DE2323619A1 - Analog-digital-analog arbeitendes steuerungssystem fuer einen mehrfachfunktions-digitalrechner in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN

Dr. rer. not. W. KÖRBER Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22

Steinsdorfstraße 10

9 (0811) «29 66 84

10.5.1973

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile Zola
Billancourt (Seine) Frankreich

und

AUTOMOBILES PEUGEOT

75, Avenue de la Grande Armee

Paris / Frankreich

Patentanmeldung

Analog-digital-analog arbeitendes Steuerungssystem für einen Mehrfachfunktions-Digitalrechner in Kraftfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf ein analog-digital-analog arbeitendes Steuerungssystem für einen zentralen Digitalrechner, der zur Steuerung verschiedener Funktionen eines Kraftfahrzeugs dienen soll.

Die auf dem Gebiet der elektronischen Technik erzielten Fortschritte, vor allem hinsichtlich der Betriebssicherheit, der Verringerung des Raumbedarfs und der Herstel-

309848/1109

lungskosten der elektronischen Bauteile einerseits, und demgegenüber die gesteigerten Anforderungen hinsichtlich der Luftverunreinigung, der Sicherheit und der Handhabung der Kraftfahrzeuge haben dazu geführt, daß man die Überwachung dieser Funktionen mit einem programmierten zentralen Rechner ins Auge faßt, der die Schnelligkeit, Genauigkeit und Gleichzeitigkeit dieser Überwachungs- und Steuerungsfunktionen, die von den elektronischen Mitteln ausgeübt werden, gewährleistet.

Die Anwendung dieser Mittel in der Kraftfahrzeugtechnxk war bisher durch zahlreiche Schwierigkeiten eingeschränkt, die dieser Technik, die im wesentlichen mechanisch arbeitet, eigen sind, insbesondere wegen der Anpassung der elektronischen Mittel an die sehr komplexen physikalischen Gegebenheiten der Funktionen eines Kraftfahrzeugs, wegen des Fehlens von Gemeinsamkeiten dieser technischen Gebiete, ihrer Anforderungen und Ausdrucksweise und insbesondere wegen der Notwendigkeit, diese Erscheinungen in die Sprache der Elektronik zu übertragen und sie mit elektronischen Mitteln zu überwachen»

Man hat bereits Gebrauch von Digitalrechnern bei elektronischen Einspritzvorrichtungen gemacht, wo die Rechner die Öffnungszeiten der Einspritzdüsen zu prüfen hatten. Diese Vorrichtungen sind nur für eine sehr spezielle Motorfunktion verantwortlich und ihre begrenzte Bedeutung läßt die dafür aufzubringenden Kosten als sehr erheblich erscheinen, so daß sie keine weite Verbreitung gefunden haben. Vereinfachte und preisgünstigere Ausführungen sind etwa für ein Verfahren zur elektronischen Wahl des Antriebs entwickelt worden, das von der Anmelderin als französische Patentanmeldung Nr. 71/18 125 am 19. Mai 1971 eingereicht worden ist.

Ferner sind elektronische Steuereinrichtungen für die Schal-

3OS84S/11Ö9

2323618

tung von Kraftfahrzeugen beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen P 15 80 611.8 vom 12. Mai 19 66 und P 15 80 643 vom 6· September 1966 sowie in den deutschen Patentanmeldungen P 22 37 193.3 vom 20. Juli 1972 und P 21 60 147.8 vom 3. Dezember 1971, ebenfalls von der Anmelderin, beschrieben worden.

Dort sind auch spezielle elektronische Steuerungsmittel für spezielle Funktionen des Kraftfahrzeugs angegeben.

Auch Sicherheitsvorrichtungen, insbesondere Bremsung und Schleudern betreffend, sind Gegenstand elektronischer Ü be rwachung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Steuerungssystem für einen zentralen Digitalrechner für Kraftfahrzeuge zu entwickeln, welches System eine Zusammenfassung der genannten Funktionen darstellt, die bisher von getrennten· Vorrichtungen wahrgenommen wurden. Im allgemeinsten Fall gehören zu diesen Funktionen insbesondere:

die elektronische Einspritzsteuerung,

die Steuerung des Mischungsverhältnisses durch Analyse von zumindest einem verunreinigenden oder nicht verunreinigenden Gase, das in das Auspuffgasgemisch eintritt,

- die Steuerung des Vorzündungspunkts,

- die Überwachung der Einspritzung beim Verlangsamen, um Luftverunreinigungen so klein wie möglich zu halten (Steuerung von beschleunigtem Leerlauf, Unterbrechung der Einspritzung),

- Steuerung des Lufteinlasses, wenn ein Nachverbrennungs-

3ÖSÖU/11G9

reaktor oder ein Reaktor mit Katalysatorbett verwendet wird,

der thermische Schutz der genannten Nachverbrennungsvorrichtungen oder Katalysatorbetten durch Unterbrechen des Lufteinlasses oder durch Umgehen der Reaktoren oder Katalysatortöpfe,

die Messung von Temperatur und Druck bei Wasser und Öl, um den Fahrer von einer etwaigen Störung der Wasserpumpe, der ölpumpe od. dgl. oder dem Fehlen von Wasser und Öl usf. zu unterrichten und Anzeige der Meßwerte am Armaturenbrett,

die Messung der Motordrehzahl und Anzeige am Armaturenbrett,

- die Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit und Anzeige am Armaturenbrett,

die Antiblockiersteuerung der Räder durch Kontrolle des Drucks in den Druckflüssigkeitsleitungen, die die "Brems"-Information weiterleiten,

die Steuerung der schlupffreien Bewegung der Räder beim Beschleunigen durch Einwirken auf den Zündzeitpunkt ,

die Überwachung der automatischen Kupplung,

- die Überwachung der Fahrzeugklimatisierung,

die Überwachung von Verschleiß und Temperatur der Bremsbeläge,

309848/110$

der Schutz des Motors vor Überdrehzahlen (Unterbrechung der Einspritzung oder der Zündung oberhalb einer definierten Motordrehzahl),

die Überwachung der stabilisierten Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Autostraße,

die Überwachung der Rückführung der Abgase,

die automatische Anzeige von Meßfühler- oder Rechnerdefekten (Diagnose),

Steuerung und Überwachung der Beleuchtungs-, Signalabgabe- und Sicherheitseinrichtungen (Türverriegelung, Anlegen der Sicherheitsgurte usf.).

Der erfindungsgemässe Rechner ist ein Funktionserzeugungsrechner, dessen zentrale Einheit in Echtzeit- und Zeitmultiplexbetrieb arbeitet, um diese verschiedenen Funktionen auszuüben. Er erhält die Informationen von einer Anzahl von als Primärmeßfühler bezeichneten Meßwertgebern, die die physikalischen Grossen in von dem Rechner verarbeitbare elektrische Grossen umwandelt. Nach der Verarbeitung dieser Informationen überträgt er mittels als Sekundärmeßfühler oder Steuerorgane bezeichneten Meßwertgebern Funktionsbefehle auf die verschiedenen Organe des Kraftfahrzeugs.

Er umfaßt:

1. Eine Zentraleinheit, die aus einem Rechnerblock besteht, der die folgenden Elementaroperationen auszuführen vermag:

309848/1109

Addition,

Komplementbildung bei Binärzahlen (um Subtraktionen vornehmen zu können), Multiplikation, Überschreiten von Schwellwerten, Vergleich von Zahlen, Übertragung von Daten, Berechnung von Differentialquotienten oder Integralen.

Man sieht jedoch, daß es wegen des Umfangs der Probleme einerseits und der äussersten Einfachheit der Behandlung des Rechners andererseits erforderlich ist, den Aufbau des Rechners auf die Elementaroperationen abzustellen, die für die Berechnung der vorstehend angegebenen Funktionen erforderlich sind.

Die Division ist daher in der angeführten Liste der Elementaroperationen nicht angeführt, da die Kosten für eine Dividiereinrichtung und die Rechenzeit, die dafür erforderlich ist, ein Hindernis darstellen. Jedoch soll der evtl. Einbau einer verdrahteten Dividiereinrichtung nicht ausgeschlossen sein, wenn sich die Notwendigkeit dafür ergibt.

2. Einen Analog-Digital-Umsetzer:

Dieses Rechenwerk arbeitet in Echtzeit und Zeitmultiplex aufgrund von Rechenprogrammen, die einen Rechenzyklus jeder Funktion mindestens einmal bei jeder MotorUmdrehung ausführen lassen.

309848/ 1109

3. Eine Gruppe Hilfsspeicher, die sämtliche Funktionskonstanten des Fahrzeugs enthalten (beispielsweise, soweit es den Motor betrifft, die Karten für das Mischungsverhältnis und den Zündzeitpunkt).

Parallel zu diesen Hilfsspeichern sind die Zugriffsmittel des Rechners, insbesondere was die Temperaturen betrifft, durch die Verwendung log.arithmischer Verstärker gekennzeichnet, die beispielsweise gestatten, den Wert eines Widerstandes in eine der Temperatur proportionale Spannung umzuwandeln, die anschliessend von dem Umsetzer weiterverarbeitet wird.

Diese Gruppe von Anordnungen erlaubt somit die Ausbildung eines Rechners, in den mehrere Programme eingeführt werden können, die jeweils eine andere Funktion derart steuern, daß jede dieser Funktionen mindestens einmal während jeder Motorumdrehung berechnet wird.

Die Verwirklichung der verschiedenen Rechnerfunktionen macht folgende Meßfühler oder Steuerorgane erforderlich:

a) Primärmeßfühler.

Unter Primärmeßfühlern versteht man diejenigen Meßfühler, die eine physikalische Grosse in eine elektrische, von dem Rechner verarbeitbare Grosse umwandeln. Dazu gehören insbesondere die folgenden Meßfühler:

- Meßfühler für die kontinuierliche des Kühlwassers,

Temperaturmessung oder die Mes- J^* Bremsbeläge,

g sung von Temperaturschwellen- * der Ansaugluft

werten ^{des Motors}»

werten _des N_achver,_bren_

nungsreaktorS des Fahrerraums i»d.Fahrzeug.

309848/1109

232361a

- Meßfühler für die kontinuierliche der Ansaugluft unterhalb Druckmessung oder die Messung _des ^_o^*^elk;Lappe·

von Schwellenwerten des Drucks des Kühlwassers,

der Flüssigkeit im Bremskreis.

- Geschwindigkeitsmeßfühler für die Motordrehzahl,

für die Drehzahl der F ahrζ eugrä der·

Meßfühler für die Analyse der auf Kohlenmonoxid,

Auspuffgase ^auf Sauerstoff,

Auspuffgase _{auf Kohlendioxid} (Koh

len säure anhydrid), auf Stickoxide.

(Vgl. dazu beispielsweise die Deutsche Patentanmeldung P 22 30 612.3 vom 22. Juni 1972 und die Zusatzanmeldung der Anmelderin).

b) Steuer organe

Die Steuerorgane gestatten die Umformung einer aus einer Rechnung des in dem Fahrzeug befindlichen Bordrechners entstandenen elektrischen GrÖsse in eine eine Fahrzeugfunktion regelnde physikalische Grosse. Dabei handelt es sich vor allem um die folgenden Organe:

- Elektromagnetische Einspritzdüsen. Elektronische Zündanlagen,

Magnetventile zum Regeln der Einblasluft am Bypass-Ausgang thermischer oder katalytischer Reaktoren,

am Bypass von Bremskreisen,

zur Verlangsamungssteuerung (beschleunigter Leerlauf),

zur Regulierung des Rücklaufs von Abgas,

- Elektromagneten zur Drosselklappenvorsteuerung.

309848/ 1109

Leuchtanzeigen am Armaturenbrett für die Anzeige (evtl. numerische Anzeige) von Abweichungen in einfacher Form der folgenden Grossen:

- Druck des Kühlwassers,

des Motoröls,

der Bremsflüssigkeit.

"" Temperatur des Kühlwassers,

. des Notoröls, von Bremsbelägen.

- Standhöhe des Motoröls,

des Kühlwassers, der Flüssigkeit in den Bremskreisen.

- Verschleiß der Bremsbeläge

- Oberdrehen des Motors

- Fehlerhaftes Arbeiten des Rechners.

- Geschindigkeitsanzeige - Motordrehzahl

- Fahrzeuggeschwindigkeit

Klinvatisierungskompre ssor der von dem Motor herkommenden Heizleitung.

Auf diese Weise aufgebaut und mit dem Fahrzeug verbunden, im Zeitmultiplexverfahren arbeitend, mit einfachen und allen Funktionen gemeinsamen Mitteln (Umsetzer und Rechenwerk) oder mit mehreren Funktionen (Meßfühlern) und ebenfalls vereinfachtem, an die Ausführung der genannten Funktionen angepaßtem Aufbau, ergibt sich für den erfindungsgemässen Rechner ein Herstellungspreis, der für ein Serienkraftfahrzeug vertretbar ist, während die Kosten für eine Rechenmaschine üblicher Bauart eine solche Anwendungsweise bisher nicht zuliessen.

Die Kombination der Rechnerstruktür und der Wahl der 309848/1109

Zugriffs- und der Abfangmittel des erfindungsgemässen Rechners erlaubt die hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, die für eine wirksame Überwachung der schnell vorübergehenden Erscheinungen bei dem Motor und dem Fahrzeug erforderlich sind.

Diese Überwachung wird erreicht durch die hohe Rechengeschwindigkeit der Gruppe van Funktionen (unter 1 ms) in Verbindung mit der Schnelligkeit der Informationsaufnahme, insbesondere der Geschwindigkeits- und Druckinformationen,

Man kann sich auch das Ziel setzen, einen gemischten Rechner für einen Einspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt von Wärmekraftmaschinen zu entwickeln, welcher Rechner vor allem die obengenannten Elemente aufweist.

Es ist bekannt, daß es immer mehr üblich wird, mit elektronischen Einspritzverfahren zu arbeiten, nach denen das Luft-Kraftstoff-Gemisch entweder direkt in die Brennkammer der Brennkraftmaschine oder indirekt in die Ansaugleitungen eingespritzt wird. Dieses Vorgehen erfordert immer insbesondere eine Regulierung des Mischungsverhältnisses der Luft-Kraftstoff-Gemisehe. Die bisher bekannten Regelsysteme sind nicht ausreichend genau und gestatten keine ausreichende Genauigkeit der Serie, entweder weil die Meßfühler funktionsmässig diese Genauigkeit nicht zu erreichen gestatten, oder weil die Konzeption der Informationsverarbeitung, die nach den von den genannten Meßfühlern gegebenen Daten erfolgt, dieses Genauigkeitsziel nicht erreichen ließ.

Die im Bereich der Wirtschaft üblichen Systeme haben im allgemeinen eine lange Ansprechzeit, und die Regelung des

309848/11Od

Mischungsverhältnisses in den Übergangsphasen ist ungenau, aber diese Übergangsphasen (Teillastbereich) werden beim Kraftfahrzeugmotor überwiegend in Anspruch genommen·

Die bekannten Lösungen erlauben keine Messung der in die Zylinder eingeführten Luftmengen und diese Messung wird ersetzt durch bei konstantem Unterdruck arbeitende Meßsysteme des Sammlerdrucks, der Lufttemperatur und der Motordrehzahl oder auch des Volumendurchsataes ohne Korrektur wegen der Lufttemperatur und des Barometerstandes, so daß die äquivalente Messung nicht genau die Luftmasse angibt, die in den Motor eingeleitet wurde. Daraus folgt, daß die Weiterverarbeitung der Information kein hinsichtlich des Mischungsverhältnisses exaktes Resultat zu liefern vermag.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden, indem Einrichtungen zur genauen Messung der Masse verwendet werden, die mit einem sehr leistungsfähigen Rechner kombiniert werden, der die von dem Meßfühler gelieferten Werte auswertet; dieser Rechner soll Berechnungen des Mischungsverhältnisses (ausgedrückt beispielsweise in Einspritzzeiten) so schnell wie möglich synchron zu dem Ansaugvorgang der Zylinder ausführen. Daher wird ein Digitalrechner eingesetzt," der ein Rechenwerk, ein Steuerwerk und Systeme zur Konvertierung von Daten am Eingang des Rechners aufweist (beispielsweise Synchron-Abtaster). Im Hinblick auf die Wichtigkeit des Abtasters wird dieser in Echtzeit- und Zeitmultiplexbetrieb für alle an dem Motor vorgenommenen Messungen benutzt.

Der Rechner wurde speziell für die Verwendung an einem üb-

309848/1109

lichen Verbrennungsmotor entwickelt, denn

- man verwendet die Zähne des Anlasserschwungrades für die Messung der Motordrehzahl und zur Vornahme von Stellungsmarkierungen (insbesondere Berechnung der Zündvorverstellung);

- man verwendet Signale "oberer Totpunkt" und "unterer Totpunkt" zum Synchronisieren der Rechenfolgen mit den Ansaugphasen des Motors (die Ansprechzeit des Rechners beträgt somit eine halbe"Kurbelwellenumdrehung );

- man verwendet die Massendurchsatzxnformatxon,

- man verwendet die Information über die Wassertemperatur, um die Funktion "Gemischbildung während der Erwärmungsphase des Motors" zu erfüllen.

Da alle bekannten Brennkraftmaschinen nach dem gleichen Prinzip arbeiten, versteht es sich, daß jeder Motor durch ein System von Konstanten (die in einen Permanentspeicher eingeschrieben sind) dargestellt werden kann und die Verarbeitungsprozesse der Motortypen untereinander dieselben sind. Diese Tatsache wirkt sich im übrigen auf den Aufbau des erfindungsgemässen Rechners aus, der keinen Arbeitsspeicher aufweist, sondern nur einige Pufferspeicher, die die Daten oder Zwischenrechnungen vorübergehend aufbewahren.

Es zeigt sich ferner, daß der den Gegenstand der vorliegenden Variante bildende Rechner nicht nur zur Behandlung der Funktionen "Zündvorverstellung" und "Mischungsverhältnis" dient, sondern auch zur Behandlung aller an Kraftfahr-

309848/1109

zeugen bekannten und oben aufgezählten Funktionen.

Der Aufbau des erfindungsgemässen Steuerungssystems und insbesondere seines Rechners ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung und den schematischen Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig, 1 ein synoptisches Schema des erfindungsgemässen Systems zur Steuerung der Organe des Kraftfahrzeugs;

Fig· 2 die Gesamtansicht (Schema) des Multiplizierwerks in dem Rechenwerk;

Fig. 3 ein Schema des Rechenwerks; Fig· 4 das Anschlußschema für einen Temperatur-Meßfühler; Fig. 5 das Schema eines Widerstands-Anpassungsglieds vor einem logarithmischen Verstärker, verwendet an dem genannten Temperaturmeßfühler;

Fig. 6 das Schaltschema des logarithmischen Verstärkers;

Fig. 7 das Schema eines Analog-Digital-Umsetzers für die Konvertierung der Werte;

Fig. 8 das Schema der Eingänge und Ausgänge des Steuerblocks für die Regelung der Zündung des Fahrzeugmotors ;

Fig. 9 das Schema der Steuerkreise des Steuerblocks für die Einspritzung an dem Fahrzeugmotor;

Fig.10 ein Beispiel für eine Arbeitskurve des Motors für 309848/ 1109

eine gegebene Drehzahl (Einspritzzeit in Abhängigkeit vom Einlaßdruck);

Fig. 11 die Methode zur Erzeugung der Signale S und Fig. 12 den Befehlszähler des Steuerblocks X;

Fig. 13 das synoptische Schema (Blindschaltbild) einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemassen Rechners;

Fig. 14 bis 19 Kurven, die die Eingangsfunktionen des Rechners wiedergeben.

Aufbau des Rechners:

Die Rechen-, Steuer- und Speicherfunktionen machen Gebrauch von (Fig. 1):

a) Primärmeßfühlern (die Liste wird durch die Angaben aus Fig. 1 nicht eingeschränkt).

Da jeder Meßfühler die Aufgabe hat, eine bestimmte physikalische Grosse (Temperatur, Druck, Geschwindigkeit usf.) in eine proportionale (oder nicht proportionale) elektrische Grosse umzuwandeln, muß die von dem Meßfühler abgegebene Analogspannung in eine geeignete, von dem Rechenwerk verarbeitbare Digitalgrösse umgewandelt werden, wenn es sich um einen reinen Digitalrechner handelt. Daher sind Analog-Digital-Umsetzer zur Datenverarbeitung (Fig. 7) dargestellt worden.

30S848/1109

b) der elektronischen Schaltung des Rechenwerks (Fig. 3) mit den folgenden Elementen:

ein Multiplizierwerk für zwei Zahlen von maximal zehn Binärziffern mit Speicherung dieser beiden Zahlen während des Zeitraums, den die Rechenoperation und Ergebnisspeicherung bis zum Löschbefehl erfordert;

- ein Addierwerk für zwei Zahlen von maximal zehn Binärziffern mit Speicherung dieser beiden ZAHlen bis zum Beginn des Löschens und Speicherung der Ergebnisse bis zum Löschbefehl;

Multiplexgeräte für die verschiedenen zu multiplizierenden Zahlen. Es sind mindestens zwei Multiplexgeräte vorgesehen, eines für den Multiplikator, eines für den Multiplikanden. Es wird daran erinnert,· daß ein Multiplexgerät eine Vorrichtung darstellt, an deren Ausgang eine Eingangsinformation zwischen η Informationen ausgewählt werden kann, die gleichzeitig an seinen Eingängen anstehen, gestehert durch ein- Auswahlsignal, das auf eine von η Eingangsauswahlleitungen gegeben wird;

Multiplexgeräte für die verschiedenen Zahlen, die addiert werden sollen. Es sind mindestens zwei Multiplexgeräte vorgesehen, je eines für jede der beiden Zahlen;

einen aktiven Speicher (memoire vive) für zehn Binärzahlen, geschaltet an einen Eingang jedes Multiplexgeräts des Multiplizierwerks, dessen 'Information zum Löschen des Ausgangsspeichers des Multiplizierwerks ...

einen aktiven Speicher für zehn Binfirzahlen, geschaltet

309848/110 9

an einen Eingang eines Multiplexgeräts des Addierwerks, wobei die Information zum Löschen aus dem Ausgangsspeicher des algebraischen Addierers herrührt.

c) Speicherblöcke, das Ganze als Festspeicher ("toter Speicher" - Memoire morte), zur Speicherung deiyverschiedenen charakteristischen Koeffizienten des Fahrzeugs und des Motors dienend. Jeder Koeffizient wird mit acht Binärziffern geschrieben. Natürlich hängt die Zahl der Binärziffern von der verlangten Genauigkeit ab, die erzielt werden soll.

d) Steuerblöcke, die in Abhängigkeit von den verschiedenen Informationen, die von dem Rechenblock, dem Speicherblock und den die Ergebnisse aufnehmenden Speichern herkommen, mit dem Ziel arbeiten, Funktionen zu berechnen, beispielsweise die Einspritzzeit und den Vorzündzextpunkt zu berechnen; die Berechnung findet bei jeder Halbumdrehung des Motors statt,

- Wegen der Kompliziertheit der Anlage und der Möglichkeit des Auftretens von Störungen ist es erforderlich, daß das Steuersystem in erster Linie Defekte an den Informationsaufnehmern feststellt und erkennbar macht; derartige Defekte könnten an dem Armaturenbrett auf einer Leuchttafel oder durch eine Kombination von Leuchtzeichen angezeigt werden, indem man ein Fehlertestprogramm einschaltet.

- Wenn die gemessene physikalische Grosse zahlenmässig bekann ist, muß man ihren Zahlenwert in einem Register während der gesamten Zeitspanne speichern, die für die Verarbeitung erforderlich ist.

- Der oder die Meßfühler für Geschwindigkeit, Temperatur, Druck können in einen Festspeicher einlesen, der ein System von dem Fahrzeug eigentümlichen Koeffizienten enthält: nur dieser unveränderliche Speicher unterscheidet sich von einem

309848/11(59

Fahrzeug zum anderen hinsichtlich seines Inhalts, während die Gruppe der anderen Schaltungen sich von einem Fahrzeug zum anderen nicht ändert. Die Arbeitsweise dieses Speichers wird weiter unten erläutert. Die Adressierung dieses Speichers kann durch eine geeignete Codierung einer Gruppe von Informationen, die von den Primärmeßfühlern ausgehen, erfolgen.

Die Informationen, die einerseits von den Meßfühlern und andererseits von dem Festspeicher ausgehen, werden auf den Eingang des Rechenblocks mit Hilfe der Mu-ltiplexgeräte übertragen. Der eigentliche Rechenblock kann die folgenden Gesamtfunktionen ausführen: Addition und Multiplikation.

Der Rechenblock wird von einem Programmblock betätigt, in den die Rechenprogramme der verschiedenen Funktionen, die erforderlich sind, eingeschrieben sind. '

Am Ausgang des Rechenblocks befindet sich eine Gruppe von Registern, die die Rechenergebnisse enthalten; diese Register dienen dazu, die berechneten Informationen während der gesamten Zeitspanne zu speichern, die für ihre Verarbeitung zur Erzielung der gewünschten Funktion(en) erforderlich sind.

Am Ende der Kette befinden sich die elektromechanischen Meßwertumformer, die die errechneten Zifferngrössen in physikalische Grossen umwandeln, wobei die Verarbeitung dieser Grossen durch ein System von Aussenbedxngungen und verschiedenen Synchronisierungen, die in den Programmblock eingehen, taktmässig gesteuert wird.

Schema des gesamten Rechners und seiner Arbeitsweise

Der erfindungsgemässe Rechner (Fig. 1) enthält:

- einen Rechenblock 116 als Grundlage der Einrichtung;

-.einen Steuerblock 115, der die Arbeitsweise des Rechenblocks steuert; 309848/1109

- Meßfühler 101, 102, 103, 1OH, die die verschiedenen Parameter messen;

Dekoder, die die von den genannten Meßfühlern ge- - lieferten Informationen in von dem Rechenblock (105, 106, 107, 108) verarbeitbare Zahlen umwandelt;

- jeder Dekoder ist mit einem System verbunden, das den Defekt des zugeordneten Meßfühlers visuell anzeigt und trotz dieses Defekts die Fortsetzung des Betriebs des Fahrzeugs ermöglicht (109, 110, 111, 112);

- einen Taktimpulserzeuger 111, der als Taktgeber für die Gesamtanlage arbeitet;

einen Verarbeitungsblock 113 für die gegebenen Daten, der auf Grund der von den Meßfühlern gegebenen Informationen, die Auswahl der vorzunehmenden Rechnung überträgt;

τ Steuer- oder Ausgangsorgane 117 und 118, die die von dem Rechner abgegebenen Zahlen in Informationen umwandeln, die von den gesteuerten Organen aufgenommen werden können;

die Zahl der Eingangsmeßfühler und der Ausgangsorgane (Ausgabe) ist hier nur beispielshalber angedeutet und soll die Erfindung nicht auf diese Zahl beschränken.

Zwischen den Dekodern und dem Rechenblock können (nicht gezeichnete) Pufferspeicher vorgesehen werden.

Die Arbeitsweise der Anlage ergibt sich aus Fig. 1:

Die von den Meßfühlern gemessenen Informationen werden nach der Dekodierung bei b in den Rechner eingeleitet.

309848/1105

Andererseits wählen die gleichen, in 113 analysierten Informationen einen Rechenmodus in Form von Signalen aus. Diese Signale, die zusammen mit den Taktgebersignalen aus 114 in den Steuerblock eingeleitet werden, bewirken das richtige Arbeiten des Rechenblocks. Die bei c und d erscheinenden Ergebnisse werden dann dekodiert und betätigen die äusseren Organe, bei denen es sich im vorliegenden Beispiel um Zündungs- und Einspritzanlagen handelt. Das Beispiel stellt hinsichtlich der Zahl der gesteuerten Vorrichtungenkeine Begrenzung dar.

Im einzelnen weisen die hier gezeichneten Organe integrierte Schaltungen aus der untenstehenden Liste der Socie'te' ame*ricaine Texas Instruments Inc. auf, wobei die jeder Angabe folgende Zahl die Seitenzahl des Verkaufskatalogs angibt, der den Titel "The Integrated Circuits Catalog" trägt (4. Ausgabe, Juli 1971):

- SN 74 151 N 9.339

- SN 74 150 N 9.339

- SN 74 83 N . , 9.271

- SN 74 82 N 9.264

- SN 74 96 N 9.86

- SN 74 90 N 9.4 '

- SN 74 42 N 9.148

- SN 74 74 N 6.65

Die Binärziffern werden im folgenden in der angelsächsischen Weise mit der Üblichen Kurzform "bits" bezeichnet, einer Zusammenziehung aus "binary digits".

Rechenblock (Fig. 3)
Der Rechenblock umfaßt:

309848/1103

232361a

ein Addierwerk 30 mit Ein- und Ausgängen;

ein Multiplizierwerk 303 mit Ein- und Ausgängen;

Pufferspeicher 310 und 311, die das Rechenergebnis vorübergehend aufnehmen.

Die Leitung "Eingabe der ziffernmässigen Daten" steht in funktioneller Verbindung mit den Ausgängen der zwischen die Informationsmeßfühler und den Rechenblock geschalteten Pufferspeicher.

Die Multiplexgeräte 301 und 302 liefern am Ausgang den Multiplikator und den Multiplikanden der auszuführenden Multiplikation,, während die Multiplexgeräte 304· und 305 die beiden zu addierenden Zahlen liefern.

1. - Das Addierwerk (Fig. 3):

Das Addierwerk 308 soll zwei Zahlen von zehn Binärziffern addieren können; man braucht sie nur am Eingang von 308 anzugeben, um das Ergebnis am Ausgang (in der Übertragungszeit) zu erhalten.

- Es besteht beispielsweise aus zwei Kreisen des Typs SN 74 8 3 N, die jeweils vier Binärziffern addieren, und einem Kreis, der zwei Binärziffern addiert, das sind insgesamt zehn Binärziffern (dafür beispiels-' weise ein Kreis vom Typ SN 74 8 2 N).

Zur Ausübung von Subtraktionen wird die Darstellung von Negativzahlen (Zahlenkomplement) angewandt, aber um diese Darstellung zu erleichtern, werden Neunerkomplemente benutzt, die man erreicht, indem man jede Binärzahl durch die Zahl mit entgegengesetztem Vor-

309848/1103

zeichen ersetzt. Diese Arbeitsweise verändert die Genauigkeit um nicht mehr als etwa zwei Tausendstel.

Um eine SubtratJcon (A-B) auszuführen, fügt man A das Komplement von B hinzu; das Ergebnis läßt sich ohne weitere Änderung verwenden, wenn es 0 ist, und man hat dann einen Fehler im letzten Bit. Ist das Ergebnis negativ, so ist der Übertrag Null. Er wird mit Cr bezeichnet und wird zum Testen einer Zahl gegenüber einer anderen verwendet.

Multiplexgeräte 3OH und 305 mit sechzehn Eingängen reichen für das Bündeln der Eingänge des Addierwerks aus;

- jedes Eingangssignal besteht aus zehn Bits,

- für die Multiplexgeräte 304 und 305 werden jeweils integrierte Schaltungen des Typs SN 74 150 N benutzt.

Die Informationsübertragung wird durch' eine Information "0" auf den Drähten 34a und 35a ("Sonde" von 304, "Sonde" von 305) gesteuert. Man fügt einen Inverter hinzu, um Steuerungen für Informationen +1 zu erhalten. Unter "Sonde" soll ein Schaltungseingang verstanden werden, der eine Synchronisxerungsfaunktion ausübt, der die Ausführung eines Befehls auch dann ermöglicht, wenn dieser nicht im Bereich der genannten Schaltung ausgelöst wird.

Ein Eingang unter den sechzehn möglichen Eingängen wird mittels einer geeigneten Codierung ausgewählt, die zwei der vier Leitungen 3A4, 3B4, 3C4, 3D4 und 3A5, 3B5, 3C5, 3D5 für jedes der beiden Multiplexgeräte 304 und 305 kombiniert.

309848/1109

23236.13

An den Eingängen und am Ausgang des Addierwerks sind Speicher 306 und 307 angeordnet, die vom gleichen Typ sind, wie die später zu erläuternden Pufferspeicher.

2. - Das Multiplizierwerk (Fig. 2 und 3):

Bei der Planung einer solchen Einheit sind zwei Faktoren in Betracht zu ziehen:

- die Durchlaufgeschwindigkeit (Zeit)

- die Kompliziertheit der Schaltung und ihr Platz» bedarf (Raum).

Es ist zu bemerken, daß diese beiden Faktoren eng miteinander verknüpft sind und sich im gleichen Sinne ändern.

In dem speziellen Falle eines Kraftfahrzeugs verfügt man, selbst bei einer Taktgeberfrequenz von 1 MHz, über ausreichend Zeit, man ist demgegenüber aber im' verfügbaren Raum beschränkt.

Das Multiplizierwerk (Fig. 2) arbeitet nach dem Prinzip der Binärmultiplikation:

Die beiden Binärzahlen A und B seien miteinander zu multiplizieren. Die Multiplikation der Zahl A mit einer Binärzahl Bi (Stellenzahl i der Binärzahl B) ergibt A, verschoben um i Stellen nach links, oder 0, je nachdem, ob Bi = 1 oder Bi = 0.

Die Multiplikation Bit für Bit läuft auf eine logische Funktion UND zwischen jedem Bit des Maschinenworts A und Bi Bit des Maschinenworts B hinaus.

3090^8/1109

232361g

Angewandte Technik;

Die zu multiplizierenden Zahlen A und B haben zehn Bits, Man kann sie schreiben:

^{A β} V^A8 ^A0

^{B β B}9 ^B8 ^B0

Schreibt man die Produktformel A und B in der Form

A . B = P^_n P._o P_n, so sind die Binärziffe

P , P ....... Pq folgendermaßen bestimmt:

^B9 ^B3 ^B7 ^B6 ^B5 ^B^- ^B3 ^B2 ^B1 ^B0

30Ö848/1109

PQ

τ- Ο

PQ PQ

ρΓ

CM ν O

Q V- CM

PT PQ PQ

CM ν

VT CM ·Λ

PQ PQ PQ

KY

Al

O ν pq pQ

CM τ-

CM γα ij

pq pq pq

,pqpQPQPqpQPQpQpqpQPQ

σ* co

τ- CM

PQ PQ

σ» Im

PQ σ»

At

• · i φ · ' i • · ( • · < • · i

9 i 9 9 * 9 *

9 1 ft I 4 9 4 ft I 1

B · ft · ft · ft · ft * I I · «

I A 9 4 ■ 4 » I I 1

ft < ft 4 ft 4 ft I

ON CO -*~ VO Γ» PQ PQ	CN Ίο PQ	ί	VD «a· PQ	ΙΛ τ-
ON - *	-ε ρΡ	CN PQ	VO
	ON	CO	IN
		PQ	αΓ
		ON	OO
		A.

309848/1109 ρΓ

232361g

Man muß darauf achten, daß man nicht mehr als drei Binärziffern gleicher Menge η addieren kann, wobei die Menge die Anzahl Binärziffern der fraglichen, binär ausgedrückten Zahl ist, beispielsweise, wenn ein auf zwei Ziffern begrenztes Resultat verlangt wird, ¹¹S" der Menge η und ausserdem "R" der Menge n+1, nämlich

^{V + X}2n ^{+ X}5n " *n₊1 ^{+ S}n

worin S den Stellenbit der Summe angibt und R den einem Obertrag äquivalenten Stellenbit (n+1).

Nachstehend wird ein Beispiel für das Prinzip bei der Gewinnung von Resultaten für Zahlen von drei Bits gegeben, indem man setzt:

y - Cy₂t ^₁. ^cP et x- (x₂, X₁, x₀)

X - X₂2² + X₁.2¹ + X₀.2°

y -Τ₂·2² + F₁.2¹ + y_o.2°

Das Ergebnis der Multiplikation von χ mit y ist eine Zahl mit maximal sechs Bits. Es ergibt sich:

X₂ X₁ Xq

^X0^X0

1 P

^P2 ^P1 ^P0

3 0 0 R L R / 1 1 0 9

x.y - P - P5.2⁵ + Ρή··2* + P3.2⁵ + P2.2² + P1.2¹ + ro,2°_s

woraus sich folgender Vorgang ergibt:

^Po^e:co ⁷O _N * ■

wo R₁ den Übertrag von der Stelle 1 darstellt, P₂ » CH₁ + x₂7₀ t X₁F₁ + X₀T₂) + H₂ + Η·₂

wo R₂,R^f_ die Überträge von der Stelle 2 darstellen P₃ - (R₂ + R'₂ + S^y₁ + y^) + H₃ + R^f ₅

wo Ro und R^! ₃ die Überträge von der Stelle 3 darstellen P₄ - (R₃ ♦ Η·, + X₂J₂) ♦ R₄

wo R₁₁ den Übertrag von der Stelle R₄ darstellt

Im Hinblick auf das Obengesagte erhält man P_g (Addition des Maximums von Faktoren A^B.) folgendermaßen:

Rg wurden erhalten bei der Gewinnung von Pg.

1 I

S1,Übertraga9

³3^Α6 ⁴V₅/

32 ,Übertrag

S3, Obertrag c9

Daraus folgt,

^S5

AO B_c

+ S2} S^-, übertrag e9 + S3 J + e_f

8> S abc, übertrag d

+ c

3, Obertrag

^{+ S}4-

+Sabc

Ober trag F

36, übertrag g_g

^{+ C}8^ P₀, Übertrag ^{+ P}8

^a9» ^b9» ^C9» ^P10'

^e9» ^f9» ^g9*

dienen zur Gewinnung von

Anmerkung:

Die Überträge a. ... R. werden immer gebildet. Zu Beginn ist a. = O, ... R. = O, und diese Überträge nehmen im Verlauf der Rechnung die passenden Werte an.

S ist die am schwierigsten zu bildende Summe und sie stellt daher die Basiszelle des Multiplizierwerks dar.

309848/1109

Sie wird mit Hilfe von handelsüblichen Doppeladdierwerken gebildet (z.B. einem Addierwerk T 15 2 der Societe" generale des Semi-conducteurs), wie in der Anwendungsnotiz NA 14 dieser Societe angegeben (Titel: "Operations arithmetiques utilisant Ie double additionneur T 512".

Die Überträge werden bei jeder Operation der arithmetischen Zelle gebildet, sie müssen für die nächste arithmetische Operation gespeichert und regeneriert werden» Für derartige Operationen sind Kippschaltungen des Typs D, Zeichen SN 74 7M- besonders geeignet.

Eingang und Ausgang des Multiplizierwerks werden gebildet von:

einem Multiplikandenregister 21: dabei handelt es sich um ein Asynchronregister (unabhängig von den Taktgebersignalen ) .

Da die einzuschreibenden Maschinenwörter zehn Bits aufweisen, werden integrierte Schaltungen des Typs SN 74 96 N benutzt.

einem'Multiplikatorenregister 22, das aus einem Schieberegister besteht, auf das ein Serienregister folgt. Diese beiden Register können beispielsweise aus Schaltungen Typ SN 74 96 N bestehen.

Die Eingangsreihe der Ergebnisse in das zweite Register verlangt einundzwanzig Taktgeberimpulse und bedingt die Multiplikationsdauer, wozu erforderlich sind:

309848/1109

1 Löschimpuls,

1 Einschreibimpuls,

21 Taktgeberimpulse

1 Zählerrückstellimpuls,

Dieser Zähler legt den Rechentakt fest und sperrt das Ergebnis in dem Ausgangsregister bis zu einer weiteren Multiplikation.

Beim 21· Taktgeberimpuls ist das Multiplikatorenregister leer, an seinem Ausgang erscheinen daher 0, wodurch Überträge (a, b, c ...) erzeugt werden können, die so beschaffen sind, daß die folgende Rechnung begonnen werden kann.

Man muß auch die Taktgeberimpulse untersuchen, die die Multiplikation ermöglichen. Die erwähnte Taktgeberfrequenz wird durch die längste auszuführende Operation bestimmt, nämlich

- eine Verschiebung des Multiplikatorenregisters: 40 ns,

- Obergang in einen NAND-Gatterkreis: 15 ns,

- Übergang in die arithmetische Einheit: das heißt in 5 Additionswerke (5x25) ns

Summe: 180 ns

Man kann eine Frequenz von 1 MHz wählen, was einer Dauer des Taktgeberimpulses von 500 ns entspricht.

Es wäre aber möglich, nötigenfalls dreimal so schnell zu arbeiten.

Von den vorstehenden Überlegungen ist das Gesamtschema des Multiplizier werk s nach Fig. 2 abzuleiten.

309848/ 1109

Die schematische Fig. 2 zeigt, daß das Multiplizierwerk aus folgenden Elementen besteht:

einem als Speicher wirkenden Multiplikandenregister 21,

einem als Schieberegister arbeitenden Multiplikatorenregister 22,

einer Rechenzelle 2 3 für die Ausführung der elementaren Additionen,

einem Übertragsregister 24 zum Speichern der Überträge zwischen zwei Elementaroperationen,

einem als Serien-Parallel-Umsetzer arbeitenden Produktregister 25 zum Speichern des Resultats,

einem das Arbeiten der genannten Gesamtanlage bewirkenden Zähler 26,

Die Zelle 23 besteht aus NICHT-UND- oder Und-Gattern und vollständigen Addierwerken. Die Gesamtheit der Schaltungen dieser Zelle ermöglichet die Durchführung von Multiplikationen nach den obengenannten Prinzipien.

Die folgenden Informationen werden eingegeben:

2e Eingang A,

- 2f - Eingang B.

Das sind die beiden miteinander zu multiplizierenden Zahlen,

309848/1109

?323619

2 E : Nullstellung der Eingänge, Löschen der eingegebenen vorhergehenden Zahlen,

2 I : Einschreiben der miteinander zu multiplizierenden Zahlen,

2 c : Festlegung der Arbeitsgeschwindigkeit durch den Taktgeber.

Der Ausgang: 2 g, wo das Resultat zu erhalten ist, dreiundzwanzig Taktimpulse nach dem Beginn der Multiplikation.

Arbeitsweise:

Nach dem Nullstellen der Eingangsregister durch das Signal 2 E bewirkt das gleichzeitige Auftreten von zu multiplizierenden Zahlen bei 2e und 2f und des Einschreibsignals (2 I) das Einspeichern der Zahlen in das Innere des Multiplizierwerks. Das gleiche Einschreibsignal 2 I läßt den Zähler zu arbeiten beginnen und die nachfolgenden Verschiebungen, die die in die Zelle eintretenden Zahlen auswählen, wobei die Überträge gespeichert werden, führen zum Einschreiben des Resultats in das Produktregister.

Wenn das Resultat vollständig in das Register 25 eingeschrieben ist, wird der Zähler gesperrt, wodurch das Resultat ausgelesen werden kann. Das Resultat steht bis zum Auftreten eines neuen Einschreibsignals bereit.

Es sind Multiplexgeräte 301 und 302 mit acht Eingängen vorgesehen, so dft die Eingänge des Multiplizierwerks 303 (Fig, 3) gebündelt werden können.

3Ό98Α8/1109

Jeder Eingang besteht aus zehn Bits. · '

Daher werden integrierte Schaltungen gewählt, die acht Eingänge bündeln können, beispielsweise vom Typ SN 74 151 N.

Da zehn Bits zu multiplizieren sind, bestehen die Multiplexgeräte 301 und 302 (Fig. 3) aus zehn integrierten Schaltungen gleicher Art.

Die Informationsübertragung wird durch eine Eingabe auf den mit 31a und 32a bezeichneten Leitungen (Fig, 3) gesteuert. An den Sonden S6 und S7 wird ein Inverter angeordnet, so daß Befehle für die Informationen +1 gegeben werden.

Es wird eine Eingabe (d.h. ein Eingangssignal von zehn Bits) aus den acht möglichen mit Hilfe einer Codierung auf den Leitungen 3A2, 3B2, 3C2 und 3Al, 3Bl, 3Cl für jedes Multiplexgerät 301 und 302 ausgewählt.

3, - Die Pufferspeicher des Steuerblocks

Alle Speicher sind auf integrierten Schaltungen, beispielsweise vom Typ SN 74 96 N aufgebaut. Mit jeder dieser Schaltungen können fünf Bits bei parallel geschaltetem Eingang und Ausgang gespeichert werden.

C. Bei jedem Speicher wird die Löschung durch einen mit Eg, 3Ey ... 3 E. bezeichneten Eingang gesteuert, das Einschreiben durch einen Eingang 3 I~, 3 I₇ ... 3 I-, wobei der Index des Speichers ist.

309848/1109

Das gilt für die Speicher 306, 307, 309, 313, 314, 310, 311; die Steuerung 3 I. erfolgt in positiver Logik.

Für die Steuerungen 3 E. sind Inverter hinzuzufügen, so daß eine Steuerung in positiver Logik erfolgen kann.

Die speziellen Eigenschaften der unveränderlichen Speicher bestimmen sich nach folgenden Überlegungen:

Die allgemeine Betrachtung des Problems der Einspritzung hat zu quadratischen Beziehungen geführt, innerhalb derer Koeffizienten a, b usf. auftreten. Der Rechenblock muß diese Koeffizienten in Binärform von Maschinenworten mit acht Ziffern vorgelegt bekommen.

Die erforderlichen Koeffizienten sind von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig, aber man hat den Bereich der Motordrehzahlen in Abschnitte von 100 Umdr/min unterteilen können; innerhalb dieser Stufenwerte führt die Anwendung eines Festwerts für a, b usf» nicht zu Rechenergebnissen, die für die Einspritzung und die Zündungseinstellung ausserhalb der zulässigen Toleranzen liegen.

Der Bereich der Motordrehzahl ist in 64 Abschnitte unterteilt worden, und die Rechnung erfordert für jeden Abschnitt acht Koeffizienten mit 8 Ziffern, d.h. insgesamt 64 χ 8 χ = 4096 Binärziffern.

Us hat sich gezeigt, daß ein System mit unveränderlxchem Speicher die Aufgabe des Generators für die Koeffizienten übernehmen könnte.

Als für diese Anwendung brauchbare Bauteile sind u.a. die Speicher KOM 0512 der Socie*te* HARRIS ELECTRONICS (Radiation Inc.) zu nennen, die den Vorteil haben, daß sie von

3098 U8/1109

dem Benutzer entsprechend der technischen Notiz vom Juli 19 70 ("Programmable read-only Memory") der HARRIS ELECTRONICS programmierbar sind.

Es handelt sich um einen Speicher mit 512 Ziffern, eingeteilt in 64· Maschinenworte zu 8 Binärziffern.

Die Adressierung erfolgt durch Anbringen der reinen Binär- · zahl, die die laufende Nummer des gewählten Maschinenworts (0 bis 63) darstellt, an den sechs Adressenklemmen.

Verschiedene Pufferspeicher können parallelgeschaltet werden, wodurch die Zahl der gespeicherten Wörter vergrössert werden kann* In diesem Fall erfolgt die Adressierung parallel auf allen Speichern, wobei der wirksame Eingang des gewählten Speichers nur den Zustand 1 durchläuft infolge des Einschreibsignals 3 I 12- des Koeffizientenspeichers (Fig, 3), wobei i der Kennbuchstabe der gewählten Speicher ist.

Der Koeffizientenspeicher kann in Wirklichkeit acht Teilspeicher enthalten. Gemäß einer Variante könnte ein einziger Speicher vorgesehen werden, der durch Adressieren in Teilspeicher zerlegt wird.

Den Adressenexngangssxgnalen der unveränderlichen Speicher wird eine zweifache Inversion vorausgeschickt, die nur einen Belastungsfaktor von 1 Einheit darstellt, und den Ausgangssignalen folgt eine zweifache Inversion, um einen Ausgang 10 zu erzielen.

Man kann anstelle der beispielshalber angegebenen Speicher auch andere Speichertypen verwenden.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich der folgende Aufbau des Rechenblocks nach Fig. 3:

3 0 9 R U « / 1 1 0 9

308: das Addierwerk,

304: das Multiplexgerät mit sechzehn Eingängen und einem in das Addierwerk führenden Ausgang,

305: das Multiplexgerät mit sechzehn Eingängen und einem in das Addierwerk führenden Ausgang, gebildet aus zehn integrierten Schaltungen SN 74 150 N,

312: der Koeffizientenspeicher,

303: das Multiplizierwerk,

301: der Multiplikator,

302: stimmt mit 301 überein, führt aber den Multiplikanden in das Multiplizierwerk 303,

306: Eingangsspeicher für eine Zahl des Addierwerks,

307: stimmt mit 306 überein, für eine andere in das
Addierwerk zu führende Zahl,

309: stimmt mit 306 überein, für den Ausgang des Addierwerks,

313: Ergebnisspeicher für die Berechnung der Einspritzzeit,

314: Ergebnisspeicher für die Berechnung der Vorzündung,· 310: Eingangspufferspeicher des Addierwerks,

311: Eingangsspeicher des Multiplizierwerks.

ARBEITSWEISE DES RECHENBLOCKS (vgl. Fig. 3).
1,) Multiplikation von zwei Zahlen

Die von den Meßfühlerxnformationen und dem Rechenprogramm
herrührenden beiden Zahlen werden jeweils auf einen Eingang der Multiplexgeräte 301 und 302 gegeben. Die Anbringung der dem Signal "Sonde" entsprechenden Adresse an dem jeweiligen Multiplexgerät an 31a und 3 2a und des Befehls zum Einschreiben der Zahlen in das (zuvor auf Null zurückgestellten) Multiplizierwerk läßt die Multiplikation beginnen. Das
Resultat ist dreiundzwanzig Taktgeberimpulse danach am Ausgang des Multiplizierwerks 303 verfügbar.

309848/1109

2.) Addition von zwei Zahlen

In entsprechender Weise werden zwei die Informationen der Meßfühler betreffende Zahlen auf Grund von Befehlen des Rechenprogramms an einen Eingang der Multiplexgeräte 304 und 305 gegeben. Die Anbringung der dem Signal "Sonde" entsprechenden Adresse an dem jeweiligen Multiplexgerät an 34a und 35a und des Einschreibbefehls der zwischengeschalteten Speicher 306 und 307 (die zuvor auf Null zurückgestellt waren) läßt das Resultat am Ausgang des Addierwerks 308 erscheinen. Das Einschreibsignal des (zuvor auf Null zurückgestellten) Ausgangsspeichers 309 erlaubt die Aufbewahrung dieses Resultats für eine spätere Verwendung.

3.) Die Speicher 310 und 311 werden nach dem gleichen Prinzip benutzt (Löschen durch 3 E 10 und 3 E 11, dann Einschreiben durch 3 I 10 und 3 I 11), um Zwischenresultate aufzubewahren und die Rechenorgane für andere Operationen freizuhalten.

Die Speicher 313 und 314, die nach dem gleichen Prinzip verwendet werden, speichern die Endresultate von einer Rechnung zur anderen.

Der Speicher 312, z.B. vom Typ des unveränderlichen oder sogenannten "ROM"-Speichers (read only memory), enthält vorher festgesetzte Koeffizienten. Die Zuführung eines Signals auf eine der acht Adressenleitungen läßt am Aus-gang die gewählte Zahl erscheinen.

EINGÄNGE UND AUSGÄNGE DES RECHENBLOCKS

1.) Verbindung zwischen Rechenblock und Steuerblock Der Steuerblock sendet gemäß einem vorher festgelegten

309848/1109

Programm die für den Rechenblock erforderlichen Signale aus, nämlich:

- Adressierung der Multiplexgeräte,

- Auslesen der ausgewählten Zahlen,

- Einschreiben und Löschen der Speicher.

2.) Einführung der Grossen

Sie werden sämtlich an den Eingängen der Multiplexgeräte eingeführt. Jedem Eingang entspricht eine Zahl (etwa der Druck), und diese Zahl liegt dort ständig vor. Sie wird nur benutzt, wenn ihre Adresse dem Multxplexgerät zusammen mit dem Lesesignal zugeführt wird.

3.) Auslesen der Resultate

Die Resultate sind an dem Ausgang der Speicher 313 und 314 ständig verfügbar; bei jeder Halbumdrehung des Motors, d.h. nach jeder neuen Berechnung, werden die Speicher gelöscht und die neuenWerte werden wieder eingeschrieben. Die Resultate sind während dieses kurzen Zeitabschnitts (2 Mikrosekunden) nicht verwendbar.

STEUERBLOCK

Anschliessend soll ein dem oben beschriebenen Rechenblock zugeordneter Steuerblock beschrieben werden.

die Steuerblöcke, wie beispielsweise der Steuerblock für die Einspritzzeit und der Steuerblock für die Vorzündung, verarbeiten von aussen kommende, durch die verschiedenen Meßfühler gelieferten Informationen

309848/1109

2323519

nach einem Programm, das seinen Takt von einem als Befehlszähler bezeichneten Taktgeber erhält. Wir haben bereits gesehen, daß die Messungen und die Berechnungen in dem angegebenen Beispiel bei jeder Halbumdrehung der· Kurbelwelle erfolgten.

Der Zähler, der den Takt für die Rechnungen (und die Messungen) liefert, beginnt'seinen Zyklus bei jeder Halbumdrehung der Kurbelwelle.

- der mit Sy (Fig. 11) bezeichnete Synchronisationsimpuls, der von dem einen mit der Motorwelle drehfest verbundenen Organ zugeordneten Meßfühler geliefert wird und dem sein Impulsformersystem nachgeschaltet, ist, liefert einen Impuls je Halbumdrehung der Kurbelwelle, synchron mit einem entsprechenden Impuls eines Taktgebers von 1 MHz«

- An der Vorderflanke dieses Signals Sy, das den Rechengang auslöst, durch den beispielsweise die Einspritzung und die Zündung gesteuert werden, erhält man die erste Vorderflanke des Takts, mit Hl bezeichnet, die den ersten Befehl des Programms darstellt, von dem aus jeder Taktgeberimpuls einen speziellen Befehl darstellt.

- Von Hl ab zählt der Zähler des Steuerblocks die Taktimpulse und liefert mit Hilfe von Zehner-Untersetzern, dezimalcodierten Binärdekodern und Invertern die Täktimpulse Hl bis Hm, wobei Hm den letzten Befehl des Pro-, gramms darstellt.

Die benutzen Impulse sind synchron zu dem 1 MHz-Takt, und die Abwicklung der Rechnungen erfordert maximal 400 Impulse, was in diesem Fall einem auf die Berechnung der Einspritz— zeit und der Vorzündzeit reduzierten Programm entspricht.

8/1109

Der Zähler wird bei 9 99 gesperrt.

Der Impuls Hl des Befehlszählers des Steuerblocks ist bereits definiert worden.

Notwendigerweise wird der 1 MHz-Takt, bevor er in den Zähler gelangt, so ergänzt, daß die Impulse des Zählers phasengleich mit dem Takt sind (wobei die integrierten Schaltungen SN 7490 N (Fig. 12) vor der Rückflanke der Information kippen).

Das Taktsperrsystem am Eingang des Zählers ist sehr einfach :

wenn die letzte Information "SY" lautete, schaltet der Takt den Zähler weiter. Das Kippen erfolgt mittels zwier NICHT-UND-Gatter (Kippschaltung JK in Fig. 12).

Wenn die Taktsignale Zugang zu dem Teilerzähler haben, erfolgt dieser Zugang über zehn Kreise SN 74 90N, denen ein weiterer Kreis SN 74 90 N für die Zehner und ein weiterer für die Hunderter folgt (Fig. 11).

Die durch die drei Untersetzer gelieferten Informationen werden aus ihrer mit BCD bezeichneten Binärform durch drei Schaltungen SN 74 42 N in Dezimalform gebracht, dann invertiert, so daß die Impulse des gewöhnlichen Zählers in positiver Logik erscheinen.

Die Ausgänge dieser drei Schaltungen werden bezeichnet:

U₀ bis U_g für die Einer,
D_Q bis Dg für die Zehner,
C₀ bis Cg für die Hunderter.

309848/1109

-M-O-

Wir haben gesehen, daß die erwähnten beiden Steuerblöcke die Aufgabe hatten, die äusseren Informationen nach einem Zyklus zu verarbeiten, dessen Takt von dem Befehlszähler gegeben wurde. Dazu muß er den Rechenblock so steuern, daß diese Verarbeitung in einer logischen Reihenfolge abläuft. Das Schema in Fig. 3 zeigt, was 31a, 32a, 3 13, 3 E3, 34a, 35a, 3 E6, 3 E7, 3 16, 3 17, 3 E9, 3 19, 3 110, 3 111, 3 112, 3 114, 3 ElO, 3 Eil, 3 E13, 3 E14, 3 E3 bedeuten.

Zunächst werden die Informationen zusammengefaßt, die auf gleichen Rechenniveau auftreten, nämlich

31a und 32a zu 312a

34a und 35a zu 345a

3E6 und 3E7 zu 3E67

316 und 317 zu 3167

3110 und 3111 zu 31101

3E10 und 3E11 zu 3E101

Jetzt verbleiben nur noch zu steuern: 312a, 313, 345a, 3E67, 3167, 3E9, 319, 31101, 3E101, 3E13, 3113, 3E14, 3E3.

Dieser Aufbau hat folgende Vorteile:

1.) Bestimmte Steuerungen können gleichzeitig.erfolgen.

2.) Bestimmte Rechenzyklen laufen mehrere Male in der gleichen Reihenfolge ab, und im Falle der Zyklus nicht vollständig vollzogen ist, kann man ihn ergänzen, indem er identisch zu den anderen gemacht wird.

Diese Anordnungen beeinflussen den laufenden RechenVorgang nicht, sondern vereinfachen den Aufbau der Steuerblöcke.

Man bildet daher folgende Gruppen: 3167, 345a, 3E3, welche

309848/110S

Gruppe nun mit 3I67^X bezeichnet wird und 313, 312a, welche Gruppe nun mit 3I3^X bezeichnet wird.

Die vorbestimmten Zyklen sind:

3E67, 3I67^X, 3E9, 319.
3E101, 31101.

Nun erzeugt man lediglich mit den Rechenblöcken den ersten Befehl in jedem Zyklus, während die folgenden Befehle um einen Taktimpuls gegeneinander phasenverschoben sind, welche Phasenverschiebung rein elektronisch erfolgt.

Die Verbindungen zwischen dem Steuerblock und dem Rechenblock sind sehr einfach und ergeben sich automatisch aus den Einzelheiten des Rechenblocks.

Jeder Sfeuerblock, beispielsweise für Einspritzung und Zündung, gibt Informationen, die den gleichen Leitungen des Rechenblocks entsprechen. Man muß sie daher mit einem ODER-Gatter verknüpfen; aus diesem Grunde wurden die Informationen ergänzt, bevor sie aus dem Steuerblock heraustreten .

Die wesentlichen technologischen Besonderheiten des oben beschriebenen erfindungsgemässen Rechners, werden ergänzt durch die Besonderheiten der Eingabe- und Ausgäbeorgane, die die Verbindung zwischen Rechner und Fahrzeugorganen herstellen und ihrer Funktion nach den Peripheriegeräten einer üblichen Rechenmaschine entsprechen.

Diese technischen Einzelheiten, die die Wirkverbindung zwischen Rechner und Fahrzeug im Hinblick auf ihre jeweiligen Eigenschaften herstellen, sind im wesentlichen:

309848/1109

Die Geschwindigkeitsmessung;

- die Umwandlungsorgane für die von den Temperatursonden gelieferten Informationen;

die Druckmessung;

die Temperaturmessung.

Die Organe zur Umwandlung von Temperatur in Spannung sorgen für die Verarbeitung der Temperaturmessungen (Temperaturen der Luft, des Wassers usf.), die von üblichen Heißleitern herrühren, mittels eines logarithmischen Verstärkers, der den Widerstandswert in eine der Temperatur proportionale Spannung umformt, oder mittels eines Funktionsgenerators, der den Widerstand in eine Spannung umwandelt, die in nichtlinearer weise von der Temperatur abhängt, beispielsweise um spezielle Korrekturen des Mischungsverhältnisses eines gegebenen Motortyps vorzunehmen ,

Auf diesen Verstärker folgt ein Analog/Digital-Umsetzer, der es ermöglicht, die Korrekturen in einem Digitalrechner weiterzuverarbeiten.

- Analog/Digital-Umsetzer, der im Zeitmultiplex- oder im Echtzeitverfahren arbeiten kann.

Man benutzt eine Einrichtung, die durch Aufladen eines Kondensators durch die umzuwandelnde Spannung wirkt, wobei die lineare Entladungszeit erlaubt, die Impulse eines frequenzkonstanten Taktgebers als der zu messenden Spannung proportionale Zahl zu zählen.

309848/110

- Messung der Geschwindigkeit

Gezählt werden die Zähne des Anlasserzahnkranzes, um die Drehzahl zu bestimmen, nach dem Verfahren, das die Anmelderin in ihrer Deutschen Patentanmeldung P 22 28 985.6 vom IH. Juni 1972 und der Zusatzanmeldung beschrieben hat.

- TEMPERATURMESSUNG

Die Temperatursonden sind als Heißleiter aisgebxldet, deren Widerstand sich nach folgender Beziehung ändert:

B/T
R = A.e , worin A und B Konstanten sind und

T die absolute Temperatur ist.

Dieser veränderliche Widerstand soll in eine Spannung umgewandelt werden, die eine lineare Funktion der Temperatur ist. Zunächst muß dieser Widerstand gemessen werden, Durch den Widerstand fließt ein konstanter Strom, und man mißt den Spannungsabfall an dem Widerstand. Diese Lösung liefert unmittelbar eine dem Widerstand, somit

B/T
auch e proportionale Spannung.

Um eine linear von der Temperatur abhängige Spannung zu erhalten, wird ein logarithmischer Verstärker benutzt.

Da aber der Eingangswiderstand eines solchen Verstärkers grössenordnungsmässig 10 Kiloohm beträgt und der Widerstand der Sonden 20 Kiloohm erreicht, muß ein Widerstandsadapter nach folgendem _Blockschema zwischengeschaltet werden:

igeschaltet werden:

Stromer-] Widerstands-} logarithm.Y, Analog/Digitalzeuger y~? adapter J* Verstärker)' Umsetzer

Sonde O ^{Stromer J},
^ zeuger '

309848/1109

Es ist zu bemerken, daß, da die Temperaturänderungen langsam ablaufen, es möglich ist, Zeitkonstanten anzuwenden, um das Analoggerät unempfindlicher gegen von aussen kommende Störungen zu machen.

Um die Temperatursonde nicht zu erhitzen, darf kein zu starker Strom in ihr fliessen.

Dieser Strom darf sich mit der Temperatur nicht ändern, und daher ist ein Transistor-Stromerzeuger nicht geeignet. Andererseits soll der Strom nur wenig mit dem Belastungswiderstand schwanken, was uns dazu veranlaßt, einen Feldeffekttransistor einzusetzen, der eine geringe Ausgangsadmittanz besitzt.

Nach dem Schaltschema in Fig, 4 legt der Widerstand 401 den von dem Transistor T4 gelieferten Strom fest. Der parallel zu der Sonde geschaltete Kondensator 4-10 macht die Messung gegen äussere Störungen unempfindlich. Das Ausgangssignal 4a der Schaltung nach Fig. 4 wird unmittelbar auf den Eingang 5a der Schaltung nach Fig. 5 geleitet.

Am Eingang des logarithmischen Verstärkers ist nach dem Schaltschema Fig. 5 ein Widerstandsadapter vorgesehen. Der in der Sonde fliessende sehr geringe Strom (grössenordnungsmässig 160 Mikroampere) erlaubt keine direkte Ansteuerung eines logarithmischen Verstärkers.

Ein Fehler von 1 % wird wegen des in den Adapter geleiteten Stroms zugelassen. Da der maximale Widerstand der Sonde 20 Kiloohm beträgt, muß der Eingangswxderstand des Adapters höher als 20 Kiloohm χ 1000 = 20 Megohm sein.

Ausserdem soll seine Temperaturdrift ebenso wie der Line art·

309848/1109

tätsfehler sehr gering sein.

Diese Bedingungen führten zur Anwendung von.zwei Feldeffekttransistoren (FET) & 51 und & 52 (Fig. 5) in Differentialschaltung, damit der Eingangswiderstand grosser als 20 Megohm wird. Der zweite Eingang der Differentialschaltung wird zu der für die Linearität erforderlichen Gegenkopplung verwendet. Mit dem veränderbaren Widerstand 504 kann die Unsymmetrie ausgeglichen werden.

Der sehr niedrige Ausgangswiderstand erlaubt die Speisung des logarithmischen Verstärkers, der nach dem Schema in Fig. 6 aufgebaut ist und dessen Eingangswiderstand grössenordnurigsmässig 10 Kiloohm beträgt.

Da die Basis des Transistors T 61 praktisch ebenso wie sein Kollektor an Masse liegt, ist dieser Transistor nicht gesättigt. Sein Kollektorstrom beträgt daher im wesentlichen V„/R_c„. und sein Basisstrom I_n. = V /β .R_cni ist e dui üi e * dui

schwach.

Daraus ergibt sich

τ Τ ρ ^qVBE61

¹Bl P* ¹O ^e ~kT »

worin I_Q = Sperrstrom

q = Elektronenladung

k = Boltzmannkonstante

T = absolute Temperatur.

Die Bezugszeichen Rg₀₁ bis Rg₀₆ bezeichnen die Werte der entsprechenden Widerstände (Fig. 6).

309848/1 109

sind die Spannungen zwischen Basis

^BE61

und Emitter der Transistoren Tg. bzw.

Da Basis und Kollektor des Transistors T_g2 auf gleichem Potential sind, ist auch der Transistor T_g2 nicht gesättigt. Sein Strom I_ß2 beträgt ungefähr W_&/ β "^R6(m ^und ist sehr schwach.

Somit ist

τ ·

~B1 _γ Κ

q. Iq^ ΒΞ62 q

V62-V61 - I^{2 ln T}

Ferner

E.
^VB2 "

und somit

^R605 ⁷S k5 .

^605 - ²GOo *

Daraus ergibt sich

ν₌.- ^Β606^+Ηβ05 . S . ta

Nach einer Variante könnte man den logarithmischen Verstärker fortlassen, indem man Platinwiderstände verwendete, deren Änderung mit der Temperatur fast linear nach der Beziehung

309848/1103

R = R (I + 39,6.ΙΟ"⁴ t + 5,8.ΙΟ"⁷ t²)

erfolgt, worin t die Temperatur zwischen 0 und 600⁰C bedeutet.

- DIE ANALOG/DIGITAL-UMSETZUNG

Die Umsetzung wird mit Umsetzern der Bauart vorgenommen, die (als Ausführungsbeispiel) in Fig. 7 gezeichnet ist.

- Am Ausgang des oben beschriebenen logarithmischen Verstärkers stehen Spannungen zur Verfügung, deren Änderungen der durch den zugeordneten Meßfühler nachgewiesenen Temperatur proportional sind. Diese Temperaturvariationen haben multiplikative Koeffizienten K₁ für Luft und K^ für Wasser zur Folge.

- Die Analog-/Digital-Umsetzung dient dazu, die Koeffizienten K₁ und K unmittelbar ziffernmässig anzugeben, wobei jeder dieser Koeffizienten von seinem eigenen Umsetzer errechnet wird. Der Koeffizient K. ist nämlich nur von der Lufttemperatur, K^ ist nur von der Wassertemperatur abhängig.

Folgende Beziehungen sind zu berücksichtigen:

K^ = 1 - -TqJt , wobei t die Lufttemperatur in ⁰C ist

T₁-T
K₉ = 1 +C(.7s st- , wobei

¹I " ¹O

T = Wassertemperatur

T₁ = Temperatur des warmen Motors (+ 80⁰C)

T=- 30⁰C
ο

ς^_ = durch Versuche zu bestimmender Regelparameter.

309848/1109

Diese beiden Beziehungen stellen abnehmende lineare Funktionen der Temperatur dar.

Der Rechner verwendet nur zwei Zahlenarten:

ganze Zahlen
Dezimalzahlen.

- Es ist daher nicht möglich, K. oder K₂nach einer der beiden Beziehungen zu schreiben ohne Gefahr zu laufen, daß entweder der ganzzahlige oder der Dezimalteil verstümmelt wird.

Die gewählte Lösung zur Umschreibung in die Binärform besteht darin, daß gerechnet wird

K K

= γ- und LK₂ = -γ-

Die Zahlen LK. und LK„ liegen nun zwischen 0,4 und 0,6, und man kann sie als Dezimalzahlen schreiben.

- Die Verwendung von LK. und LK„ bereitet keine Schwierigkeiten für die Berechnung der Einspritzzeit, die weiter unten betrachtet wird, wo sie durch den Ausdruck

(ap+bp⁵) m LK^ . LK_p (a? + "bp⁵>.4

beschrieben wird.

Was die Zählung betrifft, so werden die von dem Rechner verwendeten Dezimalzahlen mit zehn Binärstellen geschrieben

309848/1109

Hier gilt folgende Aufstellung:

Zahl der Binärstelle:

10 9 8 7 6

Binäres Stellengewicht 512 256 128

16

Dezimalwertι

0^250 0,125 0,0625 O,O?125 0,015625

0,COpSO

0,00781

0,00195

Für die für LIC, und LK₂ zu zählende Zahl von Impulsen gilt daher:

LK,: Dezimalwert

Binäres Stellengewicht Lufttemperatur

LK₂: Dezimalwert

Binäres Stellengewicht Wassertemperatur

1,06/2	0,88/2
542	450
-30°C	+ 600C
0,6	0,5
614	512
-30°C	+ 600C

In allen Rechenschritten werden LK. und LK₂ durch ihre
Stellengewichtswerte angezeigt, d.h. durch die Zahl der gezählten Impulse.

Bei jeder HalbUmdrehung des Motors stehen für diese
Zählung 4 ms zur Verfügung.

Während dieser 4 ms ist der gesamte Rechner in Betrieb.
Wenn man für den Beginn aller Rechnungen die Zeit t =0 an-

30 984«/1109

2523619

nimmt, werden die Koeffizienten LK. und LK₂ zur Zeit t = 130 Mikrosekunden benutzt.

Um die Verwendung von Speichern umgehen zu können, beginnt die Berechnung der Koeffizienten LK₁ und LK₂ erst zum Zeitpunkt t = 150 Mikrosekunden und setzt sich fort bis zum Zeitpunkt 5 = 4 ms.

Jeder Eingriff in den Inhalt der Binärzähler vor dem Zeitpunkt t = 150 Mikrosekunden verlangt die Anbringung eines Speichers.

Man sieht aus dem Zahlenbeispiel, daß die Extremwerte von und LK„ sich um nur

542 - 450 = 92 Impulse (bei LK₁) und 614 - 512 = 102 Impulse (bei LK«) unterscheiden,

- Die Gesamtzählung läßt eine grosse Zahl von Impulsen auftreten, aber der Abstand zwischen den Extremwerten bleibt gering.

Die vorstehende Bemerkung führt natürlicherweise zu dem nachstehenden Vorgehen, bei dem die Zählung in zwei Schritten erfolgt:

1. Schritt: Füllen der Zähler bis auf einen festgesetz

ten Wert;

2. Schritt: Die Zählung wird so beendet, daß den ange

gebenen Variationsbeziehungen Genüge geleistet ist.

Die Arbeitsweise kann also folgendermaßen erklärt werden (vgl. Fig. 7):

Der Adapter 74 lädt den Kondensator 701 bis auf eine 30984B/1109

Spannung, die der bei 71 herrschenden gleich ist, über die Schaltergruppe 7 F 1 und 7 F 2. Der Kondensator 701 wird mit gleichmässigem Strom entladen, und während der Entladung werden die von dem Generator 7 E ausgesandten Impulse gezählt. Die Zeit der Aufladung des Kondensators 701 wird dazu ausgenützt, den Zähler mit der oben definierten festen Zahl von Impulsen zu füllen.

Bei Beendigung der Ladung des Kondensators 701 verfügt man am Ausgang des Zählers 7 C über die für LK^ oder LK^ maßgebende Zahl.

Die beiden Funktionen ti. und 'fr- stimmen nahe miteinander überein.

Die beiden Analog/Digital-Umsetzer sind daher identisch, aber die logarithmischen Verstärker sind unterschiedlich eingestellt.

Da die Zahl der zu zählenden Impulse herabgesetzt ist, ist der absolute Fehler des Resultats gleich dem absoluten Fehler des zweiten Zählabschnitts.

Bei diesem zweiten Zählabschnitt werde . ein Fehler von 1 % angenommen. Es sei somit 1 % für maximal 134 Impulse

1 % von 134 = 1,34 Impulse.

Nun hat LK„ 512 Impulse. Der relative Fehler gegenüber LK. ist daher

1,34 _ -

- *■ »ο *o.

Die erreichbare Genauigkeit ist somit sehr beachtlich. Nachweis der folgenden Fehler:

309848/1 109

232361a

- Anormale Spannung am Ausgang des logarithmischen Verstärkers.

Keine Zählung (die erste Zählung soll vor dem Beginn der zweiten abgeschlossen sein).

Überlaufen des Zählers (auch als Bereichsüberschreitung bezeichnet)

führt zum Erscheinen eines Fehlersignals, das eingespeichert wird. Das Fehlersignal ersetzt das Zählergebnis durch den Wert 0,5.

Beim Nachweis eines Fehlers ist daher K₁ = 0,5

oder K₂ = 0,5.

Das Fehlersignal wird zu Beginn jeder Zählung gelöscht. Das periodische Auftreten dieses Fehlersignals erlaubt aber seine Anzeige ausserhalb des Rechners beispielsweise auf einem Leuchtschirm.

Druckmessung;

Die Druckmessung erfolgt nach dem Verfahren der Augenblicksmessung des mittleren Drucks beim Auftreten von Druckwellen; das Verfahren bildet den Gegenstand der Deutschen Patentanmeldung P 22 12 954.0 der Anmelderin vom 17. März 1972.

- ANALOG/DIGITAL-UMSETZUNG DES DRUCKS

In diesem speziellen Fall führt die zu verwirklichende Beziehung zu einem Zahlenergebnis, das proportional zu der an dem System liegenden Spannung ist, wobei diese Eingangs-

309848/1109

spannung selbst proportional dem absoluten Druck der Luft
in den Ansaugleitungen ist.

ils wird ein Integrator mit zweifacher Neigung (integrateur ä double pente) verwendet.

Der Vorgang läuft in drei Schritten ab.

- Erster Schritt:

Das umzusetzende Signal wird während 2 ms integriert. Wenn die Ausgangsspannung des Integrators bis zum Beginn dieses ersten Schrittes auf Null Volt gehalten ist, beträgt diese Spannung am Ende dieses Vorgangs:

U^ = - oC V , wobei OC eine Konstante und V die
umzusetzende Spannung ist.

- Zweiter Schritt:

Es wird eine negative Konstante integriert.

dU
Während dieses Vorgangs ist ^t- = konstant einstellbar = ß, Daraus ergibt sich für die Ausgangsspannung des Integrators u_s = -U₂ +ßt

Dieser zweite Schritt wird angehalten, wenn U =0, woraus sich ergibt:

d v_e = /31

t = oC V_o.

309848/ 1109

- 5t -

2323613

Die Dauer dieses zweiten Vorgangs ist somit proportional zu der während des ersten Vorgangs integrierten Spannung

Während dieser Zeit t wird die Zählung vorgenommen.

- Dritter Schritt:

Das System ist bis zum neuen Zählbefehl gesperrt.

Die Nullstellung des Zählers erfolgt zum Zeitpunkt t = 2 ms.

Die Verwendung des Zählerinhalts findet zwischen den Zeitpunkten t = 0 und t = 300 Mikrosekunden statt.

Für die Untersuchung von Fehlern stehen zur Verfügung:

- eine dem Druck proportionale Spannung, die nach den von dem Druckmeßfühler gegebenen Werten ermittelt ist.

Diese Spannung wird an den als Normaleingang bezeichneten Eingang geführt.

- eine ein Bild des Drucks liefernde Spannung.

Diese Spannung, die von einem durch das Gaspedal gesteuerten Widerstand geliefert wird, wird an den als Hilfseingang bezeichneten Eingang geführt,

Das Eingangssignal am Normalexngang soll zwischen 1 und 10 V liegen. Wenn diese Voraussetzung nicht erfüllt ist, wird das Umsetzsystern automatisch auf den Hilfseingang umgeschaltet, und die Zählung läuft in derselben Weise ab, als träte

30964 8/1109

kein Fehler auf.

Nachdem nun der Aufbau des Rechners und seiner Bestandteile beschrieben worden ist, wird nachstehend die Verbindung dieses Rechners mit dem wichtigsten Organ des Fahrzeugs im Bereich dieser Reohnersteuerung beschrieben, d.h. mit dem Motor, der in dem hier behandelten Beispiel als Einspritzmotor mit gesteuerter Zündung ausgeführt ist.

- VERBINDUNGEN ZWISCHEN RECHNER UND MOTOR Dazu gehören:

Die Umwandlung der ziffernmässig am Ausgang der Ergebnisspeicher des Rechenblocks angezeigten Einspritzzeit in ein Signal, das von den Einspritzorganen verarbeitet werden kann und die Verteilung dieser Signale auf die verschiedenen Einspritzorgane.

Die Zählung des Zündwinkels und die Erzeugung des Zündsteuerimpulses. Die Zündverteilung erfolgt in üblicher Weise.

- ZÄHLSCHALTUNGEN FÜR DIE EINSPRITZZEIT

Die Einspritzzeit wird von dem Rechner in Form einer Binärzahl geliefert, die die Einspritzzeit in 10" Sekunden ausdrückt. Die Umwandlung dieser Zahl in wahre Einspritzzeit erfolgt mittels einer Zählschaltung, die mit einer Taktfrequenz von 100 kHz arbeitet (allgemeiner Takt, dividiert durch 10). Die Zählzeit ist somit gleich der wah-

309848/1109

ren Einspritzzeit. Diese Anordnung vervielfacht die Genauigkeit der Zählung mit 10 und kompensiert teilweise die Frequenzvariationen des Taktgebers, vor allem bei Temperaturänderungen .

Das System muß ausserdem die Verteilung des Einspritzbefehls auf vier Zylinder nacheinander vorsehen«.Die mögliche Überlappung der Einspritzung auf zwei aufeinanderfolgende Zylinder hat dazu geführt, daß zwei Zähler abwechselnd benutzt werden.

Die Verschiebung der Verteilung erfolgt mittels eines als "Richtigsteller" ("d^trompeur) bezeichneten Detektororgans 9a (Fig. 9), das auf der Nockenwelle sitzt und bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle wirksam wird.

Die Eingangs- und Ausgangssignale des "Einspritz"-Blocks werden für die Eingänge (vgl. Fig. 3) geliefert durch:

10 Ziffern, die der von dem Rechenblock 9 C gerechneten Zahl entsprechen,

1 Synchronisationsziffer aus dem HaIbUmdrehungsmeßfühler, phasengleich mit einem Taktimpuls 9b, - 1 Takt 9d,

1 Ziffer zum Nullstellen des Verteilers, herrührend von dem "Richtigsteller" und im Inneren des Zeitintervalls liegend, das zwei aufeinanderfolgende Halbumdrehungs-Synchronisationsimpulse voneinander trennt, und für die Ausgänge durch vier den vier Einspritzdüsen entsprechende Signale von einer der wahrenEinspritzzeit entsprechenden Dauer.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen:

309848/1109

Der Zähler 901, der durch den Impuls des Richtigstellers 9a einmal während jeweils zweier Kurbelwellenumdrehungen auf Null zurückgestellt wird, schaltet bei jeder Halbumdrehung des Motors den Verteiler 906 und den Auslöser 905.

Der Auslöser 905 wählt den in Betrieb zu nehmenden Zähler aus, im Hinblick darauf, daß die Einspritzdauer länger sein kann als die von dem Motor für die Ausführung einer halben Umdrehung verwendete Zeit (Zeit, die zwei Synchronisationsimpulse 9b voneinander trennt).

Der Verteiler 90 6 richtet das von dem vorher durch den Auslöser ausgewählten Zähler abgegebene Signal zu dem Verstärker A. (der der einzuschaltenden Einspritzdüse I^ zugeordnet ist). Die Reihenfolge der Einspritzvorgänge in die Zylinder kann auf diese Weise berücksichtigt werden.

- ZÄHLSCHALTUNGEN FÜR DIE ZONDVORVERSTELLUNG

Die Zündverstellung wird durch den Rechner bewirkt, der eine Binärzahl aussendet, die in Mikrosekunden die Zeit angibt, die zwischen einem Synchronxsationsxmpuls (1/2 Umdrehung) und der darauffolgenden Zündung verstreichen soll.

Die Verteilung erfolgt mechanisch unabhängig von dem System (Hochspannung).

Da die zu zählende Zeit mit einer gewissen Toleranz und eine halbe Umdrehung vor der Anwendung gezählt wird, ist es bei sehr geringen Verstellungen möglich, daß Rechenfehler und die tatsächlichen Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeugs eine Zählung zur Folge haben, die zu einer negativen Vorverstellung (Rückstellung) führt.

309848/1109

In diesem Fall muß das System die Zündung mit einer Vorverstellung Null versehen (auf keinen Fall darf eine negative Vorverstellung erfolgen).

Wenn die Drehzahl des Fahrzeugs unter 294 Umdr./min, liegt, wird ein spezielles Signal von dem Rechner ausgegeben; dieses Signal bezweckt eine Zündung mit Vorverstellung Null, unabhängig von der durch den Rechner in diesem Augenblick angegebenen Zählzeit.

Die Eingangs- und Ausgangssignale des Zündvorverstellungsblocks ergeben sich für die Eingänge durch (vgl. Fig. 8):

20 der berechneten Zahl entsprechende Ziffern 8a,

- 1 Synchronisationsζiffer 8b,

- 1 Takt mit 1 MHz 8c,

1 Ziffer 8d für die Vorverstellung Null,

und für die Ausgänge durch:

- 1 dem Zündzeitpunkt (Vorderflanke) entsprechende Ziffer 8e

Die Dauer dieser Information kann auf einen beliebigen Wert eingestellt werden, um eine einwandfreie Auslösung des benutzten elektronischen Zündsystems durch die monostabile Kippschaltung 801 herbeizuführen.

Für die Arbeitsweise des Zundsteuerungssystem entspricht das Schema nach Fig. 8 dem Schema des Arbeitszyklus (mit 1/2 Kurbelwellendrehung).

Die Zählzeit zwischen dem Synchronisationsimpuls und dem Zündzeitpunkt entspricht dem oben angegebenen Drehwinkel Qt der Kurbelwelle.

309848/1109

Während des Arbeitens des Rechners bewirkt das Eintreffen eines Synchronisationsimpulses bei 86 über den Auslöser 80 6:

a) wenn das Signal "keine Verzögerung" vorliegt, die sofortige Zündung (Weg 1);

b) wenn das Signal "keine Verzögerung" nicht vorliegt und wenn die Zählung nicht abgeschlossen ist, die sofortige Zündung (Weg 2) wegen des Komparators 803;

c) ausserhalb der beiden genannten Fälle das Einführen der letzten, von dem Rechner errechneten und in dem Speicher 80H enthaltenen Zahl, anschliessend die Zählungsauslösung. Dann schaltet der Ausgang des Zählers die monostabile Kippschaltung 801 auf' dem Wege 3 ein.

Der Ausgang der monostabilen Kippschaltung löst die Zund- · einrichtung aus, der Speicher 804 wird gelöscht und wiedereingelesen, immer ausserhalb der Füllperiode des Zählers und immer einmal je Halbumdrehung,

Die Einspritz- und Zündbefehle werden demnach bedingt durch die von dem Rechner berechneten Zeiten. Die theoretische Rechenmethode wird nachstehend beschrieben:

BERECHNUNG DER EINSPRITZZEIT:

Die Einspritzzeit TT muß nach Maßgabe der Parameter berechnet werden, die erreichbar sind, nämlich:

- P = Druck im Ansaugsammler,

- CO = Motordrehzahl,

-T= Temperaturen, die nur als Korrekturgrössen eingehen,

309848/1109

Im Rahmen der Ausführungsform der Erfindung verfügen wir über eine Kurvenschar T = f (cO ) mit ρ als Parameter und für unterschiedliche Werte des CO-Gehalts in den Auspuffgasen .

Andererseits müssen verschiedenen Zusatzgrössen Rechnung getragen werden:

a) Der CO-Gehalt der Auspuffgase muß unterhalb von 0,5 % bleiben für P < 600 Torr.

Bei Überschreiten dieses Drucks, d.h, bei höherer Belastung, kann dieser Gehalt 4 % erreichen.

b) bei niedrigen Drehzahlen, die unter oder bei der Leerlaufdrehzahl liegen, muß um einen konstanten Wert von 0,7 ms erhöht werden, was einem Gehalt von 2 % CO

' in den Abgasen entspricht.Man muß also eine Schar von Arbeits kurven bestimmen, die mathematisch leicht auszudrücken sind und die den genannten Bedingungen genügen.

Die Transformation dieser Kurvenschar erfolgt unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Maß der Zylinderfüllung linear abhängig ist von dem Druck in dem Ansaugsammler, und daß einerseits die Einspritzdüsen mit gleichbleibender Leistung und andererseits die innere Umwälzung der verbrannten Gase wegen der Verzögerung der Schliessung des Auslaßventils sich mit der Drehzahl und der Belastung des Motors ändern und damit wegen ihrer Ansprechzeit ein Korrekturglied dritten Grades in ρ erfordern. Daher arbeitet man mit einer Beziehung der Form

f = ap + bp³,
wobei a und b Koeffizienten sind, die die sonstigen Para-

309848/1109

2323513

meter enthalten. Die Temperaturen können mit Hilfe der schon erwähnten Multiplikationskoeffizienten K₁, K₉ ein-

2 geführt werden. Ein Ausdruck der Form ap trägt zu dem Plan der Regelung nichts bei. Daher wird er unterdrückt, um den Rechenblock der Rechenanlage zu vereinfachen.

Für diesen Bereich der Rechnung wird daher mit konstanter Temperatur gearbeitet.

Für a und b verbleibt daher lediglich ein Parameter: die Drehzahl.

Für den Fall, daß a und b nur noch Funktionen der Drehzahl sind und daß die Wahl auf einen Digitalrechner für X gerichtet ist, der genauer arbeitet als der Analogrechner, bleibt nur die Bestimmung von a und b.

Zu diesem Zweck gibt man zweckmässigerweise a und b für verschiedene Drehzahlwerte in den Speicher ein.

Versuche an einem Meßplatz zeigen, daß bei konstantem Druck eine Drehzahländerung von weniger als 100 Umdr/min nur eine sehr geringe Änderung von 17 herbeiführt.

Die schließliche Lösung ist daher eine Berechnung von

rf 3

jj = ap + bp , wobei a und b für in Schritten von 100 Umdr/ min geänderte Drehzahlen in einen Speicher eingeschrieben werden. In Abhängigkeit von der ursprünglichen Kurvenschar der Motorbetriebsdaten erhält man für jeden Wert von ρ und von U) zwei Werte von T :

für 0,5 % CO-Gehalt,

für Instabilität infolge eines Fehlers des Mischungsverhältnisses

309848/1109

Man kann somit für jeden Wert von ü) eine Kurve· C = f(P) und eine Kurve T_1n = f(P) zeichnen.

Die gesuchte charakteristische Kurve muß zwischen diesen beiden Linienzügen liegen. Eine entsprechende Kurve läßt: sich für jeden Wert von &) bestimmen.

Berechnung von a und b;
A - Allgemeiner Fall

Man betrachte ein paar Kurven, die einer Drehzahl entsprechen (nach dem Beispiel in Fig. 10).

Die Kurven C„ und C sind uns aus fünf auf ihnen liegenden Punkten bekannt.

P₀ und P^, seien die Extremwerte von P. Für jeden dieser Werte kann man einen Punkt X in der Mitte des Abschnitts % _M X bestimmen. Durch diese beiden Punkte verläuft nur eine Kurve dritten Grades C, die sich für jeden Wert von aus dem nachstehenden System bestimmen läßt:

T T Ml +XmI X_n X ViO ^Ll = 2 ° ⁼

2 ° ⁼ 2

^T0 = ^aP0 ^{+ bP}0
woraus sich a und b ableiten lassen.

Diese Kurve dritten Grades, theoretisch die am besten lie-

309848/1109

gende, dient als Ausgangspunkt für eine etwaige Änderung der Koeffizienten, die gemäß folgenden Kriterien erfolgen kann:

1.) Kontrolle, ob C sich wirklich zwischen den gegebenen Grenzen C und Cj, befindet.

2.) Abänderung dieser Koeffizienten, um einen konstanten Wert zwischen U> und Li> + 100 Umdr/min und möglicherweise in einem noch grösseren Drehzahlbereich zu erzielen.

B - Werte für<^<1250 Umdr/min

Die Rechnung erfolgt nach dem gleichen Prinzip. Die Bezugskurven werden folgendermaßen gewonnen:

für 1100<üü<1250 Umdr/min: die 1250 Umdr/min entsprechenden Kurven,
fürUJ<1100 Umdr/min: die gleichen Kurven, um 0,7 ms erhöht,

C - Leerlaufwerte

Die Einspritzzeit im Leerlauf muß aus zwei Gründen unabhängig festgelegt werden:

a) die Leerlaufdrehzahl muß stabil sein, was mit einer Rechnung für X als Funktion der Drehzahl nicht verträglich ist;

b) die Leerlaufdrehzahl muß während der Montage für jeden Motor eingestellt werden, denn sie hängt von dem mechanischen Wirkungsgrad des Motors ab.

309848/1109

D - Werte für P > 600 Torr

Der Vollastbetrieb verläuft mit 4 % CO.

Die Kurve für X = f (ω) ist bekannt.

Der Übergang von 600 Torr (0,5 % CO) nach Vollast erfolgt linear entsprechend der tangentialen Verlängerung der vorhergehenden Kurve dritten Grades, von dem Punkt ausgehend, der P = 600 Torr entspriht.

Die Gleichung der Geraden wird sein:

T = b¹ + (P - 600) s¹. Zwei Punkte, die P = 600 Torr bzw. P = 760 Torr entsprechen, kennzeichnen die Gerade vollständig.

E - Werte bei U)-C 1100 Umdr/min und P > 600 Torr

Die Methode zum Bestimmen der Geraden entspricht genau den vorher genannten Fällen.

Man nimmt für 600 Torr den Wert der Einspritzzeit für 0,S % CO, vermehrt um 0,7 ms, und für 7 60 Torr den Wert, der 4 % CO und 1250 Umdr/min entspricht.

FORM DER IN DEN RECHNER EINZUFÜHRENDEN ZAHLEN

Um während der gesamten Rechnung die Darstellung in Bruchform einhalten zu können, muß die Form der Beziehungen verändert werden.

309848/1109

A - für ρ < 600 Torr

Die Einspritzzeit X liegt zwischen 2 und 8 ms. Um sie als

-1 -2 Bruch mit Festkomma darstellen zu können (a-2 + a_2 +

~ⁿ

0,2 und 0,8 liegt.

+ a 2~ⁿ), muß man 0,11 berechnen, eine Zahl, die zwischen

Das bedeutet, daß in dem Ausdruck ap + bp jeder Term mit 0,1 multipliziert werden muß.

a) ap: a liegt zwischen 0,6 und 0,8,iat also passend;

ρ liegt zwischen 0 und 8 und muß daher mit 0,1 multipliziert werden.

b) bp : ρ ist mit 0,1 multipliziert; daher muß sein:

0,1 *bp⁵ - Γ xb 1 . [o,1 xpj somit X ■ 100

— 3
da b zwischen 0 und 4.10 liegt, liegt 100 b zwischen 0 und

0,4, ist somit ebenfalls geeignet. Die Beziehung erhält somit die Form:

0,1 Z m a κ 10,1 pi + MOObJ [o.

Die Rechnung ergibt dann 0,lT.

Die Koeffizienten werden in der Form Speicher eingeschrieben.

a	100 b

in den

Die Beziehung, die die Genauigkeit mit der Zahl der Bits verjcnüpft, ergibt:

309848/1109

d Γ« 0,005 —ϊ» ά (0,1 Z) s 0,CC05 _r >. η » 10. Bits

da « 0,002 _r j* η = 3 Bits

db « C,4·.1C^d (ICOb) = 0,004 j η = 8 Bits

dp » 0,01 j.d (0,1p) » 0,001 ^ η »10 Bits

B - für ρ >► 600 Torr

Da die verlangte Genauigkeit weniger groß ist, kann die Zahl der Bits die gleiche bleiben.

Es wird die gleiche Transformationsmethode angewandt wie oben.

Da ausserdem a¹ >1, zerlegt man es, um es als Bruch mit Festkomma darstellen zu können.

0,1 Γ - [o,i b»3 + Co,ip - o.ejfa¹ - i] + 10,1 ρ - o_tisj

In den Speicher werden die Zahlen in der Form a¹ - 1 0,1 b' eingeschrieben.

Wenn man einen Wert berechnet, der der im obenerwähnten Fall erzielten Genauigkeit nahekommt, erhält man

d S= sdp + 3"bp dp

d ? «= 0,7 χ 0,01 + 3 χ 49 χ 0,01 χ 4.10"⁵

d Z β 0,007 + 0,006 = 0,013 no.

Diese Genauigkeit reicht vollständig aus, wenn man die viel grössere Differenz zwischen f und X„ berücksichtigt, die für ρ > 600 Torr festgestellt worden ist.

Man berechnet nun die relative Genauigkeit:

309UÖ/1109

6=0,7x7+ 4.10 ^J χ p43 . 6,27 ms somit —γ— « 'ti t" = 0,002

und 4?· - 0.2 c:

Daraus folgernd wird der Speicher in Wörter von acht Bits aufgeteilt, und die Rechnung erfolgt mit zehn Bits.

Die Adressierung des unveränderlichen Speichers erfolgt gemäß der Drehzahl Cu in Umdr/min. Man muß somit über eine Übertragungsinformation o> /100 verfügen.

Die Messung von U> erfolgt durch Zählen der Zahl der Zähne des Anlasserzahnkranzes, die während eines Zeitraums t¹ an dem Näherungsmeßfühler vorbeilaufen.

Die Zahl η der aufgenommenen Impulse ist, wenn der Zahnkranz beispielsweise 139 Zähne besitzt:

ΧΙ β a

Da η = 1 für U3 = 100 sein muß, ergibt si.ch

0,004516 s

100 X 1 X 139
Die Zahl der Zähne wird während 4,316 ms bestimmt.

Die Zahl η stellt demnach c*)/100 mit etwa 0,1 % dar, was als annehmbar anzusehen ist.

Indem man den Beginn der Zählung der 4,316 ms mit dem Durchgang eines Zahns (der nicht mitgezählt wird) zusammenfallen läßt, ergibt sich für die Beziehung zwischen η und co

309840/1103

~⁶⁸' 2323613

100 η ^ Cl> < 100 (η + 1) Umdr/min beispielsweise für η = 10: 1000 < CO < 1100.

BESTIMMUNG DER ZÜNDUNGSVORVERSTELLUNG

Der Winkel der Zündungsvorverstellung muß als Funktion der verfügbaren Parameter bestimmt werden:

P Druck in dem Ansaugsammler, - Cu) Motordrehzahl,

T Kühlwassertemperatur. ^

Der in diesem ersten Teil errechnete Winkel ist der der Zündvorrichtung entsprechende Winkel (die Hälfte des Drehwinkelbetrags der Kurbelwelle)·. Es sind Kurven vorhanden, die dv, = f (P) bei verschiedenen Drehzahlen darstellen.

Für Cü < 300 Umdr/min ist die Vorverstellung, unabhängig von dem Druck, Null.

Die Verbindungspunkte der verschiedenen Berechnungen werden bestimmt, indem, wie für die Einspritzung, eine Beziehung gewählt wird, die OC mit ρ verknüpft, und deren Koeffizienten als Funktion von Ou bestimmt werden. Es zeigt sich, daß ^

1.)' drei Rechenbereiche im Schadstoff aus stoßgebiet erforderlich sind:

a) p< 500 Torr

b) 500 "C ρ <T 600 Torr

c) ρ > 600 Torr

2.) für p < 500 Torr und für U) < 1000 Umdr/min die Vor-

309848/1100

verstellung auf Null festgesetzt werden muß,

3.) für ρ > 700 Torr die Vorverstellung einen Festwert annimmt.

Man erhält somit eine Geradenschar, die durch vier Koeffizienten definiert ist.

"Diese Koeffizienten werden durch die gleichen Werte von 60 definiert, wie diejenigen der Rechnung für die Einspritzung.

Der wie oben berechnete Winkel QC gibt eine Zahl von Winkelgraden der Drehung der Zündvorrichtung an.

Er entsprach 2 oC Winkelgraden Drehung der Kurbelwelle zwischen dem Zündpunkt und dem oberen Totpunkt.

Der Winkel OC wird verkörpert durch die Zeit t, die zwischen dem Markieren eines Halbumdrehungsimpulses am unteren Totpunkt und dem Zündpunkt vergeht.

Diese Zeit ist der Drehzahl umgekehrt proportional. Man muß also 1/ca> bestimmen, um fiine Division umgehen zu können.

- Messung von 1/qj

Durch Zählen der Impulse eines Taktgebers der Frequenz F während einer halben Umdrehung der Kurbelwelle erhält man eine Zahl:

_Λ % ->* ΛΓΓ· —· T?

"^ " ^mit I* i^{n Hz} und <*> in Umdr/min.

Wenn man die Frequenz F der Taktgebervorrichtung durch 100 dividiert, ergibt sich:

309848/110$

2323519

CD

- Verkörperung von t:

Man muß die Taktgeberimpulse während dieser Zeit zählen. Dazu muß die Zahl N der t entsprechenden Impulse berechnet werden. Es gilt:

•fc es —-. .. _mit 0^i j*/-H; "⁰^ j in radian/s, wobei _ , wenn Ck* in Winkelgraden der Zündvorrichtung

undcü in Umdr/min gerechnet wird.

Diese Zeit entspricht:

Ϊ7 _m . , wobei F die Frequenz der Taktgebereinrichtung

ist.

Daraus ergibt sich

J j, . 10

Interesssanterweise ist diese Zahl unabhängig von F.

Um diese ganze Rechnung ganzzahlig für den Übergang in Binärform ausführen zu können, muß man schreiben:

Die Zahl^· muß auf 10 Bits begrenzt werden, damit der gleiche Rechner wie für die Einspritzung verwendet werden kann,

309848/11Ö0

Da das ganzzahlige Maximum von 10 Bits 102 3 ist, ergibt sich

(j ylL* 22— Η»» 4^7254 Umdr/min

10 X 1023

Im Flußdiagramm muß man diese Einschränkung berücksichtigen.

Die Gleichung (2) führt zu:

" .9
Es wird daran erinnert, daß:

N die Zahl der Impulse ist, die die Zündvorverstellung verkörpert, $, = -Ϊ- -^ , wobei c^ der Vorverstellwinkel in Winkelgrad der Zündvorrichtungsverstellung ist, jQ.eine Zahl ist, die proportional 1/co ist, wobei Co die· Motordrehzahl bedeutet.

Die Temperaturkorrektur ist hier ziemlich einfach: Man muß beispielsweise 4° Zündverstellung vornehmen, wenn ^TWasser ^<" ¹⁰°^c* °i^ese Handhabung erlaubt die Rechnung der Verstellung bei tiefen Temperaturen' zu vereinfachen, aber nötigenfalls könnte man zur Temperaturkorrektxon kompliziertere Beziehungen verwenden. Dadurch würde nur das Rechenprogramm komplizierter gestaltet, ohne daß der Rechenblock oder der Zugriff verändert würden.

Um die erforderliche Korrektur von dem Augenblick an, in dem die Wiederholung der Einspritzung erfolgt, zu sichern, muß man die Vorverstellung beseitigen und sie allmählich (innerhalb einer zwischen 0,5 und 2 s variierenden Zeit (T) zu dem normalerweise errechneten Wert zurückkehren lassen.

309848/11O§

Um das zu erreichen, muß man von der errechneten Vorverstellung einen Term entfernen, der

der Vorverstellung gleich ist, wenn t, d.h. die seit der Wiederholung der Einspritzung vergangene Zeit, Null ist,

- Null ist, wenn die verstrichene Zeit gleich T oder grosser als T ist.

Folgende Methode wird dazu vorgesehen:

Es gilt </v = cf. - mit <& = <* nach der Korrek- ° c 100 c

tür und q = 100 t/T. Dieser Faktor verkörpert die Beziehung zwischen der Zeit, die zwischen dem Nullstellsignal und dem Augenblick der Ausführung der Rechnung vergangen ist.

Sie wird praktisch dadurch ermittelt, daß man die von dem Taktgeber (f = 1 MHz) gelieferten Impulse, dividiert durch eine Zahl, die gleich T.10⁴ ist (T in Sekunden), zählt. Sobald q = 100, sperrt der Zähler und bleibt bei 100 stehen bis zu einem nachfolgenden Annullierungssignal.

Auf diese Weise wird, wenn t ^> T, das Korrekturglied Null.

T soll zwischen 0,5 und 2s, beispielsweise in Stufen von 0,5 s, einstellbar sein.

Nach Fig. 13 synchronisiert der Programmsteuerblock die Messungen und die durch diese Messungen veranlaßten Rechnungen nach folgender Methode:

Der Synchronisationsmeßfühler 6 gibt einen Impuls I beim Durchlaufen des oberen und/oder unteren Totpunkts ab. Dieser Impuls I wird in einer Schaltung 11 form, ert, die beispielsweise als übliche monostabile Kippschaltung ausgeführt sein kann.Der Impuls I löst dann einen Befehlszähler aus, der in den Programmblock 20 eingebaut ist und dazu dient, die folgenden Meß- und Rechenbefehle abzugeben:

- Bei der der Auslösung des Impulses I vorangehenden Halbdrehung der Kurbelwelle hat der Rechenblock 18 die Mengenmessung in dem Meßfühler vorgenommen, wobei die von 4 herkommenden Informationen in der Kopplungselektronik 8 verarbeitet sind, um die Speisespannungen von 8 mit den Eingangsspannungen des Rechners kompatibel zu machen. Die Mengenmessung erfolgt stichprobenweise, wobei die Stichprobennahmen mit der Stellung der Zähne des Anlasserzahnkranzes synchronisiert werden (von dem Meßfühler 5 ermittelte Stellung; der Meßfühler gibt Impulse ab, die in der der Schaltung 11 entsprechenden Schaltung 10 formiert werden). Die Impulse steuern den Feldeffekttransistor 100, der den Durchgang der Information In den Analog/Digital-Umsetzer 13 freigibt, wobei der Feldeffekttransistor 105 in 16 die Summierung der an den Ausgang des Umsetzers 13 zurückgeführten Impulse erlaubt.

Der Impuls I sperrt während eines sehr kurzen Zeitraums die Transistoren 100 und 105, so daß keine Informationsübertragung möglich ist, und löst die Übertragung des Inhalts des Summiergeräts 16 in einen Pufferspeicher 21, aus, wo die Mengeninformation gespeichert wird, bis sie in dem Rechenblock 18 verarbeitet werden kann,

- Andererseits werden während der vorhergehenden Halbumdrehung der Kurbelwelle zwischen den Probenahmen für die

£09848/1108

Mengenmessung nacheinander die Temperaturm.essungen ein-.geschaltet, die von den Temperatursonden 1, 2 und 3 ausgeführt werden, sowie die Messung der Spannung der Batterie 12, deren Störungen in der Schaltung 2 6 geglättet werden; dabei werden, um sie durchlässig zu machen, nacheinander die Transistoren 101, 102 und 103 und gleichzeitig der Transistor 104 so angesteuert> daß gleichzeitig durchlässig sind:

der Transistor 101 und der Transistor 1OU oder der Transistor 102 und der Transistor 104 oder der Transistor 103 und der Transistor 104 oder der Transistor 109

(das "oder" ist wechselseitig .ausschliessend).

Die von den Temperaturmeßfühlern I₃ 2 und 3 ausgehenden Informationen gelangen in einen Entstörungskreis, bevor sie von dem Analog/Digital-Umsetzer 13 umgeformt werden; das Ergebnis wird vorübergehend in den Pufferspeichern 22, 23 und 24 festgehalten, indem die Transistoren

	104	und	106
oder	104	und	107
oder	104	und	10 8
oder	104	und	110

gleichzeitig angesteuert werden (das 'fcder" ist wechselseitig ausschliessend zu verstehen).

Die vorhergehende Beschreibung zeigt, daß der Analog/Digital-Umsetzer 13 in Echtzeit und im Multiplexverfahren benutzt wird.

309848/ 1 109

Jede neue, am Eingang der Pufferspeicher 21, 22, 23, und 2 5 eintreffende Information löst eine Nullrückstellung dieser Speicher nur ausserhalb der Rechenphase des Rechners 18 aus.

Die Pufferspeicher 22, 23, 24 und 25, die die auf die von dem Meßfühler 4 gemessenen Massen und die von den Sonden 1, 2 und 3 gemessenen verschiedenen Temperaturen (Wasser, Luft, Öl) bezüglichen Informationen enthalten, steuern die Adressenmatrix 14 des Permanentspeichers 15, wo die oben angegebenen Rechenkoeffizienten ausgewählt werden: diese Koeffizienten werden im übrigen nur zum Zweck der Rechnung und nur in dem Augenblick, in dem sie benötigt werden, um die genannte Rechnung auszuführen, gesucht (die Ansprechzeit der Permanentspeicherkreise beträgt nur einige zehn Nanosekunden und der Pufferspeicher 17 erlaubt die Speicherung der verschiedenen Koeffizienten, bis sie für die Rechnung benutzt werden.

Der Pufferspeicher 19 erlaubt einerseits den Wert der Einspritzzeit auf Befehl des Synchronisationsimpulses I und andererseits den Wert der Zündvorverstellung, ausgedrückt als Zahl der Zähne des Anlasserzahnkranzes, abzuzählen: das Abzählen erfolgt somit ausgehend von den Signalen, die von dem Impulsformerblock 10 abgegeben werden.

Die in den Rechengang eintretenden Rechnerparameter sind somit: die Luftmenge, deren Grosse entweder mit Hilfe eines elektrischen Meßgeräts, oder mit Hilfe eines BOSCH-Klappenmeßgeräts ermittelt und deren Information mit Q bezeichnet wird; die Motordrehzahl OJ » gemessen, wie in der Anmeldung 71/21514 beschrieben; die Motortemperatur (z.B. Wasser, Öl oder Zylinderkopf), gemessen beispielsweise mit einem Temperaturfühler mit negativem Temperaturkoeffi-

309848/1109

zienten des Widerstands, die Temperaturinformation mit ■ T bezeichnet. Zu den für den Rechner erforderlichen Informationen ist noch die Information "Anlasser eingeschaltet" und die Information über die Temperatur der Ansaugluft zu rechnen. Der Rechner wendet schließlich einen Synchronisationsmodus an, der demjenigen analog ist, der in der Zusatzanmeldung 7 2/06 538 zu der genannten Anmeldung beschrieben ist, wobei At das Zeitintervall zwischen zwei Synchronisationsimpulsen ist.

Es gilt: q = a (T - T_Q)
oder X = TT + kq,

wobei k>0 und a >0 und X >

In Fig. 15 ist in Form eines Beispiels ein Verteilungsdiagramm für das Mischungsverhältnis bei Leerlauf, bei normalem Betrieb des Fahrzeugs und bei Vollast gezeichnet.

Fig. 16 zeigt den Multiplikationsfaktor (& für das Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von der Temperatur T (Korrektur der Motortemperatur T - "STARTER"-Wirkung).

Mathematisch läßt sich die Mischungsverhältniskorrektur C^(T) folgendermaßen formulieren:

T<T, , C. (T) = 1 +

¹S " ^T2

wenn T > Τ« ,C₁ (T) = 1 + ⁰^ Ι -

- ^Τ3 T₁- Τ,

wobei T₁, t₂, T (X.^ d cL· von dem Konstrukteur fest-

309848/1109

gesetzte Werte sind und CN,, im allgemeinen gleich· Null gewählt wird.

Die angegebenen Funktionen dienen nur der Veranschaulichung und können evtl. modifiziert werden.

Die beiden oben angegebenen Gleichungen sind als relative Korrekturen aufzufassen: man kann das Glied "1" bei absoluten Werten der Korrektur weglassen, indem man für cL 1 » (k?* OLq» geeigrcete Grossen einsetzt.

Fig. 17 gibt die Korrekturfunktion des Mischungsverhältnisses nach dem Start wieder. Diese Korrektur ist notwendig, um die fehlende Verdampfung des Kraftstoffs in den Zylindern (wegen der im Augenblick des Starts noch niedrigen Temperatur) zu kompensieren. Als Ordinate ist der Multiplikationsfaktor ρ des Mischungsverhältnisses als Funktion der Zeit und als Abszisse die Zeit angegeben.

Diese Funktion läßt sich schreiben:

M = 1 + ρ (t - t als relative Korrektur oder

M = /V (t_Q - t) als absolute Korrektur, wobei

die Form

β = P>_o (T₁ - T₁') hat mit TJ < T₁.

Die Fig. 18 bzw. 19 zeigen die Korrekturfunktion der Batteriespannung in den beiden folgenden Fällen:

- Funktion T = f(v) im Falle der Einspritzsteuerung rrit nicht geregelter spannung·

- Fun)· tion t = f(v) irr Falle der Linspritzsteuerung

309848/1109

mit geregeltem Strom. Die Funktion Ύ verläuft homographisch.

Eine weitere Eingangsfunktion ist die Korrektur der Lufttemperatur für den Fall der Volumenmessung

C₂-CT₃) = 1 + jU.»2 -^' 1 f T + fc' l^T; -°('2^τΐΐ

Weiter geht in den Rechner die Korrektur des normalisierten Füllungskoeffizienten ein. Diese Funktion wird definiert als

worin R die tatsächlich gemessene Füllung und R(<O) die maximal mögliche Füllung für höchste Belastung und Temperatur und höchsten Luftdruck ist.

Die Ausgangsfunktionen des Rechners sind die Einspritzzeit und die Bestimmung des Zündzeitpunkts.

Die auf die Einspritzvorrichtung bezogene Einspritzzeit wird folgendermaßen berechnet:

CT_a).M. C₁ (T)

worin R "die tatsächliche Luftfüllung des Zylinders dar stellt.

Der Zündzeitpunkt wird auf folgende Weise berechnet:

309848/1109

7323619

A^:= a (CU ) θ (ω ) + b (U) ) + A (T)

worin A(T) eine von dem Konstrukteur festgesetzte Konstante für den Fall ist, daß T unterhalb einer bestimmten Temperatur bleibt. 0 (cO) ist eine dem absoluten Druck direkt proportionale Funktion in dem Ansaugsammler und erlaubt unter anderem die leichte Bildung des Vollastmischungsverhältnisses.

Die Informationen über das Maß der Füllung R aus der Menge Q, R = k ^ (k= Konstante), erhält man, indem man die Division g vornimmt, indem die Mengenfunktion Q (Cu) zwischen zwei Synchronisationsimpulsen integriert wird. Das Ergebnis dieser Integration ist direkt proportional R.

Die Temperatur wird in eine lineare Funktion, ausgehend von einem nicht linearen Meßfühler, umgewandelt: man nimmt eine Messung des Widerstands des Heißleiters vor, man erzeugt einen diesem Widerstand proportionalen Wert, man adressiert den temperaturprogrammierten Permanentspeicher mit der umgekehrten Funktion des Verlaufs der Temperaturabhängigkeit des Widerstands. Man schreibt in den Speicher unmittelbar den Wert des Koeffizienten ein.

Zur Messung der Batteriespannung wird die tatsächliche Batteriespannung in eine proportionale Zahl umgewandelt (mit Hilfe eines Analog/Digital-Umsetzers, man adressiert den mit der iiinspritzzeit programmierten Permanentspeicher.

Patentansprüche

309848/1109

Claims (1)

1. -W-

   Paten t a η s ρ r ü c h e

   /Analog-digital-analog arbeitendes Steuerungssystem ^-" für Kraftfahrzeuge, mit einem Mehrfachfunktions-Digitalrechner nach Art eines Funktionserzeugungsrechners, der eine Zentraleinheit enthält, die mit verschiedenen Organen des Fahrzeugs über eine Reihe von Informationsmeßfühlern und durch Steuerschaltungen verbunden ist, die den genannten Organen Arbeitsbefehle übermitteln,

   dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zentraleinheit umfaßt:

   a) einen Rechenblock, der die folgenden Elementaroperationen auszuführen vermag:

   - Addition

   - Komplementbildung bei Binärzahlen

   - Überschreiten von Schwellwerten

   - Vergleich von Zahlen

   - Übertragen von Informationen

   - Berechnung von Differentialquotienten und Integralen.

   b) einen Analog/Digital-Umsetzer, wobei dieses Rechenwerk in Echtzeit und Zeitmultiplex auf Grund von Rechenprogrammen arbeitet, die einen Rechenzyklus jeder Funktion mindestens einmal bei jeder Motorumdrehung ausführen lassen, gemäß einer Anordnung von Befehlen und in vorbestimmter Aufeinanderfolge;

   c) eine Gruppe Hilfsspeicher, die sämtliche Funktionskonstanten des Fahrzeugs enthalten.

   309848/1109

   2. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Temperaturmeßfühlern verbundenen Zugriffsmittel für den Rechner logarithmische Verstärker aufweisen, die den von den Meßfühlern gemessenen Widerstand in eine der Temperatur proportionale Spannung umwandeln.

   3. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit einen Rechenblock enthält, in dem sich folgende Elemente befinden:

   - ein Multiplizierwerk für zwei Zahlen von maximal zehn Binärziffern mit Speicherung dieser beiden Zahlen während des Zeitraums, den die Rechenoperation und Ergebnxsspexcherung bis zum Löschbefehl erfordert;

   - ein Addierwerk für zwei Zahlen von maximal zehn Binärziffern mit Speicherung dieser beiden Zahlen bis zum Löschbefehl und Speicherung des Ergebnisses bis zum Löschbefehl;

   - Multiplexgeräte für die verschiedenen Zahlen, -die addiert werden sollen mit mindestens zwei Multiplexgeraten, je einem für jede der beiden Zahlen;

   - einen aktiven Speicher an einem Eingang jedes Multiplexgeräts des Multiplizierwerks, wobei die Eingangsinformation von dem Ausgangsspeicher des Multiplizierwerks herkommt;

   - einen aktiven Speicher an einem Eingang eines der liultiplexgeräte des Addierwerks, wobei die Eingangsinformation von dem Ausgangsspeicher des algebraischen Addierwerks herkommt.

   309848/1109

   i 232361a

   . Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerblöcke die von den verschiedenen Meßfühlern herkommenden äusseren Informationen nach einem Programm verarbeiten, dessen Takt von einem als Befehlszähler bezeichneten internen Taktgeber geliefert wird, der eine monostabile Kipp- " schaltung und logische Schaltungen enthält, die auf Grund einer positiven Vorderflanke einen Impuls erzeugen, der synchron zu und von gleicher Länge ist wie ein Impuls des genannten Taktgebers.

   5. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiszelle des Multiplizierwerks als doppelte integrierte Addxtxonsschaltung ausgeführt ist, bei der das Dualitätsprinzip angewandt wird.

   6, Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangskreise des Multiplizierwerks gebildet werden von: - einem asynchronen - d.h. unabhängig von den Taktgebersignalen arbeitenden - Multiplxkandenspeicher,

   einem als Schiebespeicher ausgeführten Multiplikatorenspeicher aus vier integrierten Schaltungen,

   einem aus vier in Reihe liegenden integrierten Schaltungen bestehenden Ergebnisspeicher,

   einem Taktimpulszähler, der mittels einer Torschaltung bex bestimmten Anzahlen von Taktxmpulsen das Löschen und Einschreiben der Speicher, das Zählen der Impulse und das Verbot des Übergangs von Taktxmpulsen auf die Syn-

   309848/ 1 109

   chronelemente nach dem Zählen steuert.

   7. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digital-Umsetzer so aufgebaut ist, daß ein Kondensator durch eine umzuwandelnde Spannung geladen wird, wobei die lineare Entladungszeit des Kondensators das Zählen der Impulse eines frequenzkonstanten Taktgebers nach einer der zu messenden Spannung proportionalen Zahl steuert.

   Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Eingang des Analog/ Digital-Umsetzers vorgeschalteten logarithmischen Verstärker einen Widerstandsadapter zwischen sich und den mit den Temperatursonden verbundenen Stromgeneratoren aufweisen.

   9. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsadapter zwei Feldeffekttransistoren aufweist, die in Differentialschaltung angeordnet sind, deren zweiter Eingang zum Aufnehmen des Gegenkopplungssignals benutzt wird, das die zu erreichende Linearität bewirkt.

   10. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Temperaturmessung bestimmten Informationsmeßfühler ein Widerstandsverhalten zeigen, das praktisch linear von der Temperatur abhängt.

   309848/ 1109

   11. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analog-Digital-Umsetzer für die Druckwerte als Integratoren mit doppelter Neigung (ä double pente) ausgeführt sind.

   12. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu der Einspritzsteuerung' gehörende Steuerblock mit mindestens zwei Abzählschaltungen für die Einspritzzeit ausgestattet ist, die abwechselnd arbeiten, um nacheinander die Verteilung der Einspritzreihenfolge auf die Zylinder zu ermöglichen, wobei die mögliche Überlappung der Einspritzzeiten bei zwei aufeinanderfolgenden Zylindern berücksichtigt wird.

   13. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangssignale des Einspritzsteuerblocks an den Eingängen bestehen aus:

   zehn Binärziffern, die der von dem Rechenblock errechneten Zahl entsprechen,

   einer Synchronisationsbinärziffer aus einem HaIbumdrehungs-Meßfühler, der mit einem Taktimpuls phasengleich ist,

   den TaktSignalen,

   - einer Binärziffer für die Nullstellung des Verteilers, herrührend von einem Detektororgan, das, als "Richtigsteiler" ("de*trompeur") bezeichnet, an der Nockenwelle angeordnet ist, webhe Binärziffer innerhalb des zwei aufeinanderfolgende Halbumdrehungs-Synchronisationsimpulse

   309848/1109

   voneinander» trennenden Intervalls erzeugt wird, und an den Ausgängen bestehen aus:

   - vier Binärziffern, die den vier Einspritzsteuer-Verstärkern zugeordnet sind und deren Dauer gleich der wahren Einspritzzeit ist.

   1*4. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Zündungsvorver~ stellung bestimmte Steuerblock mit einer Abzählschaltung versehen ist, deren Eingangs- und Ausgangssignale an den Eingängen bestehen aus:

   - zwanzig der errechneten Zahl entsprechende Ziffern, einer Synchronisierungsziffer

   den Taktsignalen,
   und an den Ausgängen bestehen aus:

   - einer dem Zündzeitpunkt (Vorderflanke) entsprechenden Ziffer.

   15. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Hilfsspeicher aus Basiselementen bestehen, die parallel geschaltet sind und deren Ausgang von einem Transistor mit offenem Kollektor und äusserer Belastung gebildet wird, wobei die Adressierung parallel über alle Elemente erfolgt.

   16, Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Eingangsadressensignalen für die Speicher eine doppelte Inversion vorausgeht, die nur einen BeIastungsfaktor von 1 Einheit liefert,

   309848/1109

   — 8ΐ —

   während aif die Ausgangssignale eine doppelte Inversion folgt, die einen Ausgangswert 10 bewirkt.

   17. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, mit einem gemischten Rechner für die Einspritzzeit und den Zündzeitpunkt bei Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen sind:

   a) Eingänge für in den Rechner im Multiplexverfahren eingegebene Informationen (Drehzahl, Synchronisation, Temperatur von Wasser, Luft, Öl, Luftmenge, Anlassen und Versorgungsspannung);

   b) ein Analog/Digital-Umsetzer, der im Echtzeit*- und

   im Multiplexverfahren benutzt wird und die genannten, analog vorliegenden Informationen umzuwandeln erlaubt, mit einem zeitweise arbeitenden Multiplexorgan an seinem Eingang;

   c) ein Synchronprobenehmer für die Messung der Luftfüllung des Motors;

   d) ein Permanentspeicher, der die dem Motor eigentümlichen Koeffizienten enthält: die VorZundungskoeffi-* zienten a.(u>) und b(t*>), die Korrekturkoeffizienten für die Temperatur von Wasser, Öl und Luft, die den Einspritzvorrichtungen zugeordneten Koeffizienten, die dem Mischungsverhältnis beim Start zugehörigen Koeffizienten ( β , T-, t ), die Korrekturkoeffizienten für die Batterie spannung,' die Werte der Funktion θ (UJ) = "K/ft (u>), die als Bezugswert für Vollast dienen und die Berechnung der Vorzündung ermöglichen;

   8/1109

   e) ein Programmblock, der in Echtzeit und im Multiplexverfahren einerseits die genannten Informationen zu messen und andererseits die Motorfunktionen zu errechnen gestattet.

   18. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es an alle Arten von Brennkraftmaschinen durch einfache Veränderung der in dem genannten Permanentspeicher enthaltenen Koeffizienten anpaßbar ist.

   19. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß es für alle weiteren Fahrzeugfunktionen neben den vorgenannten Funktionen verwendbar ist, indem man die entsprechenden Informationseingänge vorsieht und in den genannten Permanentspeicher die erforderlichen Koeffizienten einspeichert.

   20. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umwandlung der Temperatur in eine lineare Funktion aus den Meßdaten eines nicht linear arbeitenden Meßfühlers der genannte Permanentspeicher mit der Inversfunktion der Meßfühlercharakteristik programmiert wird.

   21. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es für die Steuerung eines

   309848/1109

   automatischen Getriebes anhand der Beziehung θ (CO) = "T^ /I^ ( OJ) eingesetzt wird, wobei die Gangwechsel verursacht werden einerseits durch die Drehzahlwerte des Motors und andererseits durch den wahren Wert des Drehmoments (oder der Füllung) bei einer vorgegebenen Drehzahl.

   22. Steuerungssystem fir Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm in den Permanentspeicher eingespeichert ist,

   23. Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine unmittelbare Ausdehnung auf alle Fahrzeugfunktionen ohne Änderung des Aufbaus oder der Verdrahtung des Rechners möglich ist.

   Der]Patentanwalt

   309848/1109

   Leerseite