vorbestimmten Weitoffenwert liegt, dann läuft das Programm entlang der Linie 262 zu einer Stelle 264 weiter, an welcher der absolute Druck in der Saug-Ißitimg dazu benutzt wird, einen Teildrosselimpulsbreitenwert f(p) zu errechnen. · ; .

In Fig. 6 ist die Einspritzimpulsbreite f(p) in Millisekunden über dem absoluten Druck ρ in der Saugleitung in 1oo mmHg auf-

509 825/Ö8Ö1

Fo 8631

getragen. Die Funktion f(p) ist von drei linearen Abschnitten f₁(p) , f₂<P) ^{und f}3 (?) gebildet. Die Funktion f(p) besteht somit aus drei linearen Funktionen, die in verschiedenen Bereichen des absoluten Drucks in der Ansaugleitung zur Anwendung gelangen. Diese linearen Funktionen sind von der algebraischen Form y « ax+b. Die lineare Funktion f^ (p) wird zur Berechnung der Teildrosseleinspritzimpulsbreite f(p) verwendet, wenn der absolute Druck ρ in der Saugleitung weniger als 3o4,8 ranHg beträgt. Die lineare Funktion f₂(p) wird verwendet, wenn der Druck ρ zwischen 3o4,8 und 444,5 mmHg beträgt, und die Funktion f ₃ (p) wird verwendet, wenn der Druck ρ größer als 444j5 mmHg ist.

Nach Durchführung des Schrittes an der Stelle 264 im Programm der Fig. 4 wird der errechneten Teildrosselimpulsbreite f(p) ein auf die Maschinendrehzahl bezogener Korrekturfaktor C_n beigegeben. Dies geschieht an der Programmstelle 266. Der Korrekturfaktor C_n ist gleich dem an der Programmstelle 256 errechneten Impulsbreitenwert f(N),. dividiert durch eine Basisimpulsbreitenfunktion f.. (N) . Aus Fig. 5 läßt sich ersehen, da3,wenn die Maschinendrehzahl zwischen 2oo und 8oo U/Min, liegt, der Korrekturfaktor C_n = f(H^f₁(N)₇ oder einem Einheitswert ist. Bei höheren Maschinendrehzahlen ist der Korrekturfakturfaktor C_n größer als diese Einheit. Nach Vervollständigung der Berechnung des Korrekturfaktors C_n an der Stelle 266 im Programm wird der Teildrosselimpulsbreitenwert f(p) mit dem Korrekturfaktor C multipliziert. Das Programm läuft dann längs der Linie 268 weiter zur Stelle 27o, die feststellt, daß das Ergebnis entweder von den Teildrosselberechnungsschritten 264 und 266 oder dem Weitoffenberechnungsschritt der Impulsbreitenwert ohne Temperaturkompensation ist.

Der an der Stelle 27o im Programm erhaltene Impulsbreitenwert muß sowohl für die Umgebungstemperatur als auch die Kühlmitteltemperatur kompensiert werden. Die Funktionen f(N) und f(p) der Fig. 5 bzw. 6 beschreiben die gewünschte Einspritzimpuls-

509825/0801 Fo 8631

breite^:für Bedingungen, unter denen die Umgebungstemperatur 22,2°C beträgt und die Kühlmitteltemperatur in der Maschine bei normaler Betriebstemperatur liegt. Wenn die "Umgebungstemperatur von 22_r2°C abweicht, muß auch dann, wenn die Maschine mit normaler Betriebstemperatur arbeitet, eine Korrektur für die Abweichung der Umgebungstemperatur vorgenommen werden. In ähnlicher Weise sollte, wenn die Maschine kalt ist und die Kühlmitteltemperatur zu niedrig ist, die der Maschine zugeführte Brennstoffmenge größer-sein als bei normalen Betriebstemperaturen der Maschine.

Das Programm läuft längs der Linie 27o weiter zu einer Stelle 274 _r an welcher die Korrektur mit der Umgebungstemperatur durch Multiplikation des an der Stelle 27o erhaltenen Impulsbreitenwertes mit einem Korrekturfaktor gleich 295,55/(273,33+Umgebung s tempera tür in Grad Celsius)/." Anders ausgedrückt, ist dieser Korrekturfaktor für die Umgebungstemperatur gleich der 22,2°C entsprechenden absoluten Temperatur in Grad K, dividiert durch die tatsächliche absolute Umgebungstemperatur. Das Ergebnis dieses Multiplikationsschrittes mit dem Korrekturfaktor ist ein Impulsbreitenwert an der Stelle 276 des Programms, der für die tatsächliche Umgebungstemperatur korrigiert ist.

Der Impulsbreitenwert an der Stelle 276 im Programm wird dann für die Kühlmitteltemperatur an der Stelle 278 im Programm korrigiert. Im einzelnen wird der Impulsbreitenwert' an der Stelle 276 mit einem Kühlmitteltemperatur-Korrekturfaktor C,_ multipliziert. Der Korrekturfaktor C„ ist in Fig. 7 als Funktion f (T) der Kühltemperatur aufgetragen. Die Funktion f (T) besteht aus zwei linearen Abschnitten f.. (T) und f~(T) jeweils von der algebraischen Form y=ax+b. Nach Vervollständigung dieser Berechnung wird ein temperaturkorrigierter Impulsbreitenwert erhalten, und das Programm läuft weiter längs der Linie 288 zum Entschexdungsschritt an der Programmstelle 236.

509825/0801

Fo 8631

Λη der Stelle 236 im Programm wird der an einer der Programmlinien 234, 242, 248, 254 oder 28o erscheinende Impulsbreitenwert kontrolliert, um festzustellen, ob er größer oder gleich irgendeinem vorbestimmten iMaximalwert ist. Wenn er größer oder gleich dem Maximum ist, dann wird der Impulsbreitenwert an einer Stelle 282 im Programm auf den vorgeschriebenen Maximalwert begrenzt. Wenn hingegen der der Stelle 236 eingegebene Impulsbreitenwert kleiner als das Maximum ist, dann läuft das Programm längs der Linie 284 weiter zu einer Entscheidung an der Stelle 286 im Programm. "" -"".'-..-

An der Stelle 286 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob das TiCtVL errechnete Impulsbreitenerfordernis sich von dem zuvor errechneten Wert unterscheidet oder nicht. Wenn es sich nicht geändert hat, dann läuft das Programm längs der Linie 288 weiter zu einer Stelle 29o, an welcher das Programm zur Eingangsstelle 23o zurückkehrt. Wenn jedoch die errechnete Einspritzirapulsbreite von der vorherigen Berechnung abweicht, dann läuft das Programm zu einer Stelle 292, wo der neu errechnete Impulsbreitenwert im Rechenspeicher gespeichert wird,so daß er zum Vergleich mit dem nächsten berechneten Einspritzimpulsbreitenwert zur Verfügung steht.

Das Programm läuft dann zu einer Entscheidungsstelle 294 weiter. Die Entscheidung an der Stelle 294 wird darüber getroffen, ob die Maschine angedreht wird oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird die zur Verwendung während des Andrehens ausgewählte Einspritzimpulsbreite eingestellt. Wenn die Maschine hingegen nicht angedreht wird, wird der im Rechenspeicher an der Stelle 292 gespeicherte Impulsbreitenwert zu einem Zeitumkehrprozeß an einer Stelle 296 im Programm verwendet. Ds kann erwünscht sein, die Brennstoffeinspritzung stets an denselben Zeitpunkten gegenüber dem Schließen des Einlaßventils 28 zu bestimmen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Brennstoffeinspritzung durch ein gegebenes Einspritzventil immer beim

509825/0801

Fo 8631

Schließen des einem solchen Einspritzventil zugeordneten Einlaßventils bestimmt. Um dies zu verwirklichen, muß der Zeitpunkt, in welchem die Brennstoffeinspritzung eingeleitet wird, variiert werden. Der Zweck des an der Stelle 296 durchgeführten Umkehrprozesses ist die Bestimmung der in Winkelstellungen der Kurbelwelle ausgedrückten Punkte, an denen die Brennstoffeinspritzung durch Ansteuerung der entsprechenden Einspritzventile 34 eingeleitet werden muß, um sicherzustellen, daß die Einspritzung an bestimmten Winkelpunkten im Laufe der Drehung der Kurbelwelle 16 entsprechend dem Schließen der zugehörigen Einlaßventile beendet ist. Diese Funktion kann leicht durch einen Digitalrechner mit dem einfachen Behelf durchgeführt werden, daß dieser so programmiert wird, daß er die Anzahl von P -Impulsen (als Maß der Winkeldrehung der Kurbelwelle) berechnet, welche der berechnete Impulsbreitenwert in Zeiteinheiten bei derjenigen Winkelgeschwindigkeit darstellt, bei welcher die Maschine im Augenblick arbeitet, wobei diese Winkelgeschwindigkeit zuvor in den Rechenspeicher eingelesen worden ist. Nach Beendigung dieser Umkehrung des ImpulsWeitenwerts in Winkeleinheiten, ausgedrückt als Anzahl

von P -Impulsen, wird diese Anzahl von P,-Impulsen durch a a

dividiert, wobei 256 die Anzahl von P -Impulsen ist, die

zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schließvorgängen des Einlaßventils auftritt. (Da zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurbelwellenbezugsimpulsen P ,die nach jeder Viertel-Umdrehung der Kurbelwelle 16 auftreten, 256 P -Impulse vor-

CL

handen sind, und da mit jeder Viertel-Umdrehung der Kurbelwelle ein Einlaßventil schließt, sind auch 256 P -Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Exnlaßventilschließungen vorhanden). Der als Ergebnis dieser Division durch 256 erhaltene Quotient stellt die Gesamtzahl von Intervallen dar, wobei ein jedes Intervall gleich der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einlaßventilschließungen ist, die während der Ansteuerung eines gegebenen Einspritzventils eingenommen wird. Anders ausgedrückt ist es zu Zeiten für ein jedes Einspritzventil erforderlich, für mehr als ein

509825/0801

Viertel einer Kurbelwellendrehung offen zu bleiben. Der Quotient gibt im einzelnen an, wieviele ganze Viertel-Umdrehungen vorhanden sind, und der als Ergebnis der Division durch 256 erhaltene Rest gibt in P -Impulsen den verbleiben-

den Bruchteil von einer Viertel-Drehung an, für den die Brennstoffventile anzusteuern sind.

Nachdem der Digitalrechner den Impulsbreitenwert in eine Anzahl von P -Winkeleinheiten umgewandelt und diese Zahl durch 256 zur Erzielung eines Quotienten und eines Restes geteilt hat, subtrahiert er dann den Rest von 256. Die resultierende Differenz ist gleich der Zahl der Winkeleinheitsimpulse P ,

die zwischen dem Schließen eines beliebigen Einlaßventils und der Ansteuerung eines beliebigen Brennstoffeinspritzventils auftreten müssen. Mit anderen Worten, die Differenz ist der Zeitverzug in Winkeleinheiten zwischen dem Schließen eines Einlaßventils und dem Ansteuern irgendeines beliebigen Brennstoffeinspritzventils. Welches Einspritzventil angesteuert wird, hängt von der Stellung der Kurbelwelle 16 und dem Wert des als Ergebnis der vorerwähnten Division durch 256 erhaltenen Quotienten ab.

An einer Stelle 298 im Programm gibt der Rechner drei Binärzahlen an den Logikkreis 138 für die Brennstoffeinspritzregelung aus. Eine dieser Zahlen ist die Differenz- oder Verzugszeit, ausgedrückt in Winkelimpulseinheiten P , wie sie gemäß Beschreibung im vorhergehenden Absatz auftritt. Die zweite Binärzahl ist der durch die obenbeschriebene Divison mit 256 erhaltene Quotient. Die dritte Binärzahl ist der in Zeiteinheiten ausgedrückte Impulsbreitenwert, wobei diese Zeiteinheiten bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung gleich der elektrischen Periode eines 2o kHz-Taktsignals sind. Die erste Binärzahl (Verzugszeit) wird zur Bestimmung benutzt, wann ein beliebiges Brennstoffeinspritzventil angesteuert werden muß, die zweite Binärzahl (Quotient)

509825/0801

FO 8631

entlang mit der Kurbelwellenstellung zur Bestimmung, welches Einspritzventil in einem gegebenen Zeitpunkt anzusteuern ist, und die dritte Binärzahl (Impulsbreitenwert) zur Bestimmung der Zeitdauer, während welcher die Einspritzventile anzusteuern sind. Natürlich müssen diese drei Binärzahlen nicht früher an den Logikkreis 138 geliefert werden, als 4&Bss4%Äe« die Einstellungen für die AGR-Ventilsteilung und den Zündzeitpunkt durch den Digitalrechner errechnet worden sind.

Berechnung der AGR-Ventilsteilung durch den Rechner

An der Programmstelle 222 in Fig. 3 war festgestellt worden, daß der Digitalrechner die erforderliche Änderung in der Stellung des AGR-Ventils arithmetisch berechnet. Die Einzelheiten dieser Berechnung werden in den folgenden Absätzen in Verbindung mit den Fig. 8 bis 11 erläutert.

Wenn das AGR-Ventil 66 als Flügelventil ausgebildet ist, dann kann seiner voll geschlossenen Stellung die Bezeichnung "Nullgrad¹¹ und seiner voll geöffneten Stellung die Bezeichnung *9ο^Οΐί gegeben werden. In diesem Fall ist die gewünschte Beziehung zwischen dem AGR-Winkel/? und dem Drosselklappenwinkel θ in Fig. 9 gezeigt. Fig. 9 enthält eine Schar Kurven 3oo, 3o2, 3o4 und 3o6, die die Abhängigkeit des gesteuert veränderlichen AGR-Winkelsβ vom Drosselklappenwinkel θ bei einer Anzahl verschiedener Maschinendrehzahlen N zeigen. Jede dieser Kurven in Fig. 9 ist nichtlinear. Aufgrund der Schwierigkeit bei der Programmierung eines Digitalrechners zur Berechnung eines Wertes aus einer nichtlinearen Funktion mit zwei unabhängigen Veränderlichen wird eine vereinfachte Annäherung zu der Berechnung des AGR-Winkelsβ vorgenommen. Diese vereinfachte Annäherung besteht aus der digitalen Berechnung von Werten für eine Anzahl linearer Gleichungen in bösug auf den AGR-Winkel β gegenüber der Maschinendrehzahl N und der Drosselklappenstellung Θ. Mathematisch ist der AGR-Winkel/? auf die Maschinendrehzahl N und den Drosselklappenwinkel Θ wie folgt

509825/0801

%-ϊ — η *· *s <

worin C„ als der AGR-Winkelkoeffizient definiert ist und

C_A = 2,2 - 0,04 Κ_ΝΘ

mit K_n als Maschinendrehzahl-Korrekturfaktor ist. K_n ist eine nichtlineare Funktion der Maschinendrehzahl N, die jedoch durch Teilung der nichtlinearen Funktion in eine Anzahl linearer Abschnitte von der algebraischen Form y = ax+b linearisiert worden ist.

Wenn die obenbeschriebenen Beziehungen miteinander kombiniert werden, läßt sich feststellen, daß der

EGR-Winkelβ * θ

= θ {2,2 - Ο,Ο4Κ_ΝΘ)

~ 2,2Θ - 0,04 Κ_ΝΘ² ist.

In Fig. 8 ist ein detailliertes Programm für den Digitalrechner aufgezeigt, wobei dieses Programm der Stelle 222 deff in Fig» 3 gezeigten Gesamtprogrammsentspricht. In Fig. 8 wird das Programm an der Stelle 3o8 eingegeben und läuft unmittelbar zu einer Entscheidung an einer Stelle 31o. Bei 31 ο wird entschieden, ob der AGR-Ventilschrittschaltmotor 7o läuft oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist, läuft das Programm längs der Linie 312 zu einer Stelle 314, die es an den Anfang an der Stelle 3o8 zurückleitet.

Wenn hingegen der Schrittschaltmotor 7o nicht läuft, läuft das Programm entlang der Linie 316 weiter zu einer Stelle 318, an welcher ein neuer Viert für die AGR-Ventilstellung errechnet

Die Art und Weise, mit welcher der neue AGR-Ventiistellungs-

509825/0801

wert errechnet wird, wird in Verbindung mit den Fig. 1o und 11 erläutert. Fig. 1o zeigt den Korrekturfaktor K^ für die Maschinendrehzahl, aufgetragen als Funktion der Maschinendrehzahl N. Die nichtlineare Beziehung wird durch die linearen Kurven g₁(N), g-(N) und g₃(N) angenähert. Somit wird im Drehzahlbereich zwischen 6oo und 16oo U/Min, der Korrekturfaktor K_n unter Verwendung der Funktion g~(N) errechnet. Im Drehzahlbereich zwischen 16oo und 24oo U/Min, wird die lineare Funktion g₂(N) zur Berechnung von K_n benutzt. In ähnlicher Weise dient die Funktion g₃(N) im Drehzahlbereich über 24oo U/Min. zur Berechnung von K„.

Fig. 11 zeigt eine Schar von Geraden, die durch die Gleichung C_A = 2,2 - 0,04 Kjj© ■

definiert sind. In Fig. 11 ist diese lineare Gleichung für drei Werte des Drehzahlkorrekturfaktors K.. aufgetragen. Aus Fig. 1o läßt sich ersehen, daß der Minimalwert für den Korrekturfaktor K„ 0,72 und der Maximalwert 1,29 betragen. Die Kurve 32o in Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen dem AGR-Winkelkoeffizienten C- und dem Drosselklappenwinkel θ für den Minimalwert von K„. In ähnlicher Weise zeigt die Kurve 322 die Beziehung zwischen dem AGR-Winkelkoeffizienten C.und dem Drosselklappenwinkel Θ, wenn K_n gleich seinem Maximalwert 1,29 ist. Für den Zwischenwert von IC, = 1,00 ist die Beziehung durch die Kurve 324 angedeutet.

Nach-dem der Rechner den Wert für K_x, von der in Fig. 1o aus-

gedrückten Beziehung berechnet hat, wird somit der AGR-Winkelkoeffizlent C- aus der Gleichung

C_A =2,2 - Ο,Ο4Κ_ΝΘ

errechnet. Im einzelnen erhält der Rechner den Drosselklappenwinkelwert, der vorher in den Speicher eingelesen worden war, multipliziert diesen Wert mit dem berechneten Wert für K_n und

509825/0801

Fo 8631

- 4ο -

der Konstanten 0,04 und zieht dieses Produkt von 2,2 ab, um den Wert des AGR-Winkelkoeffizienten C. zu erhalten. Der erforderliche AGR-Winkel β wird dann durch Multiplikation des errechneten Wertes für C. mit dem Drosselklappenwinkel θ errechnet, ' - ■ .

Aus Fig. 8 läßt sich ersehen, daß nach der Berechnung des neuen Wertes für den ARG-Winkel β an der Stelle 318 das Programm zu einer Stelle 326 weiterläuft, an welcher das Differential (increment) gegenüber dem alten Wert für den AGR-Winkel /j bestimmt wird. Ferner ersetzt an dieser Stelle im Programm der neu berechnete Wert für den AGR-Winkel ρ den alten Wert im Rechenspeicher. Das Programm läuft dann weiter zu der Entscheidungssteile 328, wo eine Entscheidung darüber getroffen wird, ob das Differential gegenüber dem alten Wert positiv oder negativ ist. Wenn das Differential negativ ist, läuft das Programm zu einer Stelle 33o weiter, an welcher ein elektrisches Signal (Fehleranzeige) gesetzt wird, um anzuzeigen, daß das AGR-Ventil zur Schließstellung hin anstelle einer noch weiter geöffneten Stellung bewegt werden muß. Die Fehleranzeige wird zur Erzeugung eines elektrischen Signals (bit) benutzt, das dem Logikkreis für die AGR-Schrittschaltmotorsteuerung zugeführt wird um sicherzustellen, daß der Antriebskreis 98 für den AGR-Schrittschaltmotor 7o diesen in der richtigen Richtung zur Bewegung des AGR-Ventils 66 in eine mehr geschlossene Stellung dreht. Wenn andererseits das Differential positiv ist, läuft das Programm entlang der Linie 332 weiter zu einer Stelle 334, an welcher die "Schließfehleranzeige" geklärt wird.

Das Programm läuft dann zu einer Entscheidungsstelle 336, an welcher darüber entschieden wird, ob der Absolutwert des Differentials größer oder gleich einem vorbestimmten Maximalwert ist. Wenn das Differential an einer Stelle 338 größer als der Maximalwert ist, gibt das Programm den Maximalwert aus und läuft weiter zu einer Stelle 34o. Wenn das Differen-

Fo 8631 5 09825/0 801

tial hingegen kleiner als der Maximalwert ist, dann läuft das Progranaa zur Stelle 34o, an weicher festgestellt wird, ob die Fehleranzeige, die angibt, daß das AGR-Ventil in eine mehr geschlossene Stellung verstellt werden muß, vorhanden ist. Wenn die Fehleranzeige vorhanden ist, wird ein elektrisches Bit an der Programmstelle 342 gesetzt, und es wird zusammen mit dem Wert des Differentials an einer Stelle 344 zu dem Logikkreis 144 für die AGR-Schrittschaltmotorsteuerung ausgegeben. Ist das Fehlersignal dagegen nicht vorhanden, wird nur das Differential ausgegeben. Das Programm läuft dann weiter zur Stelle 314, wo eine Rückkehr zur Programmeingangsstelle 3o8 angezeigt wird.

Berechnung des Zündwinkels (Zündzeitpunktes) durch den Rechner

Die Berechnung des Zündwinkels oder Zündzeitpunktes durch den Rechner wird nachstehend, in Verbindung mit den Fig. 12 bis 14 beschrieben. Fig. 12 ist ein Flußschaubild des Rechnerprogramms und entspricht der Stelle 224 in dem Gesamtprogramm nach Fig.3.

Der Züiidwinkel £*^wird durch den Digitalrechner aus der algebraischen Beziehung . . -■...-.

berechnet, worin ⁰^m eine Funktion von h(N) der Maschinendreh-

und o6- eine Funktion h(p) der Maschinenbelastung ist, wie sie aus dem absoluten Druck ρ in der Saugleitung gefolgert wird. Der Digitalrechner errechnet zunächst die Vorverlegung des Zündzeitpunkt» aufgrund der Maschinendrehzahl und dann

die Vorverlegung des Zündzeitpunktβ aufgrund der Maschinenbela3tang. Er addiert diese errechneten Werte zu dem für das Zündsystem errechneten Zündwinkel $£·. Sobald der Wert für &£- berechnet worden 1st, ist es dann möglich, den Winkelverzug gegenüber einem Zündbezugspunkt zu ermitteln, an dessen Ende die zündung ausgelöst werden muß. Dieser Verzug ist gleich

09 8.2 5/ 08 0

einer Konstanten, dem maximalen Voreilwinkel, abzüglich der Zündpunktvorverlegung <^/y, und es ist dieser Verzugswert, der zudem in Fig. 1 gezeigten Logikkreis 148 für die Zündpunkteinstellung ausgegeben wird.

Mit besonderem Bezug auf Fig. 12 läßt sich ersehen, daß das Rechnerprogramm für die Zündwinkelberechnung an der Stelle 35o eingegeben wird. Von dieser Stelle läuft das Programm zu einer Stelle 352, an welcher der drehzahlabhängige Zündwinkel O^ _N durch den Rechner ermittelt wird.

Fig. 13 zeigt ein Diagramm des drehzahlabhängigen Zündvoreilwinkels quin Kurbelwellen-Gradeinheiten, aufgetragen über der Maschinendrehzahl in 1oo U/Min. Die algebraische Funktion zur Beschreibung der augenblicklich gewünschten Beziehung zwischen äov drehzahlabhängigen Sündvorausellung ο^γ, und der Maschinendrehzahl N ist komplex und nicht linear. Um die Anwendung dieser komplexen und nichtlinearen Funktion bei der Berechnung im Rechner zu vermeiden, wird die Funktion durch eine Funktion h(N) eng angenähert. Die Funktion h(N) besteht aus vier Funktionen h.(N), h~ (N), h₃(N) und h.(N) von der linearen allgemeinen algebraischen Form y = ax+b. Die Funktion h-(N) wird in einem Drehzahlbereich zwischen der Leerlaufdrehzahl bis 9oo U/Min, und die Funktion h₂(N) in einem Drehzahlbereich zwischen 9oo und 165o U/Min, benutzt. Die Funktion h₃(N) wird in einem Drehzahlbereich zwischen 165o und 4ooo U/Min, benutzt, und die Funktion h.(N) wird schließlich für Maschinendrehzahlen oberhalb von 4ooo U/Min, verwendet. Der Digitalrechner errechnet somit die drehzahlabhängig Zündpunktvorverlegung o£„ durch Auswahl der entsprechenden linearen Funktion für die jeweilige Maschinendrehzahl, durch Multiplizieren dieser Drehzahl mit der Steilheit der linearen Kurve, die als Konstante im Rechenspeichel* gespeichert ist, und durch Addieren dos Viertes der den Schnittpunkt der linearen Funktion mit der Y-Achse darstellenden Konstante zu diesem Produkt. Nach dieser Berechnung von C^_n führt der lechner mit der Berechnung

Fo 3631

509825/0801

-ρ

', '-■ - 43 - ■ ■ '

fort.

Um das Rcohenprogramm zur Errechnung des lastabhängigen Zündwinkels a£ zu verstehen, ist es erforderlich, die gewünschte

Beziehung zwischen GO_x. und dem in'· Fig. 14 dargestellten absoluten Druck in der Saugleitung in Betracht zu ziehen. Aus Fig. 14 läßt sich erkennen, daß die gewünschte Beziehung komplex und nichtlinear ist und sich durch eine Funktion h(p) annähern läßt, die aus einer Anzahl linearer Funktionen h|(p) bis h_ (p) der allgemein algebraischen Form y = ax+b besteht. Es läßt sich beobachten, daß die Funktion h{p) an einer einem absoluten Druck in der Saugleitung von etwa 57o mmHg entsprechenden Stelle 354 in eine Teildrossel-Zündvoreilkurve und eine Leerlauf-Zündnacheilkurve verfällt. Die"Teildrosselkurve besteht aus den linearen Funktionen h.. (p) , h- (p) , h₃ (p) und h*{p). Die Leerlauf-Nacheilkurve besteht aus den linearen Funktionen h₅(p) und h_g(p). Die Teildrosselkurve wird verwendet, wenn der Drosselklappenöffnungswinkel oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, und die Leerlaufkurve, wenn der Drosselwinkel unterhalb dieses Wertes liegt. Der vorbestimmte Wert, der anzeigt, welche der Kurven bei der Berechnung von g£ zu benutzen ist, kann einer von zwei kleinen Drosselklappen-Winkelwerten sein, d.h. entweder 6° oder 7 , ob dieser vorbestimmte Leerlaufwert- 6° oder 7° beträgt, hängt davon ab, wie er während der vorausgegangenen Berechnung des Belastungszündwinkels qC eingestellt worden ist.

Mit dieser grundsätzlichen Erörterung der Beziehung zwischen dem Belastungssündwinkel §£, und dem Saugleitungsdruck läßt sich der Rest des Flußschaubildes in Fig. 12 besser verstehen. In Fig. 12 läuft das Programm von der Stelle 352, an welcher der örehzahlabhänglge Zündwinkel e«£„ berechnet wird, zu einer Stelle 356, an welcher eine Entscheidung im Verhältnis zu der Berechnung von^ getroffen wird. Diese Entscheidung besagt, ob der Drosselwinkel größer odsr gleich dem vorbestimmten

Fo 8631

509825/0801

Leerlaufwert von entweder 6 oder 7° ist oder nicht, je nachdem welcher Wert vorher in den Rechenspeicher eingegeben worden ist. Wenn der Drosselklappenwinkel größer als oder gleich diesem vorbestimmten Leerlaufwert ist, dann läuft das Rechenprograntm entlang der Linie 358 zu einer Stelle 36o. An der Stelle 36o wird der vorbestimmte Drosselwinkelleerlaufwert auf seinen niedrigen Wert gesetzt, d.h. 6°, und dieser Wert wird im Rechenspeicher zur Verwendung an der Stelle 356 bei einer nachfolgenden Berechnung des Zündzeitpunktes aufgenojronen. Im Anschluß an die Festlegung dieses vorbestimmten Drosselwinkelleerlaufwertes an der Stelle 36o läuft das Programm zu einer Stelle 362 weiter, an welcher der Belastungszündwinkel οό tatsächlich unter Verwendung der Teildrossel-

P
kurve nach Fig. 14 berechnet wird*Bei der Durchführung dieser Berechnung verwendet der Rechner den absoluten Druck in der Saugleitung, um zu bestimmen, welche der linearen Funktionen der Teildrosselkurve beim Berechnen von &6 _p anzuwenden ist, und errechnet im Anschluß an diese Bestimmung .tatsächlich

durch Multiplikation des Saugleitungsdruckes mit der die Steilheit der linearen Funktion darstellenden Konstanten und durch Addieren des Wertes des Schnittpunkts dieser Funkton mit der Ordinate. Dieses Programm läuft dann weiter entlang der Linie 364 zu einer Stelle 366. Wenn an der Stelle 356 festgestellt worden ist, daß der Drosselwinkel kleiner als der vorbestimmte Leerlaufwert von entweder 6 oder 7° ist, läuft das Programm entlang der Linie 368 zu einer Stelle 37o. An der Stelle 37o wird der vorbestinunte Drosselwinkelleerlaufwert auf 7 eingestellt und in dem ^echenspeicher zur Verwendung an der Stelle 356 bei einem nachfolgenden Rechenvorgang für den Zündwinkel verwendet. Hieraufhin läuft das Programm zu einer Stelle 372, wo der Belastungszündwinkel oc unter Verwendung der Leerlaufkurve nach Fig. 14 errechnet wird.

Der Rechner verwendet den absoluten Druck ρ in der Saugleitung zur Auswahl der richtigen linearen Funktion hg(p) oder hg(p)

Fo 8631

509825/0801

oder h-, (ρ) für die Leer lauf kurve der Maschine. Der Wert von ist dann errechnet, und das Programm läuft weiter ent-

lang einer Linie 374 zu der Stelle 366.

An der Stelle 366 wird der entweder an der Stelle 362 oder der Stelle 372 errechnete Wert des Belastungszündwinkels

addiert, um die gesamte Zündpunk tvor au sei lung zu bestimmen.

zu dem Drehzahlzündwinkel ob η addiert, um die gesamte ZündDie gesamte an der Stelle 366 im Programm errechnete Zündpunktvorauseilung ist die Anzahl von Kurbelwellengraden, bei der ein Zündfunke auftreten muß, bevor (oder nachdem) ein Kolben am Ende des Verdichtungshubes die obere Totlage erreicht. Um das Auftreten des Zündfunkens zu steuern,ist es erforderlich, einen Kurbelwellenbezugswinkel, vorzugsweise den Maximalwinkel der Kündpunktvorauseilung zu benutzen und die Differenz zwischen dem zuvor errechneten Zündwinkel und diesem Kurbelwellenbezugspunkt zu errechnen. Diese Differenz wird als eine

Binärzahl in Einheiten von P,-Impulsen ausgedrückt (ein Ρα ' (X

Impuls entspricht 0,351 Kurbelwellengraden). Im Programm geschieht dies an einer Stelle 376. An einer Stelle 378 im Programm wird eine Entscheidung darüber getroffen,· ob der an der Stelle 376 errechnete Differenzwert von dem zuvor errechneten Wert abweicht. Wenn der neu errechnete Differenzwert gleich dem zuvor errechneten Wert ist/, dann läuft das Programm zu einer Stelle 38o weiter, wo es zur Eingangsstelle 35o zurückkehrt. Wenn andererseits der neu errechnete Differenzwert von dem vorher errechneten Wert abweicht, dann wird der neu errechnete Wert in den Rechenspeicher gespeichert und außerdem an den Logikkreis 148 für die Zündzeitpunkteinstellung ausgegeben. Dies geschieht an einer Stelle 382 im Rechenprogramm, wonach das Programm weiter zu der Rückkehrstelle 38o läuft.

^FOS631 509825/0801

per Digitalrechner und die zugehörige Ausrüstung

Bei der praktischen Erprobung der Erfindung ist ein Digital-Minirechner Modell Nr. 11/2o CA, PDP/11 der Firma Digital Equipment Corporation verwendet worden. Ferner kam ein Lese-Schreib-Kernspeicher Modell Nr. MM11E zur Anwendung. Schließlich wurden auch^mit dieser Rechnerausrüstung vereint,ein Analog-Multiplexer und Analog-Digital-Umwandler verwendet, wie dies ein erweitertes arithmetisches Element Modell Nr. KEI1-A der Firma Digital Equipment Corporation ist.

Diese Rechnerausrüstung wurde verwendet, weil sie im Handel erhältlich war. Ihre Speicher- und Verarbeitungskapazität übersteigt jedoch diejenige, die in dem hierin beschriebenen Regelsystem erforderlich ist. Eine vorzuziehende zentrale Bearbeitungseinheit und ein Speicher würden geringere Speicherkapazität besitzen, weniger Platz einnehmen und natürlich kostengünstiger sein.

Die Datenschiene 14o in Fig. 1 ist die Verbindung zwischen der zentralen Verarbeitungseinheit 132 des Digitalrechners und seinem Speicher 134 und den anderen Komponenten im dargestellten Regelsystem. Die Datenschiene 14o kann sowohl eine Adröijsershauptleitung als auch eine Datenhauptleitung aufweisen, oder es kann alternativ eine Hauptleitung sowohl für die Adressen- als auch die Datenübertragung verwendet werden. Auch wird ein im Handel verfügbares elektronisches Ausrüstungsteil in Verbindung mit dem Digitalrechner und seiner zugehörigen Datenschiene, das als ein Adressenselektor bezeichnet werden kann, verwendet.

Der Adressenselektor (in der Zeichnung nicht dargestellt) kann als ein'- elektronisches Paket betrachtet werden, das an seinem Eingang die Adressen- und Datenschiene 14o hat. Der Adressenselektor hat eine Anzahl von Ausgangsklemmen, die an

^{Fo S531} 509 82 5 /0 601

si ,

verschiedenen Stellen in den nachstehend im einzelnen beschriebenen verschiedenen Kreisen angeschlossen sind. In Form elektrischer Signale sind die Ausgänge des Adressenselektors entweder in einem hohen oder einem niedrigen Spannungszustande Für eine in Digitalform an der Adressenschiene erscheinende Adresse erzeugt der Adressenselektor grundsätzlich Hochspannungs- oder Niedrs'-sspannungssignale an einem seiner Ausgangsklemmen und ein Hochspannungssignal an der anderen seiner Ausgangsklemmen. Mit bezug auf die Klemme, an welcher ein Hoch- oder Niedri^- spannungssignal auftritt, zeigt ein Hochspannungssignäl an, das die an der Datenschiene erscheinende Information vom Digitalrechner wegzuführen ist, und ein Nied^Spannungssignal, das die Information über die Datenschiene zu dem Rechner zu leiten ist. Die andere Ausgängsklemitie, an welcher eine Hochspannung erscheint, ist so angeschlossen, daß es einen besonderen Kreis logisch steuert oder betätigt, an welchen die Informationen auf der Datenschiene zu überführen ist oder von welchen die Information aufzunehmen ist. Der Adressenselektor kann ein Selektormodell Nr. M-1o5 der Firma Digital Equipment Corp. sein.
Die Taktoszillator- und Zeitunterbrecherkreise In Verbindung mit der Beschreibung des Maschinenregelsystems, wie es grundsätzlich in Fig. T gezeigt ist, war festgestellt worden, daß die Zeiteinstellfunktionen für das gesamte Maschinensteuersystem durch Zeituntarbrecher- und Taktoszillatorkreise 125 und den P -Unterbrecherkreis 173 durchgeführt werden. Fig. 15a zeigt ein detailliertes Blockschaltbild des Taktoszillatorkreises, und Fig. 15b ist ein detailliertes Blockschaltbild des Zeitunterbrecherkreises.

In dem Taktoszillatorkreis nach Fig. 15a ist ein 1oMHz-osz :—

424 verwendet, um die hohen Basisfrequenz-impulse zu erzeugen. Die Ausgabe des Oszillators 224 ist über eine Leitung zum Zeitteilungsinterpolator 156 und ebenso zu einem Dekadenzähler 428 geführt. Für jeweils zehn vom Oszillator-424 erzeugte Impulse liefert der Dekadenzähler 428 einen Im-

Po 8631 509825/08 01

puls an seinem Ausgang 43o. Demzufolge hat das an der Ausgangsleitung 43o erscheinende Signal eine Frequenz von 1 MHz, Das Signal an der Leitung 43o wird zu einem anderen Dekadenzähler 432 geleitet, der in ähnlicher Weise ein 1oo kHz an seiner Ausgangsleitung 434 erzeugt. Ein an die Leitung 434 angeschlossener Dekadenzähler 436 erzeugt ein 1o kHz-Signal an seiner Ausgangsleitung 438. Das Signal an der Leitung 438 wird noch einem weiteren Dekadenzähler 44o zugeführt, der ein 1 kHz-Signal an seiner Ausgangsleitung 442 hervorruft. Das 1 kHz-Sicrnal an der Leitung 442 wird durch einen Dekadenzähler 4 44 in/1oo ,Hz-Signal an dessen Ausgangskiemine 446 umgewandelt. Es sollte beachtet werden, daß andere Frequenzen als die vorerwähnten von Zwischenpunkten zwischen den Dekadenzählern abgenommen werden können. Beispielsweise kann ein 2o kHz-Signal von dem Dekadenzähler 436 gewonnen werden. Insgesamt gesehen liefert also der Taktoszillatorkreis verschiedene Frequenzen zur Verwendung an ausgewählten Punkten in anderen elektrischen Kreisen. Die verschiedenen Taktsignale werden mit P- bis P-bezeichnet.

Die Funktion des Zeitunterbrecherkreises nach Fig. 15b besteht darin, den Digitalrechner zur Einleitung des grundsätzlich in Fig. 3 gezeigten Programms in gleichmäßigen Zeitabständen zu veranlassen, d.h. nach dem Auftreten des P --Impulses, wie er an der Ausgangsleitung 446 des Taktoszillators erzeugt wird. Der Zeitunterbrecherkreis ist in seiner Gesamtheit mit 384 bezeichnet. Er besteht aus einem kantengetriggerten Typ D-Flip-Flop 386, dessen Q-Äusgang über eine Leitung 4oo an dem "Freigabe"-Eingang eines monostabilen Multivibrators 4o7 angeschlossen ist. Der Takteingang 4o4 des Multivibrators 4o2 wird mit den 1oo Hz-Impulsen P- vom Taktoszillator gespeist. Der Q-Ausgang 4o6 des monostabiien Multivibrators 4o2 wird zu einem Eingang eines NAND-Gatters 4o8 geführt^ dessen anderer Eingang über eine Leitung 418 an den Ausgang eines NAND-Gatters 41 ο angeschlossen ist. Das NAND-Gatter 41ο hat zwei Eingänge, von

8631/1Ο.12.1974

509825/08 01

denen der eine mit dem i.usgang des NAND-Gatters 4o8 über eine Leitung 416 und der andere mit dem Ausgang eines Inverters 412 verbunden sind. Der Eingang zum Inverter 412 besteht in einem Hochspannungsgrundstellungssignal, welches' der Leitung 414 von der zentralen Verarbeitungseinheit 132 des Rechners nach Vervollständigung von dessen Programm in der in Fig. 3 gezeigten Weise zugeführt wird.

Der D-Eingang 388 zum Flip-Flop 386 ist entweder ein Hochspannungs- oder ein Niederspannungssignal, und es ist ein Hochspannungssignal, wenn es gewünscht ist, gleichförmige Zeitintervallimpulse P- zu verwenden, um einen Durchlauf durch das Rechner-rr>rogramm zur Berechnung und Einstellung des Einspritzzeitpunkts und der Einspritzimpulsbreite, der AGH-Ventilrate und des Zündzeitpunktes auszulösen, und es ist ein NiederspannuTigssignal, wenn irgendein anderes Steuersiqnal wie auf die Maschinendrehzahl bezogene Impulse P verwendet werden soll, um ein Durchlaufen durch das Rechnergrogrararc auszulösen. Der D-Eingang 388 ist ebenso auf hohe Spannung eingestellt, wenn entweder ein P --Taktimpuls oder P -Impuls, welcher von beiden auch immer zuerst auftritt, dazu dient, das Durchlaufen des Rechnerprogramms auszulösen. (Bei geringen Maschinendrehzählen kann es erwünscht sein, Taktimpulse P- allein oder sowohl Taktimpulse als auch P -Impulse, welche auch immer zuerst auftreten, zur Auslösung des Durchlaufens des Programms zu verwenden, während bei höheren Maschinendrehzahlen \es. mehr erwünscht sein kann, nur die auf die Maschinendrehzahl bezogenen P -Impulse, die dann häufiger auftreten, zur Einleitung des Programms zu verwenden.) Der D-Eingang 388 kann von Hand, beispielsweise durch einen Schalter oder automatisch durch ein Fehlanzeigesignal auf hohe Spannung oder niedere Spannung geschaltet werden, welches von dem Rechner oder einem peripheren Kreis beispielsweise als eine Funktion der Maschinendrehzahl erzeugt wird.

Der Flip-Flop 386 hat einen Löscheingang 422, welchem ein

Fo S631/1O.12.V974 509825/0801

¹ - 5ο -

Niedrig spannungsimpuls immer dann aufgegeben wird, wenn das Maschinenregelsystem das erste Mal in Betrieb genommen (eingeschaltet) wird. Dies erzeugt ein Niedr^spannungs-Ausgangssignal an dem Q-Ausgang 4oo des Flip-Flops 386. Daraufhin wird dem Löscheingang 422 des Flip-Flops 386 ein Hochspannungssignal aufgegeben, und die vorauseilende Kante des auf den Takteingang 39o des Flip-Flops 386 aufgegebenen positiv ansteigenden Signals veranlaßt, wenn der D-Eingang hoch ist, den Q-Ausgang 4oo hoch zu werden und in diesem Zustand zu verbleiben, bis eine andere vorauseilende Kante zu einer Zeit erscheint, wenn der D-Eingang 388 niedrig ist oder bis ein Niedrigspannungsimpuls an dem Löscheingang 422 erscheint.

Solange der Q-Ausgang 4oo des Flip-Flops 386 hoch ist, erzeugt der monostabile Multivibrator 4o2 einen niedrig gehendem Impuls von kurzer Dauer an seinem Q-Ausgang 4o6 jedesmal wenn ein Taktimpuls P ₇ auf seinen Takteingang 4o4 aufgegeben wird. Wenn immer der Q-Ausgang 4o6 auf Niedrigniveau geht, erzeugt das NAND-Gatter 4o8 ein Hoch-Signal an seinem Ausgang 42o, der mit der zentralen Verarbeitungseinheit 132 des Rechners verbunden ist. Wenn die zentrale Einheit 132 dieses Zeitunterbrechungssignal am Ausgang 42o empfängt, löst sie das Rechenprogramm aus und bestätigt den Empfang durch Aufgabe eines Hochniveauimpulses auf die Leitung 414. Der Ausgang des Inverters 412 wird niedrig, was seinerseits ein Hochniveausignal am Ausgang 418 des NAND-Gatters 41o sicherstellt. Dies stellt das NAND-Gatter 4o8 zurück, so daß der Zyklus beim Auftreten des nächsten Taktimpulses P- wiederholt werden kann.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die vorauseilende Kante eines positiv ansteigenden Impulses air Takteingang 39o des Flip-Flops 386 ein Hoch-Signal an dessen Ausgang auftreten läßt. Der Takteingang 39o wird von einem Inverter 392 erhalten, 'dessen Eingang am Ausgang eines NAND-Gatters 394 liegt. Das NAND-Gatter 394 hat zwei Eingänge 396 und 398, die

. ^{rt X} 509825/0801

Fo 8631/1Ο.12.1974

an den vorbeschriebenen Adressenselektor angeschlossen sind. Wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 152 des Rechners die Taktimpulse P- zur Einleitung einer jeden Folge von programmierten Berechnungen der gesteuerten Veränderlichen der Maschine zu verwenden hat, wird ein Hoch-Niveausignal dem D-Eingang 366 des Flip-^Flops 386 zugeführt, und hierauf veranlaßt eine Adresse an der Datenschiene 14o den Adressenselektor, Hoch-Niveausignale an den Eingängen 396 und 398 des NANB-Gatters 394 hervorzurufen. Dies führt zu einem Niedrig-Signal an dessen Ausgang, welches seinerseits den Inverter 392 veranlaßt, die positiv ansteigende Führungskante am Takteingang 39o des Flip-Flops 386 zu erzeugen.

Der Synchronizerkrels

Dieser Kreis ist in Fig. 15 gezeigt. Wie bereits vorstehend beschrieben wurde, erzeugt der Signalformer und -verstärker 16o {Fig. 1) niedrig gehende Impulse, die bei einer Frequenz proportional der Drehzahl der Kurbelwelle 16 der Brennkraftmaschine auftreten. Die Funktion des Synchronizerkreises 172 besteht darin, die Ausgangsimpulse am Signalformer und -verstärker 16o durch Verzögerung eines jeden von ihnen bis nach dem Auftreten eines Hochfrequenz-Taktimpulses P - zeitlich zu synchronisieren. Abgesehen von dieser unmaßgeblichen Verzögerung sind die P_r-Impulse am Ausgang des Synchronizerkreises identisch mit den Ausgangsimpulsen des Signalformers und -Verstärkers 16o.. Der Synchronizerkreis 172 besteht aus zwei kantengedriggerten JK-Flip-Flops 45o und 452. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 45o ist über eine Leitung 454 an den K-Eingang des Flip-Flops 452 angeschlossen, und der Q-Ausgang des Flip-Flops 45o ist über eine Leitung 456 mit dem J-Eingang des Flip-Flops 452 verbunden. Der K-Eingang des Flip-Flops ist an Masse gelegt. Die Takteingänge 46o und 458 der Flip-Flops 45o bzw. 452 werden mit 1oo MHz-Impulsen P_c1 von dem Zeitoszillatorkreis gespeist. Die niedrig gehenden Ausgangsimpulse vom Signalformer und -verstärker 16o werden über

509825/0801

Fo 8631/1O.12.1974

Leitungen 462 bzw. 464 den Lfischeingängen der.Flip-Flops. 45o und 4 52 zugeführt. Zur Erleichterung des Verständnisses der Wirkungsweise des Synchronizerkreises 172 sei angenommen, daß sich zu Anfang der Ausgang des Signalformer und -Verstärkers 16o auf einem hohen Spannungsniveau befindet. Dies bedeutet, daß der Q-Ausgang des Flip-Flops 45o hoch ist und sein Q-Ausgang niedrig ist. Als Ergebnis hiervon ist der K-Eingang des Flip-Flops 452 hoch und sein J-Eingang niedrig. Zu dieser Zeit ist der Q-Ausgang des Flip-Flop 252 hoch. Wenn die vorauseilende Kante des niedriggehenden Impulses vom Signalformer und -verstärker 16o an den Löscheingängen 462 und 464 der Flip-Flops 45o und 452 auftritt, werden beide IK-Flip-Flops gelöscht. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 452 bleibt hoch, jedoch geht der Q-Ausgang des Flip-Flops 45o.auch hoch, und dieses Ausgangssignal wird dem J**Sing*mgdes Flip-Flops 452 aufgegeben« Der Q-Ausgang des Flip-Flops 4So geht auf niedrig, und dieses Signal wird dem K-Eingang des Flip-Flop 452 aufgegeben. Wenn der Impuls vom Signalformer und -verstärker 16o erneut hoch wird, verursacht der nächste Taktimpuls den Q-Ausgang des Flip-Flops 452 erneut niedrig zu werden. Jedoch wird der Q-Ausgang des Flip-Flop 45o bei diesem Taktimpuls hochgehen und sein Q-Ausgang wird niedrig gehen. Da diese Ausgangssignale dann dem K- und J-Eingängen des Flip-Flops 452 zugeführt werden, verursacht der nächste Taktimpuls den Q-Ausgang des Fiip-Flops 4 52 erneut hoch zu v/erden-. Folglich ist das Q-Ausgangssignal des Flip-Flop ein niedrig gehender Impuls mit einer Dauer gleich der Zeitspanne zwischen den P «-Taktimpulsen.

Der Q-Ausgang des Flip-Flops 452 bösteht in den vorstehend beschriebenen P -Impulsen. Die P -Impulse werden in verschiedenen Kreisen verwendet _s wie dies in Fig«, 15c eingetragen ist. ■ . *'

8631/1O.12.1974

5098 2 5/0801

Der P ."Unterbrecherkreis· ,

Der P -Unterbrecherkreis ist in Fig. 15d gezeigt. Seine Aufgabe ist es, ein Signal beim Auftreten eines P -Impulses zu erzeugen., das dann das Fortschreiten der zentralen Verarbeitungseinheit 132 des Rechners durch das in Fig. 3 gezeigte Rechenprogramm auslöst. Es hat also das von dem P -Unterbrecherkreis 173 erzeugte P_-Unterbrechersignal die gleiche Auswirkung auf den Rechner, d.h. die Auslösung des Fortschreitens durch das Rechenprogramm, wie dies das vom Zeitunterbrecherkreis erzeugte Zeitunterbrechersignal tut. Jedoch erzeugt der Zeitunterbrecherkreis 384 sein Unterbrechersignal in gleichmäßigen Zeitabständen, während der P -Unterbrecherkreis sein Unterbrechersignal in gleichen Drehintervallen der Kurbelwelle 16 erzeugt, d.h. ein P -Unterbrechersignal tritt in Abhängigheit von dem Auftreten eines P -Impulses auf, und ein P -Impuls tritt für jede 9o° Kurbelwellendrehung auf. Bei niedriger ffaschinendrehzahl können die P -Impulse zu selten für eine angemessene Maschinenregelung auftreten, die wegen der Kotwendigkeit erreicht werden müßte, die gesteuerten Veränderlichen des Maschinenbetriebs öfter als-einmal pro P -Impuls zu errechners und einzustellen. In einem "solchen Fall können die Seitunterbrechersignale anstelle der P -Unterbrechersignale benutzt werden, um die Errechnung und Einstellung dieser gesteuerten Veränderlichen auszulösen. Alternativ kann entweder ein P ~Un^fcerk^rech^ers:i-9^nal oder ein Zeitunterbrechersignal, welches auch immer zuerst nach vollständiger Durchführung eines Rechenprogramms auftritt, dazu verwendet werden, das erneute Fortschreiten durch das Rechenprogramm in Gang zu setzen. ,

Der Pj.-Unterbrecherkreis 173 enthält ein NAND-Gatter 466 und ein NAND-Gatter 468. Die negativ gehenden P -Impulse werden dem Eingang 47o des NAND-Gatters 466 aufgegeben, und die andere Eingabe zu diesem Gatter ist die Ausgabe des NAND-Gatters 468,

509 8 2 5/0801

Fo 8631/1O.12.1974

" - 54 -

die an der Leitung 472 auftritt. Die P -Unterbrechersignale werden an der Leitung 474 als Ausgabe des NAND-Gatters 466 erhalten, wobei diese Ausgabe über eine Leitung 476 einem Eingang des NAND-Gatters 468 zugeführt wird. Die andere Eingabe zum NAND-Gatter 468 wird von einem Inverter 478 erhalten, dessen Eingang über eine Leitung 48o an die zentrale Verarbeitungseinheit 132 des Rechners angeschlossen ist.

Es sei nun angenommen, daß das Signal am Eingang 47o hoch ist und ein Hoch-Impuls vorher auf den Eingang 48o aufgegeben worden ist. In diesem Fall würde der Ausgang des Inverters 478 zum NAND-Gatter 468 während des Hoch-Impulses augenblicklich niedrig werden und demzufolge den Ausgang dieses Gatters hoch machen. Dieser Hochausgabe wird über die Leitung 472 dem NAND-Gatter 466 zugeführt. Da der P -Eingang an der Leitung in diesem Augenblick ebenfalls hoch ist, wird der Ausgang ^ NÄND-Gatters 466 niedrig, Dieses Niedrig-Signal wird über die Leitung 476 dem NAND-Gatter 468 zugeführt. Folglich bleibt der Ausgang des NAND-Gatters 468 hoch. Wenn der niedrig gehende P -Impuls dem Eingang 47o des NAND-Gatters 466 zugeführt wird, ändert sich dessen Ausgang von niedrig auf hoch und bleibt hoc'n, weil dieses Hoch-Signal über die Leitung 476 dem einen Eingang des NAND-Gatters 468 zugeführt wird, dessen anderer Eingang hoch wird und dessen Ausgang dadurch niedrig wird und dem NAIvD-Gatter 466 zugeführt wird. Die zentrale Verarbeitungseinheit 132 erhält das Hoch-Unterbrechersignal am Ausgang 474, löst das Rechenprogramm aus und bestätigt den Empfang und die Programmauslösung durch Abgabe eines Hoch-Impulses an die Eingangsleitung 48o. Dies stellt den Kreis in seinen ursprünglichen Zustand gemäß obiger Annahme zurück, so daß der nächste:P -Impuls eine Wiederholung der Ereignisfolge bewirkt.

Der programmierbare Intervallerzeuger

Der programmierbare Intervallerzeuger ist ein Kreis, wie er schematisch in Fig. 16 abgebildet und im Logikkreis für die

FO B631/1O.12.1974

Brennstoffeinspritzregelung, im Logikkreis für den AGR-Schrittschaltiaotor und im Logikkreis für den Zündzeitpunkt verwendet wird. Seine Aufgabe besteht in der Erzeugung eines hohen Spannungsausgangssignals für ein Intervall, das durch in ihm programmierte binäre Daten bestimmt ist.

Der programmierbare Intervallerzeuger nach Fig. 16 besteht aus einem NAND-Gatter 482 mit acht Eingängen, einem voreinstellbaren 4-bit-Binärzähler 484 und einem voreinstellbaren 4-bit-Binärzähler 486. Eine Leitung 488 ist an das -----hÖchstwertLdeBit des BinärZählers 484 und den Takteingang des Binärzählers 486 angeschlossen. Die Binärzähler sind also miteinander verknüpft. Die bit-Ausgänge 49o der Binärzähler 484 und 486 in einer Gesamtheit von acht Bits bilden die Eingänge zum NAND-Gatter 482. Eine (in Fig. 16 nicht gezeigte) Verriegelung od.dgl. kann dazu verwendet werden, die Daten-bit-Eingänge 492 zu den Binärzählern bereitzustellen.

Der programmierbare Intervallerzeuger hat einen Takteingang bei einer Klemme 494 und einem Laoffeeingang bei einer Klemme 496. Für die verschiedenen Verwendungen dieses Kreises in dem vorliegenden Maschinenregelsystem besteht die Takteingabe entweder aus Taktimpulsen P_ oder aus Kurbelwinkeleinheitsimpulsen

P_. Diese Impulse enthalten einen der Eingaben zum NAND-Gatter a

498, dessen Ausgang 5oo an die Takteingangsklemme des Binärzählers 484 angeschlossen ist. Die Lao/feeingangsklemme 496 des Kreises ist über Leitungen 5o2 und 5o4 mit den entsprechenden Ladeeingangsklemmen der Binärzähler 484 und 486 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gatters 482 bildet den an einer Leitung 5o6 abgegriffenen Ausgang des Kreises. Die Wellenform oberhalb der Leitung 5o6 zeigt die charakteristische programmierbare Intervallausgabe des Kreises an.

Unter Anfangsbedingungen des Kreises sind die Eingangsbits 49o zum NAND-Gatter 482 Hochniveausignale, und der Ausgang 5o6 ist als Ergebnis hiervon ein Niedrigniveausignal. Dies niedrige

Fo S63V1O.12.1974 509825/0801

Ausgangssignai bei 5o6 bildet einen Eingang 5o8 zum NAND-Gatter 493, dessen Aasgang 5co demzufolge auf hohem Niveau gehalten wird. Die Binärzähier 484 und 486 sind von solcher Art, bei welcher ein ihren entsprechenden Lscfeeingängen 5o2 und 5o4 auf» gegebenes Hochniveausignal ihnen gestattet, Impulse zu zählen, die an ihren entsprechenden Takteingängen 5oo und 488 auftreten, und bei denen ein ihren Ladöeingängen aufgegebenes Niedrigniveausignal die übertragung von Binärdaten gestattet, die an den Datenbiteingängen 492 zu den Binärzählerausgängen 49o auftreten. Wenn deshalb ein niedriger Signalimpuls augenblicklich dem Ladeeingang 496 aufgegeben wird, wird eine von den bits an den Datenbiteingängen 492 wiedergegebene Binärzahl zu den Binärzähler-Ausgangsleitungen 49o überführt. Da diese die Eingänge zum NAND-Gatter 482 bilden und da einige der Bits wahrscheinlich Niedrigniveausignale sind, wird der Ausgang des NAND-Gatters 482 ein Hochsignal, wobei der übergang den Beginn des programmierten Intervalls anzeigt. Am Ende des niedrig gehenden Impulses an der Lasteingangsklemme 496 gelangen die Binärzähler 484 und 486 in die Lage, Taktimpulse

P oder Winkeleinheitsimpulse P₅, zu zählen, die jetzt durch c a

das NAND-Gatter 498 hindurchtreten können, da dessen Eingang 5o8 sich auf hohem Signalniveau befindet. Gegebenenfalls werden genügend Impulse in die Binärzähler 484, 486 eingetreten sein, um all deren Ausgangsleitungen 49o auf hohes Signalniveau zu bringen. In dem Augenblick, in welchem dies geschieht, wird der Ausgang des NAND-Gatters 482 niedrig und signalisiert das Ende des programmierten Intervalls, und dieses Niedrigniveausignal wird dem Eingang 5o8 das NAND-Gatters 498 zugeführt, wodurch das durch laufend zusätzliche Impulse, die an dem Takteingang 494 auftreten, durch das NAND-Gatter 498 verhindert wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Kreis wieder in dem für den Anfang seiner Funktion angenommenen Zustand.

Da der programmierbare Intervallerzeuger nach der vorstehenden Beschreibung ein Aufwärtszähler ist, d.h., er zählt die

509825/0801

Fo 8631/1O.12.1974

• ]i; - 57 - . jj - . .'.'^:- /^ ' ■ . ^: 2458859

Impulse, bis alle seine Ausgangsleitungen 49o Hochniveausigaale haben, ist es erforderlich, die Eingänge 492 mit dem Komplement einer solchen Binärzahl zu versorgen,, wenn der Generator dazu verwendet werden soll, ein Intervall gleich der Anzahl der durch eine Binärzahl dargestellten Impulse zu erzeugen. ^r

Der Logikkreis für die Brennstoffeinspritzregelung

Dieser Kreis ist in Blockform in Fig. 17 gezeigt. Er besteht aus einem Einspritzverzögerungskreis 51o, einem Einspritzstartverteilerkreis 512 und acht Einspritzzeitdauerkreisen 514a bis 514h, die über Ausgangsleitungen 516a bis 516h an acht Einspritzantriebskreise 518a bis 518h angeschlossen sind, welche zur Steuerung elektromagnetischer Einspritzventile 34a bis 34h verwendet werden. Es sind also Einspritzdauerkreise ixnd Einspritzantriebskreise für ein jedes-der acht Einspr^tzvcntile vorhanden, die zur Versorgung der entsprechenden acht Zylinder der Maschine mit Brennstoff.verwendet^werden. Jeder Einspritzdauerkreis ist identisch mit dem programmierten Intervallkreis, wie er vorstehend in Verbindung mit Fig. 16 beschrieben worden ist. Die Takteingaben der Einspritzdauerkreise 514a bis 514h werden über eine Leitung 52o erhalten, die an eine Taktoszillatorquelle von 2o kHz-Taktimpulsen P_c4 angeschlossen ist. Die Lad'.^eingaben für die Einspritzdauerkreise 514a bis 514h werden jeweils als Ausgänge 522a bis 522h des Einspritzstartverteilerkreises 512 erhalten. Die Datenbiteingaben der Einspritzdauerkreise werden als Ausgang 524 einer umkehrenden Verriegelung 526 erhalten. Die Verriegelungsaus- " gangsleitung 524 besteht in Wirklichkeit aus acht Leitungen, von denen ein jedes ein Informationsbit führt, sowie dies die anderen weiten Linien in Fig. 17 sind. Die Verriegelung 526 dient zur übertragung des Komplements einer Binärzahl, die an der Datenschiene 14o zu den Dateneingangsleitungen 524 erscheint. Ein UND-Gatter 528, dessen Ausgang mit dem Lasteingang der Verriegelung 526 verbunden ist, steuert diese Daten-

509825/0801

Fo 8631/1Ο.12.1974

: - 58 -

überführung. Das UND-Gatter 528 wird seinerseits durch seine mit "Aus" und "Impulsbreitenauswahl" bezeichneten Eingänge gesteuert, die an den oben beschriebenen Adressenselektor angeschlossen sind. Der Adressenselektor hebt diese Eingänge auf ein hohes Niveau, wenn eine besondere Adresse an der Adressen- und Datenschiene 14o placiert wird, was dann auftritt, wenn die zentrale Verarbeitungseinheit 132 diejenige Stelle im Rechenprogramm erreicht, an welcher der Einspritz~ impulsbreitenwert vom Rechner auszugeben ist.

Der Einspritzstartverzugssteuerkreis 51o ist im einzelnen in Fig. 18 gezeigt. Die Aufgabe dieses Kreises ist, ein niedrig gehendes Signal jedesmal dann zu erzeugen, wenn eines der Einspritzventile 34a bis 34h, ohne Rücksicht welches davon, erregt wird, um eine-.Brennstoffeinspritzung auszulösen. (Der Einspritzstartverteilerkreis 512 bestimmt, welches der Einspritzventile zu erregen ist, und die entsprechenden Einspritzdauerkreise 514a bis 514h bestimmen die Länge der Zeitdauer einer solchen Erregung.) Anders ausgedrückt schafft der Einspritzstartverzugskreis 51ο einen Ausgangsimpuls 57o an seiner Ausgabeleitung 544, die einen Eingang zu dem Einspritzstartverteilerkreis ist, dor-verzögert werden soll, durch eine errechnete Anzahl von Kurbelwellenwinkeleinheitsimpulsen P von einem vorbe-

el

stimmten Ereignis an. Dieses vorbestimmte Ereignis ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Schließen eines beliebigen Einlaßventils 28, das bei einer besonderen Maschinenkonstruktion stets bei einer festen Anzahl von Kurbelwellenwinkeleinheits-

impulsen P nach dem Auftreten eines Kurbelwellenbezugsimpula ·

ses P auftritt. Bei 72o Drehung der Kurbelwelle treten acht P -Impulse auf, und jedes der acht Einlaßventile 28 schließt einmal. Wenn es erwünscht ist, die Einspritzung zu irgendeinem der Maschinenzylinder in einem Zeitpunkt zu beenden, der von dem Schließzeitpunkt des Einlaßventils für den betreffenden Zylinder abweicht, kann dies durch Änderung des Intervalls 55o für einen solchen Zylinder herbeigeführt Werden. Es mag erwünscht sein, die Brennstoffeinspritzung für

Po 8631/1Ο.12.1974 509825/0801

einzelne Zylinder oder Zylindergruppen in verschiedenen Zeitpunkten im Verhältnis zum Schließen ihrer Einlaßventile zu haben, um Veränderungen in den' Übergangszeiten zu berücksichtigen , die erforderlich sind, um das brennbare Gemisch in den Maschinenzylindern au bekommen. Der Einspritzstartverzugssteuerkreis 51o enthält einen programmierbaren Intervallerzeuger 534, dessen Ausgang 536 an einen monostabilen Multivibrator 538 angeschlossen ist. Die Ausgangsleitung 54o des Multivibrators 538 bildet die Zuleitung zur Lasteingangsklemme eines zweiten programmierbaren Intervallerzeugers 542. Ferner wird das Signal auf der Leitung 54o auch über eine Leitung 54oa dem Einspritzstartverteiler 512 zugeführt. Die programmierbaren Intervallerzeuger 534 und 542 sind bezüglich ihrer Schaltung gleich dem programmierbaren Intervallerzeuger, wie er oben in Verbindung mit Fig. 16 im einzelnen beschrieben worden ist.

Die Takteingaben zu beiden programmierbaren Intervallerzeugern 534 und 542 sind Kurbelwellen-Winkeleinheitsimpulse P , die über die Leitung 18oa zugeführt werden, und der programmierbare Intervallerzeuger 534 wird an seinem Ladungseingang mit Kurbelwellen-Bezugsimpulsen P über eine Leitung 174 gespeist. Eine feste Binärzahl, die das Komplement einer die Anzahl von Kurbelwellen-Winkeleinheitsimpulsen P , welche zwischen dem Erscheinen eines P -Impulses und dem Schließen eines Einlaßventils auftreten, ist und die mit Schaltern oder einer festen Verdrahtung eingestellt werden kann, bildet die Datenbiteingabe zu dem programmierbaren Intervallerzeuger 534. Der Intervallerzeuger 534 erzeugt demzufolge eine Ausgangsimpulswelle 55o, deren vorauseilende Kante 552 das Auftreten eines P -Impulses darstellt und deren nacheilende Kante 554 das Schließen eines Einlaßventils darstellt. Diese Impulswelle 55o wird dem monostabilen Multivibrator 538 zugeführt, der an der nacheilenden Kante 554 des Eingangsimpulses an seinem Ausgang einen niedriggehenden Impuls 556 von kurzer Dauer erzeugt, der kennzeichnend für das Schließen eines ,Einlaßventils ist. .

509825/ OSO 1

- 6ο -

Es war cberi in Verbindung mit der Programmerrechnung des Einspritzzeitpunktes beschrieben.worden, daß der Digitalrechner eine Verzugszeit-Binärzahl errechnet und an die Datenschiene 14o ausgibt, welche kennzeichnend für die Anzahl der Kurbelwellen-Winkeleinheitsimpulse P ist, die zwischen dem Schließen eines Einlaßventils und dem Beginn der Brennstoffeinspritzung durch ein beliebiges Einspritzventil auftreten sollen. An derjenigen Stelle im Rechnerprogramm, an welcher diese Binärzahl ausgegeben werden soll, wird der Adressenselektor veranlaßt, Hochniveausignale an den mit "AUS" und "Auswahl des Einspritzwinkels" bezeichneten Eingängen einem UND-Gatter 558 zuzuführen. Das resultierende Hochniveausignal, das an dem Ausgang 56o des UND-Gatters 558 erscheint, wird dem Lasteingang einer Umkehrverriegelung 562 aufgegeben. Die Eingabe 564 zur Verriegelung 562 ist die Verzugszeit-Binärzahl, die vom Rechner an der Datenschiene 14o aufgegeben worden ist. Das Komplement der Verzugszeit-Binärzahl erscheint daher an den Ausgangsleitungen 56β der Umkehrverriegelung 562, deren Ausgangsleitungen die Datenbiteingänge.zu dem programmierbaren Intervallerzeuger 542 bilden.

Wenn der Impuls 556 auftritt und das Schließen eines Einlaßventils anzeigt, wird dor programmierbare Intervallerzeuger mit dem an den Datenbiteingängen 566 erscheinenden Binärzahlkomplentent geladen.und beginnt die Kurbelwellen-Winkeleinheitsimpulse P₅, zu zählen. Die vorauseilende Kante 568 der

el

Welle 57o entspricht dem Auftreten des Impulses 556, die nacheilende Kante 572 dieser Welle zeigt den Zeitpunkt an, an welchem die Einspritzung über irgendein Einspritzventil ausgelöst werden muß, und das Intervall zwischen der vorauseilenden und der nacheilenden Kante ist in Einheiten von gezählten P -Impulsen gleich der Verzugszeit-Binärzahl, die von dem Rechner ausgegeben wird. Der Impuls 57o wird über die Ausgangsleitung 544 dem Einspritzstartverteiler zugeführt, der die Brennstoffeinspritzung von einem von ihm ausgewählten Einspritzventil beim Auftreten der nacheilenden Kante 572 des

6098 2.5/0801

Fo 8631/1Ο.12.1974

Impulses 57o auslöst.

Es ist die Aufgabe des Einspritzstartverteilerkreises, der im einzelnen in Fig. 19 dargestellt ist, zu bestimmen, welche der Brennstoffventile 34a bis 34h im Augenblick einer nacheilenden Kante 572 eines gegebenen Impulsintervallsignals 57o, welches ihm von dem Brennstoffstartversugssteuerkreis 51 ο zugeführt wird, zu erregen ist.

Der Kreis 512 in Fig. 19 enthält ein ODER-Gatter 573 mit einem Eingang 574 und einem Ausgang 575, Die Eingänge 574 und 575 sind an die Datenschiene 14o angeschlossen und sind die höchstwertige Bits der an der Datenschiene 14o erscheinenden Binärzahlen* Die höchstwertigen Bits "^'

der Datenschiene 14o werden ferner über Leitungen 584 und den Eingängen eines NAND-Gatters 583 zugeführt.

Der Ausgang 576 des ODER -Gatters 573 bildet den D-Eingang zu einem kantengetriggerten Typ-D-Flip-Flop 577. Der Flip-Flop 577 hat einen Q-Ausgang 578 und einen Takteingang 579, der gleich dem Takteingang eines kantengedriggerten Typ-D-Flip-Flops 58o ist. Der Takteingang 579 ist ferner der Ausgang eines UND-Gatters 481, dessen Eingänge mit "AUS" und "Auswahl-Einspritzwinkel" bezeichnet sind. Der D-Eingang des Flip-Flops 58o ist der Ausgang 582 des NAND-Gatters 583. Der kantengefriggerte Typ-D-Flip-Flop 586 hat einen Takteingang, der aus Impulsen 556 besteht, die von dem Einspritzstartverzögerungskreis 51o erhalten werden. Diese Impulse 556 werden über Leitungen 54oa, 587, 588 und 589 dem Takteingang des Flip-Flops 586 zugeführt. Die Leitung 588 liefert außerdem die Impulse 556 zu einem kantengetriggerten monostabilen Multivibrator 59o.

Ein UND-Gatter 591 ist mit seinem ersten Eingang 592 an den Q-Ausgang des Flip-Flops 586, einem zweiten Eingang 593 an den Q-Ausgang des Flip-Flops 58o, einem dritten Eingang 594 an den Ausgang des monostabilen Multivibrators 59o versehen

' B09825/08Q1

Fo 8531/1o.12.1974

und hat einen vierten Eingang 595. Die an der Leitung 54oa auftretenden Impulse 556 werden Invertern 651, 653 und 655 zugeführt. Diese in ungerader Zahl vorhandenen Inverter erzeugen eine Umkehrung der Impulse 556 und verzögern diese um angenähert 4o Nanosekunden an der Leitung 59S₄, die den vierten Eingang zum UND-Gatter 591 bildet.

Der Ausgang 596 des UND-Gatters 591 bildet den Eingang zu einem kantengetriggerten monostabilen Multivibrator 597, der, wenn er von der niedriggehenden Impulskante an seinem Eingang getriggert wird, einem kurzen niedriggehenden Impuls an seinem Ausgang 598 erzeugt. Der Ausgang 598 des monostabilen Multivibrators 597 bildet den ersten Eingang zu einem NAND-Gatter 599, dessen Ausgang 6oo an den "Freigabe"-Eingang eines 3-hit-8-Anschlußdecoders 6o1 angeschlossen ist. Der zweite Eingang 6o3 zum UND-Gatter 599 ist der Ausgang des NAND-Gatters 6o5, Die Intervallausgabeimpulse 57o, die an der Ausgangsleitung 544 des Einspritzstartverzögerungskreises 51a (Fig. 18) auftreten, werden über einen Inverter 6o9 zum D-Eingang 611 eines kantengeiriggerten Typ-D-Flip-Flops 6o7 geführt. An der Leitung 18ob auftretende Kurbelwellen-Winkeleinheitsimpulse P

werden über einen Inverter 613 dem Takteingang des Flip-Flops 6o7 aufgegeben. Diese P -Impulse werden ferner über eine Leitung 615 dem ersten Eingang des NAND-Gatters 6o5 zugeführt. Der zweite Eingang 617 des NAND-Gatters 6o5 ist an den Ausgang 611 des Inverters 6o9 angeschlossen, und die Intervallimpulse 57o werden somit in umgekehrter Form dem zweiten Eingang 617 des NAND-Gatters 6o5 zugeführt. Die dritte Eingabe 627 zum NAND-Gatter- 6o5 ist die Q-Ausgabe 621 des Flip-Flops 6o7_r wobei diese Q-Äusgabe um einige Nanosekunden durch ein Inverterpaar 623, 625 verzögert wird. Der Decoder 6o1, der vom Typ 7442 sein kann, hat Datenbiteingaben 629a, 629b und 629c. Diese Eingaben sind die Ausgaben eines 3-bit-Addierwerks 631. Das Addierwerk 631 hat Datenbiteingaben 633a, 633b und 633c. Die von den an diesen Eingängen auftretenden Datenbits dargestellte Binärzahl wird zu der BinSrzalil addiert, welche von

• 50982 B/WO1

Fo 8631/10.12.1974

άεη an den anderen Datenbiteingängen 633d, 633e und 633f des Addierwerks 631 erscheinenden Datenbits dargestellt wird. Die Datenbiteingaben 633a, 633b und 633c zum Addierwerk 631 werden als Ausgänge einer 3-bit-Verriegelungseinrichtung 635 erhalten, welche Datenbiteingaben 637a, 637b und 637c hat. Die Datenbiteingaben zur Verriegelungseinrichtung 635 sind ihrerseits die Ausgaben einer 3-bit-Verriegelungseinrichtung 639 mit Datenbit-Eingaben 641, die an die Datenschiene 14o angeschlossen sind. Ein UND-Gatter 643, dessen Eingänge mit "AUS" und ^MVersat2auswahl" bezeichnet sind, ist mit seinem Ausgang 645 an die Ladeklemme der Verriegelungseinrichtung 639 angeschlossen. Die Eingaben 633d, 633e und 633f zum Addierwerk 631 sind die Binärzahlen-Datenbitausgaben eines Binärzählers 647.

Ein kantengetriggerter Typ-D-Flip-Flop 649 ist mit seinem D-Eingang 657 an eine positiv geschaltete Gleichspannungsquelle angeschlossen und mit seinem Takteingang 659 mit der Leitung 54oa verbunden, welcher die Impulse 556 von dem Einspritzstartverzögerungskreis 51o zugeführt werden. Der Löscheingang 661 des Flip-Flops 649 wird mit Pulsen P_ gespeist. Der Impuls P„, tritt vorzugsweise zu einer Zeit zwischen dem Schließen des Einlaßventils für den Zylinder Nr. 7 und dem Schließen des Einlaßventils für den Zylinder Nr* 8 auf.

Die Q-Ausgabe 663 des Flip-Flops 649 bildet eine Eingabe zu einem NAND-Gatter 675. Die Impulse 556 vom Einspritzverzögerungskreis 51ο sind die Eingabe zu einem Inverter €67 über eine Leitung 665. Die an der Ausgabe 669 des Inverters 667 in umgekehrter Form auftretenden Impulse 556 werden als zweite Eingabe 671 dem UND-Gatter 675 zugeführt. Diese an der Inverterausgabe 669 erscheinenden umgekehrten Impulse 656 werden über eine Leitung 673 zum Ladeeingancr der Verriegelungseinrichtung 635 geleitet und über eine Leitung 677, die eine der Eingänge zu einem UND-Gatter 689 bildet, diesem"zugeführt. Die." andere Eingabe zum UND-Gatter 689 ist die Q-Ausgabe 679 des flip-Flops 649. . . . „ -' . '.

5 0 98 2^v5/Ö801.

Fo 8631/to.12.1974

Der Ausgang 681 des UND-Gatters 675 bildet den Takteingang zun Binär2ähler 647. Demgegenüber bildet der Ausgang 683 des UND-Gatters 639 den Eingang zu einem kantengetriggerten monostabilen Multivibrator 685, dessen Ausgabe 687 die Löscheingabe 2um Binärzähler 647 ist.

Der Decoder 6o1 hat acht Ausgangsleitungen, die mit 522a bis 522h bezeichnet sind. Diese Ausgangleitungen sind jeweils mit den verschiedenen Einspritzdauerkreisen 514a bis 514h verbunden, welche die Länge der Zeit bestimmen, während welcher die entsprechenden Einspritzventile 34a bis 34h erregt werden. Ein der Ausgangsleitung 522a aufgegebener Niedrigimpuls veranlaßt den Einspritzdauerkreis 514, das Brennstoffventil 34a für eine Zeitdauer zu erregen, die der vom Einspritzdauerkreis durch den Digitalrechner ausgegebenen Binärzahl entspricht, welche die Impulsdauer in Zeiteinheiten angibt. In ähnlicher Weise verursachen an den Ausgangsleitungen 522b bis 522h erscheinende Niedrigimpulse die entsprechenden Einspritzdauerkreise 514b bis 514h zur Erregung.

Die Aufgabe des Decoders 6o1 besteht in der aufeinanderfolgenden Erregung der in der Zündreihenfolge der Maschine angeordneten Ausgangsleitungen 522a bis 522h in Übereinstimmung mit einer an den Datenbiteingängen 629 auftretenden Binärzahl. Da drei Datenbiteingänge vorhanden sind, können Zahlen von 0 bis durch elektrische Bits, die an diesen Datenbiteingängen 629 erscheinen, wiedergegeben werden. Die Binärzahl 000 hieran läßt, wenn der Decoder freigegeben ist, ein Niedrigniveausignal an der Ausgangsleitung 522a auftreten, die Binärzahl OO1 ein Niedrigniveausignal an der Ausgangsleitung 522 usw.

Einstweilen sei angenommen, da8 die an den Datenbiteingängen 633a, 633b und 633c zum Addierwerk 631 auftretenden Datenbits Niedrigniveausignale seien, welche die Binärzahl 000 wiedergeben .

509625/ÖB01

Fo 8631/1Ο.12.1974

?ienn ein Impuls P_, der zwischen den entsprechenden Schließungen der· Einlaßventile für die Maschinenzylinder 7 und 8 auftritt, dem Löscheingang 661 des Flip-Flops 649 zugeführt wird, geht dessen Q-Ausgabe 679 auf Hochniveau. Wenn der nächste Impuls . 556 vom Einspritzstartverzugskreis 51 ο auftritt, was dem Schließen'des Einlaßventils für den achten Zylinder entspricht, erzeugt der an der Ausgangsleitung 669 des Inverters 667 auftretende umgekehrte Impuls ein Hochniveausignal am Eingang 677

^v des UND-Gatters 689. Da beide Eingaben zum UND-Gatter 689 Hochniveau SignaIe sind, geht auch dessen Ausgabe auf "Hoch" und trivjgert. den.monostabilen Multivibrator 685. Der kurze Ausgabeimpuls vom monostabilen Multivibrator 685 wird über dessen Aus-

~ gäbe 687 den LÖscheingang des BinärZählers 647 zugeführt und setzt dessen batenbitausgänge 633d, 633e und 633f auf Nierigsignalniveau. Somit sind alle Datenbiteingaben zum Addierwerk 631 Niedrigniveausignale, und die Datenbitausgaben 629 zum Decoder 6o1 sind ebenso Niedrigniveausignale. Wenn der Decoder 6o1 durch den an seinem "Freigabe"-Eingang 6po erforderlichen Niedrigniveauimpuls freigegeben wird_£_lassen die Niedrigniveausignaie an den Binärzahleingängen 629 die Ausgangs leitung -522a für die Zeitdauer, während welcher sich der "Freigabe"-Eingang

• 6oo auf Niedrigniveau befindet, erregt werden. Ein Niedrig-.. niveauimpuls an der Leitung 522a lädt dem Einspritzzeitkreis 514a mit dem Komplement der Binärzahl-Impulsbreite, das an der Ausgabeleitung 524 der Verriegelung 526 {Fig. 17) erscheint, und das Einspritzventil 34a wird für eine Zeitdauer erregt, welche der von dem binären Impulsbreitenwert dargestellten "Zeit entspricht.

Es ist die Aufgabe der aus dem UND-Gatter 599, dem NAND-Gatter 6o5, dem Flip-Flop 6o7 und den Invertern 6o9, 613, 623 und 625 bestehenden Schaltung, das Nullniveau-Freigabesignal am "Freigabe "-Eingang 6oo des Decoders 6o1 in den entsprechenden Zeitpunkten zur Erregung der entsprechenden Leitungen 522a bis 522h zu erzeugen.

Vo 8631/1Ο.12.1974 509825/0801

Es war oben beschrieben worden, daß die nacheilende Kante des Intervallimpulses 57o dem Zeitpunkt entspricht, an welchem es erwünscht ist, die Einspritzung seitens eines beliebigen Einspritzventils auszulösen. Vor dem Erscheinen der vorauseilenden Kante 568 des Intervallimpulses 57o befindet sich der D-Eingang 611 zum Flip-Flop 6o7 aufgrund der von dem Inverter 6o9 hervorgerufenen Umkehrung auf Hochniveau. Folglich sind die Q-Ausgabe 621 und die entsprechende Eingabe 627 zum NAND-Gatter 6o5 Niedrigniveausignale. Beim Auftreten eines Impulses 556 vom Einspritzstartverzugskreis 51ο, der über die Leitungen 54oa, 587 und 619 dem Löscheingang des Flip-Flops 6o7 zugeführt wird, wird die Q-Ausgabe 621 des Flip-Flops 6o7 ein Kochniveausignal. Dies erfolgt an der vorauseilenden Kante des Intervallimpulses 57o,weil diese vorauseilende Kante durch das Auftreten eines Impulses 556 erzeugt wird. Dies bewirkt ein Hochniveausignal an der Eingabe 627 zum NAND-Gatter 6o5. In diesem Zeitpunkt erscheint wegen der vom Inverter 6o9 hervorgerufenen Umkehrung ein Niedrigniveausignal an der Eingabe 617 zuis ^AND-Gatter 6o5. Die Eingabe 615 zum NAND-Gatter 6o5 geht fortgesetzt hoch und niedrig in Übereinstimmung mit den Impulsen P. die ihm über die Leitung 18ob zugeführt werden. Beim Auftreten der nacheilenden Kante 572 des Intervallimpulses 57o geht das dem Eingang 617 des NAND-Gatters 6o5 ebenso zugeführte Signal an dem D-Eingang 611 aufgrund der Umkehrung des Inverters 6o9 auf Hochniveau. In diesem Zeitpunkt wird die Q-Ausgabe 621 des kantengetriggerten Flip-Flops 6o7 bis zum Auftreten der nächsten niedrig gehenden Kante eines P_&-Impulses auf Hochniveau bleiben. Bevor dies jedoch geschieht, muB ein Kochniveau eines P -Impulses am Eingang 615 zum NAND-

• a

Gatter 6o5 gleichzeitig mit dem an der Eingabe 617 zum NAND-Gatter 6o5 erschienenen Hochniveausignal und gleichzeitig mit der Hochniveau-Q-Ausgabe 621 zum Eingang 627 des NAND-Gattere 6o5 erschienen sein. Somit sind die drei Eingaben 615, 617 und 627 zum. NAND-Gatter 6o5 für einen Augenblick gleichzeitig "Hoch", und seine Ausgabe 6o3 wird auf Niedrigniveau gegangen sein. Die Eingabe 598 zum UND-Gatter 599 be-

.■■■-"" 509825/0801

finäet sich normalerweise auf Hochniveau. Daher geht, wenn die Ausgabe 6o3 des NAND-Gatters 6o5 auf Niedrigniveau geht, die Ausgabe 600 des UND-Gatters 599 ebenso auf Niedrigniveau und gibt den Decoder 60I frei. Dies führt unter der erneuten Annahme, daß die Datenbiteingaben 629 alle der Binärzahl OOO entsprechend Nullniveausignale sind, zur kurzen Erregung der Ausgabeleitung 522a des Decoders 60I· Unter der Annahme der Binärzahl 0OO an den Datenbiteingängen 629 zum Decoder würde der die Freigabe des Decoders auslösende Impuls 556 dem Schließen des Einlaßventils für den ächten Maschinenzylinder entsprechen, Der nächste Impuls 556, der dem Schließen des Einlaßventils für den ersten Maschinenzylinder entspricht, läßt die Ausgabe des Addierwerkes 631 zur Binärzahl 001 werden, wobei für den Augenblick wieder angenommen wird, daß die Ausgabe der Verriegelung 635 die Binärzahl 000 ist, und veranlaßt den Decoder 60I, seine Ausgabeleitung 522b beim Auftreten der nacheilenden Kante 572 des nächsten Intervallimpulses 57o zu erregen.

Die Aufgabe der aus dem Flip-Flop 649, den UND-Gattern 675 und 689, dem monostabilen Multivibrator 685 und den BinärzShlern 647 bestehenden Schaltung ist das numerische Vorverlegen der Datenbitausgaben 629 des Addierwerks 631 jedesmal dann wenn ein Impuls 556 auftritt. Genauer gesagt läßt diese Schaltung bei jedem Auftreten .eines Impulses 556 die Ausgabe des Binärzählers 647 um eine Zählung vorrücken und dadurch die Binärzahlausgabe des Addierwerks 631 um eine Einheit anwachsen. Dieses Arbeiten der Schaltung ruft die erwähnte aufeinanderfolgende Erregung der Ausgangsleitungen 522 des Decoders 60I hervor. . V

Der Impuls ρ erscheint eine kurze Zeit vor dem Auftreten des Impulses 556, der das Schließen des Einlaßventils für den achten Maschinenzylinder anzeigt. Dies löscht den Flip-Flop 649. Der dem Schließen des Einlaßventils für den achten Maschinenzylinder entsprechende Impuls 556 löscht den

5 09825/0 8 01

Fo 8631/1O.12.1974

Binärzähler 647 gemäß obiger Beschreibung, jedoch wird dieser Impuls 556 ebenso der Takteingabe 659 des Flip-Flops 649 zugeführt und läßt das an seinem D-Eingang auftretende Hochniveausignal 657 zum Q-Ausgang S63 überführen» Daher ist die erste Eingabe sum UND-Gatter β75 ©in Hochniveausignal· Der nächste Impuls 556, der dem Schließen des Einlaßventils für den achten Maschinenzylinder entspricht £> ^^ί'ird durch den Inverter 667 nimgekehrt und ruft an den aweiten Eingang 671 des UND-Gatters 675 ein Hochniveausignal hervor. Die Ausgabe €81 des UND-Gatters 675 ist daher sin Hochniveausignal^ das dem Takteingang des Binärsählers β4? zugeführt wirdo Dies ·" ruft""" aine Binärsah! "Eins" am Ausgang des BinSxsählers hervor _g die ebenso am Ausgang des Addierwerks 631 erscheint, wenn die Ausgabe der Verriegelung S35 ä%e Binärsahl 000 ist. Wenn der Decoder 6o1 erneut freigegeben -wird? arscheint an der Ausgangsleitung 522b ein Niedrigimpuls und löst für ein von dem Einspritzdauerkreis 514b bestimmtes Seitintervall die Erregung des Einspritzventils 34b für den zweiten Maschinenzylinder aus. Der Decoder 6o1 wird an der nacheilenden Kante 572 eines Intervallimpulses 57o freigegeben, und die Erregung des Einspritzventils 34b wird abgeschaltet, sowie das Einlaßventil für den zweiten Zylinder schließt. Wenn ein Impuls 556 auftritt, der dem Schließen des Einlaßventils für den zweiten Zylinder entspricht, erscheint erneut ein Impuls am Takteingang 681 zum Binärzähler und läßt das Addierwerk 631 die Binärnummer 010 an seinen DatenbitausgMngen 629 zum Decoder 6o1 ausgeben. Dadurch erhält die Ausgangsleitung 522c, wenn der Decoder freigegeben wird, einen Niedrigniveauimpuls. Diese Folge setzt sich in ähnlicher Weise fort. Nachdem die Ausgabe des Binärzählers 647 die Binärzahl 111 erreicht hat, wird er in der oben beschriebenen Weise durch das Auftreten eines Impulses P_ zurückgestellt, der von dem Maschinenverteiler, gefolgt von dem nächsten Impuls, der dem Schließen des Einlaßventils für den achten Zylinder entspricht, erzeugt wird.

8«31„o.,2.,974

- ^Λ'^:■■ ■■■ U- '- ·■ ■■■" ; ■ ■ ' W-■"■' 2458859 ^:

T ■ ■ ! · ·

Bs war an früherer Stelle beschrieben worden, daß der' Digitalrechner eine Binärzahl gleich dem Quotienten ausgibt, der durch Division eines Einspritzimpulsbreitenwertes, ausgedrückt in WinkeIeinheitsimpulsen P₃, durch 256 erhalten wird. Dieser Quotient ist gleich der Anzahl von Kurbelwelien-Viertelumdrehungen, bei denen jeweils eines der.Brennstoffventile 34a bis 34h zu erregen "ist. Wenn der Rechner den Adressenselaktor veranlaßt, Hochniveausignale an den "Aus¹¹- und*Auswahl£Lnspritzversatz"-Eingängen zu dem UND-Gatter 643 zu placieren, wird die resultierende Hochniveauausgabe dem Lac/έ eingang 645 zur Verriegelung 639 aufgegeben. Dies veranlaßt den Binärzahlquotienten, der an den Datenbiteingängen 641 erscheint und im folgenden als Einspritzversatz bezeichnet wird, zu den Datenbiteingängen 637 zur Verriegelung 635 überführt zu werden. Beim Auftreten eines Impulses 556 vom Einspritzstartverzugskreis 51ο beschickt dieser Impuls, umgekehrt und über die Leitung 673 übertragen, die Einspritzversatz-Binärzahl auf den Ausgang der Verriegelung 635. Die Einspritzversatz-Binärzahl erscheint deshalb an den Datenbiteingängen 633a, 633b und 633c zum Addierwerk 631 und wird der Binärzahlzählung, die von den Signalen an den Ausgängen 633d, 633e und 633f des Binärzählers 637 wiedergegeben wird, arithmetisch addiert, so daß die Binärzahl an den Datenbitausgängen 629 des Addierwerks 631 gleich der Summe der Binärzahl an dem Ausgang des Binärzählers 647 und der Binärzahl an dem Ausgang der Verriegelung 635 ist. Wenn die Einspritzdauer mehr als eine Viertel-Kurbelumdrehung währt, wird die Ausgabe des Addierwerks 631 den Decoder veranlassen, die eine der Leitungen in dem Zeitpunkt erregen, der erforderlich ist um sicherzustellen, daß die Brennstoffeinspritzung durch ein bestimmtes Einspritzventil 34 beendet ist, bevor das Einlaßventil für den entsprechenden Zylinder schließt.

Die Aufgabe der aus dem UND-Gatter 573, dem NAND-Gatter 583, den Flip-Flops 577, 58a'und 586, den UND-Gattern 581 und 591

509825/0601

Fo 8631/1Ο.12.1974 · -

- 7ο -

und dent monostabilen Multivibrator 597 bestehenden Schaltung besteht in der Freigabe des Decoders 6o1 beim Auftreten eines Impulses 556 vom Einspritzstartverzögerungskreis 51ο, wenn die ausgegebene Verzugszeit-Binärzahl durch den Digitalrechner . plötzlich von einar großen Binärzahl in eine kleine Binärzahl sich ändert. Wenn dies nicht getan würde, könnte ein Wechsel ._, der von dem Intervall impuls 57o dargestellten Verzugszeit von ;, lang auf kurz das zu erregende Einspritzventil in einem solchen 'v Augenblick veranlassen, nur für eine sehr kurze Zeit anstelle der für seine Erregung erwünschten langen Zeit erregt zu. werden (eine Änderung von einer langen Verzugszeit in eine Kurze Verzugszeit zeigt an, daß das Einspritzventil für eine beträchtlich längere Zeitdauer erregt werden muß). Die zum ODER-Gatter 573 führenden Leitungen. 574 und 575 sind deshalb an die '" . höchstwef t£gen_~ ¹^ Sits der Datenschiene 14o angeschlossen.' Wenn der Adressenselektor vom Rechner veranlaßt wird, Hochniveausignale an die mit "Aus" und mit ^HAuswahl£inspritzwinkel" bezeichneten Eingänge zum UND-Gatter 581 zu setzen, w.ird dessen Ausgabe ein Hochniveau sign al, das den Takteingär.gen der Flip-Flops 577 und 58o aufgegeben wird. Dies stellt die Q-Ausgänge der Flip-Flops 577 und 58o in einer Weise ein, die von dem Niveau der an den Ausgängen des ODER-Gatters und des NAND-Gatters 583 auftretenden Signale bestimmt wird. Die Schaltung ist derart getroffen, daß, wenn die """ » höchstwertigen Bits der Datenschiene 14o beide von Hochniveau- ■ Signalen zu Niedrigniveausignslenrwechseln, die Ausgabe des UND-Gatters'591 kurz auf hohes Niveäu_:-bsim Auftreten eines Impulses 576 vom Einspritzstart-verzugskreis 51ο ansteigt. Die Funktion des mit dem dritten Eingang des UND-Gatters verbundenen monostabilen Multivibrators und der mit dem vierten Eingang des UND-Gatters 591 verbundenen Inverter 651, 653 und 655 besteht in der Verzögerung der Impulse 556 für Zeitspannen, die ausreichend sind, um die Flip-Flops 577, 58o und 586 freizugeben, um deren entsprechende Ausgangsniveau ■festzusetzen. . .

Fo 8631/1Ο.12.1974 B0 982 5/ 080 1

s - -I

Beim Auftreten'des ersten kurzen Ausgabeimpulses vom UND-Gatter 591 iriggert die nacheilende Kante dieses Impulses den monostäbilen Multivibrator 597 und läßt einen niedriggehenden Impuls an dessen Ausgabe 598 erzeugen. Dieses niedriggehende Signal ruft ein Niedrigniveausignal an der Ausgabe 6oo des UND-Gatters 599 hervor, welches den Decoder 6o1 freigibt und eine der Leitungen 522 entsprechend dem in diesem Augenblick auszulösenden Einspritzventil erregt. In Abwesenheit von einer Änderung der höchstwertigen (am meisten signifikanten) bits an der Datenschiene 14o von Hochniveausignalen an beiden der höchstwertigen Bits in Niedrigniveausignale daran bleibt die Ausgabe des monostabilen Multivibrators 597 auf einem hohen Niveau. In diesem Fall kann der Decoder 6o1 nicht freigegeben werden, bis ein Niedrigniveausignal an der Ausgabe 6o3 des NAND-Gatters 6o5 auftritt. Das NAND-Gatter 6o5 steuert somit in Abwesenheit von einer Änderung der höchstwertigen ßits gemäß obiger Beschreibung . die Freigabe des Decoders 6o1.

In Fig. 2o ist ein Schaltbild gezeigt, welches den Aufbau des in Fig.17 in Blockform dargestellten Einspritzentriebskreises 518a und eines von diesem Kreis gesteuerten elektromagnetischen Einspritzventils 34a zeigt. Selbstverständlich sind die anderen,Antriebskreise 518b bis 518h und die Ein-, spritzventile 34b bis 34h ähnlich ausgebildet. ' -,

Der Kreis 518a hat eine Eingangsklemme 6o2 an der einen Klemme eines Widerstandes 6o4." Die andere Klemme des Widerstandes 6o4 bildet die Eingabe zu einem Leistungsverstärker, der aus zwei Transistoren 606 und. 6o8, in Darlington-Schaltung ■r' besteht. Die Kollektoren de^npn-Tränsistoren 606 und 608 sind im Punkt 61ο miteinander verbunden, der die Verbindung snlt einem Widerstand 612 bildet. Ferner ist der Emitter des Ausgabetransistors 608 über"einen Widerstand 614 an Masse angeschlossen» Eine Diode 616 ist mit ihrer Kathode an den

B09825/0801

Fo 8631/1Ο.12.1974

Schaltungspunkt 61o und mit ihrer Anode an Masse angeschlossen. Die Widerstände 6o4, 612 und 614 haben vorzugsweise die in Fig. 2o angegebenen Größen. .-■■-■,

Die Wicklung des elektromagnetischen Brennstoffventils 34a ist mit einen Ende an die positive Klemme einer Gleichstromquelle wie einer 12 Volt-Fahrzeugbatterie angeschlossen. Das andere Ende der Ventilwicklung ist mit dem Widerstand 612 im Antriebskreis 518a verbunden. Eine Feldenorgieverhichtungsdiode 618 liegt parallel zur

Im Betrieb der Schaltung nach Fig. 2o wird ein Impuls von im Rechner bestimmter Breite von dem Einspritsdauerzumeßkreis 514a empfangen und an die Klemme 6o2 herangeführt. Dieser in seiner Dauer gesteuerte Hochniveauimpuls liefert den Basis-Emitter-Strom für den Transistor 6o6, Der Transistor 606 wird zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter leitend und liefert dadurch den Basis-Emitter-Antriebsstroin für den Transistor 608. Dieser macht den Transistor 608 zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter voll leitend, und es fließt Strom durch die Wicklung des Einspitzventils 34a_r wodurch Brennstoff in die Saugleitung der Brennkraftmaschine Io eingespritzt wird. Die Aufgabe der Diode 516 besteht darin, die Transistoren 606 und 608 gegenüber negativen Ausgleichsspannungen zu schützen, die an der Stelle 61ο auftreten können.

Der Logikkreis zur Steuerung des AGR-Schrittschaltmotors

Die Einzelheiten dieses Kreises 144 sind in Pig. 21 veranschaulicht. Bei der früheren Abhandlung des Rechnerprogramms zur Ermittlung der zu einer gegebenen Zeit erforderlichen Einstellung der Stellung des gesteuert veränderlichen AGR-Ventils war festgestellt worden, daß die zentrale Verarbeitungseinheit 132 des Rechners die erforderliche neue

509825/0801

Fo 3631/1Ο.12.1974

Einstellung errechnet, die zur Erzielung der gewünschten neuen Einstellung des AGR-Ventils notwendige Veränderungssteilheit von der alten Einstellung bestimmt, ein elektrisches Fehleranzeigesignal setzt oder entfernt, welches die Richtung, in der das AGR-Ventil zu verstellen ist, anzeigt, und an der entsprechenden Stelle im Rechnerprogramm die Veränderungssteilheit und die Fehleranzeige in Form einer Binärzahl und eines Fehlersignals dem AGR-Logikkreis 144 aufgibt. Die tatsächliche Verstellung des AGR-Ventils wird mit dem Schrittschaltmotor 7o und dessen Antriebskreis 98 vorgenommen. Diese Komponenten sind im Handel erhältlich _t wobei vorzugsweise eine Schrittschaltmotor Modell Nr. HS-So und ein Schrittschaltmotor-Obersetzermodell Nr. STM-I800V verwendet werden, die beide Produkte der Superior Electric Co. in Bristol, Mass. sind. Die Aufgabe des Logikkreises 144 für die AGR-Schritt- _ schaltrr.otorsteuerung ist die Umformung der als Binärzahl vorliegenden Änderungssteilheit- und Fehleranzeigeinformation, wie sie der Datenschiene 14o durch den Rechner aufgegeben ist, in eine Anzahl von Impulsen", die zur Verstellung des AGR-Ventils in seine neue Stellung erforderlich sind.

Der Logikkreis 1,44 enthält einen programmierbaren Intervaller aeug^T 62o und eine Umkehrverriegelung 622. Die Verriegelung 622 hat acht Datenbiteingaben 624, die an die Datenschiene 14o angeschlossen sind. Die ersten sieben Bits werden für <He Binärzahl-Veränderungssteilheit verwendet, die nötig ist, um die geforderte neue Einstellung des AGR-Ventils zu erhalten. Wenn diese Binärzahl-Veränderungssteilheit an der Datenschiene 14o vorliegt, setzt der. Adressenselektor Hochniveausignale an die "Aus"- und "Auswahl AGR"-Eingaben zum UND-Gatter 626, dessen Ausgang Über eine Leitung 628 mit dem Lasteingang der Verriegelung 622 verbunden ist, und das resultierende Hochniveausignal am Ausgang des UND-Gatters 626 lädt das Komplement der 7-bit-Binärzahl-Veränderungssteilheit auf die entsprechenden sieben Ausgabeleitungen

FO863V1O.12.1974" ₅₀₉₈25/0801

- 74 - --"-.-■-"-^;Z^ Vv " :-;\ ■ ' ■ ■ . ^; ■-.' ]:^ϊ- 2458859

der Verriegelung. Die Ausgabe des UND-Gatters 626 wird ferner über einen Inverter 658 dem Ladeeingang des programmierbaren Intervallerzeugers 62o aufgegeben, wodurch das Komplement der 7-bit-Binärzahlanstiegssteilheit auf diesen aufgeladen wird. , ■■

Die 8-Daten-bit-Eingabe 632 zur Verriegelung 622 ist das elektrische Fehleranzeigesignal. Wenn dieses Signal auf Hochniveau ist, zeigt es an, daß das AGR-Ventil 66 (Fig. 1) in eine mehr geschlossene Stellung zu verstellen ist. Das Ladesignal an der Leitung 628 läßt das Fehleranzeige-Datenbit ungeändert zur Ausgangsleitung 634 der Verriegelung passieren. Das an der Leitung 634 auftretende Fehleranzeige-Datenbit wird unmittelbar über eine Eingabe 638 einem NAND-Gatter 636 zugeführt und außerdem nach Umkehrung durch einen Inverter 64q der Eincrabe eines anderen NAND-Gatters 642, Die Ausgabeleitung 644 vom NAND-Gatter 636 ist an den oben erwähnten Schrittschaltmotorumsetzer angeschlossen, und das AGR-Ventil wird, wenn an diesem Umsetzer Impulse auftraten, in eine mehr geschlossene Stellung verstellt. Die Ausgabeleitung 646 des NAND-Gatters 642 ist ebenso auf geeignete Weise an den Schrittschaltmotorumset2er angeschlossen, und das AGR-Ventil wird, wenn hieran Impulse auftreten, in die mehr offene Stellung verstellt.

Die Aufgabe des programmierbaren Intervallerzeugers 62o besteht in der Steuerung des Durchlasses der 1oo Hz-Taktimpulse P- an seinem Takteingang 648 zum Ausgang eines UND-Gatters 65o. Das UND-Gatter 65o hat zwei Eingaben, von denen die eine die über die Leitung 652 zugeführten Taktimpulse P _ und die andere die Ausgabe des programmierbaren Intervallerzeugers auf der Leitung 654 sind. Die Ausgabe 656 des UND-Gatters 65o bildet die zweite Eingabe zu einem jeden der NAND-Gatter 636 und 642. Wenn das Fehleranzeigebit an der Verriegelungsausgabeleitung 634 ein Hochniveausignal ist, laufen offenbar die an der Ausgabe 656 des UND-Gatters 65o auftretenden Im-

Fo 8631/1Ο.12.1974 ₅₀9825/0801

pulse durch das NAND-Gatter 636 zu dessen Ausgabeleitung 644 und veranlassen dadurch das AGR-Ventil, in Stufen in eine mehr geschlossene Stellung solange zu rücken, wie die Impulse sich fortsetzen. Wenn umgekehrt das Fehleranzeigebit an der Leitung 634 ein Niedrigniveausignal ist, läßt das NAND-Gatter 636 keine Impulse hindurch, und seine Ausgabe 644 bleibt hoch. Der Inverter 64o kehrt jedoch das niedrige Fehlersignal um und führt ein Kochsignal zum unteren Eingang des NAND-Gatters • 642. Das NAND-Gatter 642 läßt dann die an der Ausgabe 556 "des UND-Gatters 65o auftretenden Impulse zu seiner Ausgabe 646

durch und,veranlaßt das AGR-Ventil, sich stufenweise in eine ; wehr geöffnete Stellung zu bewegen, solange diese Impulse andauern. Der programmierbare Intervallerzeuger 62o erzeugt ein Kochniveausignal an seiner Ausgabeleitung 654 für ein Zeitintervall gleich der .von der Binärzahl-Anstiegssteilheit .wiedergegebenen Zahl von Taktimpulsen P ~, dessen Komplement ~ den Datenbiteingängen 63o aufgegeben wird. Folglich läßt das \'^: UND-Gatter.65o Taktimpulse P_c7 ^:'für^'dieses Zeitintervall zu seiner Auägängsleitung 656 passieren. Am Ende dieses Zeitintervall s ist die Ausgabe 656 .des UND-Gatters 65o ein Niedrig-

nfveausighal, und keines der NAND-Gatter 636. und 642 kann " Impulse^hindurchlassen. ■■'-. .^ ■ . - "''";■'■ ■- -

'"·■ ^Όοΐ Logikkreis für die Zündpunkteinstellung

Dieser Kreis ist im einzelnen in Fig. 22 dargestellt und ähnelt in seinem Aufbau und seiner Funktionsweise im wesentlichen dem oben in Verbindung mit Fig*-ISL beschriebenen Logikkreis für den Einspritsstartverzugy-V^:^^^:^3" L'.^~-^;-:-^-v -!-^ ■

Der Logikkreis 148 für die Zündpunkteinstellung.dient zum Erzeugen eines 1oo Microsekunden-Eochniveauimpulses jedesmal dann, wenn ein Zündfunke geliefert werden soll. Die 1oo ms-ZündzeitpunktimpulseV die von dem Zündzeitpunkt-Logikkreis erzeugt werden, werden dem anschließend beschriebenen unter-

509826/OSO 1

brecherlosen Zündsystem 1oo zugeführt, das jedesmal dann, wenn ein Zündzeitpunktirapuls auftritt, einen Zündfunken erzeugen . läßt.

Der Zündzeitpunktlpgikkreis 148 enthält einen ersten programmierbaren Intervallgenerator ββο und einen zweiten programmierbaren Intervallgenerator 662, deren beide Schaltungen identisch der in Fig. 16 gezeigten und oben beschriebenenSchaltung sind. Die Takteingaben zu den beiden Intervallgeneratoren und 662 werden über eine Leitung 178 mit Kurbelwellen-Winkeleinheitsiinpulsen P gespeist, und der Ladeeingang des Intervallgenerators 66o erhält über die Leitung 168a Kurbelwellen- ' Bezugs inipulse P .

Die Aufgabe des programmierbaren Intervallgenerators 66o besteht in der Erzeugung eines Intervallimpulses 666 an seinem Ausgang, dessen vorauseilende Kante 668 dem Auftreten eines P -Impulses entspricht und dessen nacheilende Kante 67o vorzugsweise dem maximalen Zündpunktvoreilwinkel entspricht, der im Betrieb der zu regelnden Maschine verwendet wird. Dies wird dadurch erreicht, daß an den Datenbiteingang 672 zum Intervallerzeuger 66o eine feststehende Binärzahl aufgegeben wird, die das Komplement einer die Anzahl von P -Impulsen darstellenden Binärzahl ist, welche zwischen einem Bezugsimpuls P und dem Auftreten des Winkels maximaler ZÜndpunktvorauseilung für einen der Zylinder auftreten würde. Wenn beispielsweise 225 P -Impulse auftreten, bevor ein jeder der Kolben in der Brennkraftmaschine seine obere Totlage erreicht, und wenn die maximale ZÜndpunktvorauseilung 2oo P -

Impulse beträgt, dann würde die feste Binäreingabe am Datenbiteincfang 672 das Komplement der Binärzahl gleich der Differenz zwischen 225 und 2oo, nämlich 25 P -Impulse sein.

, Somit wird-beim Auftreten eines P_r-Impulses die feste Binäreirigabe, die mit.,Schaltern oder Festverdrahtung in dem Kreis

. eingestellt sein kann, dem Intervallerzeuger 660 aufgeladen,

5:0 9-8 2 BV 0 8 0.1; '

Fo 8531/10.12.1974 -

dessen Ausgabe 654 von einem Nierigniveau auf ein Hochniveau geht, wie dies bei 668 dargestellt ist, und der Intervaller-'2euger beginnt die P -Impulse zu zählen. Diese Zählung setzt

el ⁱ

sich fort, bis eine feste Zahl P -Impulse gezählt worden ist, und dann endet das Intervall 666 mit der nacheilenden Kante 67o die vom Hochniveau zum Niedrigniveau führt, wobei dies der maximalen Zündpunktvorverlegung entspricht. Die Ausgabeleitung 664 bildet die Eingabe zu einem monostabil en Multivibrator 674, und dieser erzeugt, wenn die nacheilende Intervallkante 67o auftritt, einem kurz dauernden niedrig gehenden Impuls 676. Der Impuls 676 wird über die Ausgangsleitung 678 des Multivibrators dem Ladeingang des programmierbaren Interval ler zeugers 662 zugeführt.

Der programmierbare Intervallerzeuger 662 erzeugt an seiner Ausgabeleitung 68o ein Intervall 682 mit einer voreilenden Kante 684, die der maximalen Zündpunktvorverlegung, wie sie durch den Impuls 676 angezeigt ist, entspricht, und einer nacheilenden Kante 686, welche dem Zeitpunkt entspricht, an welchem ein Zündfunke an einer der Zündkerzen erzeugt werden soll. - .·. . :·-

Bei der Abhandlung des Rechenprogramms zur Errechnung des gewünschten Zündwinkels zu jeder gegebenen Zeit war festgestellt worden, daß der Rechner eine Binärzahl ausgibt,welche die Differenz in P,-Impulseinheiten zwischen der maximalen zündvoreilung und der gewünschten Zündvoreilung ist. Wenn der Rechner bereit ist, diese Binärzahl auszugeben, liefert er eine Adresse zum Adressenselektor, die letzteren veranlaßt, Kochniveausignale den mit "Aus¹¹ und "Auswahlzündung" bezeichneten Eingängen eines UND-Gatters 688 zuzuleiten, dessen Ausgabe dann ein Hochniveausignal wird, welches dem Ladeeingang einer Verriegelung 69o aufgegeben wird. Der Rechner wird in diesem Zeitpunkt die Binärzahl der Datenschiene 14o aufgegeben haben, welche die Datenbiteingaben 692 zur Verriegelung 69o bildet. Das Hochniveausignal am Ladeeingang der Verriege-

Pc 863V1o.12.1974 509825/0801

lung 69ο läßt das Komplement der Binärzahl an den Verriegelungsausgängen 694 erscheinen, welche die Datenbiteingänge zu dem programmierbaren Intervallerzeuger 662 erzeugen. ^

Die richtige Erzeugung der voreilenden Kante S86 des Intervailintpulses 682 hängt von der richtigen Zählung der P -Impulse

ab. Unglücklicherweise geht der Seitteilungsinterpolator 156, der die P -Impulse erzeugt, in einen überlaufzustand über, wenn das Intervall zwischen P -Bezugsimpulsen> mit denen er gespeist wird, zu groß wird. Im vorliegenden Maschlnenregelsystem v/ürde dies unter gewissen Bedingungen beim Andrehen der Maschine auftreten. Wenn ein überlaufzustand vorliegt, erzeugt der Zeitteilungsinterpolator .ein Oberlaufsignal an der Ausgabe seines überlaufdetektors. Dieses Oberlaufsignal ist ein Hochniveausignal, das solange fortdauert, wie der überlauf zustand bestehen bleibt. Er wird dem Zündzeitpunkt-Logikkreis 148 an einer Klemme 691 aufgegeben.

Ein NAND-Gatter 692 hat eines seiner Eingaben mit der Ausgabeleitung 68o des programmierbaren Intervallerzeugers 662 und seine andere Eingabe mit einem Inverter 694 zu der überlaufklemme 691 verbunden. Die Ausgabe 696 des NAND-Gatters 692 bildet den Eingang zu einem Inverter 698, dessen Ausgabe 7oo an eine Eingangsklemme A2 eines monostabilen Multivibrators 7o2 angeschlossen ist. Der monostabile Multivibrator 7o2 erzeugt, wenn er getriggert wird, niedriggehende Ausgangsimpulse von fester Dauer, vorzugsweise loo-Microsekundenimpulse an seiner Q-Ausgangsklemme. Der Multivibrator, der vom Typ 74 121 sein kann, kann von einem niedrig gehenden Impuls sowohl an seiner Klemme Al als auch an seiner Klemme A2 oder durch einen hochgehenden Impuls an seiner Klemme B getriggert werden. Die Q-Ausgabe des Multivibrators72 bildet eine Eingabe zu einen Puffer-NAND-Gatter 7o4, dessen andere Eingabe eine positive Gleichspannung ist. Somit wird jedesmal, wenn ein niedriggehendar 1oo-ms-Impuls an der Q-Ausgabe auftritt, ein

Fo_ 6δ3ί/1ο.12.1974 509825/0801

hochgehender ZundZeitpunktimpuls 7o6 an der Ausgabe 7o8 des KAND-Gatters 7o4 erzeugt. Die Ausgabe 7o8 ist an das unterbrecherlose Zündsystem 1oo angeschlossen. Die B-Eingabe zum monostabilen Multivibrator 7o2 wird von-der Ausgabe 71o eines NAND-Gatters.712 erhalten. Eine positive Gleichspannung wird dem NAND-Gatter 712 als Eingabe 714 zugeführt, und die anderen Eingaben zu diesem NAND-Gatter sind das Signal an der überlaufklemme 69o. i;nd die niedriggehenden P -Impulse an einer Leitung 163b. ι ' ,-- - ■ ' ■ " ' ' .'" '

Wenn kein^ überlaufzustand in dem-Zeitteilungsinterpolator vorhanden ist, besteht an der Klemme 69o ein Niedrigniveausignal, und die Ausgabe des NAND-Gatters 712 ist als Folge davon hoch und kann sich nicht wieder ändern, ohne daß ein Hochniveausignal ander Klemme 69o erscheint. Die Ausgabe des NAND-Gatters 712 kann somit den nionostabilen Multivibrator 7o2 nicht triggern, ohne daß ein überlaufzustand im Zeitteilungsinterpolator 156 vorhanden ist. Jedoch läßt das Nledrigniveausignal an der überlaufklemme 69o die Ausgabe des Inverters 694 hoch werden. Somit geht die Ausgabe 696 des JiÄND-Gatters 692 jedesmal wenn der Intervallimpuls 692 vom Hochzustand in den Niedrigzustand übergeht, d.h. jedesmal, wenn eine voreilende Kante 686 axiftritt,-von niedrig auf hoch/ Dies läßt seinerseits die Ausgabe;7oo des Inverters 698 von hoch auf niedrig gehen, und dies wiederum triggert den monostabilen Multivibrator 7o2, wodurch ein Impuls 7o6 an der Klerame 7o8 erzeugt wird. . _ .

Wenn ein überlaufzustand im Zeitteilungsinterpolator 156 vorhanden ist, steht ein Hochniveausignal an der überlaufklemme 69o an, die Ausgabe des Inverters 694 ist ein Niedrigniveausignal,' die Ausgabe des NAND-Gatters 692 ist auf hohem Niveau gehalten, und das der mittleren Eingabe des NAND-Gatters 712 aufgegebene Hochniveausignal läßt jeden niedrig gehenden P -Impuls einen hochgehenden Impuls an der Ausgabe des NAND-Gatters 712 erzeugen, der seinerseits dem monostabilen

Fo-863Vlo.12.1974 509825/0801

- 8ο -

Multivibrator 7ο2 triggert und Zündzeitimpulse 7©6 hervorbringen läßt.

Insgesamt gesehen wird also jedesmal, wenn eine vorauseilende Impulsintervallkante 686 auftritt, ohne daß ein überlaufzustand im Zeitteilungsinterpolator 156 vorhanden ist, ein Zündzeitimpuls 7o6 erzeugt. Wenn kein überlaufzustand vorliegt, dann v/erden die P -Impulse unmittelbar zur Erzeugung von Zündzeitimpulsen verwendet» " ' ■ *

Der Fxeis des unterbrecherlosen Zundsystems und des Anlassers

Das unterbrecherlose Zündsystem Too, die Zündspule 76, der Zündverteiler 84 und der Anlasserkreis 2oo sind alle zusammen in einem einzigen Schaltbild in Fig. 23 gezeigt. Die Schaltung nach Fig. 23 enthält eine Gleichspannungsquelle von vorzugsweise 12 bis 15 Volt wie eine Kraftfahrzeugbatterie 812, deren negative Klemme 814 über eine gemeinsame Leitung 816 bei an Masse angeschlossen ist. Die positive Klemme 32o der Gleichspannungsquelle 812 ist über eine Leitung 822 mit einem Zündschalter 824 verbunden.

Der Zündschalter 824 kann von herkömmlicher Konstruktion sein und hat vorzugsweise einen Pol 826, mti dem die Leitung 822 beim normalen Lauf der Brennkraftmaschine verbunden ist. Der-

,zündschalter 824 hat ferner einen Pol 828, der nur beim Anlassen oder Andrehen der Brennkraftmaschine verwendet wird. Der Pol 826 ist mit einer Leitung 83o und der Pol 828 mit einer Leitung 832 verbunden. Der Zündschalter 824 überbrückt beide Pole 826 und 828 beim Anlassen der Maschine. Wenn demnach die Maschine im Normalzustand läuft, wird elektrische Energie dem unterbrecherlosen Zündsystem nur über die Leitung

, -83-Ö zugeführt. Während des Anlassens hingegen wird,die elektrische Energie sowohl Über die Leitung 83o als auch die Leitung 832 zugeführt. ~ ,,· ^; r ...

Fo S631/1O.12.1974. - 5 0 9^257 Ö SQ 1 .

8 859

Wenn der Zündschalter 324 die Leitung 822 mit dem Schalterpol 328 und damit der Leitung 832 verbindet, wird elektrische Energie zur Relaisspule 834 geleitet. Eine Erregung der Relaisspule 834 führt zum Schließen eines Kontaktmechanisraus 836, wodurch die elektrischen Pole 838, 84o und 842 überbrückt werden. Wenn dies geschieht, kann elektrischer Strom von der positiven Klemme 82o der Gleichspannungsquelle 812 über eine Leitung 844 und den Kontaktmechanismus 836 zu einem Andrehmotor 846 für die Brennkraftmaschine über eine Leitung 848 . fließen. Die Erregung des Andrehmotors läßt die Kurbelwelle 16 der Maschine drehen.

Der Pol 84o des elektromagnetischen Relais 834 ist über Leitungen 85o und 852 mit einer Verbindungsstelle 854 verbunden. Dadurch ist die Gleichspannungsquelle 812 während des Andrehens der Maschine über Leitungen 844, 85o und 852 unmittelbar mit der Verbindungsstelle 854 verbunden. Dies umgeht einen Ballastwiderstand 855.

Die Zündspule 76 hat eine Primärwicklung 858 und eine Sekundärwicklung 86o. Die Primärwicklung 858 ist mit- ihrer Klemme 862 an die Verbindungsstelle 854 angeschlossen. Die Klemme 78 der Sekundärwicklung ist an den Verteilerfinger des Zündverteilers 84 angeschlossen, der seinerseits nacheinander mit den verschiedenen.Zündkerzen in Verbindung gelangt, wie dies durch die Leitung 92 in bezug auf die Zündkerze 866 dargestellt ist. Eine Leitung 868 verbindet die anderen Enden der Primärwicklung 858 und der Sekundärwicklung 86o der Zündspule 856 miteinander.

Ein Teil 882 des unterbrecherlosen Zündsystems arbeitet bei einem gegenüber dem der elektrischen Gleichspannungsquelle 812 -verminderten Spannungsniveau. Dies wird mit einem Widerstand 884 erreicht, dessen Klemme 886 an die Leitung 83o und dessen andere Klemme über eine Leitung 888 an die Kathode

Fo 8631/1O.12.1974 5Q9825/0801

einer Eenerdiode 89o angeschlossen ist. Die Anode der Zenerdiode 89o ist über eine Leitung 992 an die gemeinsame Masseleitung 816 angeschlossen. Die Zenerdiode 89o hat eine Durchbruchsspannung von wesentlich weniger, beispielsweise 5,1 Volt weniger· als die* Gleichspannungsquelle 812. Dadurch wird, die Leitung 888 zu einer Niedrigspannungs-Versorgungsleitung.

Die Zündzeitpunktiiapulse 7o6, die als Ausgabe des Zündzeitpunktlogikkreises 148 erzeugt werden, werden an die Eingangsklemmen 88o und 878 angelegt. Die Eingangsklemme 878 ist über eine Leitung 9o2 mit Masse verbunden, und die Leitung 1.5o kuppelt die Zündzeitpunktimpulse an die Basis oder Steuerelektrode 9oo eines ersten Transistors Q1 an. Die Ankupplung wird über einen Basisansteuerwiderstand 9o4 vorgenommen. Eine Schutzdiode 9o9 ist mit ihrer Kathode an die Basis 9oo des Tran· sistors Q1 und mit ihrer Anode an die gemeinsame Leitung angeschlossen.

Der Ausgangskreis des ersten Transistors Q1 umfaßt dessen Emitter 96o, der über eine Leitung 912 an der gemeinsamen Leitung 816 liegt, und dessen Kollektor 914, der an die Kathode einer thermischen Kriechwegdiode (tracking diode) 916 angeschlossen ist. Die Anode "der thermischen kriechwegdiode S16 ist mit einer Klemme eines Widerstand 918 verbunden, dessen andere Klemme an die Niedrigspannungsversorgungsleitung 388 angeschlossen ist. _v' '· , - -..'

Ein zweiter Transistor Q 2 ist mit seiner Basis oder Steuerelektrode 92o an. eine Klemme eines Widerstands 922 angeschlossen_f dessen andsre Klemme mit der Niedrigspannungsversorcpangsleitung" 888 verbunden ist. Ein Kondensator 924 liegt »it einer=Anschlußleitung 925 an der zwischen der thermischen Kriechwegdiode 916 und dem Widerstand 918 gebildeten Verbindungssteile. Die andere Anschlußleitung des Kondensators 924 ist über eine Leitung 928 mit der Basis oder Steuer-

Fo 8631/1o. 12.1974 _λ™^,μμ"

5 0 9 8 2 5/ 0 801: BAD ORlQSNAL

~ 83 -■

elektrode,des zweiten Transistors Q^ verbunden. Der Ausgangs kreis des zweiten Transistors Q, besteht aus dessen Emitter 93o, der an die gemeinsame Leitung 816 über eine Leitung 932 und eine weitere Leitung 912 angeschlossen ist, und dessen Kollektor, der über einen Widerstand 936 an der Niedrigspannungsversorgungsleitung 888 liegt. .

Ein Transistor Q₆ ist mit seinem Kollektor an den Kollektor 914 des ersten Transistors Q- und mit seinem Emitter über die Leitung 912 an die gemeinsame Leitung 816 angeschlossen und ist jnit seiner Basiselektrode über einen Basisansteuerwiderstand 938 an die Verbindung gelegt, die zwischen dem Kollektor 934 des Transistors Q, und dem Widerstand 936 besteht.

Der ciie Kollektor- und Emitterelektroden des zweiten Transistors Q₂ enthaltende Ausgangskreis ist über Transistoren Q- und Qc an die Basis oder Steuerelektrode 94o eines dritten Transistors Q- gelegt. Der Ausgangskreis des dritten Transistors Q₃ besteht aus dessen Emitter 942, der über eine Leitung 944 an die gemeinsame Leitung 816 angeschlossen ist, und dessen Kollektor 946, der über Leitungen 948 und 95o an der Niederspannungsseite, nämlich der Leitung 868 der Primärwicklung der Zündspule 76 liegt. Ein Kondensator 952 ist über seine Anschlußleitung 954 mit dem Niederspannungsende der Primärwicklung 858 und mit seiner anderen Anschlußleitung 956 an die gemeinsame Leitung 816 angeschlossen. In Reihe geschaltete Zenerdioden 958 und 96o sind zwischen der Basis oder Steuerelektrode 94o und dem Kollektor 946 des dritten Transistors Q., angeordnet. Ferner ist die Anode einer Diode 962 über eine Leitung 964 und die Leitung 852 mit der Verbindungsstelle .' an der Hochspannungsklemme der Primärwicklung 858 verbunden.

Die Kathode der ...Diode 962 ist an-die Kathode einer Zener-'. . diode 966 angeschlossen, deren Anode an der gemeinsamen Leitung 816 liegt. - ' ." -

5 0 982'5-/080

Fo 8631/1Ο.Ί2.1974 \ . .■ ,

Der Widerstand Qo wirkt als Schalter für den Strompfad zu der Primärwicklung 858 der Zündspule 76. Die Transistoren Q₄ und Qc kuppeln den Äusgangskreis des zweiten Transistors Q₂ an die Basis oder Steuerelektrode 94o des dritten Transistors Q₃ an. Die Transistoren"Q. und Q₅ haben ferner die wichtige Aufgabe der Strom- und" Le^Ls tungsver Stärkung.

Der Transistor Q₄ ist mit seiner Basis über einen Widerstand 963 an den Kollektor 934 des zweiten Transistors Q₂ angeschlossen. Der Emitter des Transistors Q. lieqt über eine Leitung 97o an der gemeinsamen Leitung 816. Sein Kollektor ist über eine Diode 972 und einen Widerstand 974 mit der Niedrigspannungsversorgungsleitung 888 verbunden.

Der Transistor Q₅ besteht aus zwei in Darlington-Schaltung geschalteten Transistoren Q₅ und Q₅. . Der Emitter des Transistors Q₅, ist an die Basis oder Steuerelektrode 94o des dritten Transistors Q- angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren Q₅ und Q₅. sind an einer Stelle 976 miteinander verbunden, der Emitter des Transistors Q₅ liegt an der Basiselektrode des Transistors Q₅, und die Basiselektrode des Transistors Q₅ ist über eine Leitung 978 an die zwischen dem Widerstand 974 und der Anode der Diode 972 gebildete Verbindung angeschlossen. Die Verbindungsstelle 976 der Kollektoren der Transistoren Q₅ und Q^. ist über einen Widerstand 98o und einen Widerstand 972 mit der Gleichspannungsversorgungsleitung 938 verbunden. Die zwischen den Widerständen 98o und 982 gebildete Verbindung 984 liegt über eine Leitung 986, eine Diode 988 und eine Leitung 99o an der Gleichspannungsversorgungsleitung 832, die nur beim Andrehen der Maschine benutzt wird. Ein Widerstand 992 ist zwischen die Anode eier Diode 988 und die gemeinsame Leitung 816 eingeschaltet. Weiterhin ist eine Zenerdiode 994 mit ihrer Kathode an die Kathode der Diode 988 und mit ihrer Anode an die gemeinsame Leitung 816 angeschlossen.

FO S631/i_o 12 1Q74

/•0.12.1974 509825/0801

Im Betrieb der Schaltung nach Fig, 23 läßt der dargestellte Kreis einen Zündfunken an den Zündkerzen wie der Zündkerze jedesmal beim Auftreten eines hochgehenden Zundimpulses 7o6 entstehen.

Es sei angenommen, daß kurz vor dem Auftreten eines der hochgehenden Zündimpulse 7o6 der zweite Transistor Q₂ voll leitend ist. In diesem Fall fließt Strom von der Niedrigspannungsversöroungsleitung 888 über den Widerstand 922 und die Basis-Emitter-Verbindung des zweiten Transistors Q₂ zu der gemeinsamen Leitung 816. Strom fließt ferner durch den Widerstand 936f den Kollektor 934 und den Emitter 93o des Transistors Q₂ 2ur gemeinsamen Leitung 816. In diesem Zeitpunkt hat der Kollektor des Transistors Q₂ eine Spannung von etwa 0,2 Volt und als Folge hiervon wird die Basis-Emitter-Verbindung des Transistors"Q. umgekehrt vorgespannt, und der Transistor Q. wird nichtleitend. Dies veranlaßt die Spannung an der Leitung 978, einen Wert sehr nahe der Spannung an der Niedrigspannungsversorgungsleitung 888 anzunehmen. Infolgedessen wird der Transistor Q₅ vorwärts vorgespannt'und leitend. Dies führt Basis-Emitter-Strom für den dritten Transistor Q- zu, der deshalb zwischen seinem Kollektor 146 und seinem Emitter 142 leitend wird.

Mit dem Zündschalter 824 in Laufeteilung und dem dritten Transistor QV in leitendem Zustsnä fließt Strom von der Gleichspanimngsquelle 812 über die Leitungen 82o, 322, 83o und durch den Ballastwiderstand 855 zu der Verbindungsstelle 854 an der Oberspannungsklemme der Primärwicklung 858 der Zündspule 56. Von der Verbindungsstelle 854 fließt der Strom weiter durch die Primärwicklung 858, die Leitung 95o und den Ausgangskreis des Transistors Q₃ mit dessen Kollektor 946 und dessen Emitter 942 zur gemeinsamen Leitung 816. Dies läßt ein magnetisches Feld in der Zündspule 76 entstehen. Die Zeitspanne, während welcher der dritte Transistor Q₃ leitend ist und den Strom durch die Primärwicklung 858 fließen läßt, wird als Verweilzeit bezeichnet. Wenn die Transistorschaltzeiten

509825/0Ö01

unbeachtet bleiben, ist die Verweilzeit also gleich der Zeit, während welcher, der zweite Transistor Q- leitend ist.

Wenn der Zündschalter 824 in der Anlaßstellung steht und beide Kontakte 826 und 828 über die Leitung 822 mit der Gleichspannung squelIe 812 verbunden sind, fließt Strom durch beide Leitungen 83o und 832. Der Stromfluß durch die Leitung 832 erregt das elektromagnetische Relais 834, welches den Kontaktmechanisraus 836 die Pole 838, 84o überbrücken läßt, so daß Strom dem Andrehmotor 846 der Maschine 1o zugeführt wird. Ferner fließt Strom von der Leitung 832 durch den aus der Leitung 99o der Diode 988 und der Leitung 986 bestehenden Strompfad zur Verbindungsstelle 984. Dieser Strompfad bringt die Verbindungsstelle 984 auf das Potential der Gleichspannungsquelle abzüglich dem Spannungsabfall an der Diode 988. Die Gleichspannungsquelle wird somit beim Andrehen der Maschine unmittelbar an die Verbindungsstelle 984 geführt, anstelle zur oberen Klemme des Widerstandes 982, wie dies der Fall ist, wenn sich der Zündschalter in Laufstellung befindet. Während des Andrehens der Maschine erhöht dies den Stromfluß durch den Ausgangskreis des Transistors Q₅ und erhöht dadurch die Stromansteuerung für den Transistor Q₃. Dies hilft die Anwesenheit eines angemessenen Stromflusses in der Primärwicklung 858 der Zündspule während des Andrehens der Maschine sicherzustellen. Es sollte auch Beachtung finden, daß, wenn der Zündschalter in der Anlaßstellung steht und das elektromagnetische Relais 834 erregt ist, Strom von der Gleichspannungsquelle 812 durch die Leitung 844 und den Relaispol 84o und durch die Leitungen 85o und 852 zur Verbindungsstelle 854 der Primärwicklung 858 der Zündspule 76 fließt. Dies bedeutet, daß der Ballastwiderstand 855 während des Anlaßvorgangs kurzgeschlossen ist. , . '

Zusammenfassend läßt sich also sagen, daß, wenn der Transistor Q₂ leitend ist, der Transistor Q₄ nichtleitend und die Transistoren Q₅ und Q₃ wiederum leitend sind, so daß Strom durch

" ' 5Ό9825/0801

, i - 87 -

die Primärwicklung 858 der Zündspule 76 fließt.

Mit dem zweiten Transistor Q- in leitendem Zustand veranlaßt der Basis-Emitter-Spannungsabfall an diesem Transistor die Spannung am rechten Ende (Leitung*;·. 928) des Kondensators 924 auf einem Potential auf etwa 0,7 Volt zu sein. Auch wird der Kondensator 924 mit der in Fig. 1 angegebenen Polarität durch den Widerstand 918 und den Basis-Emitter-Pfad des Transistors Q₂ aufgeladen sein oder aufgeladen werden. Demzufolge wird das linke Ende (Leitung 926) des Kondensators 924 ein Spannungsniveau erreicht haben, welches sich dem der Niedrigspannungsversorgungsleitung 888 annähert.

Wenn ein Zündimpuls 7o6 dergestalt auftritt, daß die Klemme 88o positiv gegenüber der Klemme 878 ist, ruft diese Signalspannung einen Basis-Emitter-Strom durch den ersten Transistor Q₁ hervor. Dieser Strom macht den Transistor Q₁ für die Dauer des loo ms-Zündpunktimpulses leitend, und es fließt Strom durch den Widerstand 918, die thermische Kriechwegdiode 916, den Kollektor 914 und den Emitter 91o des ersten Transistors Q₁ und schließlich die Leitung 912 zur gemeinsamen Leitung 816. Der Transistor Q₁ wird gesättigt, wobei sein Kollektor eine Spannung von etwa 0,2 Volt hat und die Anode der Kriechwegdiode dann eine Spannung von etwa 0,9 Volt einnimmt. Das linke Ende des Kondensators 924 muß, weil es an die Anode der Kriechwegdiode 916 angeschlossen ist, dadurch auf ein Spannungsniveau von etwa 0,9 Volt absinken.

Als Folge der im Kondensator 924 gespeicherten Ladung muß dessen rechtes Ende, nämlich die Leitung 928, auf ein Spannungsniveau unterhalb dem Massepotential fallen. Diese Spannung an der Leitung 928 wird der Basis oder Steuerelektrode 92o des zweiten Transistors Q₂ zugeführt und macht diesen nichtleitend. Als Folge hiervon steigt der Kollektor 934 des zweiten Transistors Q₂ auf ein Spannungsniveau nahe demjenigen der Niedrig-

FO 8-53Vlo.12.1974 509825/08

spannuncrsleitung 888, und diese Spannung wird über den Widerstand 938 der Basis des Transistors Q, aufgegeben und macht diesen leitend. In dem Transistor Q₆ in leitendem Zustand vermögen das Ende des Zündzeitimpulses 7o6 sowie Ausgleichsspannungen, die! an der Basis oder Steuerelektrode 9oo des ersten Transistors Q- auftreten können, nicht mehr die Leitfähigkeit des Kreises zwischen der Kathode der Diode 916 und der gemeinsamen Leitung 816 zu beeinflussen. Der Transistor Q, stellt somit eine Einrichtung dar, die sicherstellt, daß der Transistor Q₂ nichtleitend bleibt, sobald der Transistor Q₁ durch den vom Zündzeitpunktlogikkreis .148 erzeugten Zündzeitimpuls 7o6 geiriggert worden ist. ---'-. .,..--

Wenn der Transistor Q₂ nichtleitend gemacht ist, wird das Potential an dessen Kollektor 934 der Basis des Transistors Q^ aufgegeben und läßt diesen eine vorwärts vorgespannte Basis-Emitter-Verbindung haben, die ihn vollständig leitend macht. Dies wiederum führt der an die Basis des Transistors Q₅ angeschlossenen Leitung 978 ein Niedrigpotential zu und macht diesen Transistor nichtleitend. Mit dem Transistor Q₅ in nichtleitendem Zustand hat der dritte Transistor Q- keine Basisansteuerung und wird ebenfalls nichtleitend. V7enn der Transistor Q- nichtleitend wird, wird der Strom in der Primärwicklung der Zündspule 76 unter-brochen, und das magnetische Feld in der Zündspule muß zusammenbrechen. Dies ruft eine elektromotorische Kraft in der Sekundärwicklung 860 der Zündspule hervor und läßt einen Zündfunken in der Zündkerze 866 überspringen. Der Sekundärstrom fließt dann durch den Kondensator 952 nach Masse.

Solange der Transistor Q₂ nichtleitend ist, bleibt der dritte Transistor Q, ebenfalls nichtleitend. Wenn jedoch der Transistor Q₁ leitend wird, entlädt sich der Kondensator 924 über einen Strompfad mit dem Widerstand 922, dem Kondensator 924, der Diode 916 und den Kollektor-Emitter-Kreisen der Transistoren Q- und Qg. Dies veranlaßt die Spannung am rechten

509825/0801

Ende, nämlich der Leitung 128, des Kondensators 924 in ihrer Höhe anzusteigen. Wenn die Spannung an diesem Ende des Kondensators 924 Massepotential erreicht, beginnt der zweite Transistor Q₂ erneut-zu leiten und wird gegebenenfalls gesättigt. Dies vermindert die Spannung am Kollektor 934 des Transistors Q₂ auf einen niedrigen Wert, und der Transistor Q_fi wird, da dieses Signal seiner Basis über den Widerstand 138 zugeführt wird, nichtleitend. Der Transistor Q₁ wird am Ende des 1oo ms-Zündzeitimpulses 7o6 nichtleitend. Dies bereitet ihn zum Empfang des nächsten triggersignals vor. Die fehlende Leitfähigkeit des Transistors Q₁ erlaubt dem Kondensator 924 erneut die Aufladung auf die in Fig. 23 angegebene Polarität.

In dem Moment, in dem der zweite Transistor Q₂ leitend wird, wird der Transistor Q. nichtleitend, der Transistor Q₅ wird leitend, und der dritte Transistor Q- wird ebenso leitend. Die Leitfähigkeit des Transistors Q- schließt den Strompfad für die Primärwicklung 858 und gestattet den erneuten Aufbau des elektromagnetischen Feldes. Dies ist der Anbeginn der nächsten Periode der Verweilzeit.

Die Schaltung nach Fig. 23 enthält verschiedene Schutzeinrichtungen. Die Diode 1o9 zusammen mit dem Widerstand 1o4 schafft einen Schutz für die Basis-Emitter-Verbindung des ersten Transistors Q₁ gegen Hochspannungsüberschläge von der Sekundärseite der Zündspule zur Klemme 880.

Q Diode'916 wird zur thermischen A'riechstromableitung benutzt, und ihr vorwärts gerichteter Spannungsabfall nimmt den Basis-Emitter-Spannungsabfall des zweiten Transistors Q_ mit, wodurch eine thermische Stabilität in der Schaltung geschaffen wird. Dies hilft die richtige Erzeugung der von der Primärvficklung 558 der Zündspule 76 geforderten Verweilzeit sicherzustellen.

r "^ 509825/0 801

FO-8631/1O.12.1974

- 9ο -

Die Diode 972 verhindert eine Beschädigung das Transistors Q., die hervorgerufen werden könnte als" Ergebnis von negativen Ausgleichsspannungen wie einer negativen Spannung beim Abbau des magnetischen Feldes, die an der Leitung 83o auftreten könnte. Der Widerstand 992 vermindert die von dem elektromagnetischen Relais 834 erzeugten Übergangsspannungen und vermindert dadurch die erforderliche Spannungsfestigkeit der Diode 988.

Die Diode 988 schafft eine Extraansteuerung während des Andrehens der Maschine, wie oben beschrieben wurde. Sie verhindert außerdem eine Spannungsrückkopplung über die Leitungen 986 und 99o zum elektromagnetischen Relais 834, wenn sich der Zündschalter 824 in Laufstellung befindet.

Die Zenerdiode 994 mit dem Widerstand 982 sorgt für einen Schutz des Transistors Q₅ gegenüber Entlastungsausgleichsvorgängen. Entlastungsausgleichsvorgänge treten auf, wenn ein Wechselstromgenerator einen Belastungsstrom liefert, der plötzlich abgeschaltet wird. Dies ergibt einen langen positiven Ausgleichsvorgang.

In Reihe geschaltete Zenerdioden 958 und 96o machen den Transistor Q₃ leitend, we.nn sein Kollektoranschluß 948 höher als auf eine Spannung von beispielsweise 36o Volt ansteigt, dies verhindert Überspannungen an der Kollektorverbindung.

Die Zenerdiode 966 zusammen mit dem Ballastwiderstand 855 sorgt für einen Schutz des Transistors Q_ gegenüber Entlastungsausgleichsvorgängen. Die Diode 962 ist in Reihe mit der Zenerdiode 966 geschaltet, um diese für den Fall einer Umkehr der Polarität der Gleichspannungsquelle 812 zu schützen. Die Diode 962 ist vorzugsweise vom Lawinentyp, damit sie nicht beschädigt wird für den Fall eines Hochspannungsüberschlags von der Sekundärwicklungsleitung 864 zur Anschlußstelle 854 der Primärwicklung 858.

FO 8631/1O.12.1974 . 509825/0801

Im Sinne eines bloßen Beispiels ohne Beschränkung können die verschiedenen Komponenten der Schaltung nach Fig. 23 von folgendem Typ mit folgender Größe sein:

Transistor Q-Transistor Q₂

/ Transistor Q₃

- Transistor Q₄
Transistor Qc

'Transistor Qg
Widerstand 904 Widerstand 913 Widerstand 922 Widerstand 938 Widerstand 936 Widerstand 968 Widerstand 884 Widerstand 974 Widerstand 9S2 Vliderstand 982 Widerstand 980 Widerstand 941 Widerstand 855 Kondensator Kondensator

2N3859A ^:

2N3859A

~ 2N63O6 oder Texas Instruments ., T1P535 ,

2N3859A

RCA 2N6O55, Motorola MJIOOO -oder Texas Instruments T1P64O

- 2N3859A .

-U- ^J''^: 6,8 kOhm ^:

. 200 kOhm 11.0 kOhm ; 15 kOhm 1ο kOhm 2,2 kOhm 180 Ohm, 2 Watt ' 560* Ohm- - :_ ~ 470-Ohm;.-1 _:^-Watt~ »^: .' 6,8 Ohm7^r"1o Watt ~ 3,0 Ohm, 1o Watt 27 0hm, 2 Watt 1,35 Ohm 0,22 mf 0,3 raf

Fo 8631/1O.12.1974

509825/0801

Zenerdiode 890 Zenerdiode 994

5,1 Volt, 1N5231A

27 Volt, 5 Watt, 1N5361A

Zenerdiode	909	958	180 VoIt	jede, 1N5279
und	916	960
	972	966	27 VoIt,	75 Watt
Zenerdiode	988χ;>- 962 , ι'		1Ν4152
Diode	'·> - ·		■ 1Ν4152 .	'■":"■■■'" :~r ■".■■·; :
Diode		: "; 1Ν4152 :	- *" " " .... J...- "-■-/'·■ Λ - ■ "■" " .j. ■_ _ -.^
Diode		_: iN5625/r/ ο- ";ΐΝ5625ν.	ι ."""*■*-.■ - - . /. -; :: ? ; - '■""'' '· { ■--."■ ".V "'·" ^r
Diode Diode			-<■ ' . , I ■ .. , /"■
K -■■' -

' G

Patentansprüche /

Λ .-. _ ■ ο

Fo 8631/1Ο.12.1974' 509825/0801

ORIGINAL INSPECTED

Claims (34)

Patentansprüche :r!

1. j Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine, in welcher durch Verbrennung eines Brennstoffs frei-werdende Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelbar ist und welcher mindestens ein einstellbares Hilfsmittel zum Steuern dieses Energieumwandlungsprozesses zugeordnet ist, gek ennz eichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Erzeugung mindestens eines elektrischen Signals in der Form einer Binärzahl, das eine in einem bestimmten Zeitpunkt während des Energieumwandlungsprozesses gemessene Zustandsgröße der Maschine wiedergibt,

- arithmetische Berechnung eines Soll-Wertes für die Einstellung des Steuerhilfsmittels, wobei diese Berechnung unter Benutzung der die Zustandsgröße wiedergebenden Binärzahl mittels eines Digitalrechners vorgenommen wird, der auf die Berechnung dieses Sollwertes aus einer oder mehreren, eine gewünschte Beziehung zwischen der gemessenen Zustandsgröße und dem Steuerhilfsmittel beschreibenden algebraischen Funktion programmiert ist, und

- Umsetzung des als Binärzahl errechneten Sollwertes in eine Stellgröße für das Hilfsmittel zur Steuerung des Energietamwandlungsprozesses durch eine den Digitalrechner mit dem Steuerhilfsmittel verbindende elektrische Schaltung,

wobei die vorstehende Schrittabfolga zur ständigen Nachstellung des Steuerhilfsmittels in Abhängigkeit von änderungen des in der Form einer Binärzahl erzeugten elektrischen Signals fortgesetzt wiederholt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte in gleichen Zeit-

509825/0801

Fo 8631/1Ο.12.1974

Intervallen'wiederholt werden, ν

3. Verfahren nach Anspruch 1 bei einer Brennkraftmaschine mit rotierender Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte in gleichen Drehwinkelabständen der Abtriebswelle wiederholt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ eic hn et, daß mindestens eine der algebraischen Funktionen, auf die der Digitalrechner programmiert ist, aus einer Vielzahl linearer Funktionen gebildet wird, von denen mindestens eine vom Digitalrechner verwendet wird_v?.^ Γ.\. '.;..;. ■ ·■ "'-" -'■'

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -

■-· · als

durch gek ennzeichnet, daß eine Zustandsgröße die Maschinenbelastung gemessen wird und diese zur Errechnung und Einstellung der dem Verbrennungsvorgang zugeführten Brennstoffmenge verwendet wird."-.■_ ;

6. Verfahren nach einem"der3;vörh^rgehend.en: Ansprüche bei einer Brennkraftmaschine mit Steuerung der Verbrennungsluftmenge durch eine Drossel, dadurch gek e nnzeichnet, daß als eine Zustandsgröße die öffnungswinkel der Drossel gemessen wird und diese zur Errechnung und Einstellung der dem Verbrennungsvorgang zugeführten Brennstoffmenge verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Brennkraftmaschine mit rotierender Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Zustandsgröße die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle gemessen wird und diese zur Errechnung und Einstellung der dem Verbrennungsvorgang zugeführten Brennstoffmenge verwendet wird.

509825/0801

Fo 8631/1Ο.12.1974

■ : '":·; "·· -■..■. ■ "■;' "."■ ':-■. - 2458859

<v ■ ■

8, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer funkengezündeten Brennkraftmaschine (Ottomotor) mit rotierender Abtriebswelle, dadurch gekennz e ichne t , daß als eine ZustandsgrÖße die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle gemessen wird und diese zur Errechnung und Einstellung des Zündzeitpunktes verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadur ch gekennzeichnet, daß auch die Belastung der Maschine zur Errechnung und Einstellingdes Zündzeitpunktes herangezogen wird.

1o. Verfahren nach Anspruch 9 bei einer Brennkraftmaschine mit Steuerung der Verbrennungsluftmenge durch eine Drossel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Errechnung des Sollwertes für den Zündzeitpunkt bei einer Drosselöffnungswinkel oberhalb eines bestimmten Testwerts eine andere algebraische Funktion als bei einer Drosselung unterhalb dieses Grenzwertes im Digitalrechner verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der- vorhergehenden Ansprüche mit einer Brennkraftmaschine mit rotierender Welle und steuerbarer Abgasrückführung zum Verbrennungsvorgang, dadurch geke nn, zeichnet, daß als eine der Zustandsgrößen die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle gemessen wird und diese zur Errechnung und Einstellung der rückgeführten Abgasmenge verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11 bei einer Brennkraftmaschine mit Steuerung der Verbrennungsluftmenge durch eine Drossel

dadurch gek e nnzei chnet, daß der Drosselöffnungswinkel zur Errechnung und Einstellung der rückgeführten Abgasmenge verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Brennkraftmaschine mit rotierender Abtriebswelle, g e -

509825/0801

Fo 8631 /1o. 12.1974

- \ _' >; ■ i ' -■' ' ". ' 2458859

kennzeichnet durch die gleichzeitige Erzeugung von elektrischen Impulsen in gleichen Zeitintervallen und elektrischen Impulsen in gleichen Drehwinkelabständen der Abtriebswelle, wobei der erste nach Beendigung der Schrittabfolgs auftretende Impuls dieser/beiden Impulsarten zur Einleitung der Wiederholung der Schrittabfolge verwendet wird.

14. Vorrichtung zum Regeln.einer Brennkraftmaschine, in welcher durch Verbrennung eines Brennstoffs freiwerdende Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelbar ist und welcher mindestens ein einstellbares Hilfsmittel zum Steuern dieses Energieumwandlungsprozesses zugeordnet ist, g e k e η η ze i c h η e t. ■ durch mindestens einen-Meßfühler zur Messung einer für den Energieurawandiungsprozeß maßgebenden veränderlichen Zustandsgröße, Mittel :zur";timwandiiing; der gemessenen Zustandsgröße in ein digitales elektrisches Signal, einen Digitalrechner zur wiederholten arithmetischen Errechnung von Soll-Werten für die Einstellung des Hilfsmittels bzw. der Hilfsmittel zur steuerung des Energieumwandlungsprozesses aus einer zumindest teilweise eine vorbestimmte gewünschte Beziehung zwischen der gemessenen Zustandsgröße bzw. den gemessenen Zustandsgrößen und den Einstellungen des Hilfsmittels bzw. der Hilfsmittel beschreibenden algebraischen Funktion unter Verwendung des digitalen Signals sowie Mittel zur Verstellung des Hilfsmittels bzw. der Hilfsmittel zur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses in Übereinstimmung mit den vom Digitalrechner errechneten Soll-Werten.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch geken nzeichnet, daß die Hilfsmittel zur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses Brennstoffzumeßeinrichtungen {34a bis 34h) umfassen, die von der Drehzahl der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine (1o) und/oder deren Belastung steuerbar sind. "" ■ ' ' ::■

509825/0801 Fo 8631/lo.i2.1974

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzumeßeinrichtungen (34a bis 34h) außerdem von der Umgebungstemperatur und/oder der Kühlmitteltemperatur in der Brennkraftmaschine (1o) steuerbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 bei einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, dadurch geke n- n zeichnet ,daß die Mittel zur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses eine Einrichtung (66, 7o) zur Steuerung der zurückgeführten Abgasmenge umfassen, die in Abhängigkeit von der Drehzahl der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine (1o) steuerbar ist. ■ . · .. ■

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch geke η η ζ e i c h η e t , daß die Einrichtung zur Steuerung der zurückgeführten Abgasraenge (66, 7o) von der Stellung einer Drossel {$o) in der Saugleitung (2o) der Brennkraftmaschine (Ip) steuerbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14 bei einer funkengezündeten Brennkraftmaschine mit rotierender Welle, dadurch ge kennzeichnet , daß die Hilfsmittel zur Steuerung des Energieumwandlungsprozesses Mittel zur Zündpunkteinstellung (Too) umfassen, die von der Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle und/oder der Belastung der Brennkraftmaschine (1o) steuerbar sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, gekennzeichnet durch einen ersten Meßfühler (114) zur Messung der Belastung der Brennkraftmaschine (1o) und einem zweiten Meßfühler (166, 164) zur Messung der Drehzahl bzw. Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine (1o) sowie Mitteln (1o4, 136; 16o, 172, 156) zur Umwandlung dieser Meßergebnisse in digitale elektrische Signale für den Digitalrechner. "... - ..■-'■■'" '"~ ' '

^v Fo.8631/1 ο. 12.197*4

21. Vorrichtung nach Anspruch 2o, ge kennzeichnet durch einen weiteren Meßfühler (126) zur Mossuncr der Stellung einer Drossel (6o) in der Saugleitung (2o) sowie Mittel (1o4, 136), durch welche diese Messung in ein digitales elektrisches Signal für den Digitalrechner umwandelbar ist,

22., Vorrichtung nach Anspruch 21, g e ken η ζ e i c h n-e t durch einen vierten Meßfühler (12o) zur Messung der Steliung/des Abgasrückführventils (66)'sowie Mittel (1o4, 136) zur Umwandlung dieser Messung in ein digitales elektrisches Signal für-den Digitalrechner. - .

23. .Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch vierte und fünfte^,Meßfühler (1o6) zur Messung der Umgebungstemperatur und der kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine (1o) sowie Mittel (1o4,136) zur Umwandlung dieser Messungen in ein digitales elektrisches Signal für den ,Digitalrechner.; ,;"" - ' .*'·}:

■ ^...-:^ ■·"/_·■■■;■ - ... ;-_ ^. • 24,^^Vorrichtung nach Anspruch 2o bis 23, dadurch g ö k>.^'n η ζ ei c h η e t , daß die Mittel zur Umwandlung der Messungen der Fühler für die Belastung der Maschine (114), der Stellung des Drosselventils in der Saugleitung (126), der Stellung des Abgasrückführventils¹ (12o), der Umgebungstemperatur (1o8) und der Kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf der Maschine . (1o6)L von einem Analog*Moltiple.Jcer (1o4) und einem nachgeschalteten Analog-Diqifcal^rä^e.tÄer^tÖo); gebildet sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge~ k e η η ζ ei c h η e t , daß die Mittel zur Umsetzung der Messung der Drehzahl bzw. Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle der Maschine (1o) in ein binäres elektrisches Signal von einem.Signalformer und -verstärker (16o), einem Synchronizer (172) "lind, einem Zeitteilungsinterpolator (156) gebildet sind.

• ' ■ 509825/0801 Po 8631/1o. 12.1974 ORIGINAL INSPECTED

26» >Vorrichtung nach Ansprach 25, - da du r-c h g e k e η ni ζ e i c h η e t , daß dem Zeitteilungsxnterpolator (156) ein Taktoszillator und .Zei^tunterbrecher (152) zugeordnet ist. ■:·■.-· . --·■ ,-:-^:" -ί-·^;-ΐ■^^i-rSri"""-----^--;-:::.'..:::!"^:— .-- ·:. .:· ■

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch .. *- g e.k e η η ζ e ic h η e t , daß der Digitalrechner eine zentrale Verarbeitungseinheit (132) und einen Speicher (134) aufweist. ' .: ■

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 und 27, dadurch g e k e η ή ζ e i c h η e t , daß eine Ausgabe 1es Taktoszillators und Zeitunterbrechers (152) an die zentrale Verarbeitungseinheit (132) angeschlossen ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch ge kennzeichnet, daß an die Ausgabe der zentralen Verarbeitungseinheit (132) Logikkreise (138, 144, 148) für die Hilfsmittel zur Steuerung des Energieumwandlung.3-prozesses in Übereinstimmung mit dem vom Digitalrechner errechneten Sollwerten angeschlossen sind.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Logikkreis (138) für die Steuerung der_: Brennstoffeinspritzung ein Antriebskreis (94) für die Brennstoff zündeinrichtung (34) der Brennkraftmaschine steuerbar ist,

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 3o, d a d u r c h gekennzeichnet , daß von einem Logikkreis (144) für die Steuerung des Abgasrückführventils (66) ein Antriebskreis (98) für einen das Abgasrückführventil (66) verstellenden Schrittschaltmotor (7o) steuerbar ist.

ORIGINALiNSPECtED 509825/0801 ~~~~

Fo S631/1O.12.1974

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, g e ke nnzeichnet durch einen Logikkreis.(148) für die Zündpunkteinstellung, von welchem ein unterbrecherloses Zündsystem (1oo) steuerbar: ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 32, g e ke nnzeichnet durch Mittel (166, 164, 16o, 172) zur Erzeugung eines die jeweilige Stellung der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine wiedergebenden Bezugsimpulses sowie eine Einrichtung (156) zur Teilung eines jeden Intervalls, zwischen zwei aufeinanderfolgenden-Bezugsimpulsen in eine Anzahl von Winkeleinheitsimpulsen. ^ ^r ν

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, '[ d a d ü r σ h ge-. <■;'- k e η η z e i c h η e t , daß von der. Einrichtung (156) zur.

-- Teilung des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden '-' Bezugsimpulsen in eine vorbestimmte Zahl von Winkeleinheits-

impulsen (P ) eine an den Digitalrechner angeschlossene ■·,'.- ..«.■■■ - - · ' Zeitunterbrechereinrichtung (1,73) steuerbar ist, durch welchen die ständige Wiederholung der arithmetischen Rechenvorgänqe im Digitalrechner auslösbar-i.st^ ■-/■ "- -. ;^χ>.". _t._'_ £-'' .-ry^"_:.- ·' .

Po 863V1e.12.197i;:··= , . ; ,,. ORiG₁MAL INSPECTED .

/fO/f

Leerseite