DE3413105C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung des Voreilwinkels für die Kraftstoff-Einspritzung eines Diesel­ motors nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Einrichtung zur Bestimmung des Voreilwinkels für die Kraftstoff-Einspritzung eines Dieselmotors ist aus der DE-OS 26 30 776 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt die Erzeugung der Impulssignale mit Hilfe eines er­ sten, an einer Kraftstoff-Einspritzdüse angebrachten Impuls­ gebers in Form eines Drucksensors. Wird das entsprechende Drucksignal zugeführt, so wird ein Flip-Flop gesetzt, um einen Zähler sowie einen Zeitgeber in Betrieb zu setzen. Anschlie­ ßend wird der genannte Flip-Flop nach Verstreichen der von dem Zeitgeber vorgegebenen Zeitspanne zurückgesetzt. Da der Ausgangspegel des Flip-Flops durch das nächste erzeugte Druck­ signal geändert wird, werden die folgenden Drucksignale aus­ geblendet. Bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt jedoch das Ausblenden von unerwünschten Signalen während einer vorgege­ benen konstanten Zeitspanne, sobald der Dieselmotor mit kon­ stanter Drehzahl läuft. Dies führt jedoch dazu, daß bereits das Fehlen eines einzigen Impulssignals zu Funktionsstörungen führen kann. Ein System mit fester Sperrperiode ist jedoch dann unbrauchbar, wenn Prüfungen bei unerschiedlichen Drehzahlen durchgeführt werden sollen. Die Möglichkeit, eine ordnungsge­ mäße Sperrperiode für jede Motordrehzahl zu berechnen und eine Schaltung zu entwerfen, die für jede Drehzahl automatisch die betreffende Sperrperiode auswählt wird in der genannten Druck­ schrift verworfen, da ein solches System viel zu teuer, sehr aufwendig und zeitraubend sein würde und dabei auch die Mei­ nung vertreten wird, daß abgewartet werden müßte, bis sich sämtliche Schaltkreise bei der jeweiligen Drehzahl stabili­ siert haben, bevor überhaupt mit einer Prüfung begonnen werden könnte.

Aus der DE-OS 22 31 165 ist eine Anordnung zur Gewinnung eines Triggersignales beispielsweise für Stroposkoplampen bekannt aus einem dem Druck in einer Einspritzleitung einer Diesel­ brennkraftmaschine entsprechenden elektrischen Signal. Dabei wird das dem Druck entsprechende elektrische Signal an einen Schwellwertschalter angeschlossen, der über eine Torschaltung mit einer monostabilen Kippschaltung verbunden ist, deren Kipp­ zeit in Abhängigkeit von der Drehzahl der Dieselbrennkraftma­ schine veränderbar ist und deren Ausgangssignal die Torschal­ tung steuert. Dabei registriert zwar ein Druckgeber eine Fül­ le von Druckänderungen in der Einspritzleitung, zur Auslösung der Stroposkop-Lampe kann jedoch nur ein bestimmtes Signal her­ angezogen werden, d. h. die übrigen Signale müssen ausgeblen­ det werden, was mit Hilfe der zuvor erläuterten Anordnung er­ folgt. Hierbei wird also der Zweck verfolgt, die Diagnose von Dieselbrennkraftmaschinen zu vereinfachen.

Aus der DE-OS 31 34 667 ist eine elektronisch gesteuerte Ein­ richtung zum Einspritzen von Kraftstoff für einen Verbrennungs­ motor bekannt, die in Abhängigkeit von einem Signal eines Füh­ lers für die Erzeugung eines Signals über die Betriebsbedin­ gungen des zugehörigen Motors gesteuert wird. Die bekannte Einrichtung enthält einen Generator für die Erzeugung eines Bereitschaftssignals, durch das die Einrichtung auch ohne das normale Ausgangssignal von dem Fühler ihre Funktion weiter er­ füllen kann. Es ist ferner eine Schaltungsanordnung vorgesehen, um in Abhängigkeit von der Feststellung einer Störung in dem Fühler das Bereitschaftssignal statt des Signals von dem Füh­ ler einem Steuerbereich zuzuführen und dadurch die Einrichtung weiterhin elektronisch zu steuern und funktionsfähig zu halten. Die Einrichtung zur Erzeugung des Bereitschaftssignals enthält einen Signalgenerator für die Erzeugung eines Signals, welches den Zeitpunkt der Ventilöffnung einer Einspritzdüse anzeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung des Voreilwinkels für die Kraftstoff-Einspritzung eines Dieselmotors der angegebenen Gattung zu schaffen, die eine sehr exakte Bestimmung des Voreilwinkels unabhängig von unerwünschten Rauschanteilen einerseits, aber auch unabhängig von etwaigen fehlenden Impulssignalen andererseits ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungs­ teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung ändert sich die Zeit­ spanne, in der die unerwünschten Signale ausgeblendet werden in Abhängigkeit von der Erzeugungsperiode der Impulssignale, so daß das etwaige Fehlen von Impulssignalen selbsttätig kom­ pensiert wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Einrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung;

Fig. 2A bis 2F Wellenformendiagramme zum Erläutern der Ar­ beitsweise der Einrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 ein ins einzelne gehendes Blockdiagramm einer Einspritzvoreilwinkel-Rechenschaltung, wie sie in Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 4A bis 4D Wellenformdiagramme von Signalen zum Erläu­ tern der Arbeitsweise der Einspritzvoreil­ winkel-Rechenschaltung, die in Fig. 3 darge­ stellt ist;

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung, wobei es teilweise als ein Funktionsblockdiagramm dargestellt ist;

Fig. 6 bis 8 Flußdiagramme der Programme, die von dem in Fig. 5 dargestellten Mikrocomputer durch­ zuführen sind.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Einrichtung zum Messen des Einspritzvoreilwinkels mit Merkmalen nach der Erfindung. In der dargestellten Ausführungsform ist die Einrichtung 1 zum Messen des Einspritzvoreilwinkels in einem Viertakt-Vierzylinder-Dieselmotor verwendet und mißt deren Einspritzvoreilwinkel (den Zeitpunkt des Beginns einer Kraft­ stoffeinspritzung). Die Einrichtung 1 weist einen Impulsgeber 3 zum Abgeben von zweiten Impulssignalen S ₁, welche jedesmal dann abgegeben werden, wenn eine Kurbelwelle 2 des (nicht dargestellten) Dieselmotors eine vorbestimmte Winkelstellung erreicht, und einen Nadelventil-Hubsensor 5 auf, der an einem der vier Kraftstoffeinspritzventile des Dieselmotors angebracht ist.

Der Impulsgeber 3 weist ein an der Kurbelwelle 2 be­ festigtes, rotierendes Teil 6 und eine elektromagnetische Abtastwicklung 7 auf, welche so angeordnet ist, daß vier Zähne 6 a bis 6 d, die am Umfang des rotierenden Teils 6 in Winkelabständen von 90° vorgesehen sind, in Gegenüberlage gebracht werden und dann anschließend aus dieser weggehen, wenn sich das rotierende Teil 6 dreht. Die Induktion der elektromagnetischen Abtastwicklung 7 ändert sich, wenn sich die Zähne 6 a bis 6 d nähern und entfernen. Der Impuls­ geber 3 gibt ein erstes Fühlspannungssignal V ₁ entsprechend der Induktivitätsänderung der elektromagne­ tischen Abtastwicklung 7 ab.

Das erste Fühlspannungssignal V ₁ besteht aus Impulsen, welche positive und negative Anteile haben, wie in Fig. 2A dargestellt ist, und der Punkt zwischen diesen Anteilen, wenn die Signalspannung null ist, stellt den Zeitpunkt dar, zu welchem einer der Zähne der elektromagnetischen Abtast­ wicklung 7 gegenüberliegt.

Das erste Fühlspannungssignal V ₁ wird an eine Pegelunter­ scheidungsschaltung 9 angelegt, welche das Impulssignal S ₁ abgibt, welches den Pegel "L" darstellt, der dem positiven Anteil des ersten Fühlspannungssignals V ₁ entspricht (Fig. 2B). Die Anstiegsflanken der Impulssignale S ₁ stimmen mit den jeweiligen Nullschnittstellen des ersten Fühlspannungssignals V ₁ überein. In der darge­ stellten Ausführungsform stimmen die Zeitpunkte, an welchen die Zähne 6 a bis 6 d zu der elektromagnetischen Aufnahme­ wicklung 7 in Gegenüberlage kommen, mit den Zeitpunkten überein, an welchen die jeweiligen Zylinderkolben des Mo­ tors ihre oberen Totpunkte erreichen, so daß die Anstiegs­ zeiten des Impulssignals S ₁ die oberen Totpunkt­ zeitpunkte darstellen. Da in dieser Ausführungsform der Dieselmotor einen Viertakt-Vierzylinder-Motor ist, gibt der Impulsgeber 3 acht Impulse bei jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 2 ab.

Der Nadelventil-Hubsensor 5 ist so ausgebildet, daß ein (nicht dargestellter) Sensorkern in einer (ebenfalls nicht dargestellten) Sensorspule, welche an dem Einspritzventil 4 vorgesehen ist, entsprechend dem Anheben des Nadelven­ tils zu dem Zeitpunkt, an welchem sich das Kraftstoffein­ spritzventil 4 öffnet, bewegt wird. Der Nadelventil-Hub­ sensor 5 gibt ein zweites Fühlspannungssignal V ₂ ab, dessen Pegel sich entsprechend der Induktivitätsänderung der Sen­ sorwicklung ändert. Wie in Fig. 2C dargestellt, ändert sich der Pegel des zweiten Fühlspannungssignals V ₂ in negativer und positiver Richtung entsprechend der Auf- und Abwärts­ bewegung des Nadelventils. Das zweite Fühlspannungssignal V ₂ wird an die Pegelunterscheidungsschaltung 11 angelegt, welche so ausgebildet ist, daß der Unterscheidungsvorgang mit Hilfe einer Hysteresecharakteristik mittels einer Reihenrückkopplungsschaltung aus einem Widerstand R und einem Kondensator C durchgeführt wird, um so einen dem Nadelimpulshub entsprechendes Impulssignal S ₂, wie in Fig. 2D dargestellt ist, entsprechend dem Eingang des zweiten Fühlspannungssignals V ₂ abzugeben. Wie aus Fig. 2C und 2D zu ersehen ist, ist das dem Nadelventilhub entspre­ chende Impulssignal S ₂ ein Impulsfolgesignal aus Zeit­ steuerimpulsen NP ₁, NP ₂, . . . , welche auf einen Pegel "H" kommen, wenn die Impulse des zweiten Fühlspannungssignals V ₂ negativ sind. In jedem dieser dem Nadelventilhub zuge­ ordneten Zeitsteuerimpulsen zeigt der Anstiegszeitpunkt den Öffnungszeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils 4 an. Diese Zeitsteuerimpulse werden einmal für jeweils 8 Impulse abgegeben, die von dem Impulsgeber 3 erzeugt worden sind, und die Ausgangszeitpunkte der dem Nadelventil­ hub zugeordneten Zeitsteuerimpulse eilen um den Einspritzvor­ eilwinkel R denen der entsprechenden ersten Impulssignale voraus.

Eine den Einspritzvoreilwinkel berechnende Schaltung 12 ist vorgesehen, um den Einspritzvoreilwinkel R auf der Basis der dem Ventilnadelhub entsprechenden zweiten Impulssignale und der entsprechenden ersten Impulssignale zu berechnen. Das Impuls­ signal S ₁ wird unmittelbar in die den Ein­ spritzvoreilwinkel berechnende Schaltung 12 eingegeben, während das dem Ventilnadelhub entsprechende Impulssig­ nal S ₂ über ein UND-Glied 13 an die Rechenschaltung 12 ange­ legt wird.

In Fig. 3 ist ein ins einzelne gehendes Blockschaltbild der den Einspritzvoreilwinkel berechnenden Schaltung 12 dargestellt. Das Impulssignal S ₁ wird durch einen Frequenzvervielfacher 14 eine vorbestimmte Anzahl Mal frequenzvervielfacht, und das von dem Frequenzverviel­ facher 14 erzeugte Signal wird dann durch eine Wellenformer­ schaltung 15 geformt. Im Ergebnis wird dann das in Fig. 4A dargestellte Signal S ₁ in ein Zählimpulssignal S ₃ umgewan­ delt, wie in Fig. 4B dargestellt ist. Andererseits wird das dem Ventilnadelhub entsprechende Impulssignal S ₂ an den Setzanschluß eines Flip-Flops 16 angelegt, an dessen Rücksetzanschluß als Rücksetzsignal das Impulssig­ nal S ₁ angelegt ist. Folglich wird das Flip-Flop 16 bei dem Anstiegszeitpunkt jedes Nadelventilhub-Steuerimpulses ge­ setzt, um dessen Ausgang auf einen Pegel "H" zu bringen, und wird zu dem Anstiegszeitpunkt des entsprechenden Impuls­ signals rückgesetzt, um dessen Q-Ausgang auf einen Pegel "L" zu bringen. Insbesondere wird der Aus­ gang "Q" von dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops zu dem Zeitpunkt t ₁, t ₂, . . . des Anhebens des Nadelventils hoch und fällt bei dem Anstiegszeitpunkt t ₁′, t ₂′, . . . des fol­ genden Impulssignals ab.

Der Ausgang Q wird als ein Rücksetz- und Zählimpuls an einen Zähler 17 angelegt, an welchem das Zählimpulssignal S ₃ als ein Zählimpuls eingegeben wird, und der Zähler 17 wird bei dem Anstieg des Ausgangs Q rückgesetzt, um die Anzahl Impulse des Zählimpulssignals S ₃ zu zählen, das während der Periode des Ausgangs Q mit einem Pegel "H" erzeugt worden ist.

Folglich ändert sich die von dem Zähler 17 gezählte Anzahl in Abhängigkeit von dem Einspritzvoreilwinkel R. Die ge­ zählten Ausgangsdaten D ₁ von dem Zähler 17 werden durch eine Datenumsetzschaltung 18 in den Einspritzvoreilwinkel­ wert umgesetzt, so daß die Voreilwinkeldaten D ₂, welche den Einspritzvoreilwinkelwert zu jedem Zeitpunkt darstellen, abgegeben werden. Die Voreilwinkeldaten D ₂ werden beispiels­ weise an eine (nicht dargestellte) Einspritzzeitpunkt- Steuerschaltung angelegt.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung 1 mit einer Verknüpfungssteuerschaltung 19 für ein Ein-Aussteuern des UND-Glieds 13 versehen, so daß nur die Impulssignale, welche durch den Hub des Nadelventils er­ zeugt worden sind, an die den Einspritzvoreilwinkel berech­ nende Schaltung 12 angelegt werden, und daß verhindert ist, daß andere Rauschanteile an dieRechenschaltung angelegt werden. Die Verknüpfungssteuerschaltung 19 weist eine den Sperrzeitpunkt berechnende Schaltung 20 und einen verän­ derlichen Zeitgeber 21 auf. Die den Sperrzeitpunkt berech­ nende Schaltung 20 ist eine Schaltung, um die Zeit, welche für die Kurbelwelle 2 des Dieselmotors erforderlich ist, sich um ⁷/₄ Umdrehungen zu drehen, d. h. eine Zeit T ₁, wel­ che siebenmal so lang wie ein Zyklus (t _{d 1}) des Impuls­ signals S ₁ ist, entsprechend dem Impuls­ signal S ₁ und dem dem Nadelventilhub entsprechenden Im­ pulssignal S ₂ zu berechnen. Der veränderliche Zeitge­ ber 21 spricht auf Daten D ₃ an, welche die berechnete Zeit T ₁ anzeigen, und ist auf eine Zeit T ₁ entsprechend je­ der abfallenden Flanke der Impulse des dem Nadelventilhub entsprechenden Impulssignals S ₂ gesetzt.

Die die Sperrzeit berechnende Schaltung 20 hat eine Perio­ denberechnungsschaltung 17 zum Berechnen der Periode t _{s 1} des Impulssignals S ₁ und hat eine Multipliziereinheit 72, an welcher ein Signal K, welches die Periode t _{s 1} anzeigt, von der Periodenberechnungsschaltung 71 aus angelegt wird. In der Multipliziereinheit 72 wird die sich ergebende Peri­ ode t _{s 1} mit ⁷/₄ multipliziert, um Daten D ₃ zu erzeugen, welche den Wert ( ^S /₄ × t _{s 1}) anzeigen.

Wenn der veränderliche Zeitgeber 21 auf die durch Daten D ₃ vorbestimmte Zeit zum Zeitpunkt der Rückflanke des ersten Impulssignals gesetzt wird, wird der Pegel des Sperrsig­ nals V ₃, das von dem veränderlichen Zeitgeber 21 erhalten worden ist, "L" (Fig. 2E). Wenn die die Sperrzeit berech­ nende Schaltung 20 die Anstiegszeit des Impulssignals feststellt, der unmittelbar nach der Abgabe des ersten Impuls­ signals abgegeben worden ist, gibt die Rechenschal­ tung 20 einen Triggerimpuls TP entsprechend der festgestell­ ten Anstiegszeit oder -flanke ab, um den Betrieb des ver­ änderlichen Zeitgebers 21 zu starten.

Um den Triggerimpuls TP zu erzeugen, weist die den Sperr­ zeitpunkt berechnende Schaltung 20 ein Flip-Flop 73 auf, welche auf das Impulssignal S ₁ und das dem Na­ delventilhub entsprechenden Impulssignal S ₂ anspricht, welches über das UND-Glied 13 erhalten worden ist. Das Flip-Flop 73 wird in ähnlicher Weise wie das Flip-Flop 16 in der den Einspritzvoreilwinkel berechnenden Schaltung 12 betrieben. Somit wird ein Signal, das dem in Fig. 4D darge­ stellten Ausgang Q ähnlich ist, als der Triggerimpuls TP erzeugt, wie in Fig. 2F dargestellt ist. Der veränderliche Zeitgeber 21 wird entsprechend der fallenden oder Rückflan­ ke jedes Triggerimpulses TP gestartet. Wie aus der vorheri­ gen Beschreibung zu ersehen ist, kann der Ausgang Q als der Triggerimpuls TP verwendet werden. Da der veränderliche Zeitgeber 21 auf ⁷/₄ des Rotationszyklus des Motors, d. h. auf T ₁ eingestellt ist, wird der Pegel des Sperrsignals V ₃ auf "H" geändert, nachdem eine Zeit, welche ⁷/₄ des Ro­ tationszyklus (= T ₁) des Motors entspricht, von dem Start des Zeitgebers verstrichen ist.

Somit fährt die Verknüpfungssteuerschaltung 19 fort, das UND-Glied 13 zu schließen, bis acht Impulssignale nach der Erzeugung des dem Nadelventilhub entsprechenden Impulssignals abgegeben worden sind, um zu verhindern, daß außer dem erwünschten, dem Nadelventilhub entsprechen­ den Impulssignal Signalanteile in die den Einspritzvor­ eilwinkel berechnende Schaltung 12 eingegeben werden.

Die Arbeitsweise der Verknüpfungssteuerschaltung 19 wird nunmehr anhand von Fig. 2 beschrieben. Wenn das Nadelventil zum Zeitpunkt t = t _a angehoben wird, und der Hubsteuerim­ puls NP ₁ ansteigt, (d. h. bei dem Einspritzanfangszeitpunkt) befindet sich der veränderliche Zeitgeber 21 in seinem Rücksetzzustand und der Pegel seines Ausgangs, d. h. das Sperr­ signal V ₃, ist "H". Daher ist das UND-Glied 13 in sei­ nem offenen Zustand und der Hubsteuerimpuls NP ₁ kann über das UND-Glied 13 in die den Einspritzvoreilwinkel berech­ nende Schaltung 12 und die eine Sperrung berechnende Schaltung 20 eingegeben werden. Die Verknüpfungssteuer­ schaltung 19 spricht auf das Abfallen des Hubsteuerimpul­ ses NP ₁ an, damit der Pegel des Sperrsignals V ₃ zum Zeit­ punkt t = t _b "L" wird, und das UND-Glied 13 geschlossen wird. Entsprechend dem Anstieg des Impulssignals S ₁, welches unmittelbar nach dem Abfallen des Hubsteuerim­ pulses NP ₁ abgegeben wird, wird der Triggerimpuls TP er­ zeugt, und der veränderliche Zeitgeber 21 wird dadurch ge­ triggert, um den Zeitgeberbetrieb zu starten, und das Sperr­ signal V ₃ wird während des Zeitabschnitts von ⁷/₄ Um­ drehungen des Motors auf einem Pegel "L" gehalten. Das UND- Glied wird während dieses Zeitabschnitts geschlossen gehal­ ten. Folglich kann verhindert werden, daß Impulse, die an den Nadelventil-Hubsensor 5 durch Schwingungen der Maschi­ ne nach einer Einspritzung, bei einer Kraftstoffeinsprit­ zung in einen anderen Zylinder oder aus anderen Gründen oder durch andere elektrische Rauschsignale erzeugt worden sind, in die den Einspritzvoreilwinkel berechnende Schal­ tung 12 eingegeben werden.

Zum Zeitpunkt t = t _c wird der Pegel des Sperrsignals V ₃ "H", so daß das UND-Glied 13 offen ist und der folgende Hubsteuerimpuls NP ₂ über das UND-Glied 13 in die den Ein­ spritzvoreilwinkel berechnende Schaltung 12 und die den Sperrzeitpunkt berechnende Schaltung 20 eingegeben wird. Danach werden ähnliche Operationen wiederholt, um das Ein- Aussteuern des UND-Glieds 13 wiederholt zu bewirken.

Obwohl die eingestellte Zeit an dem veränderlichen Zeitge­ ber 21 die Zeit ist, die für den Motor erforderlich ist, um sich in der vorstehenden Ausführungsform um ⁷/₄ Umdre­ hungen zu drehen, kann die eingestellte Zeit so festgelegt werden, daß der Pegel des Sperrzeitsignals V ₃ unmittelbar vor einer Erzeugung des folgenden Nadelventilhub-Steuerim­ pulses "H" wird. Ferner kann die Berechnung mittels der den Sperrzeitpunkt berechnenden Schaltung 22 in Abhängigkeit von der Anzahl der Zylinder des Motors entsprechend ge­ wählt werden, um die geforderte Sperrzeit zu erhalten.

In Fig. 5 ist teilweise in Form eines Funktionsblockdia­ gramms eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zum Messen des Voreilwinkels bei einer Kraftstoffeinspritzung gemäß der Erfindung dargestellt, welche in einer den Ein­ spritzzeitpunkt steuernden Einrichtung angewendet wird und einen programmierten Mikrocomputer verwendet, um den Ein­ spritzvoreilwinkel und den Sperrzeitpunkt für das Nadel­ ventilhub-Impulsfolgesignal zu berechnen. Die Einspritzvor­ eilwinkel-Meßeinrichtung 31 weist einen Impulsgeber 32 zum Abgeben eines Impulssignals S ₁ und einen Impulsgeber 33 zum Abgeben eines Impulssignals S ₂ auf. Diese Impulsgeber 32 und 33 sind im wesentlichen die gleichen wie die in der Ausfüh­ rungsform der Fig. 1 verwendeten Impulsgeber, um das Impulssignal S ₁ und das Impulssig­ nal S ₂ zu erzeugen, so daß dies hier nicht mehr im einzel­ nen beschrieben wird.

Das Impulssignal S ₁ ist dem Impulssignal ähnlich, wie es in Fig. 2B dargestellt ist, und es wird an einen ersten periodenberechnenden Zählerabschnitt 35 des Mikrocomputers 34 eingegeben, um die Periode des Signals S ₁ zu berechnen. Der Mikrocomputer 34 ist an sich bekannt und weist eine Zentraleinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Randomspeicher (RAM) usw. auf. Der erste Zäh­ lerabschnitt 35 mißt die Periode t _{s 1} des Impuls­ signals S ₁ (siehe Fig. 2B). Obwohl der erste Zählerabschnitt 35 in der vorliegenden Ausführungsform einen Zähler in dem Mikrocomputer 34 benutzt, kann auch ein externer Zähler ver­ wendet werden, wenn der Mikrocompuer 34 keinen Zähler hat. Das Impulssignal S ₁ wird in den Mikrocomputer 34 auch als ein Unterbrechungsbefehlssignal zum Durchführen einer ersten Unterbrechung eingegeben, wie später noch be­ schrieben wird. Der Unterbrechungsbetrieb wird bei der An­ stiegszeit des Impulssignals S ₁ bewirkt (was durch einen Funktionsblock 42 angezeigt ist).

Andererseits wird das Impulssignal S ₂ an einen Taktanschluß C eines J-K-Flip-Flops 36 ange­ legt, welches bei der Anstiegszeit des Eingangssignals ge­ setzt wird. An dem Rücksetzanschluß R des J-K-Flip-Flops 36 wird das Bezugssignal S ₃ über eine Differenzierschaltung 37 eingegeben, so daß ein impulsförmiges Differenziersig­ nal S _1′, das den Anstiegszeitpunkt des Impulssignals S ₁ darstellt, als ein Rücksetzimpuls eingegeben wird. Folg­ lich ändert sich der Pegel am Ausgangsanschluß Q des J-K- Flip-Flops 36 bei jedem Anstieg des Impulssignals S ₂ von "L" auf "H" und wird "L" bei dem Anstiegszeitpunkt des Impulssignals S ₁, welches unmittelbar nach dem Anstieg des Impulssignals S ₂ erzeugt worden ist. Das Signal am Ausgang Q ist ein Signal, wie es in Fig. 2F dargestellt ist, und seine einen hohen Pegel aufweisende Periode stellt zu jedem Zeitpunkt den Einspritzvoreilwinkel R dar. Das Signal am Ausgang Q des J-K-Flip-Flops 36 wird an einen zweiten periodenberechnenden Zählerabschnitt 38 des Mikro­ computers 34 eingegeben, um die Zeitdauer der einen hohen Pegel aufweisenden Periode des Signals am Ausgang Q, d. h. die Zeitperiode zu messen, welche dem Winkel R entspricht, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der zweite Zählerabschnitt 38 kann andererseits wie im Falle des ersten vorstehend beschriebenen Zählerabschnitts 35 auch außerhalb des Mikro­ computers vorgesehen sein.

Das Impulssignal S ₂ wird an dem Mikro­ computer 34 auch als ein Unterbrechungsbefehlssignal einge­ geben, und eine zweite Unterbrechung wird bei der Anstiegs­ zeit des Impulssignals S ₂ durchgeführt (wie durch einen Funktionsblock 43 angezeigt ist). Der Mikrocomputer 34 führt normalerweise auch die Berechnung zum Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts durch, führt aber auch den ersten und zweiten Unterbrechungsvorgang, wie im einzelnen noch beschrieben wird, bei dem Anstieg des Impulssignals S ₁ und des Impuls­ signals S ₂ aus. Der Funktionsblock der Einspritzzeit­ punktsteuerung ist mit einem Bezugszeichen 44 bezeichnet.

Nunmehr wird die Arbeitsweise des Einspritzzeitpunkt-Steu­ erabschnitts 44 anhand des Flußdiagramms der Fig. 6 be­ schrieben. Bei Anlegen der Energie wird eine Initialisie­ rung durchgeführt (Schritt 51) und die Drehzahl des Motors wird beim Schritt 52 berechnet. Die Berechnung der Motor­ drehzahl wird aufgrund der Periode t _{s 1} des Impuls­ signals S ₁ durchgeführt, welches durch den ersten Unter­ brechungsvorgang eingelesen ist, wie später noch beschrie­ ben wird. Dann wird der Solleinspritzzeitpunkt, welcher den Daten entspricht, welche die berechnete Motordrehzahl dar­ stellen, beim Schritt 53 berechnet. Dies kann durch Ausle­ sen der Daten durchgeführt werden, die einen Solleinspritz­ zeitpunkt darstellen, der vorläufig in dem Festwertspeicher (ROM) als ein Adressenwert der die Motordrehzahl darstellen­ den Daten gespeichert worden ist. Die Solleinspritz-Zeit­ punktdaten und die Voreilwinkeldaten, die durch den ersten Unterbrechungsvorgang eingelesen worden sind, wie später noch beschrieben wird, werden verglichen und beim Schritt 54 berechnet, um Fehlerdaten zu erhalten, welche die Dif­ ferenz zwischen den Solleinspritz-Zeitpunktdaten und dem Voreilwinkel darstellen. Beim Schritt 55 werden die Fehler­ daten in ein Ansteuersignal umgesetzt, um ein Einspritz­ zeitpunkt-Einstellteil 46 anzusteuern, so daß der Wert des Voreilwinkels mit dem Solleinspritzzeitpunkt übereinstim­ men kann und durch eine Ansteuerschaltung 47 eingegeben wird (Schritt 56). Danach wird der Schritt 52 wieder aufge­ nommen, um die vorstehend beschriebene Operation zu wieder­ holen, um so den Wert des Voreilwinkels so zu steuern, daß es immer mit dem Solleinspritzzeitpunkt übereinstimmt.

Die ersten und zweiten Unterbrechungsvorgänge sind Berech­ nungen zum Durchführen einer Sperroperation für das Impulssignal S ₂, so daß unerwünschte Impuls­ signalanteile, die in dem Ausgangssignal von dem Impulsgeber 33 enthalten sind, wirksam gesperrt werden können, und nur die gewünschten Impulsanteile in das J-K-Flip-Flop 36 eingegeben werden können.

Wie aus Fig. 2 ersehen werden kann, gibt es eine solche Be­ ziehung, daß das Impulssignal S ₁ achtmal an­ steigt, während das Impulssignal S ₂ nur einmal ansteigt; wenn das Impulssignal S ₂ an­ steigt, ist die zweite Unterbrechung ausgeführt.

Bei der zweiten Unterbrechung wird eine Zeit, welche das ⁷/₄fache derjenigen für eine Motorumdrehung ist, aufgrund der Daten, die in dem ersten Zählerabschnitt 35 erhalten worden sind, d. h. eine Zeit, welche siebenmal so lang wie ein Zyklus T _{s 1} des Impulssignals S ₁ der Fig. 2B ist, berechnet (Schritt 57), und die Zeitgeberzeit eines veränderlichen Zeitgeberabschnitts 45 wird entsprechend dem Rechenergebnis eingestellt (Schritt 58). Der veränderliche Zeitgeberabschnitt 45 ist eine programmierte Funktion des Mikrocomputers 34, und wenn der veränderliche Zeitgeber eingestellt ist, wird der Pegel einer Ausgangsleitung 39 für den Zeitgeber des Mikrocomputers 34 von "H" auf "L" ge­ ändert, und die Sperroperation wird gestartet (Schritt 59). Der Ausgangspegel eines Pufferverstärkers 40 mit offenem Kollektor wird dementsprechend "L". Eine Ausgangsleitung 41 des Pufferverstärkers 40 ist mit einem Ausgangsanschluß des Impulsgebers 33 verbunden, und da eine Pegelunterscheidungsschaltung an der Ausgangsstufe des Impulsgebers 33 auch eine Ausführung mit offenem Kollektor ist, ist ein sogenanntes verdrahtetes UND-Glied gebildet. Wenn daher der Pegel auf der Ausgangsleitung 41 "L" wird, wird auch der Pegel des Impuls­ signals S ₂ "L" und wird in den sogenannten gesperrten Zustand gebracht. Dann wird 8 in einem Zähler CTR für den ersten Unterbrechungsvorgang gesetzt, wie später noch be­ schrieben wird (Schritt 60), und die Durchführung des Hauptprogramms (Steuern des Einspritzzeitpunkts) wird wie­ der aufgenommen.

Obwohl sich eine ungesperrte Periode während der Rechen­ periode und der Ansprechverzögerungsperiode der verschie­ denen Schaltungen ergibt, bevor die Sperroperation, wie oben beschrieben, entsprechend dem Hubbetrieb des Nadelven­ tils durchgeführt worden ist, spricht die Pegelunterschei­ dungsschaltung 11 nicht auf Rauschimpulse an, die nach dem Nadelhubimpuls für eine vorbestimmte Zeitperiode vorkommen, da die Pegelunterscheidungsschaltung 11 mit einer Hysterese­ charakteristik durch eine CR-Rückkopplungsschaltung wie im Fall der Fig. 1 versehen ist, so daß keine Schwierigkeiten infolge der Verzögerung beim Starten der Sperroperation hervorgerufen werden.

Die vorstehend beschriebene Sperroperation wird für einen Zeitabschnitt durchgeführt, der gleich ⁷/₄ eines Umdrehungs­ abschnitts des Motors ist, so daß eine gewünschte Sperr­ operation für das Impulssignal S ₂ in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 durchgeführt werden kann.

In der Einrichtung 31 wird die erste Unterbrechungsopera­ tion durchgeführt, um zu verhindern, daß der nachfolgende Hubsteuerimpuls fehlerhafterweise durch eine durch eine plötzliche Erhöhung der Motordrehzahl hervorgerufene Ver­ längerung der Sperrperiode gesperrt wird. Wie in Fig. 10 dargestellt, wird bei der ersten Unterbrechungsoperation entsprechend dem Unterbrechungsbefehl die Periode t _{s 1} des Impulssignals S ₁, der in dem ersten Rechnerab­ schnitt 35 gemessen worden ist, eingelesen und wird dann beim Schritt 61 in dem Randomspeicher (RAM) gespeichert. Dann wird eins von dem Inhalt (CRT) des Zählers CRT sub­ trahiert (Schritt 62) und ob der Inhalt des Zählers CRT null oder nicht ist, wird beim Schritt 63 entschieden. Wenn das Ergebnis "NEIN", dann wird beim Schritt 64 festgestellt, ob der Inhalt des Zählers CRT 7 ist oder nicht. Wenn das Ergebnis "JA" ist, werden die dem Voreilwinkelwert ent­ sprechenden Daten, welche durch den zweiten Zählerabschnitt 38 erhalten worden sind, eingelesen und in dem Randomspei­ cher (RAM) gespeichert (Schritt 65), und der Verarbeitungs­ vorgang kehrt zu dem Hauptprogramm zurück. Wenn das Ergeb­ nis der Bestimmung beim Schritt 64 "NEIN" ist, wird die Un­ terbrechungsoperation unterbrochen, und die Verarbeitung kehrt zu dem Hauptprogramm zurück. Wenn das Ergebnis beim Schritt 63 "JA" ist, gibt der Zeitgeber einen Befehl ab, um die Sperroperation zu unterbrechen (Schritt 66) und die Verarbeitung kehrt zu dem Hauptprogramm zurück. Es ist eine mögliche fehlerhafte Sperrung der nächsten Nadelventilhub-Steuerdaten verhindert, selbst wenn die Drehzahl des Motors sich plötzlich ändert. Somit kann eine Einrichtung zum Messen des Voreilwinkels bei einer Kraft­ stoffeinspritzung geschaffen werden, welche einen Programm­ durchlauf mittels eines Mikrocomputers benutzt. Das oben beschriebene Programm ist nur ein Beispiel, und stattdes­ sen können auch andere Programme verwendet werden.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Bestimmung des Voreilwinkels für die Kraftstoff-Einspritzung eines Dieselmotors

• a) mit einem ersten, an der Kraftstoff-Einspritzdüse vor­ gesehenen Impulsgeber zur Erzeugung von ersten, den Ein­ spritz-Zeitpunkt markierenden Impulssignalen,
• b) mit einem zweiten Impulsgeber zur Erzeugung von zweiten Impulssignalen, wenn die Kurbelwelle des Dieselmotors eine vorgegebene Bezugswinkelstellung erreicht,
• c) mit einer Signalerzeugungseinrichtung zur Ermittlung des augenblicklichen Einspritzvoreilwinkels aus den er­ sten und zweiten Impulssignalen und
• d) mit einer Sperreinrichtung, die
  • d1) nur die erwünschten ersten Impulssignale von dem er­ sten Impulsgeber zur Signalerzeugungsschaltung durch­ läßt und
  • d2) die unerwünschten Signalkomponenten der ersten Im­ pulssignale ausblendet,

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• e) der erste Impulsgeber ist als Sensor (5) für den Nadelhub des Kraftstoff-Einspritzventils ausgebildet; und
• f) die Sperreinrichtung (13, 19, 20, 21; 39, 40, 41, 43, 45) blendet die unerwünschten Signalkomponenten der ersten Im­ pulssignale (S ₂) während einer Zeitdauer aus, die auf der Basis der Erzeugungs-Periode der zweiten Impuls-Signale (S ₁) berechnet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrich­ tung einen Rechenabschnitt (12) aufweist, um den gewünschten Winkelbereich der Kurbelwelle (2) auf der Basis der Erzeu­ gungsperiode der zweiten Impuls-Signale zu berechnen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrich­ tung eine erste Einrichtung (71) zum Berechnen der Periode der zweiten Impuls-Signale, eine zweite Einrichtung (72) zum Berechnen des gewünschten Winkelbereichs der Kurbelwelle (2), indem die von der ersten Einrichtung berechnete Periode mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert wird, und eine dritte Einrichtung (21) hat, um ein elektrisches Signal entsprechend Daten zu erzeugen, welche den gewünschten, mit Hilfe der zweiten Einrichtung berechneten Winkelbereich der Kurbelwelle (21) angeben.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Koeffizient entsprechend der Frequenz der ersten Impuls-Signale und der Frequenz der zweiten Impuls-Signale festgelegt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die dritte Einrichtung ein veränderlicher Zeitgeber (21) ist, welcher auf die Daten (D ₃) anspricht, welche den gewünschten Winkelbereich der Kurbel­ welle (2) zeigen, um ein Signal zu erzeugen, durch welches die Sperreinrichtung nur während der Periode wirksam gemacht wird, wenn die Kurbelwelle in dem gewünschten Winkelbereich liegt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signaler­ zeugungseinrichtung einen Zählabschnitt aufweist, um den ge­ wünschten Winkelbereich der Kurbelwelle (2) auf der Basis der Anzahl der zweiten Impuls-Signale einzustellen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sig­ nalerzeugungseinrichtung einen Zähler (17), welcher entspre­ chend den ersten Impuls-Signalen rückgesetzt wird, und an wel­ chen die zweiten Impuls-Signale als Zählimpulse angelegt wer­ den, und eine Einrichtung (18) aufweist, die auf den Ausgang von dem Zähler (17) anspricht, um ein Signal zu erzeugen, wel­ ches den Winkelbereich der Kurbelwelle zeigt, welcher der Pe­ riode entspricht, wenn das Zählergebnis des Zählers (17) einen vorbestimmten Wert von null aus erreicht.