DE2845024C3 - Verfahren zur elektronischen Zündverstellungsregelung bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektro­ nischen Zündverstellungsregelung bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei dem jeweils bei einem vorgegebenen Umdrehungszyklus der Antriebswelle der Brennkraftmaschine eine betriebsparameterabhängige Verstellung des Zündzeit­ punktes unter Verwendung von Speicherdaten erfolgt, wobei der bei zumindest einem jeweils vorhergehenden Umdrehungs­ zyklus der Antriebswelle erfolgte Zündverstellungsbetrag als Korrekturwert für den beim nächstfolgenden Umdrehungs­ zyklus betriebsparameterabhängig ermittelten Zündverstel­ lungsbetrag gespeichert wird.

Bekanntermaßen erfolgt die Bildung eines Zündfunkens bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen jeweils nach einer bestimmten Kurbelwellendrehung - z. B. nach einer halben Umdrehung im Falle einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine - derart, daß bei jeder dieser Kurbelwellendrehbewegungen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie z. B. Dreh­ zahl und Saugleitungsunterdruck, ermittelt werden, auf der Basis der ermittelten Betriebsparameter z. B. durch einen Rechenvorgang, Auslesen gespeicherter Daten usw., die erforderliche bzw. gewünschte Zündverstellung festgelegt wird und sodann ein Zündfunken bei der festgelegten Zünd­ verstellung ausgelöst wird, wenn die tatsächliche Dreh­ stellung der Kurbelwelle dem festgelegten Zündzeitpunkt entspricht.

So ist aus der US-PS 40 09 699 ein Verfahren zur digitalen elektronischen Zündverstellungsregelung bekannt, bei dem außer den Betriebsparametern Drehzahl und Saugleitungsun­ terdruck jeweils der atmosphärische Luftdruck ermittelt, nach einer Analog-Digital-Umsetzung der ermittelten Werte aus einem Festwertspeicher in Abhängigkeit von den vorlie­ genden Drehzahl- und Saugleitungsunterdruckbeträgen ein abgespeicherter Zündverstellwinkel ausgelesen und sodann mit Hilfe des ermittelten Luftdruckwertes eine Korrektur des ausgelesenen Zündverstellwinkels zur Festlegung der endgültigen Zündverstellung vorgenommen wird. Der aus dem Festwertspeicher ausgelesene Zündverstellwinkel wird hier­ bei in umgekehrter proportionaler Abhängigkeit vom vorlie­ genden Luftdruckwert verändert, wodurch eine weitere An­ passung des durch die Verwendung des Festwertspeichers gewonnenen dreidimensionalen Zündverstellwinkelprofils erreicht werden soll. Aufgrund der stark veränderlichen bzw. steilen Regelcharakteristik kann hierbei jedoch eine plötzliche Änderung der Betriebsbedingungen der Brenn­ kraftmaschine, wie sie z. B. bei Beschleunigungs- oder Verzögerungszuständen auftritt, eine derart starke Ände­ rung der Zündverstellung zwischen zwei aufeinanderfolgen­ den Umdrehungszyklen zur Folge haben, daß Drehmoment­ schwankungen mit der nachteiligen Folge einer instabilen Arbeitsweise der Brennkraftmaschine auftreten.

Weiterhin ist aus der DE-OS 27 02 054 ein Verfahren zur analogen elektronischen Zündverstellungsregelung bei einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem zunächst in Verbindung mit einem Zylinder-Zuordnungssignal ein der jeweiligen Kurbelwellenstellung entsprechendes Rechtecksignal mit einer umgekehrt drehzahlproportionalen Periode erzeugt und in ein entsprechendes Sägezahnsignal umgesetzt wird, aus dem bezugsspannungsabhängige Abtast-Taktimpulse abgeleitet werden. Hierbei erzeugt ein Generator in Abhängigkeit von dem Rechtecksignal und den Abtast-Taktimpulsen eine weite­ re Sägezahnspannung mit vorprogrammierten zeitabhängigen Gradienten, die zu Knickpunkten in dieser Sägezahnspannung führen, welche die Zündvorverstellung abschnittsweise als Funktion der Drehzahl verändern, da die Sägezahnspannung nun mit einem Bezugsspannungspegel verglichen und jeweils bei Koinzidenz ein Ausgangssignal erzeugt wird, das als drehzahlabhängiges Steuersignal in die Zündverstellung eingeht. Darüberhinaus kann als weiterer Betriebsparameter auch der Saugunterdruck in ähnlicher Weise in die Zündver­ stellungsregelung eingehen, wobei dann von den fest vor­ programmierten Gradienten in alleiniger Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Unterdruckfühlers ein fester Betrag subtrahiert wird, um ein geringeres Steigungsmaß und damit einen größeren unterdruckabhängigen Zündvorverstellungsbe­ trag zu erhalten, der dann dem drehzahlabhängig ermittel­ ten Steuersignal linear hinzuaddiert wird. Hierdurch soll einer drehzahlabhängig gebildeten Vorverstellwinkel-Cha­ rakteristik ein in alleiniger Abhängigkeit vom Saugunter­ druck gewonnener Vorverstellwinkelwert hinzuaddiert wer­ den.

Hierbei findet jedoch keine Einbeziehung und Speicherung vorheriger Ist-Zündverstellungsbeträge als Korrekturwerte für die laufenden betriebsparameterabhängigen Soll-Zünd­ verstellungsbeträge statt, so daß auch keine flexible Anpassung an schnell veränderliche Betriebsbedingungen möglich ist, da die Zündverstellungsregelung stets unter Zuhilfenahme fest vorgegebener Werte erfolgt.

Darüber hinaus ist aus der DE-OS 25 04 843 eine Einrichtung zur Steuerung von betriebsparameterabhängigen Vorgängen, insbesondere der Zündzeitpunkte von Brennkraftmaschinen bekannt, bei der zur Vermeidung eines Ruckelns der Brennkraftmaschine wegen starker Änderungen des Zündwinkels eine Begrenzungsstufe vorgesehen ist, so daß der tatsächliche Zündwinkel nur in einem vorbestimmten Intervall nach der vorausgegangenen Zündung liegt. Die Begrenzungsstufe ist zur Durchführung von Vergleichsoperationen nach einem Ergebniszähler zur Bildung von zeitlich nacheinander auftretenden Signalfolgen angeordnet. Der Zählerstand des Ergebniszählers wird hierbei mit jedem Zündsignal auf einen definierten Anfangswert rückgesetzt. Nach einer eingestellten Zeit werden die Speicherinhalte aufsummiert und ab einer Bezugsmarke die Impulse einer Folge mit drehzahlabhängiger Frequenz zum Zählerstand hinzuaddiert. Somit muß zur Bestimmung eines nachfolgenden Zündwinkels erneut die eingestellte Zeit abgewartet und der zu addierende Kurbelwinkel mittels einer entsprechenden Einrichtung erfaßt werden, wobei die Bezugsmarke der Kurbelwellenstellung starr zugeordnet ist und der eindeutigen Fixierung des so berechneten Zündwinkels bezüglich des oberen Totpunkts des jeweiligen Zylinders dient.

Dabei findet hier jedoch kein Vergleich zwischen vorherigen, gegebenenfalls bereits einer Korrektur unterworfenen Speicherwerten und betriebsparameterabhängig ermittelten Zündverstellungs-Neuwerten statt, sondern die Kurbelwellenwinkeln entsprechenden Zählerstände des Ergebniszählers begrenzen innerhalb eines festgelegten vorgegebenen Kurbelwellen-Winkelbereichs von 178 bis 182° nach der vorausgegangenen Zündung die Endwertverstellung des Zündzeitpunkts.

Aus der DE-OS 26 24 994 ist ferner eine schaltungstechnisch digitale Version eines vergleichbaren Verfahrens bekannt. Hierbei sind dem Schwungrad einer Brennkraftmaschine zwei Geberspulen zugeordnet, über die drehzahlabhängig einerseits ein einem maximalen Vorverstellwinkelwert zugeordneter Ausgangsimpuls und andererseits Zählimpulse abgeleitet werden. Die Zählimpulse werden zunächst während eines fest vorgegebenen, mit Beginn des Ausgangsimpulses der ersten Geberspule einsetzenden Zeitintervalls gezählt und stellen somit ein drehzahlproportionales Signal dar, das zum Auslesen eines vorprogrammierten Lesespeichers dient, dessen Ausgangssignal anschließend als Referenzwert für den erforderlichen Vorverstellwinkel zwischengespeichert und sodann mit den ab Beginn des nächsten Ausgangsimpulses der ersten Geberspule ermittelten Zählimpulsen verglichen wird. Die Auslösung des Zündfunkens erfolgt bei Koinzidenz der beiden Zählimpulsfolgen.

Auf diese Weise soll ein möglichst exaktes Auslesen einer im Lesespeicher vorgespeicherten Zündverstellungskennlinie erzielt werden, die der optimalen Maschinenleistung ange­ paßt ist. Durch den Vergleich der beiden Zählimpulsfolgen wird damit zwar Koinzidenz mit einem fest vorgespeicher­ ten, drehzahlabhängig ermittelten jeweiligen Kennlinien­ wert herbeigeführt und damit die Zündverstellung diesem Kennlinien-Sollwert angepaßt, jedoch ist keine Ermittlung von Korrekturwerten unter Einbeziehung vorheriger Ein­ stellwerte in Verbindung mit einer anschließenden Korrek­ tur des jeweiligen betriebsparameterabhängig ermittelten Zündverstellwinkels unter Verwendung eines solchen Korrek­ turwertes in Betracht gezogen, sondern es soll nur eine drehzahlabhängige Anpassung an eine fest vorgegebene lei­ stungsoptimierte Zündverstellungskennlinie erzielt werden.

Darüberhinaus ist aus der DE-AS 25 39 113 ein Verfahren der eingangs genannten Art zur elektronischen Zündverstel­ lungsregelung bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ausschließlich eine Zündwinkeländerung zu einem jeweils vorangegangenen Zündwinkel berechnet wird. Eine solche Zündwinkeländerung umfaßt als Summanden im wesentlichen einen Anfangswert der Last, einen linearen Korrekturterm der Last, einen Anfangswert einer Drehzahl­ interpolation, einen weiteren linearen Korrekturterm für die Drehzahl sowie einen Betrag für eine maximale Zündwin­ keländerung. Diese Summanden bilden in ihrer Gesamtheit eine Zündverstellungsänderung, die dem jeweils vorherigen Zündwinkel hinzuaddiert wird.

Eine derartige Ermittlung und Auswertung einer Vielzahl spezieller Änderungsterme ist schaltungstechnisch recht aufwendig und kann auch nicht zu optimalen Ergebnissen führen, da die Änderungsterme - wie z. B. die maximale Zündwinkeländerung - an sich bereits Beschränkungen unter­ worfen sind und stets dem vorangegangenen Zündwinkel hin­ zuaddiert werden, ohne daß eine grundsätzliche betriebspa­ rameterabhängige Neuberechnung des jeweils eingesteuerten Zündwinkels in Verbindung mit einem Vergleich mit der bisher ermittelten Zündverstellung in Betracht gezogen wird.

In diesem Zusammenhang ist es aus der DE-OS 27 10 087 weiterhin bekannt, bei einer Vorrichtung zur Abgas-Emis­ sionsregelung für Brennkraftmaschinen eine Mittelwert- bzw. Integrationsschaltung in Form eines RC-Gliedes einem Differenzverstärker vorzuschalten, über den dann ein PI- Regler zur Steuerung des Luft/Brennstoff-Ansauggemischs der Brennkraftmaschine beaufschlagt wird. Auf diese Weise sollen auf der Ansprechverzögerung des im Regelkreis ver­ wendeten Abgasmeßfühlers beruhende Regelschwingungen un­ terdrückt werden, da nur der am RC-Glied abfallende Mit­ telwert des vom Abgasmeßfühler abgegebenen und den jeweils vorliegenden Abgas-Sauerstoffgehalt bezeichnenden Aus­ gangssignals weiterverarbeitet wird und in die Regelung eingeht. Im Rahmen einer solchen Signalauswertung findet somit keine Differenzbildung zwischen diskreten Meß- und Speicherwerten bzw. keine unter Einbeziehung vorgegebener Korrekturfaktoren erfolgende arithmetische Auswertung dis­ kreter Differenzwerte statt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren der eingangs genannten Art zur elektronischen Zünd­ verstellungsregelung bei einer fremdgezündeten Brennkraft­ maschine anzugeben, bei der die Zündzeitpunkte bei belie­ bigen aufeinanderfolgenden Umdrehungszyklen der Brenn­ kraftmaschine derart einregelbar sind, daß der zwischen ihnen bestehende Unterschied der Zündverstellungsbeträge eine vorbestimmte Größe nicht übersteigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für den laufenden Umdrehungszyklus jeweils aus dem gespei­ cherten Zündverstellungsbetrag und dem erneut betriebspa­ rameterabhängig ermittelten Zündverstellungsbetrag ein Mittelwert zur Begrenzung des Verstellungsbetrages des Zündzeitpunktes gebildet wird, indem der gespeicherte Zündverstellungsbetrag mit einer ersten Konstanten multi­ pliziert wird, der erneut betriebsparameterabhängig ermit­ telte Zündverstellungsbetrag mit einer zweiten Konstanten multipliziert wird, die beiden Multiplikationsergebnisse addiert werden und das Additionsergebnis zur Bildung einer gemittelten Zündverstellung durch eine dritte Konstante geteilt wird.

Auf diese Weise findet eine stetige betriebsparameterab­ hängige Neuberechnung des jeweils eingeregelten Zündwin­ kels bzw. Zündverstellungsbetrages statt, wobei nicht in aufwendiger Weise eine Anzahl von Änderungstermen ermit­ telt werden muß, sondern der bisherige, ohnehin zur Ver­ fügung stehende Zündwinkel im Rahmen einer wesentlich einfacheren gewichteten Mittelwertbildung mit dem jeweils unabhängig und damit genauer ermittelten neuen Zündwinkel als Korrekturwert herangezogen wird. Hierdurch ist einerseits keine aufwendige Rechenanlage zur Zündverstellungsregelung erforderlich, die insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik aus Kostengründen möglichst vermieden werden sollte, wäh­ rend andererseits durch Berücksichtigung des jeweils vor­ her eingestellten Zündwinkels eine diskontinuierliche Zündverstellungsregelung vermieden werden kann. Da die gewichtete Mittelwertbildung auf der Basis der jeweils unabhängig voneinan­ der und damit sehr exakt ermittelbaren Zündverstellungsbe­ träge auf einfache Weise zweckmäßig ausgestaltet werden kann, ist mit einfachen Mitteln eine hohe Einstellungsge­ nauigkeit ohne diskontinuierliche Regelschwankungen er­ zielbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bildung von Betriebsparametersignalen bei einer Brenn­ kraftmaschine,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Regelkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur elektronischen Zündverstellungsregelung bei einer fremdgezündeten Brenn­ kraftmaschine,

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Zündverstellungs-Korrekturschaltung des Regelkreises gemäß Fig. 2,

Fig. 4 Signalverläufe zur Veranschaulichung der Ablauf­ steuerung des Regelkreises gemäß Fig. 2,

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels der Zündverstellungs-Korrekturschaltung,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Funktion eines bei der Zündverstellungs-Korrekturschaltung gemäß Fig. 5 verwendeten Mikrocomputers,

Fig. 7 ein schematisches Schaltbild eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels der Zündverstellungs-Korrekturschaltung und

Fig. 8 und 9 schematische Schaltbilder weiterer Ausfüh­ rungsbeispiele der Zündverstellungs-Korrekturschaltung.

Bei der Zündverstellungsregelung werden Signale verwendet, die Betriebszustände einer Brennkraft­ maschine darstellen. Bei einer fremdgezündeten Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine können derartige Signale beispielsweise ein Bezugssignal T in Form einer Reihe von Impulsen, die mit einer Folgefrequenz von vier Impulsen je Umlauf einer Zündverteilerwelle erzeugt werden und jeweils ein bestimmtes Winkelintervall bzw. eine bestimmte Impulsdauer TR haben, ein Winkel­ signal CLR aus einer Reihe von Impulsen, die mit einer Folgefrequenz von 720 Impulsen je Einzelumdrehung der Zündverteilerwelle erzeugt werden, und ein Signal sein, das den Unterdruck in einer Ansaugleitung angibt. Eine Vorrichtung zur Erzeugung der Signale T und CLR ist schematisch in Fig. 1 gezeigt. Die in dieser Figur allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung kann als Winkeldetektor oder Winkelgeber bezeichnet wer­ den und weist einen ersten Rotor bzw. ein erstes Zahnrad 11 auf, das an der Zündverteilerwelle befestigt ist und vier Zähne oder Vorsprünge aufweist, die in gleichen Abständen ausgebildet sind. Dem Zahn­ rad 11 ist ein elektromagnetischer Stellungsfühler 13 in Oszillatorausführung zugeordnet, der jeweils einen Einzelimpuls erzeugt, wenn ein Zahn des Zahnrads 11 am Stellungsfühler 13 vorbeiläuft. Das Ausgangssignal des Stellungsfühlers 13 wird einer Signalformerschaltung 15 zugeführt, deren Ausgangssignal das Bezugssignal T mit der Impulsdauer TR ist, wobei die Anstiegs­ flanke eines jeden Impulses jeweils beim oberen Tot­ punkt eines einzelnen Zylinders auftritt. Ferner ist ein zweites Zahnrad 12 an der Zündverteilerwelle befestigt und mit 720 in gleichem Abstand angeordneten Zähnen oder Vorsprüngen ausgestattet. Dem zweiten Zahn­ rad 12 ist ein elektromagnetischer Stellungsdetektor bzw. Stellungsfühler 14 zugeordnet, dem eine Signal­ formerschaltung 16 nachgeschaltet ist, deren Ausgangs­ signal das Winkelsignal CLR ist, das aus einer Folge von Impulsen besteht, die jeweils bei einem Kurbelwellen­ winkel von 1° erzeugt werden. Der Verlauf der Signale T und CLR ist bei (a) und (b) in Fig. 4 dar­ gestellt, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Regelkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Zündverstellungs­ regelung. In dieser Figur bezeichnet 3 eine Recheneinheit zur Bestimmung der Zündverstellung in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine. Zu diesem Zweck ist die Recheneinheit 3 mit Eingängen an Ausgangsanschlüsse T und CLR der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bzw. des in Fig. 1 gezeigten Winkelgebers 1 angeschlossen, während ein weiterer Eingang mit einem Druckgeber 2 herkömmlicher Art verbunden ist, der den Ansaugunterdruck in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine er­ faßt. An den Ausgang der Recheneinheit 3 ist eine Zündschaltung 4 zur Erzeugung von Zündfunken in den einzelnen Zylindern entsprechend der durch die Recheneinheit 3 bestimmten Zündverstellung angeschlossen.

Die Recheneinheit 3 umfaßt eine erste Detektorschaltung 31 zur Erfassung der Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine, eine zweite Detektorschaltung 32 zur Ermittlung des An­ saugunterdrucks in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine, eine Zündverstellungssteuerschaltung 33 zur Bestimmung der Zünd­ verstellung und eine Zündspulen-Ansteuerschal­ tung 34 zum Ein- und Ausschalten des Primärstromkreises einer Zündspule 41 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Zündverstellungssteuerschaltung 33. Hierbei umfaßt nach Fig. 2 die erste Detektorschaltung 31 ein UND-Glied 311, an des­ sen einem Eingang das Bezugssignal T anliegt, einen Oszillator 312 herkömmlicher Art zur Erzeugung von Impulssignalen hoher Folgefrequenz, einen Binärzähler 313, einen Dekadenzähler 314, an dessen Rücksetzein­ gang das Bezugssignal T und an dessen Takteingang das Ausgangs-Taktsignal des Oszillators 312 angelegt ist und der Dekodier-Ausgänge für eine mit der abfallenden Flanke des Bezugssignals T beginnende aufeinanderfolgende Erzeugung von Taktimpulsen aufweist, und ein nachstehend als Zwischenspeicher bezeichnetes Speicherelement 315. Von der Detektorschaltung 31 werden Taktimpulse mit dem logischen Pegel "1", die während der Dauer des Bezugssignals T bzw. einer einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel entsprechenden Zeitdauer am Ausgang des Dekadenzählers 314 auftreten, mittels des Binärzählers 313 gezählt und der Zählstand für jeden halben Umlauf der Maschinen­ antriebswelle im Zwischenspeicher 315 gespeichert, wodurch die Maschinendrehzahl erfaßt wird.

Die zweite Detektorschaltung 32 ist mit dem Eingang an den Ausgang des Druckfühlers 2 angeschlossen und umfaßt eine Verstärkerschaltung mit einem Rechenverstärker 324 und Widerständen 321, 322 und 323, einen Analog-Digital- Umsetzer 325 zum Umsetzen des analogen Ausgangssignals der Verstärkerschaltung in eine entsprechen­ de digitale Größe und einen Zwischenspeicher 326 zur Speicherung des digitalen Ausgangssignals des Analog-Digital- Umsetzers 325 für jeden halben Umlauf der Maschinen­ antriebswelle, wodurch der Ansaugunter­ druck erfaßt wird. Die Ausgangssignale der ersten und zweiten Detektorschaltung 31 bzw. 32, die die Maschi­ nendrehzahl N bzw. den Ansaugunterdruck P darstellen, werden der Zündverstellungssteuerschaltung 33 zugeführt.

Die Zündverstellungssteuerschaltung 33, deren Schaltungsaufbau in Einzelheiten in den Fig. 3, 5, 7, 8 und 9 gezeigt ist, umfaßt Konstanteneinstellschaltungen 332 und 334, die zum Einstellen von Konstanten A (A = 180-TR) bzw. nd (Winkelintervall für die Zündspulenerregung) dienen und von Schaltern zum Einstellen entsprechender Binärcodes gebildet werden können, einen ersten Subtrahierer 333 herkömmlicher Art, der vom Ausgangssignal A der Konstanteneinstellschaltung 332 ein Ausgangssignal n α einer Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 subtrahiert, einen zweiten Subtrahierer 335, der vom Differenz-Ausgangssignal (A-nα) des ersten Subtrahierers 333 das Ausgangssignal nd der Konstanteneinstellschaltung 334 subtrahiert, einen ersten Zweirichtungszähler 336, an dessen Eingang das Ausgangssignal (A-nα) des ersten Subtrahierers 333, an dessen Takteingang das Winkelimpuls-Signal CLR und an dessen Rücksetzeingang ein Ausgangssignal des Dekadenzählers 314 angelegt ist, um den Zählstand entsprechend der Differenz (A-nα) herabzuzählen, einen gleichartigen zweiten Zweirichtungszähler 337 zum Herabzählen des Zählstands entsprechend dem Differenz-Ausgangssignal (A-nα-nd) des zweiten Sub­ trahierers 335, sowie ein Flip-Flop aus NAND- Gliedern 338 und 339 mit Eingängen, die an die Zwei­ richtungszähler 336 bzw. 337 angeschlossen sind. Die vorstehend verwendeten Bezugszeichen "A" und "nd" bezeichnen Konstanten, die entsprechend Maschinenbe­ triebsparametern festgelegt sind, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird.

Die Zündspulen-Ansteuerschaltung 34 weist Widerstände 341 und 342 und Transistoren 343 und 344 auf und dient zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens des Primärstromkreises der Zündspule 41. Die Zündschaltung bzw. Zündanlage 4 weist die Zündspule 41, einen Zünd­ verteiler 42 und Zündkerzen 43, 44, 45 und 46 auf, die den einzelnen Zylindern zugeordnet sind und auf bekannte Weise jeweils bei Unterbrechung des Primär­ stromkreises der erregten Zündspule 41 Zündfunken er­ zeugen. 10 bezeichnet einen Hauptschalter bzw. Zündschalter, während 20 eine Gleichstromquelle be­ zeichnet.

Gemäß Fig. 3 weist die Zündverstellungs- Korrekturschaltung 331 folgende Elemente auf:
einen Festspeicher 50, der als Programmspeichereinrich­ tung dient; einen Zwischenspeicher 51 zur Speicherung eines vorhergehenden Zündverstellungssignals nα (i-1) für eine einem halben Umlauf der Maschinenantriebswelle entsprechende Verzögerungszeit; einen Vergleicher 52 bekannter Art, der ein Ausgangssignal nα (i) des Festspeichers 50 mit dem Ausgangssignal nα (i-1) des Zwischenspeichers 51 vergleicht und ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel "1" abgibt, wenn nα (i)<nα (i-1) ist; einen In­ verter 55; eine Wählschaltung 53, bei der an einem Ein­ gang A das Signal nα(i) und an einem Eingang B das Signal nα(i-1) anliegt, ein erster Steuereingang Ka mit dem Ausgang des Vergleichers 52 und ein zweiter Steuereingang Kb mit dem Ausgang des In­ verters 55 verbunden ist, um das Ausgangssignal nα(i-1) abzugeben, wenn das Eingangssignal am Steuer­ eingang Kb den logischen Pegel "1" hat, und das Ausgangs­ signal nα(i) in Abhängigkeit von einem Eingangssignal am Steuereingang Ka mit dem logischen Pegel "1" zu er­ zeugen; eine zweite Wählschaltung 54, bei der an einem Eingang A das Signal nα(i) und an einem Eingang B das Signal nα(i-1) anliegt, ein erster Steuer­ eingang Kb mit dem Ausgang des Vergleichers 52 und ein zweiter Steuereingang Ka mit dem Aus­ gang des Inverters 55 verbunden ist; einen Subtrahierer 56 bekannter Art zur Erzeugung eines Differenz­ signals (A-B); eine Konstanteneinstellschaltung 58 zur Einstellung einer Konstante K; einen Vergleicher 57 zum Vergleich des Ausgangssignals des Subtrahierers 56 mit der Konstante K; UND-Glieder 59 und 60; einen Inverter 61; einen Addierer 62 bekannter Art zur Abgabe eines Summensignals aus dem Signal n (i-1) und der Konstanten K; sowie UND-Glieder 64a₁ bis 64a_i, UND-Glieder 64b₁ bis 64b_i, UND-Glieder 64c₁ bis 64c_i und ODER-Glieder 64d₁ bis 64d_i, bei welchen i die Anzahl der bei dem Rechenvorgang verwendeten Bits be­ zeichnet. Die Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 erzeugt das Zündverstellungssignal nα, was nachstehend noch näher beschrieben wird.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung der Regel­ vorgänge anhand der in Fig. 4 gezeigten Signalverläufe. Der in Fig. 1 gezeigte Winkelgeber 1 erzeugt das Bezugssignal T mit einer Dauer TR bei einer Folgefrequenz von zwei Impulsen je Umdrehung der Kurbel­ welle sowie das Winkelimpulssignal CLR mit einer Im­ pulsfolgefrequenz von einem Impuls je 1° Drehwinkel der Kurbelwelle, wie es in Fig. 4 bei (a) bzw. (b) gezeigt ist. In der Recheneinheit 3 spricht der Dekaden­ zähler 314 auf die abfallende Flanke des Bezugssignals T an und erzeugt Rücksetzimpulssignale R₁, R₂ und R₃ gemäß der Darstellung in Fig. 4 (c), (d) bzw. (e), die jeweils dem ersten, dem dritten und dem fünften Takt­ impuls vom Oszillator 312 bei Zählungsbeginn mit der abfallenden Flanke des Bezugssignals T ent­ sprechen. Dabei ist der Zeitabstand zwischen der abfallen­ den Flanke des Bezugssignals T und der abfallenden Flanke des Impulses R₃ derart gewählt, daß er über den ganzen Bereich der Maschinendrehzahl ausreichend kleiner als die dem Kurbelwellenwinkel 1° entsprechende Zeitdauer ist. Die Taktimpulse des Oszillators 312 werden auch dem UND- Glied 311 zugeführt, an dessen zweitem Eingang das Bezugs­ signal T anliegt. Die Ausgangsimpulse des UND- Glieds 311 werden vom Binärzähler 313 gezählt, dessen Inhalt daher der Anzahl der während der Impulsdauer TR des Bezugssignals T erzeugten Taktimpulse entspricht. Der Inhalt des Zählers 313 wird bei Anstehen der abfallenden Flanke des Rücksetz-Signals R₂ zum Zwischenspeicher 315 übertragen, um dort gespeichert zu werden. Die vom Zwischen­ speicher 315 gespeicherte Anzahl der Taktimpulse wird somit größer, wenn die Maschinendrehzahl niedriger wird. Auf ähnliche Weise wird bei Anstehen der abfallenden Flanke des Rücksetz-Signals R₂ von der zweiten Detektor­ schaltung 32 der ermittelte Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine in den Zwischenspeicher 326 eingespeichert. Die Ausgangssignale dieser Zwischenspeicher 315 und 326 werden dem Festspeicher 50 der Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 zugeführt, die dann in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Zwischenspeicher 315 und 326 einen im Festspeicher 50 gespeicherten Wert nα(i) abgibt. Das Zündverstellungssignal nα(i-1) des vorhergehenden Umdrehungszyklus wird bei der an­ steigenden Flanke des Rücksetz-Signals R₁ zum Zwischen­ speicher 51 übertragen und dort eingespeichert, d. h. der Zwischenspeicher 51 speichert den Zünd­ verstellungsbetrag, gemäß dem während des vorhergehenden Zyklus einer halben Umdrehung der Maschinen­ kurbelwelle ein Zündfunken erzeugt wurde. Wenn der im Zwischenspeicher 51 gespeicherte Wert durch nα(i-1) gegeben ist, hat das Ausgangssignal des Vergleichers 52 den logischen Pegel "1", wenn nα(i) <n (i-1) ist, und den logischen Pegel "0", wenn nα(i)≦nα(i-1) ist. Wenn nα(i)<nα(i-1) ist, wird bei der Wählschaltung 53 der logische Pegel "1" an den Steuereingang Ka angelegt, wodurch die Wählschal­ tung 53 das Signal nα(i) abgibt, während an die Wählschaltung 54 der logische Pegel "1" an den Steuereingang Kb angelegt wird, wodurch die Wählschal­ tung 54 das Signal nα(i-1) abgibt. Das Ausgangs­ signal des Subtrahierers 56 wird dann gleich [nα(i) - nα(i-1)]. Wenn dagegen nα(i)≦ nα(i-1) ist, spricht die Wählschaltung 53 auf das logi­ sche Eingangssignal "1" am Steuereingang Kb durch Abgabe des Ausgangssignals nα(i-1) an, während die Wählschal­ tung 54 auf das logische Eingangssignal "1" am Steuer­ eingang Ka durch Abgabe des Ausgangssignals nα(i) an­ spricht, woraus sich ein Ausgangssignal [nα(i-1)- n α(i)] des Subtrahierers 56 ergibt. Der Subtrahierer 56 gibt somit die Differenz zwischen nα(i-1) und nα(i) als Absolutwert ab, nämlich als |nα (i)-nα(i-1)|. Wenn |nα(i)-nα(i-1)| <K ist, erzeugt der Vergleicher 57 ein Ausgangs­ signal mit dem logischen Pegel "1". Dementsprechend erzeugt unter den Bedingungen nα(i)≦nα(i-1) und nα(i-1)-nα(i)<K (die als "erster Zustand" bezeich­ net werden) das UND-Glied 59 ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel "1". Andererseits erzeugt unter den Bedingungen nα(i)<nα(i-1) und nα(i)-nα(i-1)<K (die als "zweiter Zustand" bezeichnet werden) das UND- Glied 60 ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel "1". Ferner erzeugt der Inverter 61 ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel "1", wenn |nα(i)-n α(i-1)|<K ist (wobei diese Bedingung als "dritter Zustand" be­ zeichnet wird). Ferner erzeugt der Addierer 62 ein Signal [nα(i-1) + K], während der Subtrahierer 63 ein Ausgangssignal [nα(i-1) - K] erzeugt. Über die UND-ODER-Verknüpfungsanordnung aus den UND-Gliedern 64a₁ bis 64c_i und den ODER-Gliedern 64d₁ bis 64d_i gemäß der vorstehenden Beschreibung wird beim ersten Zustand, beim zweiten Zustand bzw. beim dritten Zustand das Aus­ gangssignal nα der Zündverstellungs- Korrekturschaltung 331 (Fig. 3) zu [nα(i-1) - K], [nα(i-1) + K] bzw. nα(i). Dieses Ausgangssignal wird an den ersten Subtrahierer 333 (Fig. 2) angelegt. Die Ausgangssignale der Subtrahierer 333 und 335 sind (A-nα) bzw. (A-nα-nd). Der Zweirichtungs­ zähler 336 spricht auf die abfallende Flanke des Impulses R₃ durch Zählung der Winkelimpulse CPR in einer dem Signal (A-nα) entsprechen­ den Anzahl an, wodurch ein negativ gerichteter Impuls gemäß der Darstellung bei (i) in Fig. 4 erzeugt wird. Auf ähnliche Weise spricht der Zweirichtungszähler 337 auf die abfallende Flanke des Impulses R₃ durch Zählung der Winkelimpulse CLR in einer dem Signal (A-nα-nd) entsprechenden Anzahl an, wodurch ein negativ gerichteter Impuls gemäß der Darstellung bei (h) in Fig. 4 erzeugt wird. Das Ausgangssignal des durch die NAND-Glieder 338 und 339 gebildeten Flip-Flops ist dann ein Impuls­ signal, das mit dem negativ gerichteten Impuls gemäß Fig. 4 (i) ansteigt und mit dem negativ gerichteten Im­ puls gemäß Fig. 4 (h) abfällt, wie es in Fig. 4 bei (j) gezeigt ist. Wenn das Signal gemäß Fig. 4 (j) den logi­ schen Pegel "0" hat, wird der Transistor 343 gesperrt und damit der Transistor 344 durchgeschaltet, wodurch Strom über die Primärwicklung der Zündspule 41 ge­ führt wird. In Abhängigkeit von der ansteigenden Flanke des Impulses gemäß Fig. 4 (j), d. h. dem Übergang zum logischen Pegel "1") wird der Primärstrom der Zündspule 41 unterbrochen, wodurch in der Sekundär­ wicklung der Zündspule 41 eine Hochspannung induziert und zur Erzeugung von Zündfunken über den Zündverteiler 42 an die Zündkerze 43, 44, 45 oder 46 angelegt wird. Da jeder Impuls des Signals CLR dem Kurbelwellenwinkel 1° entspricht, entspricht der Zählwert direkt dem momentanen Kurbel­ wellenwinkel. Daher wird der in Fig. 4(h) gezeigte Impuls zu einem Zeitpunkt erzeugt, der gegenüber der abfallenden Flanke des Impulses R₃ um den Kurbelwellen­ winkel (A-nd-nα)° verzögert ist, während der Impuls gemäß Fig. 4 (i) mit einer Verzögerung um den Kurbel­ wellenwinkel (A-nα)° erzeugt wird. Da der Winkelabstand zwischen der abfallenden Flanke des Bezugsimpulses bzw. Bezugssignals T und der abfallenden Flanke des Rück­ setz-Impulses R₃ nicht größer als ein Kurbelwellenwinkel von 1° ist, wird unter der Voraussetzung, daß die Konstante A gleich (180-TR) ist, der Zündverstellungsbetrag zu nα°, während der der Dauer des logischen Pegels "0" des Impulses gemäß Fig. 4 (j) entsprechende Winkel, d. h. der Drehwinkel der Kurbelwelle während der Erregung der Zündspule 41 gleich nd° wird. Auf diese Weise wird, obgleich der Vorverstellwinkel nα° aufgrund des vorgegebenen Werts in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine bestimmt wird, durch die Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 der Zündverstellungsbetrag nα(i)° immer mit dem Zündverstellungsbetrag nα(i-1)° des vorhergehenden Umdrehungszyklus verglichen. Wenn die sich aus dem Vergleich ergebende Differenz kleiner als der vor­ gegebene Wert K° ist, erfolgt die Zündung bei dem Zündwinkel nα(i)°.

Wenn dagegen die Differenz größer als K° ist, wird der Zündverstellungsbetrag nα bei nα(i)<nα(i-1) auf (nα (i-1) + K)° und bei nα(i-1)<nα(i) auf (nα(i-1) - K)° eingestellt und damit zur Begrenzung der Zündverstellung korrigiert.

Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels wird ein Zündverstellungsbetrag aus dem Festspeicher 50 ent­ sprechend der erfaßten Drehzahl N und dem ermittelten Ansaugunterdruck P der Brennkraftmaschine ausgelesen, wonach innerhalb der Zeit­ spanne zwischen den Rücksetzimpulsen R₂ und R₃ von der Zündverstellungs-Korrekturschaltung 331, den Subtrahierern 333 und 335 und den Zwei­ richtungszählern 336 und 337 der Rechenvorgang für die Festlegung des folgenden Zündverstellungsbetrags für den laufenden Umdrehungszyklus durchgeführt wird. Falls jedoch für diesen Rechenvorgang eine längere Zeitdauer erfor­ derlich ist, können die Zweirichtungszähler 336 und 337 zu einem Zeitpunkt rückgesetzt werden, der bezüglich der abfallenden Flanke des Bezugssignals T um einen bestimmten Kurbelwellen-Drehwinkel R′ verzögert ist. In diesem Fall kann der vorgegebene Wert bzw. die Konstante A zu 180-TR-R′ gewählt werden.

Fig. 5 zeigt schematisch den Hauptteil eines weiteren Ausführungsbeispiels der Zündverstellungssteuer­ schaltung, bei der ein bekannter Mikroprozessor verwendet wird. Gemäß Fig. 5 wird das Ausgangs­ signal des Zwischenspeichers 315 an den Eingang einer Datenleitungs-Treiberschaltung 65 angelegt, die dieses Eingangssignal direkt zum Ausgang führt, wenn ein angelegtes Steuersignal den logischen Pegel "1" hat, und den Ausgang in Abhängigkeit von einem Steuer­ signal mit dem logischen Pegel "0" auf hohe Impedanz bringt. Der Ausgang der Datenleitungs-Treiberschaltung 65 ist mit der Datenleitung eines Mikroprozessors oder Mikrocomputers verbunden. Auf ähnliche Weise ist der Ausgang des Zwischenspeichers 326 mit einer Datenlei­ tungs-Treiberschaltung 66 verbunden, deren Ausgang mit der Datenleitung verbunden ist. Die Datenleitung ist an einen Mikrocomputer 69 angeschlossen. Unter Steuerung durch den Datenleitungs-Treiberschaltungen 65 und 66 vom Mikrocomputer 69 zugeführten Schreibbefehlsignalen werden über die Treiberschaltung 65 bzw. 66 das Signal für die Maschinendrehzahl N und das Signal für den Ansaugunterdruck P in den Mikrocomputer 69 eingeschrieben. Der Mikro­ computer 69 bestimmt dann arithmetisch die Werte (A-nα) und (A-nα- nd), die darauffolgend gesteuert von Auslesebefehls­ signalen zu Zwischenspeichern 67 und 68 übertragen und dort eingespeichert werden. Die Inhalte der Zwischen­ speicher 67 und 68 werden schließlich den Zweirichtungs­ zählern 336 bzw. 337 zugeführt.

Nachstehend wird die Funktion des Mikrocomputers 69 unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben, die ein Ablaufdiagramm eines vom Mikrocomputer 69 ausgeführten Programms dar­ stellt. Nach dem Starten der Programmausführung werden die Maschinendrehzahl N und der Ansaugunterdruck P, die ermittelt und in geeigneten Zustand versetzt worden sind, in den Mikrocomputer 69 eingeschrieben, der dann den Zündverstellungsbetrag nα(i) aufgrund der eingeschriebenen Daten errechnet, wobei die Ergebnisse der Berechnung sofort in (nicht gezeigte) Register des Mikro­ computers 69 eingespeichert werden. Sodann wird aus einem (gleichfalls nicht gezeigten) Register des Mikrocomputers 69 der Zündverstellungsbetrag nα(i-1) des vorher­ gehenden Umdrehungszyklus ausgelesen. Wenn nα(i) - nα(i-1)<0 ist, wird die Entscheidung getroffen, ob nα(i) - nα(i-1) <K ist. Wenn dies zutrifft, erfolgt die Festlegung nα = nα(i-1) + K. Wenn nα(i) - nα(i-1)≦K ist, erfolgt die Festlegung zu nα = nα(i). Wenn dagegen nα(i) - nα(i-1)≦0 ist, erfolgt die Entscheidung, ob nα(i-1) - nα(i)<K ist. Wenn dies zutrifft, erfolgt die Festlegung zu nα = nα(i-1) - K. Wenn nα(i-1) - nα(I)≦K ist, erfolgt die Festlegung zu nα = nα(i). Sodann erfolgen nacheinander die Berechnungen von (A-nα) und (A-nα-nd).

Von der Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 wird der Zündverstellungsbetrag nα(i-1) des vorher­ gehenden Umdrehungszyklus mit dem arithmetisch bestimmten Zünd­ verstellungsbetrag nα(i) für den folgenden Umdrehungszyklus verglichen. Wenn nα(i-1) - nα(i)<K ist, wird der Zünd­ verstellungsbetrag nα(i) für den folgenden Umdrehungszyklus auf [nα(i-1) - K]° abgeändert. Wenn dagegen nα(i) - nα(i-1)<K ist, wird der Zündverstellungsbetrag für den umlaufenden Umdrehungszyklus auf [nα(i-1) + K]° geändert. Wenn ferner |nα(i) - nα(i-1)|≦K ist, wird der Zündverstellungsbetrag nα(i) entsprechend der soeben vorgenommenen arithmetischen Festlegung ohne Änderung für den laufenden Umdrehungszyklus verwendet. Auf diese Weise übersteigt die Differenz der Zündverstellungsbeträge oder Zündwinkel zwischen dem vorhergehenden und dem laufenden Umdrehungszyklus nicht den vorgewählten Wert K°.

Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Zündverstellungs-Korrekturschaltung 311, die einen Teil der in Fig. 2 gezeigten Zündver­ stellungssteuerschaltung 33 bildet.

Die in Fig. 7 gezeigte Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 hat einen Festspeicher 50, der als Pro­ grammierspeichereinrichtung dient, einen Zwischenspeicher 70 zur Speicherung eines Zündverstellungsbetrages nα(1) des vorher­ gehenden Umdrehungszyklus für eine Verzögerungszeit, die einem halben Kurbelwellenumlauf entspricht, einen Addierer 71 üblicher Art, der ein Ausgangssignal nα(0) des Festspeichers 50 und das Aus­ gangssignal nα(1) des Zwischenspeichers 71 addiert, eine Konstanteneinstellschaltung 72 zur Einstellung einer Konstante "2" und einen Dividierer 73 üblicher Art, der das Ausgangssignal des Addierers 71 durch die Konstante "2" von der Konstanten­ einstellschaltung 72 dividiert. Die Zündverstellungs- Korrekturschaltung 331 erzeugt ein Zündverstellungssignal nα.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung von Fig. 2 werden die in Fig. 4 gezeigten Signale bzw. Impulse R₁, R₂ und R₃ vom Dekadenzähler 314 in Abhängigkeit vom Bezugssignal T des Winkelgebers 1 gebildet. Die Taktimpulse von dem als Taktsignalquelle dienenden Oszillator 312 werden dem UND-Glied 311 zuge­ führt, an dessen zweitem Eingang das Bezugssignal T an­ liegt. Die Ausgangsimpulse des UND-Glieds 311 werden vom Binärzähler 313 gezählt, so daß dessen jeweiliger Inhalt der während der Impulsdauer TR des Bezugsimpulses bzw. Bezugssignals T erzeugten Anzahl von Taktimpulsen entspricht. Der Zählstand des Binärzählers 313 wird bei Auftreten der abfallenden Flanke des Rücksetz- Signals R₂ an den Zwischenspeicher 315 angelegt und dort eingespeichert. Die Anzahl der im Zwischenspeicher 315 gespeicherten Taktimpulse wird daher größer, wenn die Maschinendrehzahl absinkt. Auf ähnliche Weise wird von der zweiten Detektorschaltung 32 der Ansaugunter­ druck ermittelt und bei Auftreten der abfallenden Flanke des Rücksetz-Signals R₂ in den Zwischenspeicher 326 eingespeichert. Die Aus­ gangssignale dieser Zwischenspeicher 315 und 326 werden dem Festspeicher 50 der Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 zugeführt, was dann die Ausgabe eines im Festspeicher 50 gespeicherten Werts nα(0) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Zwischenspeicher 315 und 326 ergibt. Das Zünd­ verstellungssignal nα(1) des vorhergehenden Umdrehungszyklus wird mit der ansteigenden Flanke des Rücksetz-Signals R₁ an den Zwischenspeicher 70 angelegt und dort eingespeichert. Der Zwischenspeicher 70 speichert somit den Zündverstellungsbetrag nα(1), nach welchem bei dem vorhergehenden Umdrehungszyklus eines halben Kurbelwellenumlaufs der Zündfunken erzeugt wurde. Das Ausgangssignal n α(0) des Festspeichers 50 und das Ausgangssignal nα(1) des Zwischenspeichers 70 werden vom Addierer 71 addiert, dessen Ausgangs­ signal daher das Summensignal [nα (0) + nα(1)] ist. Das Ausgangssignal des Dividierers 73 ist dann [nα(0) + nα(1)]/2. Folglich wird als Zündungsverstellungs- Ausgangssignal nα der Mittelwert aus dem soeben arith­ metisch bestimmten Zündungsverstellungsbetrag nα(0) und dem Zündungsverstellungsbetrag nα(1) des vorhergehenden Umdrehungszyklus bestimmt.

Das Zündverstellungssignal nα wird an den Eingang des in Fig. 2 gezeigten Subtrahierers 333 angelegt und in der vorstehend beschriebenen Weise verarbeitet, das heißt, die Ausgangssignale der Subtrahierer 333 und 335 werden zu (A-nα) bzw. (A-nα-nd). Der Zweirichtungszähler 336 spricht auf die abfallende Flanke des Impulses R₃ durch Zählung der Winkelimpulse CLR in einer dem Wert (A-nα) ent­ sprechenden Anzahl an, wodurch er den bei (i) in Fig. 4 gezeigten negativ gerichteten Impuls erzeugt. Auf ähnliche Weise spricht der Zweirichtungszähler 337 auf die ab­ fallende Flanke des Impulses R₃ durch Zählung der Winkel­ impulse CLR in einer dem Wert (A-nα-nd) entsprechenden Anzahl an, wodurch er einen negativ gerichteten Impuls gemäß der Darstellung in Fig. 4 (h) erzeugt. Das Ausgangs­ signal des aus den NAND-Gliedern 338 und 339 gebildeten Flip-Flops ist dann ein Impulssignal, bei dem jeder Im­ puls seine ansteigende Flanke bei dem negativ gerichteten Impuls nach Fig. 4 (i) und seine abfallende Flanke bei dem negativ gerichteten Impuls nach Fig. 4 (h) hat, wie es in Fig. 4 bei (j) gezeigt ist. Wenn dieses Impuls­ signal gemäß Fig. 4 (j) den logischen Pegel "0" hat, wird der Transistor 343 gesperrt und damit der Transistor 344 durchgeschaltet, wodurch Strom über die Primärwicklung der Zündspule 41 geführt wird. In Abhängigkeit von der ansteigenden Flanke des Impulssignals gemäß Fig. 4 (j) bzw. dessen Übergang zum logischen Pegel "1" wird der Primärstrom unterbrochen, so daß in der Sekundärwicklung der Zündspule 41 eine Sekundärhochspannung induziert wird, die zur Erzeugung von Zündfunken über den Zündverteiler 42 an eine der Zündkerzen 43, 44, 45 oder 46 angelegt wird. Da jeder Impuls des Signals CLR einem Kurbelwellenwinkel von 1° entspricht, stellt der Zählwert direkt den momentanen Drehwinkel der Kurbelwelle dar. Daher wird der in Fig. 4 (h) gezeigte Impuls zu einem Zeitpunkt erzeugt, der gegenüber der abfallenden Flanke des Impulses R₃ um den Kurbelwellenwinkel (A-nα-nd)° verzögert ist, während der Impuls nach Fig. 4 (i) mit einer Verzögerung um einen Kurbelwellenwinkel (A-nα)° erzeugt wird. Da der Winkelabstand zwischen der abfallen­ den Flanke des Bezugssignals T und der abfallenden Flanke des Rücksetz-Impulses R₃ nicht größer als ein Kurbelwellenwinkel von 1° ist, wird unter der Voraus­ setzung, daß der vorgegebene Wert A zu (180-TR) gewählt ist, der Vorverstellwinkel zu nα°, während der Winkel, der der Dauer des logischen Pegels "0" des Impulses nach Fig. 4 (j) entspricht, d. h. der Drehwinkel der Kurbelwelle, bei dem die Zündspule 41 erregt ist, gleich nd° wird.

Obgleich der Vorverstellwinkel nα° aufgrund des vorgegebenen Werts in Abhängig­ keit von der Drehzahl bestimmt wird, entspricht auf diese Weise der Zündverstellungsbetrag für den laufenden Umdrehungszyklus dem gemittelten Durchschnittswert aus dem arithmetisch bestimmten Zündverstellungsbetrag und dem Zündverstellungsbetrag bei dem vorhergehenden Umdrehungszyklus, d. h. der endgültige Zünd­ verstellungsbetrag der Zündverstellungs-Korrekturschaltung 331 ist mit [nα(0) + nα(1)]/2 gegeben.

Im Falle dieses Ausführungsbeispiels wird der Mittelwert aus nα(0) und nα(1) bestimmt. Es kann jedoch auch ein Durchschnittswert über K vorhergehende Umdrehungszyklen bestimmt werden. In einem solchen Fall ergibt sich der Zündverstellungsbetrag der Zündverstellungs-Korrekturschaltung 331 als [nα(0) + nα(1) + . . . + nα(K)]/(K + 1). Die Wahl der Anzahl der Umdrehungszyklen aus welchen der Durchschnittswert der Zündverstellung bestimmt wird, erfolgt im Hinblick auf die Zündungseigenschaften und Übergangsansprech­ eigenschaften wie Verzögerung, Nachlaufen bzw. Regelschwingungen oder dergleichen.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Zündverstellungs-Korrekturschaltung 331, bei welchem der Zündverstellungsbetrag für einen folgenden Umdrehungs­ zyklus unter Berücksichtigung von gemittelten oder Durch­ schnittswerten von Zündverstellungsbeträgen einer Mehrzahl vorangehender Umdrehungszyklen geändert wird. Nach Fig. 8 hat die Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 einen Festspeicher 50 , K Zwischenspeicher 74-1, 74-2, . . . , 74-K, einen Addierer 71 zum Addieren der Ausgangssignale des Festspeichers 50 und der K Zwi­ schenspeicher, eine Konstanteneinstellschaltung 72 zur Einstellung der Konstante K und einen Dividierer 73 zum Dividieren des Summenausgangssignals des Addierers 71 durch die Konstante K plus 1. Von dem in Fig. 2 gezeigten Dekadenzähler 314 werden Trigger-Impulse R_1-1, R_1-2, . . . , R_1-K, R₂ und R₃ erzeugt. Die Trigger- Impulse R_1-1, R_1-2, . . . , R_{1 -K} werden an die zugeordneten Zwischenspeicher 74-1, 74-2, . . . , 74-K angelegt, an welchen jeweils das Ausgangssignal des vorhergehenden Zwischenspeichers anliegt, so daß in Abhängigkeit von den Trigger-Impulsen in Aufeinanderfolge der vorhergehende Zündverstellungsbetrag gespeichert wird. Demgemäß werden in Abhängigkeit von den Trigger-Impulsen R_1-1, . . ., R_1-(K-1) und R_1-K in den Zwischenspeichern 74-K, . . . , 74-2 bzw. 74-1 der Zünd­ verstellungsbetrag nα(K) des um K Zyklen vorhergehenden Umdrehungszyklus, der Zündverstellungsbetrag nα(K-1) des um (K-1) Zyklen vorher­ gehenden Umdrehungszyklus, . . . , und der Zündverstellungsbetrag nα(1) des direkt vorhergehenden Umdrehungszyklus gespeichert. Die Ausgangssignale der Zwischenspeicher und das Ausgangssignal des Festspeichers 50 werden vom Addierer 71 addiert, dessen Summenausgangssignal durch die Konstante K + 1 dividiert wird. Das von der in Fig. 8 gezeigten Schal­ tung erzeugte Zündverstellungssignal nα ist daher durch den Ausdruck [nα(0) + nα(1) + nα(2) + , . . . , + nα(K)]/ (K + 1) gegeben.

Im Falle des vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispiels wird in Übereinstimmung mit der Betriebsdrehzahl N und dem Ansaugunterdruck P der Brennkraftmaschine der Zündverstellungsbetrag aus dem Festspeicher 50 ausgelesen, woraufhin während der Zeit­ dauer zwischen den Trigger- oder Rücksetz-Impulsen R₁ und R₃ von der Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 und den Subtrahierern 333 und 335 der Rechenvorgang zur Bestimmung der folgen­ den Zündverstellung für den laufenden Umdrehungszyklus durchge­ führt wird. Falls jedoch für diesen Rechenvorgang eine längere Zeit erforderlich ist, können die Zweirichtungs­ zähler 336 und 337 zu einem Zeitpunkt rückgesetzt werden, der in bezug auf die abfallende Flanke des Bezugssignals T um einen bestimmten Kurbelwellen-Drehwinkel R′ verzögert ist. In einem solchen Fall wird der voreinge­ stellte Wert A zu 180-TR-R′ gewählt.

Als Abwandlung der vorstehend beschriebenen Zünd­ verstellungs-Korrekturschaltung 331 ist es möglich, zur Erzeugung eines Zündverstellungssignals für den folgenden Umdrehungszyklus einen bewerteten Mittelwert der Zündverstellungsbeträge der vorher­ gehenden Umdrehungszyklen zu verwenden. Beispielsweise kann als Zündverstellungssignal für den folgenden Umdrehungszyklus ein be­ werteter Mittelwert aus dem unmittelbar vorhergehenden Zündverstellungsbetrag nα(1) und dem arithmetisch bestimmten Zündverstellungsbetrag nα(0) (aus dem Festspeicher 50) in der Form [2nα(0) + nα(1)]/3 verwendet werden. Ein Aus­ führungsbeispiel für eine derartig abgewandelte Zünd­ verstellungs-Korrekturschaltung 331 ist in Fig. 9 gezeigt und unterscheidet sich von der in Fig. 7 gezeigten Schaltung darin, daß das Ausgangssignal nα(0) des Festspeichers 50 an einen Multiplizierer 75 angelegt wird, dessen Ausgangssignal 2nα(0) an den Addierer 71 angelegt wird, und daß an der Kon­ stanteneinstellschaltung 72 eine Konstante "3" einge­ stellt wird. Durch entsprechende Wahl des Multiplizierers kann die gewünschte Bewertung erzielt werden.

Vorstehend ist angenommen, daß als den Betriebs­ zustand der Brennkraftmaschine angebende Parameter die Maschinen­ drehzahl und der Ansaugunterdruck zur Bestimmung der Zündverstellung durch Auslesen des entsprechenden Werts aus dem Festspeicher 50 der Zündverstellungs-Korrektur­ schaltung 331 aufgrund dieser Parameter verwendet werden, jedoch können auch andere Betriebsparameter zum Gewähr­ leisten einer optimalen Zündverstellung und Verbessern sowohl der Betriebsstabilität als auch anderer Funktionen wie der Reinigung der Abgase oder dergleichen, zusätzlich zu der Kombination aus Dreh­ zahl N und Ansaugunterdruck P oder Ansaugluftströmung Ga verwendet werden. Zu diesem Zweck werden unter Berücksichtigung solcher weiterer Betriebsparameter vorgegebene Zündverstellungsbeträge im Festspeicher 50 gespeichert und aus diesem durch Eingabe eines solchen weiteren Betriebsparameters ausgelesen.

In der vorstehenden Beschreibung ist vorausgesetzt, daß die im Festspeicher 50 gespeicherten Zündverstellungsbeträge in Abhängigkeit von direkten Kombinationen einzelner Betriebsparameter ausgelesen werden. Es ist jedoch auch möglich, Funktionen der einzelnen Betriebsparameter zu verwenden. Beispielsweise kann eine Funktion f(N) der Drehzahl N mit einer Funktion f(P) des Ansaug­ unterdrucks P in der Form f(N) + f(P) kombiniert werden, um den zur Bestimmung der optimalen Zündver­ stellung erforderlichen Rechen­ vorgang zu erleichtern.

Ferner wird bei den vorstehend beschriebenen Aus­ führungsbeispielen der Ansaugunter­ druck in der Ansaugleitung als Negativwert erfaßt. Es ist jedoch auch möglich, den Absolutwert des Ansaugdrucks zu verwenden. In der Tat wurde experimentell festge­ stellt, daß der kleinste Vorverstellwinkel für das beste bzw. größte Drehmoment gegenüber Änderungen des atmosphäri­ schen Drucks unempfindlich bzw. von diesem weit­ gehend unabhängig ist, wenn für ein Luft-Kraftstoff- Gemisch mit einem konstanten Luft-Kraftstoff-Verhält­ nis der Ansaugdruck als Absolutwert konstant ist. Dem­ gemäß hat im Falle einer Brennkraftmaschine, bei der das Luft- Kraftstoff-Verhältnis konstantgehalten wird, die Er­ fassung des Ansaugdrucks als Absolutwert vorteilhafter­ weise das Ergebnis, daß eine Korrektur unter Berück­ sichtigung des atmosphärischen Drucks nicht erforder­ lich ist.

Ferner ist angenommen, daß zur Erzeugung des Bezugs­ signals T und des Winkelsignals CLR ein elektromagnetischer Detektor bzw. Geber verwendet wird. Dieser elektromagne­ tische Geber kann jedoch auch durch einen opto-elektrischen Detektor bzw. Geber ersetzt werden. In der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die Zündverstellungs­ regelung bei einer 4-Zylinder-Reihenmaschine stattfindet, jedoch kann dies gleichermaßen auch bei einer Mehrzylindermaschine mit mehr als sechs Zylindern erfolgen. Ferner kann die mit 720 Impulsen je Zündverteilerumdrehung (bzw. einem Impuls je 1° Kurbelwellenwinkel) angenommene Impulsfolgefrequenz des Winkelsignals CLR im Hinblick auf die gewünschte Genauigkeit der Zündverstellung, die Herstel­ lungskosten oder dergleichen geändert werden. Wenn ein Winkelsignal CLR mit einer Impulsfolgefrequenz von einem Impuls je 2° Kurbelwellenwinkel erzeugt wird, werden die Werte A, nα und nd derart geändert, daß der arithmetisch bestimmte Zündverstellungsbetrag gleich der Hälfte des tatsächlich erforderlichen Zündverstellungsbetrags ist.

Wie vorstehend beschrieben, wird somit der Zündverstellungsbetrag nα(i) immer vorgegeben und mit dem Zündverstellungsbetrag nα(i-1) des vorhergehenden Umdrehungszyklus verglichen, wobei im Falle von nα(i-1) - nα(i)<K die folgende Zündverstellung (unter Abänderung von nα(i) auf [nα(i-1) - K] und im Falle von nα(i) - nα(i-1)<K die folgende Zündverstellung auf [nα(i -1) + K] eingeregelt wird, während im Falle von |nα(i) - nα(i-1)|≦K die arithmetisch vorgegebene Zündverstellung nα(i) ohne Änderung verwirklicht bzw. verwendet wird. Die Differenz der Zündverstellungsbeträge zwischen dem vorhergehenden und dem folgenden bzw. laufenden Umdrehungszyklus übersteigt daher nicht den vorgegebenen Wert K, wodurch Regelschwingungen, plötzliche Ände­ rungen der Zündverstellung und dergleichen unterbunden werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Vergleichsvorgängen kann auf gleiche Weise mit gleichartigen Vorteilen auch ein Mittelwert oder ein bewerteter Mittelwert aus der momentan errechneten Zündverstellung und den Zündverstellungsbeträgen einer Mehrzahl von vorhergehenden Umdrehungszyklen verwendet werden. Das Verfahren kann im übrigen unab­ hängig von der jeweiligen Zündanlage bei zahllosen Arten von Brennkraftmaschinen angewandt werden.

Claims (1)

1. Verfahren zur elektronischen Zündverstellungsre­ gelung bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei dem jeweils bei einem vorgegebenen Umdrehungszyklus der Antriebswelle der Brennkraftmaschine eine betriebsparame­ terabhängige Verstellung des Zündzeitpunktes unter Ver­ wendung von Speicherdaten erfolgt, wobei der bei zumindest einem jeweils vorhergehenden Umdrehungszyklus der An­ triebswelle erfolgte Zündverstellungsbetrag als Korrektur­ wert für den beim nächstfolgenden Umdrehungszyklus be­ triebsparameterabhängig ermittelten Zündverstellungsbetrag gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den laufenden Umdrehungszyklus jeweils aus dem gespeicherten Zündverstellungsbetrag und dem erneut betriebsparameterab­ hängig ermittelten Zündverstellungsbetrag ein Mittelwert zur Begrenzung des Verstellungsbetrages des Zündzeitpunktes gebildet wird, indem der gespeicherte Zündverstellungsbetrag mit einer ersten Konstanten multipliziert wird, der erneut betriebsparameterabhängig ermittelte Zündverstellungsbetrag mit einer zweiten Konstanten mulipliziert wird, die beiden Multiplikationsergebnisse addiert werden und das Additionsergebnis zur Bildung einer gemittelten Zündverstellung durch eine dritte Konstante geteilt wird.