DE2903978A1

DE2903978A1 - IC engine ignition timing control - using microprocessor to select stored timing data in dependence on engine revolutions and ignition voltage

Info

Publication number: DE2903978A1
Application number: DE19792903978
Authority: DE
Inventors: Georg Haubner; Werner Meier; Hans Ing Grad Schrumpf; Juergen Dipl Ing Wesemeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1979-02-02
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE2903978C2

Abstract

The timing control uses a processor (14) with at least one store, the storage addresses selected in accordance with the value of an initial engine operating parameter (12). The supplied store contents corresp. to the address are counted out and at the end of the count sequence the ignition is initiated. The store has at least two parallel storage matrices (15...17) with the address obtained in accordance with the first parameter used to access one or other of the storage matrices (15..17) in dependence on the value of a second parameter (U). Pref. the first parameter (n) is supplied by an engine revoln. counter (10) the other provided by the ignition voltage via an A/D converter (28).

Description

Einrichtung zum Steuern von betriebsparameterabhängigenDevice for controlling operating parameter-dependent

Vorgängen, insbesondere des Schließzeitbeginns für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon solche Einrichtungen aus der DE-AS 2 504 843 (entspricht US-PS 4 063 539), aus der DE-OS 2 539 113 (entspricht US-PS 4 099 495), aus der DE-OS 2 850 53)4 sowie aus der DE-OS 2 851 336 bekannt, die sich auf Zündanlagen für Brennkraftraschinen beziehen. Gemäß diesem Stand der Technik sir.d drehzahlabhängige Kennlinien in einem Festwertspeicher (ROM) bekannt, wobei die Adressen durch drehzahlabhängige Zahlenwerte angesprochen werden. Die angesprochenen Speicherinhalte werden ausgezählt, und das Auszählende bestimmt den zu steuernden Vorgang, z.B.Processes, in particular the start of the closing time for ignition systems of Internal combustion engines prior art The invention is based on a device according to the genre of the main claim. There are already such facilities from the DE-AS 2 504 843 (corresponds to US Pat. No. 4,063,539), from DE-OS 2 539 113 (corresponds to US-PS 4 099 495), from DE-OS 2 850 53) 4 and from DE-OS 2 851 336 known, which relate to ignition systems for internal combustion engines. According to this state of the Technology sir.d speed-dependent characteristics in a read-only memory (ROM) known, whereby the addresses are addressed by speed-dependent numerical values. the addressed memory contents are counted, and that Counters determines the process to be controlled, e.g.

den Zündzeitpunkt oder den Beginn der Schließzeit, also den Beginn des primärseitigen Stromflusses in der Zündspule. Dieser Vorgang kann natürlich auch die Festlegung der Einspritzmenge bei einer elektronischen Benzineinspritzung sein oder beliebige andere, rechnergesteuerte Vorgänge, die in Abhängigkeit von Parametern ablaufen.the ignition point or the beginning of the closing time, i.e. the beginning the primary-side current flow in the ignition coil. This process can of course also the definition of the injection quantity with an electronic gasoline injection his or any other computer-controlled processes that are dependent on Parameters.

Problematisch wird die Steuerung, wenn sie in Abhängigkeit zusätzlicher Parameter erfolgen so]l. Solche weiteren Parameter sind z.B. die Temperatur, der Luftdruck, und speziell in der Anwendung bei einer Brennkraftmaschine der Saugrohrunterdruck, die angesaugte Luftmenge, die Drosselklappenstellung oder das Signal eines Klopfsensors.The control becomes problematic when it is dependent on additional Parameters are done like this] l. Such further parameters are e.g. the temperature, the Air pressure, and especially when used in an internal combustion engine, the intake manifold vacuum, the amount of air drawn in, the throttle valve position or the signal from a knock sensor.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Verküpfung von Parametern, um Kennfelder realisieren zu können, erfordern einen erheblichen Aufwand an Hardware bzw.The known methods and devices for linking parameters, In order to be able to implement maps, a considerable amount of hardware is required respectively.

Software. Vor allem dann, wenn ein stetiger Einfluß des weiteren Parameters nicht erforderlich ist und ein sprungförmiger Einfluß durch eine relativ geringe Anzahl von Stufen ausreicht, ist dieser Aufwand nicht gerechtfertigt.Software. Especially when there is a constant influence of the other parameter is not required and a jump-like influence by a relatively small If the number of stages is sufficient, this effort is not justified.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine sehr einfache Realisierung des Einflusses eines weiteren Parameters ermöglicht wird. Der Aufwand sowohl bei schaltungsmäßiger, wie auch bei programmäßiger Realisierung ist relativ gering, da in Abhängigkeit dieses Paraneters lediglich sprunghaft eine von mehreren, vorgegebenen Kennlinien des ersten Parameters angewählt wird.Advantages of the invention The device according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that a very simple Realization of the influence of a further parameter is made possible. The effort both in terms of circuitry as well as in terms of program implementation is relative low, since depending on this parameter only one of several, specified characteristics of the first parameter is selected.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist das Anwählen der in Speichermatrizes abgelegten Kennlinien durch den weiteren Parameter über Analog-Digital-Wandler oder über eine Anordnung von Schwellwertstufen mit abgestuften Schwellwerten.The measures listed in the subclaims are advantageous Further training and improvements to the specified facility are possible. Particularly It is advantageous to select the characteristic curves stored in memory matrices the other parameters via analog-to-digital converter or via an arrangement of Threshold levels with graduated threshold values.

Die angegebene Einrichtung eignet sich ach besonders dazu, die Umschaltung zwischen mehreren Drehzahl-Kennlinien in Abhängigkeit der vorliegenden Versorgungsspannung vorzug nenmen.The specified facility is also particularly suitable for switching between several speed characteristics depending on the available supply voltage preferred.

Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Eeschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Umschaltung zwischen drei Kennlinien durch die Versorgungsspannung über einen Analog-Digital-Wandler, Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise und Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Umschaltung zwischen drei Drehzahl-Kennlinien durch die Versorgungsspannung über eine Anordnung von Schwellwertstufen.DRAWING Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown and explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 shows a first exemplary embodiment of the invention with a switchover between three Characteristic curves through the supply voltage via an analog-to-digital converter, Fig. 2 shows a signal diagram to explain the mode of operation and FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the invention with a switch between three speed characteristics through the Supply voltage via an arrangement of threshold levels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel besteht eine Drehzahl-Geberanordnung 10 aus einem rotierenden, vorzugsweise mit der Kurbelwelle einer nicht dargeo stellten Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Zahnscneibe 11, deren Zahnmarken durch einen Aufnehmer 12 abgetastet wird. Die erzeugte Ausgangsfrequenz wird in einem naohgeschalteten Frequenz-Zahlen-Wandler 13 in eine Binärzahl umgewandelt und einem Mikrorechner 14 zugeführt. Anstelle einer solchen Drehzahlerfassung ist natürlich auch Jede andere Drehzahlerfassung möglich, die einen dren-ar-labhängigen Zahlenwert erzeugt. Durch diesen dre:^za:¢ilabhangigen Zahlenwert werden im Mikrorechner 14 parallel drei Speichermatrizes 15, 16, 17 angewählt, wobei der drehzahlabhängige Zahlenwert jeweils als Adresse dient. Die angewählten Speicherinhalte werden jeweils über Schaltvorrichtungen 18, 19, 20 einer Zählvorrichtung 21 zugeführt, die eine Auszähltaktfrequenz f aufweist. Eine Befehlsleitung 22 führt von der bählvorrichtung 21 zu einer Zündungsendstufe 23, die üblicherweise einen elektronischen Schalter 24 im Primärstronkreis einer Zündspule 25 aufweist, in deren Sekundärstromkreis wenigstens eine Zündkerze 26 geschaltet ist. über die Befehlsleitung 22 wird der elektronische Schalter 24 gesteuert.Description of the exemplary embodiments In the one shown in FIG first embodiment, a speed sensor assembly 10 consists of a rotating, preferably with the crankshaft of an internal combustion engine not presented Dargeo related toothed pulley 11, the tooth marks of which by a pickup 12 scanned will. The generated output frequency is switched on in a Frequency-number converter 13 converted into a binary number and a microcomputer 14 supplied. Instead of such a speed measurement, every other is of course also possible Speed detection possible, which generates a dren-ar-l-dependent numerical value. By These three: ^ za: ¢ il-dependent numerical values become three in parallel in the microcomputer 14 Memory matrices 15, 16, 17 selected, the speed-dependent numerical value in each case serves as an address. The selected memory contents are each via switching devices 18, 19, 20 fed to a counting device 21 which has a counting clock frequency f. A command line 22 leads from the dialing device 21 to an ignition output stage 23, which usually has an electronic switch 24 in the primary circuit of a Has ignition coil 25, in the secondary circuit of which there is at least one spark plug 26 is switched. The electronic switch 24 is controlled via the command line 22.

Die an einer Klemme 27 anliegende Versorgungsspannung wird über einen Analog-Digital-Wandler 28 ebenfalls dem Mikrorechner 1)4 zugeführt. Dort wird die vom Analog-Ditigal-Wandler 28 erzeugte Versorgungsspannungs-abhängige binärzahl~in einer Dekodiereinrichtung 29 dekodiert und betätigt in Abhängigkeit dieser Versorgungsspannung einen der Schalter 18 bis 20.The supply voltage applied to a terminal 27 is supplied via a Analog-digital converter 28 is also fed to microcomputer 1) 4. There the supply voltage-dependent binary number ~ in generated by the analog-digital converter 28 a decoder 29 decodes and actuates as a function of this supply voltage one of the switches 18 to 20.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß bei einer bestimmten Drehzahl n eine bestimmte Adresse y in jeder der drei Spechermatrizes 15 bis 17 angewählt wird. Diese Speichermatr-es sind üblicherweise als Festwertspeicher (ROM) ausce- det, deren Anzahl durch die Speicherkapazität und die Anzahl der zu speichernden Informationen festgelegt ist. In der Speichermatrix 15 ist eine Kennlinie gespeichert, die bei einer Versorgungsspannung von 10 Volt erforderlich ist. In der SDeichermatric 16 eine entsprechende Kennlinie für 12 Volt und in der Speichermatrix 17 für 14 Volt. Die Unterteilung der Stufen kann natürlich beliebig verfeinert werden, indem weitere Kennlinien in weiteren Speichern abgelegt werden. Der in der Speichermatrix 15 unter der Adresse y gespeicherte Zahlenwert beträgt xl, in der Speichermatrix 16 x2 und in der Speichermatrix 17 x3. In Abhängigkeit der an der Klemme 27 anliegenden Versorgungsspannung wird über die Dekodiereinrichtung 29 eine der Schaltereinrichtungen 18 bis 20 geschlossen, so daß programmgesteuert im Zündzeitpunkt einer der Zahlenwerte xl bis x3 in die Zählvorrichtung 21 übernommen und ausgezählt wird. Am Ende der Auszählung wird über die Befehlsleitung 22 der Befehl zum Schließen des elektronischen Schalters 24 gegeben, wodurch ein Primärstrom Ip durch die Zündspule 25 zu fließen beginnt.The mode of operation of the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 consists in the fact that at a certain speed n a certain address y in each of the three memory matrices 15 to 17 is selected. These storage matrices are common as read-only memory (ROM), the number of which depends on the storage capacity and the number of information to be saved is specified. In the storage matrix 15, a characteristic curve is stored, which at a supply voltage of 10 volts is required. In SDeichermatric 16 there is a corresponding characteristic curve for 12 volts and in the memory matrix 17 for 14 volts. The subdivision of the levels can of course can be refined as required by storing additional characteristics in additional memories will. The numerical value stored in the memory matrix 15 at the address y is xl, in the memory matrix 16 x2 and in the memory matrix 17 x3. Dependent on the supply voltage applied to terminal 27 is transmitted via the decoder 29 one of the switch devices 18 to 20 is closed, so that it is program-controlled one of the numerical values x1 to x3 is transferred to the counting device 21 at the ignition time and is counted. At the end of the count, the command line 22 is the Command to close the electronic switch 24 is given, whereby a primary current Ip begins to flow through the ignition coil 25.

Zur Erreichung eines konstanten Zündfunkens und zur Schonung der beteiligten Bautelemente ist es wünschenswert, die Zündung immer bei einem konstanten Stromsollwert Is auszulösen. Da bei geringerer Versorgungsspannung eine längere Stromflußzeit bis zur Erreichung dieses Sollwerts Is erforderlich ist, muß einer kleineren Versorgungsspannung ein kleinerer Zahlenwert xl zugeordnet werden, durch den aufgrund der schnelleren Auszählung der Stromflußbeginn früher erfolgen kann. Die in den Speichermatrizes 15 bis 17 gespeicherten Zahlenwerte müssen so ausgelegt sein, daß der durch sie ausgelöste Stromflußbeginn im Zündzeitpunkt gerade zum Strorisollwert Is geführt hat. Das öffnen des elektronischen Schalters 24 und damit die Auslösung der Zündung erfolgt über einen zweiten, programmgesteuerten Zählvorgang, der hier nicht näher beschrieben ist, da er aus dem angegebenen Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt ist.To achieve a constant ignition spark and to protect those involved Components, it is desirable that the ignition always at a constant current setpoint Is trigger. Since with a lower supply voltage a longer current flow time until this setpoint Is is required, a smaller supply voltage must be used a smaller numerical value xl can be assigned, due to the faster The start of current flow can be counted earlier. The ones in the storage matrices 15 to 17 stored numerical values must be designed in such a way that the The triggered current flow start at the point of ignition just led to the current setpoint Is Has. The opening of the electronic Switch 24 and thus the release the ignition takes place via a second, program-controlled counting process, which is here is not described in more detail, since it comes from the stated prior art in a variety of ways Way is known.

Es sei noch festgestellt, daß in einem Mikrorechner 14 z.B.It should also be noted that in a microcomputer 14 e.g.

die Dekodiereinrichtung 29 und die Schaltvorrichtungen 18 bis 20 natürlich nicht als solche diskret vorliegen.the decoder 29 and the switching devices 18 to 20, of course not discreet as such.

Die Auswahl einer der Speicherwerte xl bis x3 erfolgt programmgesteuert, ebenso wie die Abfrage des Zahlenwerts am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 28. imine schaltungsmäßige Realisierung als Alternative zu einem Mikrorechner ist natürlich ebenfalls denkbar.The selection of one of the memory values xl to x3 is program-controlled, just like the query of the numerical value at the output of the analog-digital converter 28. Imine circuit implementation as an alternative to a microcomputer is natural also conceivable.

Eine weitere Anwendung wäre z.B. die Beaufschlagung der Klemme 27 mit einem vom Unterdruck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine abhängigen Signal oder mit dem Signal eines Klopfsensors. Über die Befehlsleitung 23 würde in diesem Fall das Öffnen des elektronischen Schalters 24, also der Zündzeitpunkt gesteuert. Ein bestimmter Unterdruck, oder ein bestimmtes Klopfsignal würde dann durch Umschaltung von Kennlinien zu einer Verstellung des Zündzeitpunkts führen.Another application would be, for example, the application of terminal 27 with a signal that is dependent on the negative pressure in the intake manifold of the internal combustion engine or with the signal from a knock sensor. Over the command line 23 would be in this If the electronic switch 24 is opened, that is, the ignition timing is controlled. A certain negative pressure or a certain knocking signal would then be switched over of characteristic curves lead to an adjustment of the ignition timing.

Eine weitere Möglichkeit besteht z.B. darin, durch drehzahlabhängige Kennlinien die Umschaltpunkte bei einer elektronischen Getriebesteuerung festzulegen. Der Einfluß eines weiteren Parameters könnte z.B. ein temperaturabhängiges Signal an der Klemme 27 sein, so daß z.B.Another possibility is, for example, to use speed-dependent Characteristic curves to define the switching points in an electronic transmission control. The influence of a further parameter could e.g. be a temperature-dependent signal at terminal 27 so that e.g.

bei absinkender Temperatur ein Umschalten von Kennlinien in dem Sinne erfolgt, daß die Schaltpunkte zu niedrigeren Drehzahlen verlegt werden.when the temperature drops, a changeover of characteristic curves in this sense occurs that the switching points are relocated to lower speeds.

Das In Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist bis auf den Analog-Digital-Wandler 28 entsprechend den ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden jedoch viele Bauteile in der Darstellung weggelassen. So sind im Mikrorechner 14 lediglich die Umschaltvorrichtungen 18 bis 20 dargestellt. Die Klemme 27 ist über drei Schwellwertstufen 303 31, 32 mit der Dekodiereinrichtung 29 verbunden, die wiederum die Schaltvorrichtungen 18 bis 20 steuert. Die Dekodiereinrichtung 29 ist dabei diskret als Gatter-Schaltung dargestellt. Dabei sind die Ausgänge sämtlicher Schwellwertstufen 30 bis 32 jeweils über drei UND-Gatter 33 bis 35 mit den Steuereingängen der Schaltvorrichtungen 18 bis 20 verbunden. Während das UND-Gatter 35 nur nichtinvertierende Eingänge aufweist, ist beim UND-Gatter 34 der mit dem Ausgang der Schwellwertstufe 32 verbundene Eingang invertiert und bei UND-Gatter 35 sind die mit den Ausgängen der Schwellwertstufen 31, 32 verbundenen Eingänge ebenfalls invertiert. Die Schwellwertstufen 30 bis 32 sind verschiedenen Schwellverten zugeordnet.The second embodiment shown in Fig. 3 is up to the analog-to-digital converter 28 constructed in accordance with the first exemplary embodiment. To simplify the illustration, however, many components have been included in the illustration omitted. Thus, only the switching devices 18 to 18 are in the microcomputer 14 20 shown. The terminal 27 is via three threshold levels 303 31, 32 with the Decoder 29 connected, which in turn the switching devices 18 to 20 controls. The decoder 29 is shown discretely as a gate circuit. The outputs of all threshold levels 30 to 32 are each over three AND gates 33 to 35 are connected to the control inputs of the switching devices 18 to 20. While the AND gate 35 has only non-inverting inputs, the AND gate is 34 the input connected to the output of the threshold value stage 32 is inverted and in the case of AND gate 35, those are connected to the outputs of the threshold value stages 31, 32 Inputs also inverted. The threshold levels 30 to 32 are different Associated with swell vertebrae.

Ist der jeweilige Schwellwert (10 Volt bzw. 12 Volt bzw. 14 Volt) erreicht, so wird am Ausgang der betreffenden Schwellwertstufen 30 bis 32 ein Ausgangssignal erzeugt. Ist z.B. die Versorgungsspannung höher als 14 Volt, so liegen an sämtlichen Ausgängen der Schwellwertstufen 30 bis 32 1-Signale, wodurch über das UND-Gatter 35 die Schaltvorrichtung 18 betätigt, d.h. geschlossen wird. Liegt die Spannung zwischen 12 Volt und 14 Volt, so wird entsprechend die Schaltvorrichtung 19 betätigt und liegt sie zwischen 10 Volt und 12 Volt, so wird die Schaltvorrichtung 20 geschlossen. Auch im zweiten Ausführungsbeispiel kann natürlich die Dekodiereinrichtung 29 softwaremäßig im Mikrorechner 1)4 enthalten sein.Is the respective threshold value (10 volts or 12 volts or 14 volts) is reached, an output signal is provided at the output of the relevant threshold value stages 30 to 32 generated. For example, if the supply voltage is higher than 14 volts, then all of the Outputs of the threshold levels 30 to 32 1 signals, whereby via the AND gate 35 the switching device 18 is actuated, i.e. closed. There is tension between 12 volts and 14 volts, the switching device 19 is actuated accordingly and if it is between 10 volts and 12 volts, the switching device 20 is closed. In the second exemplary embodiment, too, the decoding device 29 can of course be software-based be included in the microcomputer 1) 4.

Claims

Claims I.) device for controlling operating parameters dependent steps, in particular the start of the closing time for ignition systems of internal combustion engines, with a computer containing at least one memory matrix, its memory locations (Addresses) selected depending on the respective value of a first parameter and their selected memory contents are counted, whereby the counting end the Triggering of the process to be controlled causes, characterized in that by the first parameter (s) the memory locations of at least two memory matrices (15 to 17) can be selected in parallel and that at least depending on the respective value Another parameter (U) is the selected memory content of one of the memory matrices (15 to 17) is released for counting.

2. Device according to claim 1, characterized in that the at least another parameter value (U) is converted into a numerical value through which about a decoder (29) selects one of the memory matrices (15 to 17) and is released.

3. Device according to claim 1, characterized in that the at least a further parameter value (U, several threshold levels (30 to 32) with graduated Threshold values is supplied, depending on the combination of their output values one of the memory matrices (15 to 17) is selected and enabled.

II. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the first parameter is the speed (n) of an internal combustion engine.

5. Device according to claim 4, characterized in that another Parameters the supply voltage (U) and the process to be controlled, the start of the closing time for an ignition system (23).