專利名稱：內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求前序部分的一種內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)。
這樣一種內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)已由DE-OS4108639公知了。該系統(tǒng)尤其是用于一種柴油內(nèi)燃機(jī)的控制。借助一個(gè)電磁閥可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)燃料配給的開始及結(jié)束。在該公知的裝置及公知的方法中噴油量的控制具有不精確性。本發(fā)明任務(wù)本發(fā)明的任務(wù)在于在導(dǎo)言部分所述類型的內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)中改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃料配給的精確性。該任務(wù)將通過獨(dú)立權(quán)利要求特征部分中的特征來解決。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)借助于根據(jù)本發(fā)明的方法及根據(jù)本發(fā)明的裝置可以獲得實(shí)質(zhì)上精確的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料配給。本發(fā)明的具優(yōu)點(diǎn)的和合理的布置由從屬權(quán)利要求給出。
以下將借助在附圖中描繪的實(shí)施例來描述本發(fā)明。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明裝置的框圖；圖2a及2b表示根據(jù)本發(fā)明裝置的基本單元的框圖；圖3是基本單元的詳細(xì)示圖；圖4是另一實(shí)施形式的詳細(xì)示圖；圖5是隨時(shí)間變化的各種信號(hào)；圖6是用于檢測一個(gè)軸的位置的傳感輪。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的借助至少一個(gè)電磁閥在柴油噴射泵中控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃料配給的裝置例。實(shí)施例描述一個(gè)電磁閥105將由控制單元100供給控制信號(hào)?？刂茊卧?00處理第一傳感器110及第二傳感器120的信號(hào)。第一傳感器110掃描設(shè)置在一個(gè)增量傳感輪115上的標(biāo)記。該增量傳感輪最好設(shè)置在曲軸上。第二傳感器120掃描一個(gè)扇形傳感輪125，該輪最好設(shè)置在凸輪軸并提供信號(hào)SEG。
第一傳感器110提供信號(hào)INK。增量傳感輪115上的每個(gè)標(biāo)記(齒)產(chǎn)生信號(hào)INK的一個(gè)正沿或負(fù)沿。兩個(gè)同向沿之間的距離在此實(shí)施例中計(jì)為曲軸上的6度。以恒定的角度距離產(chǎn)生增量。兩個(gè)同向的沿確定了一個(gè)增量。
此外設(shè)置了至少一個(gè)參考標(biāo)記，它由一個(gè)空隙來確定，這就是說，缺掉增量傳感輪115上的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記，并由此缺掉信號(hào)INK的一個(gè)或多個(gè)沿。最好缺掉信號(hào)INK的兩個(gè)沿。在所述的實(shí)施形式中將增量輪設(shè)置在曲軸上。輪上以6度間隔設(shè)置了58個(gè)標(biāo)記。數(shù)目58是缺掉兩個(gè)標(biāo)記得到的。由此該空缺數(shù)目相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)汽缸數(shù)的一半。
最好設(shè)置在凸輪軸上的扇形輪最好包括相當(dāng)于汽缸數(shù)的標(biāo)記數(shù)。雙標(biāo)記用于汽缸1曲軸角度的編排。
控制單元110主要包括一個(gè)所謂的門陣列130，一個(gè)控制器140，一個(gè)末級(jí)控制部分160及一個(gè)未示出的末級(jí)?？刂破?40及門陣列130通過不同的導(dǎo)線及通稱的總線150彼此相連接，并經(jīng)由這些導(dǎo)線及總線150彼此交換各種信號(hào)。門陣列130及末級(jí)控制部分160也經(jīng)由不同導(dǎo)線彼此相連接。此外，控制器140最好通過兩根導(dǎo)線與該末級(jí)160相連接。末級(jí)160將電流提供給電磁閥105。
最好這樣來實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，即掃描增量傳感輪115的第一傳感器110僅與門陣列130相連接，及掃描扇形輪125的第二傳感器120與控制器140形成連接。上述該方式具有的優(yōu)點(diǎn)是，增量信號(hào)僅由門陣列130來處理?？刂破?40將不承受高頻的增量中斷，這些中斷是由信號(hào)INK的沿觸發(fā)的。
第一傳感器110的信號(hào)INK為控制單元提供實(shí)際曲軸角度的信息，這時(shí)對(duì)增量沿計(jì)數(shù)。在門陣列中將由一個(gè)計(jì)時(shí)器檢測增量持續(xù)時(shí)間，該計(jì)數(shù)器以信號(hào)INK的正沿將瞬時(shí)記數(shù)器狀態(tài)寫入到一個(gè)寄存器中，及然后被復(fù)位?？刂破?40可經(jīng)過總線從門陣列中讀出相當(dāng)于曲軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)的該寄存器的值，并從中獲得瞬時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)。
構(gòu)成公共功能單元的控制器140及門陣列用虛線表示并標(biāo)以IWZ。對(duì)此涉及一種所謂的增量角一時(shí)間系統(tǒng)。
圖2中詳細(xì)地表示門陣列130的基本單元。門陣列基本上包括在圖2中描繪的功能單元。該功能單元的左半部分可稱為信號(hào)處理部分。對(duì)該部分最好輸入第一傳感器110的信號(hào)INK及具有恒定時(shí)間分度的信號(hào)CLK。
信號(hào)處理部分包括一個(gè)動(dòng)態(tài)奇偶檢驗(yàn)單元200，一個(gè)倍頻單元210及一個(gè)邏輯奇偶詢問單元220。這些單元提供出信號(hào)INKF及信號(hào)INKP，這些信號(hào)被由單元角度時(shí)鐘單元230及過程控制單元240組成的過程控制部分來處理。
過程控制部分提供出信號(hào)EIN、MODE、BIPE-E，ISOLL及USOLL。
控制器140及門陣列130之間的任務(wù)分工如下控制器140預(yù)置門陣列130。另外控制器140處理掃描扇形傳感輪125的第二傳感器120的輸出信號(hào)SEG?？刂破?40根據(jù)未示出的另外控制信號(hào)提供作為每一汽缸主噴油及必要時(shí)預(yù)噴油的角度值的輸送開始FB及輸送結(jié)束FE的給定值。
對(duì)于氣缸的每次燃料配給將區(qū)分多個(gè)時(shí)間區(qū)段，它們是起動(dòng)電流階段，電壓調(diào)節(jié)階段，維持電流階段及快速釋放階段，電壓調(diào)節(jié)階段也可作為續(xù)流階段實(shí)現(xiàn)及也可表示為BIP窗?？刂破?40預(yù)給出各個(gè)時(shí)間區(qū)段的持續(xù)時(shí)間taz，tBIP及tls。此外，控制器140執(zhí)行BIP檢測。也通過控制器140實(shí)現(xiàn)同步。上述的信號(hào)最好是通過總線150傳輸?shù)介T陣列130中。
此外，具有最好由石英振蕩器提供的固定頻率的信號(hào)CLK將從控制器140傳送到門陣列130。一個(gè)信號(hào)SELECT將從控制器140傳送到末級(jí)160。該信號(hào)最好包含3位信息應(yīng)用于從八個(gè)可能的電磁閥105中選擇出一個(gè)。該信號(hào)形成控制信號(hào)與相應(yīng)氣缸之間的分配。另外由控制器向末級(jí)控制部分160傳送一個(gè)通稱的復(fù)位信號(hào)。
門陣列130執(zhí)行以下任務(wù)。它對(duì)信號(hào)INK的奇偶性進(jìn)行檢驗(yàn)。此外借助通稱的脈沖倍頻器提高角度分辨率。這意味著，兩個(gè)增量之間的間隔被分成多個(gè)部分脈沖。另外，門陣列130包括一個(gè)通稱的角度時(shí)鐘。門陣列控制噴油頻率并在同步損耗時(shí)停止噴油。
為此門陣列130向末級(jí)160及控制器140傳送不同的信號(hào)。
信號(hào)EIN及信號(hào)MODE的電平確定電磁閥的狀態(tài)。這些信號(hào)將從角度時(shí)鐘230及過程控制單元240輸出。
信號(hào)ISOLL是用于電磁閥電流調(diào)節(jié)的模擬給定值，它是在末級(jí)160中產(chǎn)生的。該值將由一DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。需要有兩種給定值，即用于維持電流調(diào)節(jié)的給定值及用于起動(dòng)電流調(diào)節(jié)的給定值。在BIP窗期間通過邏輯在這兩值之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這些給定值在系統(tǒng)預(yù)置值時(shí)被存儲(chǔ)到門陣列的相應(yīng)寄存器中。
信號(hào)USOLL涉及BIP窗期間電磁閥電壓調(diào)節(jié)的給定值。它同樣是借助DA轉(zhuǎn)換器形成的。USOLL的值相應(yīng)于電磁閥上的電壓降，它同樣是在預(yù)置值時(shí)存儲(chǔ)到門陣列寄存器的。在預(yù)給定值零時(shí)，在續(xù)流狀態(tài)下進(jìn)行BIP檢測。
信號(hào)BSTAT涉及用于末級(jí)160的狀態(tài)信號(hào)。該信號(hào)用于區(qū)分續(xù)流時(shí)的BIP檢測及通過在門陣列預(yù)置以產(chǎn)生USOLL值時(shí)存入的值所進(jìn)行的電壓調(diào)節(jié)。如果該值等于零，則在BIP窗期間轉(zhuǎn)換到續(xù)流時(shí)的BIP檢測。如果該信號(hào)BSTAT不等于零，則將BIP窗期間的電磁閥電壓調(diào)節(jié)到存入的給定值USOLL上。
在BIP窗開始后或在起動(dòng)電流調(diào)節(jié)后，信號(hào)BIPF-E以信號(hào)正沿在控制器140上產(chǎn)生一次中斷。此時(shí)將啟動(dòng)一個(gè)中斷程序，它包括在BIP窗期間掃描電磁閥電流曲線的AD轉(zhuǎn)換程序。根據(jù)該電流曲線將求得電磁閥的開關(guān)時(shí)間點(diǎn)BIP。在BIP窗結(jié)束時(shí)通過該信號(hào)的下降沿再產(chǎn)生同樣的中斷，用于結(jié)束轉(zhuǎn)換。在噴油開始時(shí)將釋放上升沿。這意味著僅用一個(gè)上升沿啟動(dòng)一次中斷。在AD轉(zhuǎn)換程序處理期間則釋放下降沿，故控制器將識(shí)別出哪種沿已啟動(dòng)了一次中斷程序。
在圖2b中詳細(xì)地表示出動(dòng)態(tài)奇偶檢驗(yàn)單元200及邏輯奇偶訪問單元220。第一傳感器110的輸出信號(hào)INK經(jīng)由一個(gè)開關(guān)裝置250到達(dá)一個(gè)八位計(jì)數(shù)器256的計(jì)數(shù)輸入端及一個(gè)十一位計(jì)數(shù)器258的復(fù)位輸入端。此外它構(gòu)成了奇偶檢驗(yàn)單元200及220的輸出信號(hào)INKP。該信號(hào)INK直接地到達(dá)一個(gè)奇偶檢驗(yàn)單元252，后者又將一個(gè)值提供給門陣列狀態(tài)寄存器340。
在十一位計(jì)數(shù)器258的計(jì)數(shù)輸入端提供倍頻器210的輸出信號(hào)INKF。十一位計(jì)數(shù)器258的計(jì)數(shù)狀態(tài)到達(dá)比較寄存器254，后者又為奇偶檢驗(yàn)單元252提供信號(hào)。奇偶檢驗(yàn)單元252將一個(gè)控制信號(hào)提供給開關(guān)裝置250并將一個(gè)復(fù)位信號(hào)提供給八位計(jì)數(shù)器256的復(fù)位輸入端。
現(xiàn)在，該裝置將如下地工作當(dāng)信號(hào)INK距在前信號(hào)以確定間隔出現(xiàn)時(shí)，該信號(hào)INK這時(shí)將作為奇偶數(shù)被分級(jí)并作為信號(hào)INKP繼續(xù)傳送。它的求值將經(jīng)過有效值窗來實(shí)現(xiàn)。該有效值窗是借助一個(gè)計(jì)數(shù)器-比較器結(jié)構(gòu)258、254來實(shí)現(xiàn)的，該結(jié)構(gòu)用信號(hào)INKF作節(jié)拍脈沖。倍頻器210對(duì)每個(gè)增量產(chǎn)生256個(gè)INKF脈沖，該脈沖也可被稱為部分增量。如果內(nèi)燃機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，則下一個(gè)增量信號(hào)INK在信號(hào)INKF的256個(gè)脈沖后出現(xiàn)。當(dāng)考慮到加速及減速時(shí)，則下一(增量)脈沖可能在少于或多于256個(gè)脈沖后出現(xiàn)。
一個(gè)角度窗，也被稱為有效值窗，取決于加速及減速的最大可能值被打開，在其中接收作為有效數(shù)的信號(hào)INK。在一個(gè)下限值UGW及一個(gè)上限值OGW之間的信號(hào)將作為有效值被接收。用十一位計(jì)數(shù)器258對(duì)信號(hào)INKF的脈沖計(jì)數(shù)并在比較寄存器254中與值UGW及OGW相比較。如果該十一位計(jì)數(shù)器258的計(jì)數(shù)狀態(tài)小于下限值UGW或大于上限值OGW，則奇偶詢問單元252這樣地控制開關(guān)裝置250，即將信號(hào)INK閉鎖。如果該十一位計(jì)數(shù)器258的計(jì)數(shù)狀態(tài)大于下限值UWG及小于上限值OGW，則奇偶詢問單元252這樣控制開關(guān)裝置250，即將信號(hào)INK作為信號(hào)INKP繼續(xù)傳送。
現(xiàn)在假定十一位計(jì)數(shù)器258的計(jì)數(shù)狀態(tài)值在由限值UGW及OGW確定的有效值窗的范圍內(nèi)，開關(guān)250將處于它的圖中所示位置。在此情況下信號(hào)INK將作為有效數(shù)信號(hào)INKP被接收。在識(shí)別一個(gè)有效數(shù)信號(hào)INK后，開關(guān)250將被奇偶詢問單元252驅(qū)動(dòng)到其打開狀態(tài)，且計(jì)數(shù)器258被復(fù)位到零。八位計(jì)數(shù)器256同時(shí)地增加值1。
如果沒有任何有效INK信號(hào)出現(xiàn)在UGW及OGW之間的有效值窗內(nèi)，則它通過一個(gè)奇偶位在門陣列狀態(tài)寄存器340中進(jìn)行存儲(chǔ)并導(dǎo)入相應(yīng)的措施。這意味著譬如中斷噴油，以免損壞發(fā)動(dòng)機(jī)及散發(fā)過多的有害物質(zhì)。
邏輯奇偶單元210通過兩個(gè)空隙之間所計(jì)的信號(hào)INKP的有效數(shù)目作出判斷。通過增量傳感輪的方式確定了空隙與空隙之間的數(shù)目。該數(shù)目被存儲(chǔ)在比較寄存器259中。作為有效值被識(shí)別的信號(hào)INKP將到達(dá)計(jì)數(shù)器256的計(jì)數(shù)輸入端。該信號(hào)將被該邏輯奇偶詢問單元的計(jì)數(shù)器-比較器結(jié)構(gòu)256、259的八位計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。該八位計(jì)數(shù)器256的計(jì)數(shù)狀態(tài)給出了所檢測的INKP的齒數(shù)。它將與比較寄存器259的內(nèi)容相比較。在該比較寄存器中具有一個(gè)在預(yù)置控制器時(shí)存入的值，它表示INK信號(hào)中空隙之間的INKP脈沖數(shù)。如果已識(shí)別出該脈沖數(shù)，則等待下一個(gè)空隙。在此情況下，動(dòng)態(tài)奇偶單元將使用具有值40GW及4UGW的另一個(gè)有效值窗。
這里將等待在空隙后的有效窗內(nèi)的第一個(gè)脈沖。如果出現(xiàn)了一個(gè)已在有效值窗內(nèi)增量的脈沖，則這導(dǎo)致一個(gè)奇偶誤差并導(dǎo)致中斷噴油。
基于空隙前最后增量的增量持續(xù)時(shí)間，信號(hào)INKF經(jīng)過空隙持續(xù)時(shí)間及空隙后的第一個(gè)增量的持續(xù)時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行。第一個(gè)INK信號(hào)將為了校正空隙后傳感器的誤差而被扣除。在兩脈沖空隙的情況下，被處理的第一個(gè)INK信號(hào)出現(xiàn)在四個(gè)增量持續(xù)時(shí)間后。對(duì)此它涉及空隙后的INK信號(hào)的第二個(gè)脈沖。為了檢測這些脈沖的奇偶性，采用了增量窗器倍大的第二有效值窗。該窗是通過兩個(gè)比較寄存器4UGW及40GW來實(shí)現(xiàn)的。其限值被放大了相當(dāng)于至下一脈沖時(shí)間的四倍。如果奇偶性識(shí)別單元252借助于比較寄存器259識(shí)別了一個(gè)空隙，則奇偶單元252在用于增量窗的值對(duì)(OGW，UGW)及空隙窗的值對(duì)(4OGW，4UGW)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
動(dòng)態(tài)奇偶檢驗(yàn)單元200鑒于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)特性評(píng)估信號(hào)INK的脈沖時(shí)間間隔。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量其加速及減速度僅能達(dá)到一定的值。由此得到對(duì)于增量信號(hào)相繼的持續(xù)時(shí)間，它們的比例不能低于或超過一定的值。
僅當(dāng)信號(hào)INK的脈沖相對(duì)后一脈沖以確定間隔出現(xiàn)時(shí)，這些脈沖才作為有效值被分級(jí)。對(duì)此將檢驗(yàn)，是否在一確定時(shí)間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)信號(hào)INK的一個(gè)脈沖。如果不出現(xiàn)這樣一個(gè)脈沖，則這將通過一個(gè)奇偶位存儲(chǔ)在一個(gè)所謂門陣列狀態(tài)寄存器中。如果該奇偶位已存儲(chǔ)在門陣列狀態(tài)寄存器中，則控制器140將信號(hào)INK識(shí)別為暫時(shí)有誤。它的后果為，由門陣列本身閉鎖噴油，以免損害發(fā)動(dòng)機(jī)及散發(fā)過多的有害物質(zhì)。
信號(hào)故障的一個(gè)原因可能是電纜脫開或傳感器故障。另一原因可能是出現(xiàn)了干擾脈沖。如果在有效值窗中出現(xiàn)這種干擾脈沖，它們不能立即被識(shí)別出來。如果通過干擾信號(hào)使倍頻的增量信號(hào)INKF的頻率如此地增高，以致信號(hào)INK的下一脈沖不落在下一有效值窗中時(shí)，則將損害下一周期中的奇偶性。如果出現(xiàn)下一脈沖通過下一有效窗的情況時(shí)，則繼續(xù)地計(jì)數(shù)，直至達(dá)到等待一個(gè)空隙為止。因?yàn)橛捎谶壿嬈媾紗卧?jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)中的附加脈沖導(dǎo)致過早地等待空隙的出現(xiàn)，因此所等候的空隙將遲一個(gè)增量周期的持續(xù)時(shí)間才出現(xiàn)，這是由于后面跟著一個(gè)正常的齒。該脈沖將落入增量有效值窗中，并由此損害奇偶性，因?yàn)檫@里是對(duì)于空隙的情況，不應(yīng)出現(xiàn)任何增量脈沖。
邏輯奇偶單元220檢驗(yàn)在兩個(gè)空隙之間有效INK脈沖的數(shù)目是否對(duì)應(yīng)于一個(gè)確定值。作為有效值識(shí)別的信號(hào)INK的脈沖將表示為信號(hào)INKP。這意味著，當(dāng)對(duì)部分增量計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置的值在一個(gè)有效值窗中時(shí)，則第一傳感器(110)的信號(hào)INK將被識(shí)別為有效的。
倍頻器210由一個(gè)計(jì)數(shù)器-分配器結(jié)構(gòu)組成。其基礎(chǔ)是信號(hào)INK周期的延續(xù)時(shí)間的測量。借助一個(gè)計(jì)數(shù)器來檢測信號(hào)INK的兩個(gè)正向沿之間的時(shí)間。通常將信號(hào)INK及INKP的正向沿稱為脈沖。相應(yīng)地，也可將負(fù)向沿視為脈沖并被相應(yīng)地求值。從這個(gè)值出發(fā)將下一增量劃分成具有相同間隔的給定數(shù)目的部分增量。在一個(gè)恒定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、即恒定的INK信號(hào)周期間隔時(shí)，在倍頻器的輸出端得到在一個(gè)INK周期上有256個(gè)脈沖的INKF信號(hào)。
每個(gè)INKF信號(hào)的周期延續(xù)時(shí)間相當(dāng)于上面測得的增量周期的256分之一的部分。經(jīng)過空隙及空隙后的第一個(gè)增量后，INKF信號(hào)的延續(xù)時(shí)間保持不變，它的周期延續(xù)時(shí)間是由空隙周期及空缺后的第一個(gè)INK周期求得的一個(gè)平均值。
圖3中詳細(xì)地表示角度時(shí)鐘230及過程控制單元240。
倍頻的增量信號(hào)INKF經(jīng)過一個(gè)轉(zhuǎn)換裝置315到達(dá)一個(gè)角度計(jì)數(shù)器300。在轉(zhuǎn)換裝置315的第二輸入端的提供信號(hào)CLK。該轉(zhuǎn)換裝置315選擇地將信號(hào)INKF或信號(hào)CLK提供給角度計(jì)數(shù)器300。信號(hào)INKF作為第二輸入量到達(dá)角度計(jì)數(shù)器300。此外角度計(jì)數(shù)器300與總線150相連接。
通過總線350，該角度計(jì)數(shù)器300與各個(gè)比較寄存器301，302，303，305及306相連接。對(duì)于轉(zhuǎn)換裝置將根據(jù)一個(gè)門陣列控制寄存器的輸出信號(hào)進(jìn)行控制。如果角度計(jì)數(shù)器的內(nèi)容達(dá)到與一個(gè)比較寄存器的內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的值時(shí)，則該相應(yīng)的比較寄存器輸出一個(gè)信號(hào)。
過程控制單元240基本上包括各個(gè)比較寄存器321，322，323，324，325及326。此外設(shè)置了時(shí)間計(jì)數(shù)器330。對(duì)時(shí)間計(jì)數(shù)器提供信號(hào)CLK。時(shí)間計(jì)數(shù)器通過母線350與寄存器321至326相連接。比較寄存器321至326的輸出端信號(hào)，比較寄存器301，302，303，305及306的輸出端信號(hào)，時(shí)間計(jì)數(shù)器330的輸出信號(hào)及單元304的輸出信號(hào)均到達(dá)控制單元310，該控制單元又與門陣列控制寄存器340相連接?？刂茊卧?10輸出信號(hào)EIN，MODE，BIPF-E，ISOLL，USOLL和WUP-E。
過程控制單元240由角度時(shí)鐘230啟動(dòng)，為末級(jí)160產(chǎn)生輸出信號(hào)EIN，ISOLL，USOLL及MODE。在每個(gè)寄存器301，302，303，305及306中由控制器140通過總線150寫入各值。
在比較寄存器301中的值使電磁閥通電流以釋放噴油裝置的曲軸角度位置。在第二比較寄存器302中存儲(chǔ)用于主噴油裝置HE的相應(yīng)值。該角度值指示在曲軸的何角度位置時(shí)必須對(duì)電磁閥通以電流。
在比較寄存器303中存儲(chǔ)角度時(shí)鐘輸出中斷信號(hào)WUP-E時(shí)的角度位置，控制器140從該信號(hào)開始執(zhí)行預(yù)定的計(jì)算步驟。
在比較寄存器305中存儲(chǔ)控制電磁閥應(yīng)結(jié)束預(yù)噴油時(shí)的角度位置。在比較寄存器306中存儲(chǔ)用于主噴油的相應(yīng)值。
在比較寄存器321至326中存儲(chǔ)各時(shí)間，將根據(jù)這些時(shí)間來釋放各個(gè)信號(hào)。
在圖4中詳細(xì)地表示了角度時(shí)鐘230。其中詳細(xì)地表示出角度計(jì)數(shù)器300。該角度計(jì)數(shù)器300包括一個(gè)16位計(jì)數(shù)器400，它被提供轉(zhuǎn)換裝置315的輸出信號(hào)。此外，該角度計(jì)數(shù)器還包括另一計(jì)數(shù)器410，對(duì)它提供一個(gè)或單元420的信號(hào)。在或單元420的第一輸入端上供給信號(hào)INKP?；騿卧?20的第二輸入端與控制單元308形成連接。這兩個(gè)計(jì)數(shù)器還用控制單元308形成連接。計(jì)數(shù)器400及410通過母線與各個(gè)比較寄存器形成連接。
如果在比較寄存器340中存儲(chǔ)了指示增量信號(hào)INK不是有效的或是指示出現(xiàn)另一故障的值時(shí)，則這樣地控制轉(zhuǎn)換開關(guān)315，即使用信號(hào)CLK取代信號(hào)INKF。
當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)INKP時(shí)，另一計(jì)數(shù)器410的第一個(gè)八位、也稱為最高字節(jié)，每次增加1。另一計(jì)數(shù)器410的第二個(gè)八位持續(xù)地接收0。這意味著，另一計(jì)數(shù)器410對(duì)作為有效值識(shí)別的增量脈沖INK進(jìn)行計(jì)數(shù)。在空缺中失去的脈沖由控制單元308替補(bǔ)。這意味著控制單元在空缺時(shí)提供與失去的沿對(duì)應(yīng)的脈沖。
轉(zhuǎn)換裝置315輸出信號(hào)的每個(gè)脈沖使計(jì)數(shù)器400的內(nèi)容增加。這意味著計(jì)數(shù)器400對(duì)倍頻的增量脈沖INKF計(jì)數(shù)。
當(dāng)另一計(jì)數(shù)器410每次增加時(shí)，另一計(jì)數(shù)器410的內(nèi)容將寫入到計(jì)數(shù)器400中。
最好以16位計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的計(jì)數(shù)器400接收具有倍頻角信號(hào)INKF的頻率的脈沖。計(jì)數(shù)器400的計(jì)數(shù)狀態(tài)相應(yīng)于實(shí)際曲軸的位置。計(jì)數(shù)器400及另一計(jì)數(shù)器410的第一個(gè)8位給出齒數(shù)，而計(jì)數(shù)器400及另一計(jì)數(shù)器410的第二個(gè)8位給出部分增量INKF的數(shù)目。對(duì)此第二個(gè)8位傳遞0和256之間的計(jì)數(shù)狀態(tài)。當(dāng)作為有效值識(shí)別出每個(gè)增量INKP時(shí)，第二個(gè)8位將置零。
在恒定轉(zhuǎn)數(shù)及正確倍頻時(shí)，每個(gè)增量沿將使角度計(jì)數(shù)器400計(jì)入倍數(shù)個(gè)256個(gè)數(shù)。為了消除由于加速或減速產(chǎn)生的角度時(shí)鐘對(duì)曲軸角度的偏離，角度時(shí)鐘的狀態(tài)將用信號(hào)INKP的沿來較正。為此在信號(hào)INKP的每個(gè)沿時(shí)將計(jì)數(shù)器410的內(nèi)容接收到計(jì)數(shù)器400中，由此使角度計(jì)數(shù)器400的第二個(gè)8位置零。
此外在720度曲軸角度后使角度計(jì)數(shù)器400置零。為此使用比較寄存器307。如果角度計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，尤其是計(jì)數(shù)器410第一個(gè)8位的內(nèi)容達(dá)到相當(dāng)于720度角度位置的值時(shí)，角度計(jì)數(shù)器400將通過控制單元308被置零。
在故障狀態(tài)下控制單元將進(jìn)行一個(gè)角度計(jì)量即增量INKF的計(jì)數(shù)及一個(gè)時(shí)間計(jì)量即信號(hào)CLK的計(jì)數(shù)之間轉(zhuǎn)換。這是這樣實(shí)現(xiàn)的，即將控制寄存器340的一個(gè)位置成一個(gè)確定值。根據(jù)該值使開關(guān)裝置315取得一個(gè)相應(yīng)的位置。此外控制單元308產(chǎn)生喚醒中斷。
根據(jù)本發(fā)明采用大于等于比較寄存器。因?yàn)橛糜诮嵌葧r(shí)鐘的時(shí)鐘脈沖僅對(duì)曲軸的整個(gè)六度基于上一增量周期被跟蹤調(diào)節(jié)，在加速的情況下對(duì)角度時(shí)鐘過慢地提供脈沖，而減速的情況下過快地提供脈沖。在加速時(shí)，可能在角度時(shí)鐘具有相應(yīng)狀態(tài)前下一齒沿已經(jīng)到來。問題可能在相等性比較時(shí)產(chǎn)生，這時(shí)通過給定值校正跳過了所需的角度狀態(tài)。如果在從零至6度的增量時(shí)加速，則在較大的加速度時(shí)譬如沒有達(dá)到值250，因?yàn)槔缭诮嵌葼顟B(tài)240時(shí)就已出現(xiàn)了增量沿，該值將被校正到值256。如果值250是噴油角度，則這時(shí)未出現(xiàn)任何信號(hào)。通過使用大于等于比較寄存器可以避免這種不足之處。
必須避免用于角度MVon及MVoff的比較寄存器多次地引起對(duì)電磁閥的控制。為此比較寄存器構(gòu)成為所謂的單次寄存器。比較邏輯在改寫角度時(shí)被啟動(dòng)并在一次釋放操作后失去產(chǎn)生信號(hào)的能力。以此方式可以避免在相應(yīng)的曲軸角度時(shí)產(chǎn)生另外的噴油信號(hào)。在一次復(fù)位和/或在失去同步后使比較邏輯無效。
用于噴油的給定值MVon及MVoff由控制器140輸入到各比較寄存器301、302、304及306中。如果比較寄存器的值與計(jì)數(shù)器300的值相一致或者角度計(jì)數(shù)器300中的計(jì)數(shù)狀態(tài)已大于比較寄存器中的值，則相應(yīng)的比較寄存器產(chǎn)生用于過程控制310的一個(gè)信號(hào)。
過程控制單元240的時(shí)間計(jì)數(shù)器330與角度計(jì)數(shù)器300的信號(hào)及它的比較寄存器相連接。它將由用于預(yù)噴油及主噴油的比較寄存器301、302、305及306的比較寄存器信號(hào)啟動(dòng)。
在角度達(dá)到存儲(chǔ)在比較寄存器301中的值時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)器330從零開始啟動(dòng)并經(jīng)過起動(dòng)電流調(diào)節(jié)、BIP窗及維持電流調(diào)節(jié)比較。當(dāng)計(jì)數(shù)狀態(tài)達(dá)到存儲(chǔ)在比較寄存器305及306中的值時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)器330重新置零并經(jīng)過快速釋放狀態(tài)。在經(jīng)過快速釋放狀態(tài)后時(shí)間計(jì)數(shù)器330再被置零。
根據(jù)角度時(shí)鐘及過程控制單元中各比較寄存器的輸出信號(hào)，過程控制單元產(chǎn)生EIN信號(hào)及MODE信號(hào)的序列。用于產(chǎn)生不同的電磁閥狀態(tài)的信號(hào)EIN及MODE的電平編碼將由控制單元310中的比較寄存器及后級(jí)邏輯部分來實(shí)現(xiàn)。
在圖5中表示出隨時(shí)間變化的各個(gè)信號(hào)。在第一行上表示不同的增量或信號(hào)INK或INKP。增量通過垂直的虛線來表示。
第二行上表示信號(hào)EIN。該信號(hào)具有一個(gè)低電平及一高電平。只要該信號(hào)具有低電平，電磁閥將不流過電流。從時(shí)間點(diǎn)MVON開始該信號(hào)電平升高并傳電磁閥通以電流。在時(shí)間點(diǎn)MVOFF時(shí)其電流將回饋。
第三行表示信號(hào)MODE。該信號(hào)同樣具有一個(gè)高電平及一個(gè)低電平。
信號(hào)EIN的正向沿MVON出現(xiàn)時(shí)的曲軸角度位置用于主噴油被存儲(chǔ)在比較寄存器302中及用于預(yù)噴油被存儲(chǔ)在比較寄存器301中。對(duì)于信號(hào)MVOFF的角度值用于預(yù)噴油被存儲(chǔ)在比較寄存器305中及用于主噴油被存儲(chǔ)在比較寄存器306中。一旦計(jì)數(shù)器300的內(nèi)容超過比較寄存器301、302，305及306中所存的值時(shí)，比較寄存器就將一個(gè)信號(hào)發(fā)送給控制單元。控制單元310則輸出一個(gè)相應(yīng)的具有相應(yīng)電平的信號(hào)EIN。
第三行中表示信號(hào)MODE。該信號(hào)同樣具有兩種值。從時(shí)間點(diǎn)MVON起時(shí)間計(jì)數(shù)器330被置零。在信號(hào)CLK的每個(gè)脈沖時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)器的內(nèi)容遞增。
當(dāng)時(shí)間計(jì)數(shù)器在時(shí)間taz及時(shí)間tbip達(dá)到存儲(chǔ)在比較寄存器323中用于主噴油的值及達(dá)到存儲(chǔ)在比較寄存器326中用于預(yù)噴油的值時(shí)，MODE信號(hào)改變其電平。
只要信號(hào)EIN處于其高電平值及信號(hào)MODE也處于其高電平值，這就是時(shí)間間隔taz中的情況，經(jīng)過電磁閥的電流被調(diào)節(jié)到起動(dòng)電流值上。為此由過程控制單元310預(yù)定了一個(gè)相應(yīng)的作為信號(hào)ISOLL的值。
在時(shí)間taz至?xí)r間點(diǎn)Taz的過程后，MODE信號(hào)降到它的低信號(hào)電平上。這一直進(jìn)行到時(shí)間點(diǎn)TBIP為止的時(shí)間間隔tBIP過程后，該信號(hào)又上升到它的高電平值。用于時(shí)間間隔tBIP的值是用于主噴油存儲(chǔ)在比較寄存器322中的值及用于預(yù)噴油存儲(chǔ)在比較寄存器325中的值。一旦時(shí)間計(jì)數(shù)器具有相應(yīng)的計(jì)數(shù)狀態(tài)，將通過控制單元310輸出MODE信號(hào)的相應(yīng)電平。
時(shí)間點(diǎn)taz及Taz之間的時(shí)間間隔通常稱為BIP窗或稱為續(xù)流階段。電磁閥的終止時(shí)間點(diǎn)位于該窗內(nèi)，該時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)在時(shí)間點(diǎn)BIP上。這個(gè)BIP窗由信號(hào)EIN的高信號(hào)電平及信號(hào)MODE的低電平來確定。在該時(shí)間間隔中將電磁閥的電壓調(diào)節(jié)在值USOLL上。
從時(shí)間點(diǎn)TBIP開始，在電磁閥的在先控制時(shí)控制器140計(jì)算用于信號(hào)MVoff的角度值。該值將存儲(chǔ)在相應(yīng)的比較寄存器(305，306)中。當(dāng)角度計(jì)數(shù)器達(dá)到相應(yīng)的計(jì)數(shù)狀態(tài)時(shí)，將由角度時(shí)鐘傳送一個(gè)信號(hào)給控制單元310并使信號(hào)EIN處于其低電平。
時(shí)間點(diǎn)TBIP及時(shí)間點(diǎn)MVoff之間的時(shí)間間隔被稱為維持電流階段。該階段是通過信號(hào)EIN及信號(hào)MODE處于它們的高電平來確定的。
在信號(hào)MVoff輸出的同時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)器330被復(fù)位并開始了時(shí)間t1S。該時(shí)間t1S被存儲(chǔ)在比較寄存器321中，并指示電磁閥快速釋放為有效的時(shí)間。在該時(shí)間期間，信號(hào)MODE處于其低電平，它與信號(hào)EIN的低電平相結(jié)合指示快速釋放為有效。
在時(shí)間間隔t1s至?xí)r間點(diǎn)T1s的過程后，信號(hào)MODE處于其高電平而信號(hào)EIN處于其低電平。通過這種信號(hào)組合確定出位于燃料配給以外的一種狀態(tài)。
該實(shí)施形式也提供了一種可能性，即控制新的高壓泵使其在噴油持續(xù)期間以恒定的噴射壓力工作。這樣一種系統(tǒng)通常稱為共軌系統(tǒng)。因?yàn)檫@里噴油份額正比于噴油持續(xù)時(shí)間由信號(hào)MVon由角度時(shí)鐘導(dǎo)出，而信號(hào)MVoff在信號(hào)沿MVon或信號(hào)BIP的一段可編程時(shí)間后產(chǎn)生出來。這個(gè)信號(hào)由時(shí)間計(jì)數(shù)器330提供。
噴油過程控制的結(jié)構(gòu)具有相似的構(gòu)思。在快速釋放結(jié)束后，時(shí)間計(jì)數(shù)器330置成零，并一直等到下一信號(hào)MVon才復(fù)位。在電源開復(fù)位后時(shí)間計(jì)數(shù)器330保持為零，直至達(dá)到角度MVon或MVoff為止。
圖6中表示一個(gè)用于6汽缸內(nèi)燃機(jī)的增量傳感輪的例子。每個(gè)氣缸的上死點(diǎn)用OT表示。因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)時(shí)曲軸旋轉(zhuǎn)兩次，第一及第四汽缸的上死點(diǎn)，第二及第五汽缸的上死點(diǎn)和第三及第六汽缸的上死點(diǎn)相重合。各相應(yīng)的上死點(diǎn)用OT1，4，OT2，5及OT3，6來表示。
靜態(tài)喚醒中斷用WUP-S來表示，而動(dòng)態(tài)喚醒中斷用WUP-D來表示。它們各位于相應(yīng)汽缸的上死點(diǎn)前一個(gè)相應(yīng)的增量數(shù)目處。
為了將給定值存入各比較寄存器301、302、305及306，角度時(shí)鐘在一個(gè)可選擇的增量時(shí)將一個(gè)中斷信號(hào)傳送給控制器140。在出現(xiàn)該中斷信號(hào)WUP-E時(shí)，控制器開始對(duì)用于控制噴油的角度值MVon，MVoff作計(jì)算。在該計(jì)算后，將這些角度值存入到角度時(shí)鐘的比較寄存器303中。一旦角度計(jì)數(shù)器達(dá)到存儲(chǔ)在比較寄存器303中的值時(shí)，將一個(gè)中斷信號(hào)WUP-E送給控制器140。
在角度時(shí)鐘230啟動(dòng)各個(gè)角度值計(jì)算的中斷時(shí)，將區(qū)分兩種不同的類型。即要區(qū)分一個(gè)靜態(tài)中斷WUP-S及一個(gè)動(dòng)態(tài)中斷WUP-D。這些信號(hào)用于使控制器140進(jìn)行角度同步。喚醒信號(hào)相當(dāng)于一次中斷，即在達(dá)到一定增量時(shí)該中斷啟動(dòng)控制器?？刂破?40預(yù)先計(jì)算該增量并將該值寫入到門陣列中及比較寄存器305中。在通過門陣列啟動(dòng)控制器時(shí)有利的是控制器從多余的角度信息中解脫出來并在預(yù)定的曲軸位置時(shí)起作用。
靜態(tài)喚醒信號(hào)WUP-S在每個(gè)汽缸相應(yīng)上死點(diǎn)前方的恒定角度距離上被產(chǎn)生出來。由兩個(gè)喚醒信號(hào)的間隔可求得最近汽缸區(qū)段的平均轉(zhuǎn)數(shù)。該轉(zhuǎn)數(shù)與所需燃料份額用于輸送開始及結(jié)束的給定角度的參數(shù)場計(jì)算。在輸送開始時(shí)，必須將電磁閥延遲時(shí)間一起計(jì)入，因?yàn)楸迷诖藭r(shí)間后才開始發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的輸送。該BIP時(shí)間將從實(shí)際平均轉(zhuǎn)數(shù)換算成一個(gè)角度。由此來較正輸送開始的角度。輸送結(jié)束角度保持不校正。結(jié)果是形成了用于電磁閥通電流的開始及結(jié)束的兩個(gè)角度值MVon及MVoff。
靜態(tài)喚醒信號(hào)WUP-S表示一個(gè)汽缸區(qū)段的開始。由此對(duì)于BIP時(shí)間的角度校正值可通過實(shí)際汽缸區(qū)段內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)的變化而變化。由于該原因BIP角度的計(jì)算值應(yīng)盡可能地靠近實(shí)際的MVon角。
為此產(chǎn)生出動(dòng)態(tài)喚醒中斷WUP-D。該中斷產(chǎn)生時(shí)的角度將借助輸送開始給定角度來計(jì)算，該給定角度是用區(qū)段開始處的平均轉(zhuǎn)數(shù)來求得的。這是考慮到用于喚醒角度計(jì)算、角度MVon及MVoff的存入及最大可能加速度的程序運(yùn)行時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的。用于產(chǎn)生動(dòng)態(tài)喚醒中斷WUP-D的角度值將在靜態(tài)喚醒的計(jì)算后被存入角度時(shí)鐘的比較結(jié)構(gòu)中。
對(duì)于靜態(tài)喚醒的位置，這就是它必須位于上死點(diǎn)前方如此地遠(yuǎn)，以致在直至達(dá)到角度MVon的時(shí)間內(nèi)可以處理用于輸送開始及輸送持續(xù)時(shí)間的角度計(jì)算及動(dòng)態(tài)喚醒中斷WUP-D的角度計(jì)算，存入動(dòng)態(tài)喚醒WUP-D的角度，達(dá)到動(dòng)態(tài)喚醒中斷，新計(jì)算MVon角度及將角度MVon及MVoff寄存到角度時(shí)鐘的相應(yīng)比較寄存器中。
動(dòng)態(tài)喚醒中斷WUP-D引起控制器基于瞬時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)盡可能靠近實(shí)際MVon角地計(jì)算角度MVon，在MVon角度計(jì)算完成后將角MVon及MVoff存入到相應(yīng)的比較寄存器中。
控制器根據(jù)各個(gè)量值確定出下一計(jì)算開始時(shí)的曲軸位置。它將角度位置傳送給門陣列。門陣列則當(dāng)該角度位置被達(dá)到時(shí)，將中斷信號(hào)發(fā)送到控制器。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)，尤其是柴油內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其中至少用一電磁閥確定發(fā)動(dòng)機(jī)燃料配給的開始及結(jié)束，使用第一裝置(130)對(duì)至少一個(gè)產(chǎn)生多個(gè)增量脈沖的第一傳感器(110)的信號(hào)進(jìn)行求值，使用第二裝置(140)對(duì)至少一個(gè)第二傳感器的信號(hào)進(jìn)行求值，其中該第二裝置在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)上將一個(gè)角度量供給第一裝置，及后者根據(jù)該角度量及該第一傳感器(110)的信號(hào)啟動(dòng)一個(gè)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于該兩個(gè)增量脈沖之間的間隔可被分成多個(gè)部分增量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)第一計(jì)數(shù)裝置對(duì)該增量脈沖計(jì)數(shù)及一個(gè)第二計(jì)數(shù)裝置對(duì)部分增量計(jì)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于該第一計(jì)數(shù)裝置的每次改變將該第二計(jì)數(shù)裝置置零。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其特征在于在達(dá)到該第一計(jì)數(shù)裝置的一個(gè)預(yù)定值時(shí)，該第一及第二計(jì)數(shù)裝置均置零。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于該第一和/或第二計(jì)數(shù)裝置被包括在第一裝置中，并當(dāng)該計(jì)數(shù)裝置的內(nèi)容相應(yīng)于一角度量時(shí)啟動(dòng)一信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該第一計(jì)數(shù)裝置達(dá)到一確定值時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)中斷信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該計(jì)數(shù)裝置的值大于和/或等于預(yù)定角度量時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)電磁閥的控制信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于通過該第二裝置啟動(dòng)求解該角度量的中斷信號(hào)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)對(duì)該部分增量計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)裝置的值處于一個(gè)有效值窗內(nèi)時(shí)，該第一傳感器(110)的信號(hào)被識(shí)別為有效信號(hào)。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)尤其是柴油內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其中至少用一電磁閥確定發(fā)動(dòng)機(jī)燃料配給的開始及結(jié)束。第一裝置(130)對(duì)一個(gè)產(chǎn)生多個(gè)增量脈沖的第一傳感器(110)的信號(hào)求值。第二裝置(140)對(duì)至少一個(gè)第二傳感器的信號(hào)求值。第二裝置在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)上將一角度量供給第一裝置。第一裝置根據(jù)該角度量及第一傳感器(10)的信號(hào)啟動(dòng)一個(gè)信號(hào)。
文檔編號(hào)F02D41/24GK1141068SQ95191644
公開日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1995年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月15日
發(fā)明者羅蘭·克拉特, 克勞斯·扎森, 約恩·貝克曼, 貝恩德·默斯納, 貝恩德·豪斯曼 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司