DE3305283C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für
eine Zündsteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen.
Die US-PS 42 01 159 beschreibt eine Motorsteuerung, bei
der wenigstens zwei Parameter, die den Betriebszustand des
Motors anzeigen, in eine bestimmte Anzahl von Werten unterteilt
werden, und der Motorbetriebszustand bei jeder
Kombination derselben durch ein Betriebszustands-Änderungselement
modifiziert wird, wobei ein erforderlicher
Steuergrundwert, der von dem Änderungselement modifiziert
wird, aus einem Festwertspeicher (normalerweise einem ROM
bzw. Nur-Lese-Speicher), in dem die Steuergrundwerte gespeichert
sind, nach Maßgabe des Motorbetriebszustands
ausgelesen und das Betriebszustands-Änderungselement auf
der Grundlage dieses ausgelesenen Steuergrundwerts angesteuert
wird.
Der Steuergrundwert, um den das Betriebszustands-Änderungselement
den Motorbetriebszustand ändert, ist normalerweise
ein vorbestimmter Wert zur optimalen Steuerung
des Motorbetriebszustands zu dem entsprechenden Zeitpunkt;
wenn sich jedoch der Betriebszustand des Motors plötzlich
um einen großen Betrag innerhalb kurzer Zeit ändert, entsprechen
die während einer solchen plötzlichen Änderung
ausgelesenen Steuergrundwerte nicht immer den richtigen
Betriebszuständen des Motors zu dieser Zeit.
Daher kann der Motor unter solchen unzureichenden Steuergrundwerten
nicht im optimalen Zustand durch das Betriebszustands-Änderungselement
betrieben werden.
Die DE-OS 25 39 113 beschreibt ein Steuerverfahren, das
dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung am nächsten
kommt. Nach diesem Verfahren werden in Übereinstimmung mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren Drehzahl und Ansaugunterdruck
einer Brennkraftmaschine von zwei Fühlern erfaßt,
ein zu den erfaßten Drehzahl- und Ansaugunterdruckwerten
zugehöriger Zündverstellwinkel wird aus einem Festwertspeicher
ausgelesen, und es wird die Differenz ΔR ADV zwischen
dem zuvor ausgelesenen Zündverstellwinkel R ADVneu
und dem vorhergehenden Zündverstellwinkel R ADValt bestimmt.
Anschließend wird ein zur Verstellung des Zündzeitpunktes
zu verwendender Zündverstellwinkel R ADVset ermittelt. Gemäß
dem aus der DE-OS 25 39 113 bekannten Verfahren erfolgt
dies unter Durchführung einer Interpolation zwischen
den Werten von R ADVneu und R ADValt .
Wenn sich ein Parameter des Betriebszustands der Brennkraftmaschine
jedoch etwa durch "Herunterschalten" oder
starkes Abbremsen innerhalb kurzer Zeit um einen großen
Betrag ändert, entspricht der aus dem Festwertspeicher
ausgelesene Zündverstellwinkel nicht immer dem tatsächlichen
Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Dies hat
seinen Grund darin, daß die gespeicherten Zündverstellwinkel
für stationäre Zustände der Brennkraftmaschine berechnet
sind.
Aus der DE-OS 28 01 641 ist ein Zündverstellverfahren und
ein Zündversteller für Brennkraftmaschinen bekannt, bei
denen eine Ausgangs- und Umsetzeinheit verwendet wird, die
auf einen von einem Mikroprozessor berechneten Zündverstellwinkel
anspricht, ein Ausgangssignal erzeugt und dieses
einem Zündsteuerelement zuführt.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Zündsteuerverfahrens,
bei dem auch bei einer plötzlichen Änderung
des Motorbetriebszustands der Steuergrundwert, den
das Betriebszustands-Änderungselement ändern soll, einem
Wert angenähert wird, der dem Betriebszustand des Motors
zu diesem Zeitpunkt entspricht.
Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bei der Erfindung
verwendeten Zündsteuereinrichtung;
Fig. 2 ein Signalverlauf-Diagramm, das den Zündzeitpunkt
zeigt;
Fig. 3 Zündverstellwinkel in dem Festwertspeicher,
die den Kombinationen von Drehzahl
und Ansaugunterdruck entsprechen;
Fig. 4 das Ablaufdiagramm einer Ausführungsform
des Zündsteuerverfahrens nach der Erfindung;
Fig. 5 den Verlauf eines Korrekturkoeffizienten;
Fig. 6 die Korrekturkoeffizienten von Fig. 5, die
in Form von Daten gespeichert sind; und
Fig. 7 eine Grafik, die den Zündverstellwinkel in
bezug auf den Ansaugunterdruck und die
Drehzahl im Beschleunigungszustand zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird zuerst eine Zündsteuereinrichtung
erläutert, bei der die Erfindung angewandt
wird.
Ein Winkelsignalgeber 1, der in einem mit der Kurbelwelle
des Motors verbundenen Zündverteiler 8 angeordnet ist, erzeugt
ein Winkelsignal je Kurbelwinkelgrad, und ein im
Zündverteiler 8 vorgesehener Bezugssignalgeber 2 erzeugt
für jeweils 180° ein Bezugssignal. Diese Signale werden
einer Ein-Ausgabeeinheit (nachstehend als E/A-Einheit bezeichnet)
3 zugeführt. Ein analoger Ausgang von einem Ansaugunterdrucksignalgeber
4 wird von einem Analog-Digital-
Umsetzer bzw. ADU 5 in einen Digitalwert umgesetzt und der
E/A-Einheit 3 zugeführt. Der Ausgang der E/A-Einheit 3
wird an einen Leistungstransistor 6 angelegt und sperrt
ihn, so daß in einer Zündspule 7 eine Hochspannung erzeugt
wird. Die in der Zündspule 7 erzeugte Hochspannung wird
über den Zündverteiler 8 an Zündkerzen 9 angelegt.
Fig. 2 (A) zeigt Verläufe der Ausgangsspannung V der E/A-
Einheit 3 und des Primärstroms in der Zündspule 7. Das
Rechtecksignal V wird an den Leistungstransistor 6 angelegt,
und infolgedessen wird in der Primärwicklung der
Zündspule 7 der Strom induziert (Fig. 2 (B)).
Der Leistungstransistor 6 ist während der Vorderflanke der
Rechteckspannung V von Fig. 2 (A) stromführend, und dadurch
steigt der Primärstrom I der Zündspule 7 gemäß Fig. 2 (B) an.
Dann wird während der Hinterflanke der Rechteckspannung V
gemäß Fig. 2 (A) der Leistungstransistor 6 gesperrt, und
dadurch wird der Primärwicklungsstrom I gemäß Fig. 2 (B)
unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Sekundärwicklung
der Zündspule 7 eine Hochspannung induziert.
Gemäß Fig. 2 (B) bezeichnet TDC den oberen Totpunkt des
Motorzylinders. Bei einem Vierzylindermotor erreicht jeder
Zylinder den oberen Totpunkt jedesmal dann, wenn die Kurbelwelle
um 180° gedreht wird. R ADV bezeichnet den
Zündverstellwinkel, der zwischen dem Zündzeitpunkt und dem
oberen Totpunkt TDC liegt. INTL ist der Bezugssignalwinkel,
der durch das Bezugssignal vom Bezugssignalgeber 2 bestimmt
ist und der im vorliegenden Fall in Intervallen von jeweils
180° erzeugt wird.
Die Grenzpunkte des Primärwicklungsstroms in der Zündspule 7
oder die Zündzeitpunkte werden durch den Winkel R ON aus
dem Bezugssignalwinkel INTL bestimmt. Das heißt, der Zündverstellwinkel
R ADV wird durch die Änderung von R IGN
gesteuert.
Der Beginn des Primärwicklungs-Stromflusses in der Zündspule
7 oder der Stromführungszeit R ON des Transistors 6 ist
durch den Winkel R OFF aus dem vorhergehenden Zündzeitpunkt
bestimmt.
Gemäß Fig. 1 ist die E/A-Einheit 3 über Busse 13 mit einer
Zentraleinheit bzw. ZE 10, einem Festwert- oder Nur-Lese-
Speicher ROM 11 und einem Direktzugriffsspeicher bzw. RAM 12
zum Lesen und Einschreiben verbunden.
Die ZE 10 sorgt für die Datenübertragung und Rechenoperationen
zwischen dem ROM 11, dem RAM 12 und der E/A-Einheit 3.
In dem ROM 11 sind Festdaten, Steuerprogramme usw., die für
die Rechenvorgänge genutzt werden, gespeichert, und der RAM
12 hat die Funktion, die durch die Rechenoperation erhaltenen
Werte vorübergehend zu speichern.
Der ROM 11 enthält ein Zündverstellwinkel-Routinenverzeichnis,
das gitterförmig den Zündverstellwinkel R ADV
speichert, der durch den Ansaugunterdruck und die Motordrehzahl
bestimmt ist (vgl. Fig. 3), und somit werden die
Zündverstellwinkel durch Auslesen des Zündverstellwinkel-
Routinenverzeichnisses und durch Rechenvorgänge bestimmt.
So wird das Ausgangssignal des Ansaugunterdrucksignalgebers
4 zu jeder Periode von dem ADU 5 in den digitalen Druckwert
P umgesetzt und im RAM 12 gespeichert.
Dann wird die Drehzahl N aus den Signalen des Winkelsignalgebers
1 und des Bezugssignalgebers 2 bestimmt.
Sodann wird der Zündverstellwinkel R ADV in dem Zündverstellwinkel-Routinenverzeichnis
-im ROM 11 auf der Grundlage
des Drucks P und der Drehzahl N gesucht und im RAM 12
gespeichert.
Danach wird der in Fig. 2 gezeigte Wert R IGN entweder
durch den im RAM 12 gespeicherten Zündverstellwinkel R ADV
bestimmt, oder er wird durch Subtraktion des Zündverstellwinkels
R ADV von dem vorbestimmten Bezugssignalwinkel
INTL bestimmt.
Anschließend wird die dem Wert R IGN entsprechende Anzahl
Winkelsignale bestimmt und in dem in der E/A-Einheit 3
enthaltenen Register gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt
beginnt der in der E/A-Einheit 3 vorgesehene Zähler, die
Winkelsignale zu zählen, sobald der Bezugssignalwinkel INTL
auftritt, und wenn der Inhalt dieses Zählers die Anzahl
Winkelsignale entsprechend R IGN im Register erreicht,
wird der in der E/A-Einheit 3 enthaltene Vergleicher wirksam
und schaltet den Leistungstransistor 6 ab, so daß die
Zündung erfolgt.
Eine einen Mikrocomputer verwendende Zündsteuereinrichtung
ist allgemein bekannt.
Bei einer solchen Zündsteuereinrichtung wird der Zündverstellwinkel
R ADV in dem Zündverstellwinkel-Routinenverzeichnis
im ROM 11 bei jeder vorbestimmten Periode gesucht
und zur Berechnung des Zündverstellwinkels genutzt.
Wenn also der Motor plötzlich von Niedrigdrehzahl- auf
Hochdrehzahl-Betrieb beschleunigt wird, ändert sich der
Ansaugdruck zur Bestimmung des Zündverstellwinkels R ADV
sehr schnell, und der Zündverstellwinkel R ADV auf dem
Routinenverzeichnis, auf den zu diesem Zeitpunkt eine
Bezugnahme erfolgt, wird verschoben.
Daher wird der Zündverstellwinkel R ADV in dem Zündverstellwinkel-Routinenverzeichnis
-während des Fahrbetriebs
gesucht. Da im allgemeinen der Zündverstellwinkel R ADV
bei Mitteldrehzahl-Betrieb stark voreilt, wird der Zündverstellwinkel
R ADV zur Zeit des Mitteldrehzahl-Betriebs
gesucht und bestimmt, wenn der Motor plötzlich von Niedrigdrehzahl-
auf Hochdrehzahl-Betrieb beschleunigt, jedoch im
Hochdrehzahl-Betrieb noch nicht stabilisiert ist, oder wenn
der Motor sich dem Hochdrehzahl-Zustand nähert, so daß ein
Klopfproblem auftritt.
Wenn dagegen der Motor aus dem Hochdrehzahl-Betrieb heraus
plötzlich gebremst wird, tritt aus dem gleichen Grund eine
Nachverbrennung auf.
Um also während eines solchen Übergangs-Betriebs die abnormale
Winkelverstellung zu vermeiden, werden der vorhergehende
Zündverstellwinkel R ADVold und der momentane Zündverstellwinkel
R ADVnow dazu genutzt, den Absolutwert
ΔR ADV der Differenz aus
R ADVnow - R ADVold
zu erzeugen, und ein Korrekturkoeffizient K, der mit zunehmendem
Wert von ΔR ADV von 1 nach Null geht, wird aus einem
Korrekturkoeffizienten-Datenspeicher ausgelesen. Dann wird
der zu diesem Zeitpunkt bestehende Ist-Zündverstellwinkel
R ADVset wie folgt bestimmt:
R ADVset = f (K) + R ADVold
wobei f (K) ein Wert K mit einer Tendenz relativ zu ΔR ADV
ist. f (K) ist in der Praxis
K × ( R ADVnow - R ADVold ).
Dies wird nun unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von
Fig. 4 näher erläutert.
Das Ablaufdiagramm nach Fig. 4 wird vom Steuerprogramm mit
einer bestimmten Periode gestartet und wiederholt. In
Schritt 100 werden der Ansaugdruck P und die Drehzahl N
eingelesen.
Im Schritt 200 wird der Zündverstellwinkel R ADVnow , der
der in Schritt 100 eingelesenen Information P und N entspricht,
in dem Zündverstellwinkel-Routinenverzeichnis
gesucht und in der Adresse A now des RAM 12 gespeichert.
In Schritt 300 wird der in Schritt 200 bestimmte Zündverstellwinkel
R ADVnow mit dem vorher bestimmten Zündverstellwinkel
R ADVold , der in der Adresse A old des RAM
12 gespeichert ist, verglichen.
Wenn das Resultat von Schritt 300
R ADVnow < R ADVold
ist, wird der Wert ΔR ADV aus
R ADVnow - R ADVold
in Schritt 500 bestimmt. Wenn dieser Wert
R ADVnow < R ADVold
ist, wird in Schritt 400 der Wert ΔR ADV aus
R ADVold - R ADVnow
bestimmt. Dann wird ΔR ADV in
der Adresse Δ A d des RAM 12 gespeichert.
In Schritt 600 wird der Korrekturkoeffizient K entsprechend
der Differenz ΔR ADV zwischen dem vorhergehenden Zündverstellwinkel
R ADVold und diesem Zündverstellwinkel
R ADVnow erhalten und in der Adresse A c des RAM 12
gespeichert.
Der Korrekturkoeffizient K ist ein Wert, der sich innerhalb
eines Bereichs von 1,0 bis nahezu 0 ändert, während sich
ΔR ADV von 0 ausgehend entsprechend der Grafik A-B-C-D von
Fig. 5 ändert. Es ist ersichtlich, daß K im Intervall A-B
bei 1 gehalten, bei B-C abfallend auf nahezu 0 verringert
und bei C-D auf nahezu 0 gehalten wird.
Effektiv sind solche Werte von K, die denjenigen von
R ADV gemäß Fig. 6 entsprechen, in dem Korrekturkoeffizienten-Datenspeicher
im ROM gespeichert.
In Schritt 700 wird der Wert von R ADVset wie folgt
errechnet:
R ADVset = K × ( R ADVnow - R ADVold ) + R ADVold
und in der Adresse A old des RAM 12 gespeichert.
Schließlich wird in Schritt 800 der in Schritt 700 erhaltene
Wert von R ADVset in einem Register der E/A-Einheit 3 zur
Bestimmung des Zündverstellwinkels gespeichert. In diesem
Fall wird der in Adresse A old des RAM 12 in Schritt 700
gespeicherte Wert R ADVset für den nächsten Zyklus als
R ADVold genutzt.
Wenn bei dem konventionellen Verfahren der Betriebszustand
gemäß Fig. 3 sich von einer Drehzahl von 800 U/min und
einem Ansaugunterdruck von -600 mm Hg auf 1600 U/min und
-70 mm Hg ändert, ändert sich der Zündverstellwinkel R ADV
geringfügig von 9 auf 10°. Während der Änderung durchläuft
jedoch der Motor den Mitteldrehzahl-Betriebszustand, der
einen großen Wert des Zündverstellwinkels R ADV verlangt.
Wenn also der Ansaugunterdruck und die Drehzahl sich so
ändern, wie das in Fig. 7 mit a-a und b-b gezeigt ist,
ändert sich der Zündverstellwinkel R ADV entlang der
Linie c-c′-c von Fig. 7 und weist eine Spitze c′ mit übergroßem
Zündverstellwinkel auf, wodurch das Klopfen verursacht
wird.
Wenn der vorhergehende Zündverstellwinkel R ADVold
proportional zu der Differenz zwischen dem vorhergehenden
Zündverstellwinkel R ADVold und dem momentanen Zündverstellwinkel
R ADVnow höher gewichtet wird, kann die
Verstellwinkelspitze c′ von Fig. 7 entsprechend der Strichlinie
verringert werden, so daß kein abnormaler Zündverstellwinkel
auftritt und somit kein Klopfen bewirkt wird.
Im Fall eines sehr schnellen Abbremsens kann aus dem gleichen
Grund eine Nachverbrennung vermieden werden.
Claims (1)
- Steuerverfahren für eine Zündsteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
- a) Drehzahl und Ansaugunterdruck werden von mindestens zwei Fühlern erfaßt;
- b) ein zu den erfaßten Drehzahl- und Ansaugunterdruckwerten zugehöriger Zündverstellwinkel wird aus einem Festwertspeicher ausgelesen;
- c) Die Differenz ΔR ADV zwischen dem in Schritt b) ausgelesenen Zündverstellwinkel R ADVneu und dem vorhergehenden Zündverstellwinkel R ADValt wird bestimmt;
- d) ein zur Verstellung des Zündzeitpunkts verwendeter Zündverstellwinkel R ADVset wird ermittelt aus der Summe aus dem vorhergehenden Zündverstellwinkel R ADValt und dem Produkt aus der Differenz ΔR ADV und einem Korrekturkoeffizienten K, der Werte zwischen 0 und 1 annehmen kann und der in der Tendenz kleiner wird, je größer der Wert der Differenz ΔR ADV ist;
- e) aus dem Zündverstellwinkel R ADVset und der Drehzahl wird der aktuelle Zündzeitpunkt bestimmt und dieser einem Zündsteuerelement zugeführt.
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