DE3138101C2 - Verfahren zur Steuerung der Zündverstellung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zur Steuerung der Zündverstellung bei einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Die Zündpunkteinstellung einer Brennkraftmaschine wird nicht nur während des Anlassens, sondern auch bis zum Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Anlassen oder bis zum Erreichen einer vorbestimmten Umdrehungsanzahl der Maschine nach dem Anlassen auf einen vorbestimmten Festwert gesteuert.
Description
hung der üblichen Betriebsparameter erfolgende Zündverstellung.
Aus der DE-OS 28 45 352 ist ein ähnliches Verfahren zur elektronischen Regelung einer Brennkraftmaschine
bekannt, das sich insbesondere auf die Einstellung von vorprogrammierten Anfangswerten der Regelgrößen
vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine bezieht, indem entsprechende Bezugsdaten in augehörigen Bezugsregistern
gesetzt werden. Dies erfolgt bei jedem Schließen des Zündschloßschalters, durch das eine Zentraleinheit
in Form eines Mikroprozessors angesteuert wird und ein in einem Festspeicher abgespeichertes
Programm auszuführen beginnt. Eine solche Rückstellung elektronischer Schaltkreise vor Beginn einer Regelung
stellt allerdings eine Selbstverständlichkeit dar, da bei einer unter Verwendung eines Mikroprozessors erfolgten
programmgesteuerten Zündverstellung zwangsläufig von definierten gespeicherten Anfangswerten
un-i nicht etwa von den zuletzt erhaltenen Regelgrößen ausgegangen werden muß.
Darüber hinaus ist aus der DE-OS 27 10 200 ein Verfahren zur Steuerung der Zündvorverstellung bei einer
Brennkraftmaschine bekannt, gemäß dem ein betriebsparameterabhängig
ermittelter Zündvorverstellwinkel unterhalb einer bestimmten Drehzahl auf Null gehalten
wird. Da hierbei die Zündvorverstellung jedoch in Abhängigkeit vom Erreichen eines Drehzahl-Schwellenwertes
erfolgt, der insbesondere bei den nach einem Anlaßvorgang üblicherweise auftretenden Drehzahlschwankungen
kurzfristig auch vorzeitig erreicht werden kann und sodann eine unerwünschte Vorverstellung
des Zündzeitpunkts mit der nachteiligen Folge von Fehlzündungen oder einem Aussetzen der Brennkraftmaschine
auslöst, ist auch dieses Verfahren insofern nachteilig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten,
daß bei einem Anlaßvorgang unabhängig von den hierbei meist stark schwankenden Betriebsparametern
ein zuverlässiges gleichmäßiges Anlaufen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.
Erfindungsgemäß wird somit in Abhängigkeit vom Vorliegen eines Anlaßzustandes und der damit gegebenen
Erzeugung eines betriebsparameterunabhängigen Signals ermittelt, ob die Brennkraftmaschine nach einem
Anlaßvorgang eine vorgegebene Gesamtanzahl von Umdrehungen ausgeführt hat. Ist dies der Fall, wird
ein entsprechendes weiteres Signal erzeugt. Der Zündzeitpunkt wird beim Anlaufen der Brennkraftmaschine
in Abhängigkeit von diesen beiden Signalen so lange auf einem festen Einstellwert gehalten, bis die Brennkraftmaschine
nach dem eigentlichen Anlaßvorgang die vorgegebene Gesamtanzahl von Umdrehungen ausgeführt
hat. Für die Aufrechterhaltung des festen Zündungs-Einstellwertes ist somit nicht das Erreichen eines bestimmten
Drehzahl-Schwellenwertes nach einem Anlaßvorgang maßgebend, sondern die Ausführung einer
bestimmten Gesamtzahl von Umdrehungen, so daß sich bei schnellet^ stetigem Erreichen höherer Drehzahlwerte
nach einePi Anlaßvorgang die Zeitdauer dieser festen ZündeinstelHing Verkürzt, während sie sich bei unregelmäßigen
niedrige*1 Drehzahlwerten nach einem Anlaßvorgang entsprechend verlängert und hierbei von betriebsparameterat3hängigen
Drehzahlschwankungen völlig unabhängig ist. Auf diese Weise ist gewährleistet,
daß die beim Anlaufen einer brennkraftmaschine in der
Regel stark schwankenden Betrieb^parameter nicht in die Zündverstellungssteuerung eingehen, die Zeitdauer
der festen Zündeinstellung jedoch flexibel den jeweiligen Betriebsbedingungen anpaßbar ist
Im Unteranspruch ist eine vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung gekennzeichnet
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine,
bei der das Steuerverfahren Anwendung findet,
F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung gemäß Fig. 1,
F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Zeitsteuer-Signalformerschaltung
gemäß F i g. 2,
Fig.4 Signalverläufe in Schaltungen gemäß den
Fig.3,5und9,
F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für eine Zündsteuerschaltung gemäß F i g. 2,
F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für eine Zündsteuerschaltung gemäß F i g. 2,
Fig.6 ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Ausführung von Rechenvorgängen für die Zündverstellungssteuerung
veranschaulicht,
F i g. 7 ein Kennfeld, das die Beziehung der Zündvorverstellwinkel zu den Werten Q/N und N veranschaulicht,
F i g. 7 ein Kennfeld, das die Beziehung der Zündvorverstellwinkel zu den Werten Q/N und N veranschaulicht,
F i g. 8a und 8b Ablaufdiagramme, die Teile eines weiteren Programms zur Ausführung von Rechenvorgängen
für die Zündverstellungssteuerung veranschaulichen,
und
Fig.9 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Zündsteuerschaltung gemäß F i g. 2.
In F i g. 1, die schematisch ein Zündverstellungs-Steuersystem
mit einem Mikrocomputer für eine Brennkraftmaschine zeigt, ist mit 10 ein Luftstromfühler, der
die Durchflußleistung der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft ermittelt und eine dem ermittelten
Wert entsprechende Spannung erzeugt, mit 12 ein Unterdruckfühler, der den pneumatischen Druck in einem
Ansaugrohr der Brennkraftmaschine ermittelt und eine dem ermittelten Wert entsprechende Spannung erzeugt,
mit 14 ein Kühlmitteltemperaturfühler, der die Temperatur des Kühlmittels ermittelt und eine dem ermittelten
Wert entsprechende Spannung erzeugt, und mit 15 ein Anlaßschalter bezeichnet, der zum Anlassen
geschlossen wird. Eine Steuerschaltung 16 wird mit den Ausgangsspannungen des Luftstromfühlers 10, des Unterdruckfühlers
12 und des Kühlmitteltemperaturfühlers 14 sowie einem Signal vom Anlaßschalter 15 gespeist,
das angibt, daß die Brennkraftmaschine angelassen wird, bzw. sich im Anlaßzustand befindet.
Ein Verteiler 18 der Brennkraftmaschine 18 ist mit einem ersten Kurbelwinkelfühler 20 und einem zweiten
Kurbelwinkelfühler 22 ausgestattet. Der erste Kurbelwinkelfühler 20 erzeugt ein Winkelstellungssignal, wenn
eine Verteilerwelle 18a sich jeweils um einen vorbestimmten Kurbelwinkel von 360° gedreht hat. Der zweite
Kurbelwinkelfühler 22 erzeugt ein Winkelstellungssignal bei jedem Kurbelwinkel von 60Cl. Die beiden Winkelstellungssignale
der Kurbelwinkelfühler werden der Steuerschaltung 16 zugeführt. Die Steuerschaltung 16
führt einer Zündeinrichtung 24 ein 2'ündsignal zu. Ein
Leistungstransistor der Zündeinrichtung 24 leitet und sperrt den Primärstrom einer Zündspule 26. Der von der
Zündspule 26 erzeugte Sekundärstrorn hoher Spannung wird über den Verteiler 18 Zündkerzen 28 zugeführt.
F i g. 2 ist ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbei-SDiel
der Steuerschaltune 16 nach F i s. 1 veranschan-
Die Ausgangsspannungen des Kühlmitteltemperaturfühlers 14, des Luftstromfühlers 10 und des Unterdruckfühlers 12 werden einem Analog-Digital-Umsetzer 30
mit einem Analog-Multiplexer zugeführt und aufeinanderfolgend in Signale in Form von Binärzahlen umgesetzt. Ferner wird das Signal vom Anlaßschalter 15 in
eine Eingabeeinheit 32 eingegeben.
Die vom ersten bzw. zweiten Kurbelwinkelfühler 20 bzw. 22 bei einem jeweiligen Kurbelwinkel von 360°
bzw. 60° erzeugten Winkelstellungssignale werden einer Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 zugeführt, die
verschiedene Zeitsteuersignale 5« und S^ die einer
Zündsteuerschaltung 36 zugeführt werden, ein Unterbrechungsabrufsignal Sin zur Berechnung der Zündver-
stellung und ein Schaltsteuersignal S1,. formt, das einer
Drehzahl-Signalformerschaltung 38 zugeführt wird.
Die Drehzahl-Signalformcrschaltung 38 weist ein
Schaltglied auf, das mittels des von der Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 zugeführten Schaltsteuersi-
gnals Sg geöffnet und geschlossen wird, welches eine
dem Kurbelwinkel 60° entsprechende Impulsbreite hat, und einen Zähler, der die Anzahl von bei einem jeweiligen öffnen des Schaltglieds über das Schaltglied gelangenden Taktimpulsen zählt. Die Drehzahl-Signalfor-
leerschaltung 38 bildet ein binäres Drehzahlsignal mit einem Wert, der der Maschinendrehzahl entspricht.
Die Zündsteuerschaltung 36 bildet ein Zündsignal in Übereinstimmung mit einem ersten Ausgangsdatenwert, der einen Zeitpunkt zur Weiterleitung des Stroms
zu der Zündspule 26 betrifft, und einem zweiten Ausgangsdatenwert der einen Zeitpunkt zum Unterbrechen des Stromflusses zur Zündspule 26, d. h. die Zündverstellung betrifft. Der erste und der zweite Ausgangsdatenwert wird mittels einer Zentraleinheit (CPU) 40
errechnet. Das erzeugte Zündsignal wird einer Zündeinrichtung 42 zugeführt die die Zündkerzen 28, den Verteiler 18, die Zündspule 26 usw. aufweist, die in Fig. 1
gezeigt sind.
Der Analog/Digital-Umsetzer 30, die Eingabeeinheit
32, die Drehzahl-Signalformerschaltung 38 und die Zündsteuerschaltung 36 sind über eine Sammelleitung
50 mit der Zentraleinheit 40, einem Festspeicher (ROM) 44, einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) 46 und einem
Taktgenerator 48 verbunden. Die Eingabedaten und die Ausgabedaten werden über die Sammelleitung 50 übertragen.
Obzwar dies nicht in F i g. 2 dargestellt ist ist der Mikrocomputer ferner auf herkömmliche Weise mit einer Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung, einer Speicher-
steuerschaltung und dergleichen ausgestattet
Im Festspeicher 44 sind ein Programm für eine Haupt-Verarbeitungsroutine, ein Unterbrechungsverarbeitungsprogramm für die Berechnung der Zündverstellung und andere Programme sowie verschiedenerlei
Daten eingespeichert, die für die Ausführung von Rechenvorgängen notwendig sind, welche nachstehend erläutert werden.
Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Brennkraftmaschine
sowohl mit dem Luftstromfühler 10 als auch mit dem ω Unterdruckfühler 12 ausgerüstet Das Steuerverfahren
kann jedoch auch praktisch angewandt werden, wenn nur einer dieser Fühler vorgesehen ist
Fig.3 zeigt eine Ausgestaltung der Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 nach Fi g. 2, wobei mit 52 und
54 magnetische Scheiben bezeichnet sind, die an der Verteilerwelle angebracht sind und bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eine hal
be Umdrehung ausführen. Am Umfang der Scheiben sind in gleichen Abständen Vorsprünge in einer jeweils
vorbestimmten Anzahl ausgebildet. Sobald die Vorsprünge an den Kurbelwinkelfühlern 20 bzw. 22 vorbeilaufen, die von magetischen Aufnahmefühlern gebildet
werden, werden bei jedem Kurbelwinkel von 360° bzw. von 60° Impulse erzeugt. Diese Impulse werden durch
Signalformerschaltungen 56 und 58 geformt und in Kurbelwinkelstellungssignale Sc 1 und Sc2 umgesetzt, wie sie
in den Darstellungen (A) und (B) in F i g. 4 gezeigt sind. F i g. 4 zeigt den Verlauf von Signalen in den Schaltungen gemäß den Fig.3, 5 und 9, wobei die Abszisse
Kurbelwinkel darstellt, wenn der obere Totpunkt beim Kompressionshub eines vorgegebenen Zylinders von
mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine zu »0« gewählt ist.
Ein Trigger-Flip-Flop 60 wird mittels des Kurbelwinkelstellungssignals Sc\ rückgesetzt, um damit die Ausgangssignale Q und Q des Flip-Flops 60 auf niedrigen
Pegel bzw. auf hohen Pegel zu schalten. Wenn das Kurbelwinkelstellungssignal Sc2 angelegt wird, werden die
Ausgangssignale Q und (?des Flip-Flops 60 umgeschaltet. Daher dient das Ausgangssignal φ des Flip-Flops 60
als Schaltsteuersignal Sg gemäß der Darstellung (C) in
Fig.4. Das Ausgangssignal eines UND-Glieds 62, das das Schaltsteuersignal 5, und das Kurbelwinkelstellungssignal Sc2 aufnimmt, dient als Unterbrechungsabrufsignal Sm. Die negative bzw. abfallende Flanke des
Unterbrechungsabrufsignals S,„ tritt bei den Kurbelwinkelstellungen 0°, 120° und 240° auf, d.h., im oberen
Totpunkt bei jedem Kompressionshub eines jeden der Zylinder, wie es in der Darstellung (D) in F i g. 4 gezeigt
ist. Ferner dient das Ausgangssignal eines UND-Glieds 64, das das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 60 und das
Kurbelwinkelstellungssignal Sc2 aufnimmt, als Speisungs-Zeitsteuersignal Su- Die abfallende Flanke des
Speisungs-Zeitsteuersignals Su tritt bei den Kurbelwinkelstellungen 60°, 180° und 360° auf. Ein Bezugswinkelstellungssignal S^ wie es in der Darstellung (F) in
F i g. 4 gezeigt ist, wird durch geringfügiges zeitliches Verzögern des Speisungs-Zeitsteuersignals 5W in einer
Verzögerungsschaltung 66 gebildet.
Fig.5 veranschaulicht den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Zündsteuerschaltung 36 nach F i g. 2,
wobei mit 70 ein Ausgabespeicher bezeichnet ist der über die Sammelleitung 50 von der Zentraleinheit 40 die
der Zündverstellung entsprechenden zweiten Ausgabedaten empfängt, und mit 72 ein Ausgabespeicher bezeichnet ist, der die ersten Ausgabedaten empfängt weiche den Zeitpunkt des Einsetzens des elektrischen
Stroms betreffen. Wenn das Speisungs-Zeitsteuersignal Su angelegt wird, werden die vorstehenden, von ^ien
Ausgabespeichern 70 und 72 aufgenommenen Daten an vorwählbare Rückwärtszähler 74 bzw. 76 angelegt
Wenn das Bezugswinkelstellungssignal Sbc mit einem
geringfügigen Nacheilen hinter dem Speisungs-Zeitsteuersignal Su angelegt wird, wird ein Flip-Flop 78 gesetzt Dadurch werden über ein UND-Glied 80 Taktimpulse CP vom Taktgenerator 48 (F i g. 2) an den Rückwärtszähler 74 angelegt so daß dieser den Zählvorgang
beginnt Wenn der in den Rückwärtszähler 74 eingegebene zweite Ausgangsdatenwert auf Null heruntergezählt ist wird durch ein Borgen-Ausgangssignal des
Rückwärtszählers 74 ein Flip-Flop 82 gesetzt und das Flip-Flop 78 rückgesetzt Die Darstellung (G) in F i g. 4
zeigt den Inhalt des Rückwärtszählers 74 bei der Zählung des Datenwerts während der Berechnung des veränderbaren Zündvorverstellwinkels. Wenn das FHp-
Flop 82 gesetzt ist, beginnt der Rückwärtszähler 76 das Rückwärtszählen durch Ansprechen auf die Taktimpulse CP. Wenn der Rückwärtszähler 76, in dem der den
Zeitpunkt für den Beginn des Stromflusses betreffende erste Ausgangsdatenwert voreingestellt ist auf Null heruntergezählt hat, wird durch das Borgen-Ausgangssignal des Rückwärtszählers 76 das Flip-Flop 82 rückgesetzt. Daher nimmt bei der Berechnung des veränderbaren Zündvorverstellwinkels das Ausgangssignal Q des
Flip-Flops 82 beispielsweise die in der Darstellung (H) in Fig.4 gezeigte Form an und wird als Zündsignal der
Zündeinrichtung 42 zugeführt. Das heißt, der Zündfunke wird zum Zeitpunkt des Ansteigens des Zündsignals
hervorgerufen, während der Zündspule 26 der elektrische Strom zum Zeitpunkt des Abfallens des Zündsignals zugeführt wird.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Mikrocomputers nach F i g. 2 erläutert. Die folgende Beschreibung betrifft den Fall, daß anstelle des Unterdruckfühlers 12 der Luftstromfühler 10 verwendet wird.
Wenn von der Zeitsteuer-Signalformerschaltung 34 das Unterbrechungsabruf-Signal S,r, zugeführt wird,
führt die Zentraleinheit 40 die in F i g. 6 dargestellte Verarbeitung aus. Zunächst entscheidet bei einem Ablaufpunkt bzw. Schritt 100 die Zentraleinheit 40, ob sich
die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand befindet oder nicht, und zwar aufgrund eines Signals, das vom Anlaßschalter 15 an die Eingabeeinheit 32 angelegt wird. Befindet sich die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand,
wird bei einem Schritt 101 eine Anlaß-Kennung Fs, auf
»1« gesetzt, wonach das Programm zu einem Schritt 102 fortschreitet, bei dem die Zündeinstellung auf einen vorbestimmten Festwert gesteuert wird. Das heißt, während des Anlassens wird die Zündeinstellung auf einen
vorbestimmten Festwert gesteuert Dieser Programmablauf zur Steuerung der Zündeinstellung auf einen
Festwert wird nachstehend noch näher beschrieben.
Nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine schreitet das Programm vom Schritt 100 zu einem Schritt 103
fort, bei dem ermittelt wird, ob die Anlaß-Kennung Fa
»1« ist oder nicht. Da bei dem anfänglichen Arbeitszyklus unmittelbar nach dem Anlassen die Anlaß-Kennung Fs, »1« ist, schreitet das Programm zu Schritten
104 und 105 fort. Bei dem Schritt 104 wird eine »Direkt nach Anlaß-« bzw. Nach-Anlaß-Kennung Fsu auf »1«
gesetzt, wonach beim Schritt 105 die Anlaß-Kennung F1,
auf »0« rückgesetzt wird. Bei einem Schritt 106 ermittelt dann die Zentraleinheit 40, ob die Kennung F,,„ »1« ist
oder nicht Da bei dem anfänglichen Betriebszyklus nach dem Anlassen die Kennung Fs„ auf »1« verbleibt,
schreitet das Programm zu einem Schritt 107 fort, bei dem eine Festwert-Zündvcrversteli-Kennurig Ft,a auf
»1« gesetzt wird. Bei einem Schritt 108 wird in einem Zähler C ein Anfangswert »20« eingestellt Danach wird
bei einem Schritt 109 die Kennung F«, auf »0« rückgesetzt Das Programm schreitet dann zum Schritt 102
fort Damit schreitet das Programm zum Schritt 102 für die Fixierung der Zündeinstellung fort wenn die Brennkraftmaschine nicht mit hoher Drehzahl läuft
Da bei dem zweiten und folgenden Arbeitszyklus nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine die Anlaß-Kennung F« »0« ist springt das Programm vom Schritt
103 zum Schritt 106. Da ferner auch die Kennung FM
»0« ist schreitet das Programm vom Schritt 106 zu einem Schritt 110 fort, bei dem ermittelt wird, ob die
Festwert-Zündvorverstellwinkel-Kennung Fu, »1« ist oder nicht Da beim zweiten Arbeitszyklus nach dem
Anlassen die Kennung Ff,, »1« ist schreitet das Programm zu einem Schritt 111 fort, bei dem die Berechnung C-H- C— 1 ausgeführt wird. Danach wird bei einem
Schritt 112 ermittelt, ob C Null ist oder nicht. Wenn C nicht »0« ist, schreitet das Programm vom Schritt 112
zum Schritt 102 für die Fixierung der Zündeinstellung fort. Wenn beim Schritt 111 der Rechenvorgang zwanzigfach wiederholt wird, so daß der Wert C zu »0« wird,
schreitet das Programm vom Schritt 112 zu einem Schritt 113 fort, bei dem die Kennung FfHä auf »0« rückgesetzt wird. Danach geht das Programm auf den
Schritt 102 für die Fixierung der Zündeinstellung über. Auf diese Weise wird nach dem Anlassen die Zündeinstellung über eine Periode des 21 fachen Arbeitszyklus
einschließlich der anfänglichen Einstellung des Zählerwerts C festgelegt. Da danach die Kennung Ft,a auf »0«
verbleibt, verzweigt sich das Programm vom Schritt 1 !0 zu einem Schritt 114. Die Schritte 114 bis 118 bilden eine
Routine für den Programmablauf einer gewöhnlichen Zündverstellungs-Berechnung. Bei dem Schritt 114
führt die Zentraleinheit die die Drehzahl Λ/der Brennkraftmaschine betreffenden Eingangsdaten, die die Ansaugluft-Durchflußleistung Q betreffenden Eingangsdaten und die die Kühlmitteltemperatur THW betreffenden Eingangsdaten ein. Bei dem Schritt 115 ermittelt die
Zentraleinheit 40 auf Grund der Daten für die Ansaugluft-Durchflußleistung bzw. Menge ζ) und der Daten für
die Drehzahl N einen für den bestehenden Betriebszustand geeigneten optimalen Zündvorverstellwinkel ft,.
Zur Berechnung des optimalen Zündvorverstellwinkels sind vielerlei Verfahren bekannt. Beispielsweise wird
nach F i g. 7 eine Funktion ft = / (N, Q/N), die einen
anzustrebenden Zusammenhang zwischen N, Q/N und dem Zündvorverstellwinkel ft darstellt, im Festspeicher
44 in Form eines Kennfeldes vorgespeichert, aus der der optimale Zündvorverstellwinkel ft ausgelesen wird.
Der ermittelte Zündvorverstellwinkel ft wird beim nächsten Schritt 116 entsprechend einer Funktion oc=g
(THW) für die Kühlmitteltemperatur THW korrigiert. Das heißt, der Zündvorverstellwinkel ft wird durch den
Rechenvorgang #'„··— ft + <* zum Ermitteln des Zündvorverstellwinkel &a korrigiert. Beim nächsten Schritt
117 wird ein Kurbelwinkei 6b zwischen einer durch den
zuvor ermittelten Zündvorverstellwinkel &s dargestellten Kurbelwinkelstellung und der Bezugswinkelstellung
ermittelt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Bezugswinkelstellung verwendet, die um 60°
gegenüber dem oberen Totpunkt beim Kompressionshub eines zu zündenden Zylinders vorverschoben ist,
nämlich 60° v. o. T. Daher kann der Kurbelwinkel ft, durch ft,-=60—&, ermittelt werden. Danach wird der
berechnete Kurbelwinkel ft, in eine Zeiteinheit umgesetzt. Die Umsetzung besteht darin, die Zeit Ti, zu berechnen, die die Kurbelwelle braucht, um über den Winkel Ob zu drehen, und kann unter Verwendung der gerade bestehenden Drehzahl N leicht nach der Gleichung
Ti— ft/N bewerkstelligt werden. Danach wird die ermittelte Zeit Tb iln eine Taktanzahl des Rückwärtszählers 74 umgesetzt Die Umsetzung erfolgt nach der Gleichung Ti/12,5 us wenn die Taktimpuls-Periode 12,5 us
ist Beim nächsten Schritt 118 werden die Umsetzungsdaten als Zündverstellungsdaten (zweite Ausgangsdaten) dem Ausgabespeicher 70 zugeführt
Andererseits berechnet die Zentraleinheit 40 auf herkömmliche Weise die Zeit vom bestehenden Zündzeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt an dem der elektrische
Strom zur Primärwicklung der Zündspule zu fließen beginnt, um damit den Zündfunken beim nächsten Zylinder hervorzurufen; d. h, die Zentraleinheit berechnet
to
15
die Zeit Torrvom bestehenden Zündzeitpunkt bis zu dem
Zeitpunkt, an dem zur Vorbereitung des Zündfunkens beim nächsten Zylinder der elektrische Strom zu fließen
beginnt. Danach setzt die Zentraleinheit 40 die errechnete stromlose Zeit 7Offin eine Taktanzahl für den Rückwärtszähler 76 um und gibt die umgesetzten Daten an
den Ausgabespeicher 72 als erste Ausgabedaten ab.
Nachstehend wird der Programmablauf zur Steuerung der Zündeinstellung auf einen Festwert im Schritt
102 beschrieben. Wenn die Zündsteuerschaltung 36 mit dem Aufbau gemäß Fig.5 verwendet wird, wird die
Zündeinstellung durch die Programmierung festgelegt. Das heißt, im Schritt 102 wird der Programmablauf ausgeführt, der in Fig.8a gezeigt ist. Zunächst wird bei
einem Schritt 120 als End-Zündvorverstellwinkel θ, ein
vorbestirriiüter fester Winkel β (mit beispielsweise
/?=-0° v. o.T.) vorgegeben, während bei Schritten 121
und 122 die gleichen Programmabläufe wie bei den jeweiligen Schritten 117 und 118 nach Fig.6 ausgeführt
werden, so daß die dem festen Zündvorverstellwinkel β entsprechenden Einstellungsdaten dem Ausgabespeicher 70 zugeführt werden. Darüber hinaus werden auch
dem Ausgabespeicher 72 die Daten zugeführt, die die einer vorbestimmten stromlosen Zeit Ton(von beispielsweise 3 ms) entsprechende Zeitsteuerung für das Einleiten des Stromflusses betreffen.
Bei dem Steuerverfahren kann jedoch die Zündeinstellung auch unter Verwendung einer in F i g. 9 gezeigten Steuerschaltung auf einen Festwert gesteuert werden. In diesem Fall wird beim Schritt 102 der Programmablauf gemäß einem Schritt 130 nach Fig.8b
ausgeführt.
Hierbei wird einer Leitung 132 nach F i g. 9 zum Befehlen der festen Zündeinstellung ein Signal mit dem
logischen Pegel »L« zugeführt, wodurch ein UND-Glied 134 gesperrt wird, während ein UND-Glied 136 durchgeschaltet wird. Daher wird ein aus dem Schaltsteuersignal Sg der Zeitsteuer-Signal-Formerschaltung 34 invertiertes Signal (siehe Fig.4(I)) an Stelle des Zündsignals des Fllip-Flops 82 über ein ODER-Glied 138 an die
Zündeinrichtung 42 angelegt und hierdurch die Zündeinstellung auf 0° v. o. T festgelegt. Ferner ist es möglich, die Zündeinstellung unter Verwendung entsprechender Schaltungen auf einen Festwert zu steuern,
wenn die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand ist, bei dem die Versorgungsspannung abfällt, und nach dem
Anlassen nach dem Programmierverfahren zu steuern.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Unterbrechungs-Verarbeitungsroutine
zur Berechnung der Zündverstellung, jeweils dann ausgeführt, wenn sich die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat.
Daher wird der Programmablauf für die Fixierung der Zündeinstellung dann ausgeführt, wenn die Brennkraftmaschine während des Anlassens nicht mit hohen Drehzahlen läuft bzw. bis sie nach dem Anlassen eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen ausgeführt hat Gemäß einer anderen Ausführungsform des Steuerverfahrens kann das Unterbrechungs-Verarbeitungsprogramm über eine vorbestimmte Zeitdauer ähnlich ausgeführt werden. In diesem Fall erfolgt der Programmablauf für die Fixierung der Zündeinstellung dann, wenn
die Brennkraftmaschine während des Anlassens nicht mit hohen Drehzahlen läuft bzw. bis nach dem Anlassen
eine bestimmte Zeitdauer verstrichen ist.
Nachdem vorstehend im Einzelnen beschriebenen Steuerverfahren wird die Zündeinstellung nicht nur
dann auf einen vorbestimmten Festwert gesteuert.
wenn die Brennkraftmaschine im Anlaßzustand ist, sondern auch bis zum Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer nach Erreichen einer vorbestimmten Anzahl von
Umdrehungen der Brennkraftmaschine nach dem Anlassen. Daher kann der Maschinenlauf ohne Zündstörungen bzw. Fehlzündungen oder einer Abdrosselung
selbst dann gleichmäßig gehalten werden, wenn sich unmittelbar nach dem Anlassen die Maschinenparameter
in starkem Ausmaß verändern.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden zwar zur Berechnung der
Zündverstellung die Drehzahl und die Ansaugluft-Durchflußleistung als Betriebsparameter herangezogen, jedoch ist es natürlich auch möglich, als Betriebsparameter die Drehzahl und den Unterdruck im Ansaugrohr zu verwenden.
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Claims (2)
1. Verfahren zur Steuerung der Zündverstellung tion, der Ansaugunterdruck in Abhängigkeit von der
bei einer Brennkraftmaschine, bei dem 5 Kühlmitteltemperatur sowie in Verbindung mit gespeicherten Funktionswerten z. B. für Stadt- oder Überland-
a) der Betriebszustand der Brennkraftmaschine betriebe, eine Beschleunigung aus dein Leerlauf eine
zur Bildung zumindest eines ersten elektrischen zeitabhängige Maschinen-Aniaßbedingung sowie unter
Signals ermittelt wird, das den ermittelten Be- Umständen die Abgastemperatur herangezogen. In Abtriebszustand angibt, 10 hängigkeit von diesen Betriebsparametern werden je-
b) ein Zündvorverstellwinkcl in Abhängigkeit von weilige Zündverstellungssignale erzeugt und sodann zur
dem erhaltenen ersten Signal berechnet wird. Bildung eines resultierenden Vorverstellwinkels algeder einer optimalen Zündverstellung für den er- braisch aufsummiert
mitteilen Betriebszustand entspricht, Hierbei wird beim Anlassen der Brennkraftmaschine
c) der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine in 15 in Abhängigkeit von einer Zündschloßbetätigung ein
Abhängigkeit von dem berechneten Zündvor- Vorvcrstellwinkelwert vorgegeben, der eine gesteuerte
verstellwinkel eingestellt wird und Zündvorverstellung über einen von einem Zeitgeber be-
d\ zur Bildung eines einen Aniaßzustand der stimmte Zeitdauer nach einem Anlaßvorgang bewirkt.
Brennkraftmaschine bezeichnenden zweiten um das Anlassen der Brennkraftmaschine bei extremen
elektrischen Signals ermittelt wird, ob sich die 20 Umgebungstemperaturen, d. h. hauptsächlich bei einem
Brennkraftmaschine im Anlaßzustand befindet, Kaltstart und feuchtheißen Umgebungsbedingungen, zu
gekennzeichnet durch die weiteren erleichtern. Der auf diese Weise gewonnene Vorver-
Verfahrensschritte,daß stellwink^lwert bleibt entweder für die vom Zeitgeber
e) in Abhängigkeit von dem zweiten elektrischen vorgegebene Dauer konstant und beginnt sodann all-Signal ermittelt wird, ob die Brennkraftmaschi- 25 mählich abzufallen oder beginnt unabhängig vom Zeitne nach dem Anlassen eine vorgegebene An- geber sofort nach Beendigung des eigentlichen Anlaßzahl von Umdrehungen ausgeführt hat, und ein Vorgangs gegen Null abzufallen. Die Zündverstellung
das Ermittlungsergebnis bezeichnendes drittes wird hierbei jedoch nicht in alleiniger Abhängigkeit von
elektrisches Signal erzeugt wird, und diesem anlaßbedingten Vorverstellwinkelwert gewon-
der Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine in 30 nen, sondern die vorstehend erwähnten anderen Be-Abhängigkeit von dem zweiten und dem dritten triebsparameter gehen auch in diesem Betriebszustand
elektrischen Signal im Anlaufzustand der ebenfalls in die Zündverstellungssteuerung ein. Bei Ver-Brennkraftmaschine auf einem vorgegebenen änderung dieser Betriebsparameter bei bzw. unmittelfesten Einstellwert gehalten wird, bis die Brenn- bar nach einem Anlaßvorgang ändert sich somit auch
kraftmaschine nach dem Anlassen die vorgege- 35 die effektive Zündverstellung, obwohl der Anlaß-Vorbene Anzahl von Umdrehungen ausgeführt hat. verstellwinkelwert über eine gewisse Zeitdauer vorgegeben werden kann. Insbesondere direkt nach dem An-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lassen sind diese Betriebsparameter - vor allem Anzeichnet, daß im Verfahrensschritt f) im Anlaufzu- saugunterdruck und Drehzahl - beim Anlaufen der
stand der Brennkraftmaschine ein viertes elektri- 40 Brennkraftmaschine jedoch starken Schwankungen unsches Signal gebildet wird, wenn die Brennkraftma- terworfen, so daß eine betriebsparameterabhängige
schme nach dem Anlassen eine vorgegebene Anzahl Steuerung der Zündverstellung in diesem Betriebszuvon Umdrehungen ausgeführt hat, und daß der stand einer Brennkraftmaschine zu Fehlzündungen und
Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem vierten einem sehr schlechten Anlaufverhalten führen kann, das
elektrischen Signal zwangsweise mit Hilfe vorgege- 45 im Extremfall ein häufiges Wiederanlassen erfordert,
bener Kurbeiwellen-Drehwinkelsignale aui einem zumal der feste Anlaß-Vorverstellwinkelwert hierbei
bestimmten Einstellwert festgehalten wird. abzufallen beginnt.
Weiterhin ist aus der DE-OS 28 45 354 eine pro-
grammgesteuerte Regelanlage für eine Brennkraftma-
50 schine bekannt, durch die außer der Zündverstellung auch noch Brennstoff-Einspritzung, Luft/Brennstoff-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhältnis, Abgas-Rückführung und Leerlauf-Drehzahl
Steuerung der Zündverstellung bei einer Brennkraftma- unter Einbeziehung der Kühlmitteltemperatur, der Bat-
schine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. teriespannung und der Ansauglufttemperatur als Kor-
Aus der DE-OS 25 51 610 ist ein Verfahren der vor- 55 reklurfaktoren mit Hilfe eines zentralen Digitalrechners
stehend genannten Art bekannt, bei dem zur Verringe- elektronisch geregelt werden, wobei der Brennstoff-Aus der DE-OS 25 51 610 ist ein Verfahren der vorste- Einspritzung und der Zündverstellung Vorrang eingehend genannten Art bekannt, bei dem zur Verringerung räumt wird. Hierbei wird die Zündverstellung in Abhänder Abgasschadstoffemission und Brennstoff-Ver- gigkeit von der ansaugluftmengenabhängig ermittelten
brauchswerte anstelle einer katalytischen Abgasreini- 60 Last in Verbindung mit der Drehzahl festgelegt, wobei
gung, Abgas-Rückführung usw. die Einbeziehung mög- darüber hinaus außer einer Kühlmitteltemperatur- und
liehst vieler Betriebsparameter der Brennkraftmaschine Beschleunigungskorrektur auch noch eine Startkorrekin Verbindung mit bestimmten Umgebungsbedingun- tür erfolgt, die jedoch im wesentlichen nur für den eigen in eine elektronische Zündverstellungssteuerung in gentlichen Anlaßvorgang und nicht für den sich daran
Betracht gezogen wird. Zu diesem Zweck werden im (,5 anschließenden Anlaufvorgang konzipiert ist. Obwohl
Betrieb der Brennkraftmaschine zur Ermittlung des er- hier eine rechnergestützte elektronische Regelung unforderlichen Zündvorverstellwinkels außer der übli- ter Verwendung von Speicherdaten erfolgt, handelt es
cherweise berücksichtigten Drehzahl als weitere Be- sich im wesentlichen lediglich um eine unter Einbezie-
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