專利名稱：內(nèi)燃機控制系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求前序部分的一種內(nèi)燃機控制系統(tǒng)。
這樣一種內(nèi)燃機控制系統(tǒng)已由DE-OS4108639公知了。該系統(tǒng)尤其是用于一種柴油內(nèi)燃機的控制。借助一個電磁閥可以確定發(fā)動機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)燃機控制系統(tǒng)中改善發(fā)動機燃料配給的精確性。該任務(wù)將通過獨立權(quán)利要求特征部分中的特征來解決。本發(fā)明優(yōu)點借助于根據(jù)本發(fā)明的方法及根據(jù)本發(fā)明的裝置可以獲得實質(zhì)上精確的發(fā)動機燃料配給。本發(fā)明的具優(yōu)點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是基本單元的詳細示圖；圖4是另一實施形式的詳細示圖；圖5是隨時間變化的各種信號；圖6是用于檢測一個軸的位置的傳感輪。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的借助至少一個電磁閥在柴油噴射泵中控制發(fā)動機燃料配給的裝置例。實施例描述一個電磁閥105將由控制單元100供給控制信號?？刂茊卧?00處理第一傳感器110及第二傳感器120的信號。第一傳感器110掃描設(shè)置在一個增量傳感輪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掃描一個扇形傳感輪125，該輪最好設(shè)置在凸輪軸并提供信號SEG。
第一傳感器110提供信號INK。增量傳感輪115上的每個標(biāo)記(齒)產(chǎn)生信號INK的一個正沿或負沿。兩個同向沿之間的距離在此實施例中計為曲軸上的6度。以恒定的角度距離產(chǎn)生增量。兩個同向的沿確定了一個增量。
此外設(shè)置了至少一個參考標(biāo)記，它由一個空隙來確定，這就是說，缺掉增量傳感輪115上的一個或多個標(biāo)記，并由此缺掉信號INK的一個或多個沿。最好缺掉信號INK的兩個沿。在所述的實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個標(biāo)記。數(shù)目58是缺掉兩個標(biāo)記得到的。由此該空缺數(shù)目相當(dāng)于內(nèi)燃機汽缸數(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主要包括一個所謂的門陣列130，一個控制器140，一個末級控制部分160及一個未示出的末級?？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。門陣列130及末級控制部分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160相連接。末級160將電流提供給電磁閥105。
最好這樣來實現(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)點是，增量信號僅由門陣列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INK的沿觸發(fā)的。
第一傳感器110的信號INK為控制單元提供實際曲軸角度的信息，這時對增量沿計數(shù)。在門陣列中將由一個計時器檢測增量持續(xù)時間，該計數(shù)器以信號INK的正沿將瞬時記數(shù)器狀態(tài)寫入到一個寄存器中，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)于曲軸瞬時轉(zhuǎn)數(shù)的該寄存器的值，并從中獲得瞬時轉(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。對此涉及一種所謂的增量角一時間系統(tǒng)。
圖2中詳細地表示門陣列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處理部分。對該部分最好輸入第一傳感器110的信號INK及具有恒定時間分度的信號CLK。
信號處理部分包括一個動態(tài)奇偶檢驗單元200，一個倍頻單元210及一個邏輯奇偶詢問單元220。這些單元提供出信號INKF及信號INKP，這些信號被由單元角度時鐘單元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SEG?？刂破?40根據(jù)未示出的另外控制信號提供作為每一汽缸主噴油及必要時預(yù)噴油的角度值的輸送開始FB及輸送結(jié)束FE的給定值。
對于氣缸的每次燃料配給將區(qū)分多個時間區(qū)段，它們是起動電流階段，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)流階段實現(xiàn)及也可表示為BIP窗?？刂破?40預(yù)給出各個時間區(qū)段的持續(xù)時間taz，tBIP及tls。此外，控制器140執(zhí)行BIP檢測。也通過控制器140實現(xiàn)同步。上述的信號最好是通過總線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CLK將從控制器140傳送到門陣列130。一個信號SELECT將從控制器140傳送到末級160。該信號最好包含3位信息應(yīng)用于從八個可能的電磁閥105中選擇出一個。該信號形成控制信號與相應(yīng)氣缸之間的分配。另外由控制器向末級控制部分160傳送一個通稱的復(fù)位信號。
門陣列130執(zhí)行以下任務(wù)。它對信號INK的奇偶性進行檢驗。此外借助通稱的脈沖倍頻器提高角度分辨率。這意味著，兩個增量之間的間隔被分成多個部分脈沖。另外，門陣列130包括一個通稱的角度時鐘。門陣列控制噴油頻率并在同步損耗時停止噴油。
為此門陣列130向末級160及控制器140傳送不同的信號。
信號EIN及信號MODE的電平確定電磁閥的狀態(tài)。這些信號將從角度時鐘230及過程控制單元240輸出。
信號ISOLL是用于電磁閥電流調(diào)節(jié)的模擬給定值，它是在末級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行轉(zhuǎn)換。這些給定值在系統(tǒng)預(yù)置值時被存儲到門陣列的相應(yīng)寄存器中。
信號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)置值時存儲到門陣列寄存器的。在預(yù)給定值零時，在續(xù)流狀態(tài)下進行BIP檢測。
信號BSTAT涉及用于末級160的狀態(tài)信號。該信號用于區(qū)分續(xù)流時的BIP檢測及通過在門陣列預(yù)置以產(chǎn)生USOLL值時存入的值所進行的電壓調(diào)節(jié)。如果該值等于零，則在BIP窗期間轉(zhuǎn)換到續(xù)流時的BIP檢測。如果該信號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窗開始后或在起動電流調(diào)節(jié)后，信號BIPF-E以信號正沿在控制器140上產(chǎn)生一次中斷。此時將啟動一個中斷程序，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)時間點BIP。在BIP窗結(jié)束時通過該信號的下降沿再產(chǎn)生同樣的中斷，用于結(jié)束轉(zhuǎn)換。在噴油開始時將釋放上升沿。這意味著僅用一個上升沿啟動一次中斷。在AD轉(zhuǎn)換程序處理期間則釋放下降沿，故控制器將識別出哪種沿已啟動了一次中斷程序。
在圖2b中詳細地表示出動態(tài)奇偶檢驗單元200及邏輯奇偶訪問單元220。第一傳感器110的輸出信號INK經(jīng)由一個開關(guān)裝置250到達一個八位計數(shù)器256的計數(shù)輸入端及一個十一位計數(shù)器258的復(fù)位輸入端。此外它構(gòu)成了奇偶檢驗單元200及220的輸出信號INKP。該信號INK直接地到達一個奇偶檢驗單元252，后者又將一個值提供給門陣列狀態(tài)寄存器340。
在十一位計數(shù)器258的計數(shù)輸入端提供倍頻器210的輸出信號INKF。十一位計數(shù)器258的計數(shù)狀態(tài)到達比較寄存器254，后者又為奇偶檢驗單元252提供信號。奇偶檢驗單元252將一個控制信號提供給開關(guān)裝置250并將一個復(fù)位信號提供給八位計數(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INK距在前信號以確定間隔出現(xiàn)時，該信號INK這時將作為奇偶數(shù)被分級并作為信號INKP繼續(xù)傳送。它的求值將經(jīng)過有效值窗來實現(xiàn)。該有效值窗是借助一個計數(shù)器-比較器結(jié)構(gòu)258、254來實現(xiàn)的，該結(jié)構(gòu)用信號INKF作節(jié)拍脈沖。倍頻器210對每個增量產(chǎn)生256個INKF脈沖，該脈沖也可被稱為部分增量。如果內(nèi)燃機以恒定轉(zhuǎn)速運行，則下一個增量信號INK在信號INKF的256個脈沖后出現(xiàn)。當(dāng)考慮到加速及減速時，則下一(增量)脈沖可能在少于或多于256個脈沖后出現(xiàn)。
一個角度窗，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INK。在一個下限值UGW及一個上限值OGW之間的信號將作為有效值被接收。用十一位計數(shù)器258對信號INKF的脈沖計數(shù)并在比較寄存器254中與值UGW及OGW相比較。如果該十一位計數(shù)器258的計數(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INK閉鎖。如果該十一位計數(shù)器258的計數(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INK作為信號INKP繼續(xù)傳送。
現(xiàn)在假定十一位計數(shù)器258的計數(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INK將作為有效數(shù)信號INKP被接收。在識別一個有效數(shù)信號INK后，開關(guān)250將被奇偶詢問單元252驅(qū)動到其打開狀態(tài)，且計數(shù)器258被復(fù)位到零。八位計數(shù)器256同時地增加值1。
如果沒有任何有效INK信號出現(xiàn)在UGW及OGW之間的有效值窗內(nèi)，則它通過一個奇偶位在門陣列狀態(tài)寄存器340中進行存儲并導(dǎo)入相應(yīng)的措施。這意味著譬如中斷噴油，以免損壞發(fā)動機及散發(fā)過多的有害物質(zhì)。
邏輯奇偶單元210通過兩個空隙之間所計的信號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)目被存儲在比較寄存器259中。作為有效值被識別的信號INKP將到達計數(shù)器256的計數(shù)輸入端。該信號將被該邏輯奇偶詢問單元的計數(shù)器-比較器結(jié)構(gòu)256、259的八位計數(shù)器進行計數(shù)。該八位計數(shù)器256的計數(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在預(yù)置控制器時存入的值，它表示INK信號中空隙之間的INKP脈沖數(shù)。如果已識別出該脈沖數(shù)，則等待下一個空隙。在此情況下，動態(tài)奇偶單元將使用具有值40GW及4UGW的另一個有效值窗。
這里將等待在空隙后的有效窗內(nèi)的第一個脈沖。如果出現(xiàn)了一個已在有效值窗內(nèi)增量的脈沖，則這導(dǎo)致一個奇偶誤差并導(dǎo)致中斷噴油。
基于空隙前最后增量的增量持續(xù)時間，信號INKF經(jīng)過空隙持續(xù)時間及空隙后的第一個增量的持續(xù)時間繼續(xù)進行。第一個INK信號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INK信號出現(xiàn)在四個增量持續(xù)時間后。對此它涉及空隙后的INK信號的第二個脈沖。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。該窗是通過兩個比較寄存器4UGW及40GW來實現(xiàn)的。其限值被放大了相當(dāng)于至下一脈沖時間的四倍。如果奇偶性識別單元252借助于比較寄存器259識別了一個空隙，則奇偶單元252在用于增量窗的值對(OGW，UGW)及空隙窗的值對(4OGW，4UGW)之間進行轉(zhuǎn)換。
動態(tài)奇偶檢驗單元200鑒于發(fā)動機的動態(tài)特性評估信號INK的脈沖時間間隔。由于發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量其加速及減速度僅能達到一定的值。由此得到對于增量信號相繼的持續(xù)時間，它們的比例不能低于或超過一定的值。
僅當(dāng)信號INK的脈沖相對后一脈沖以確定間隔出現(xiàn)時，這些脈沖才作為有效值被分級。對此將檢驗，是否在一確定時間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)信號INK的一個脈沖。如果不出現(xiàn)這樣一個脈沖，則這將通過一個奇偶位存儲在一個所謂門陣列狀態(tài)寄存器中。如果該奇偶位已存儲在門陣列狀態(tài)寄存器中，則控制器140將信號INK識別為暫時有誤。它的后果為，由門陣列本身閉鎖噴油，以免損害發(fā)動機及散發(fā)過多的有害物質(zhì)。
信號故障的一個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，它們不能立即被識別出來。如果通過干擾信號使倍頻的增量信號INKF的頻率如此地增高，以致信號INK的下一脈沖不落在下一有效值窗中時，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，則繼續(xù)地計數(shù)，直至達到等待一個空隙為止。因為由于邏輯奇偶單元計數(shù)器的計數(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增量周期的持續(xù)時間才出現(xiàn)，這是由于后面跟著一個正常的齒。該脈沖將落入增量有效值窗中，并由此損害奇偶性，因為這里是對于空隙的情況，不應(yīng)出現(xiàn)任何增量脈沖。
邏輯奇偶單元220檢驗在兩個空隙之間有效INK脈沖的數(shù)目是否對應(yīng)于一個確定值。作為有效值識別的信號INK的脈沖將表示為信號INKP。這意味著，當(dāng)對部分增量計數(shù)的計數(shù)裝置的值在一個有效值窗中時，則第一傳感器(110)的信號INK將被識別為有效的。
倍頻器210由一個計數(shù)器-分配器結(jié)構(gòu)組成。其基礎(chǔ)是信號INK周期的延續(xù)時間的測量。借助一個計數(shù)器來檢測信號INK的兩個正向沿之間的時間。通常將信號INK及INKP的正向沿稱為脈沖。相應(yīng)地，也可將負向沿視為脈沖并被相應(yīng)地求值。從這個值出發(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。在一個恒定發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)、即恒定的INK信號周期間隔時，在倍頻器的輸出端得到在一個INK周期上有256個脈沖的INKF信號。
每個INKF信號的周期延續(xù)時間相當(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增量后，INKF信號的延續(xù)時間保持不變，它的周期延續(xù)時間是由空隙周期及空缺后的第一個INK周期求得的一個平均值。
圖3中詳細地表示角度時鐘230及過程控制單元240。
倍頻的增量信號INKF經(jīng)過一個轉(zhuǎn)換裝置315到達一個角度計數(shù)器300。在轉(zhuǎn)換裝置315的第二輸入端的提供信號CLK。該轉(zhuǎn)換裝置315選擇地將信號INKF或信號CLK提供給角度計數(shù)器300。信號INKF作為第二輸入量到達角度計數(shù)器300。此外角度計數(shù)器300與總線150相連接。
通過總線350，該角度計數(shù)器300與各個比較寄存器301，302，303，305及306相連接。對于轉(zhuǎn)換裝置將根據(jù)一個門陣列控制寄存器的輸出信號進行控制。如果角度計數(shù)器的內(nèi)容達到與一個比較寄存器的內(nèi)容相對應(yīng)的值時，則該相應(yīng)的比較寄存器輸出一個信號。
過程控制單元240基本上包括各個比較寄存器321，322，323，324，325及326。此外設(shè)置了時間計數(shù)器330。對時間計數(shù)器提供信號CLK。時間計數(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，比較寄存器301，302，303，305及306的輸出端信號，時間計數(shù)器330的輸出信號及單元304的輸出信號均到達控制單元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EIN，MODE，BIPF-E，ISOLL，USOLL和WUP-E。
過程控制單元240由角度時鐘230啟動，為末級160產(chǎn)生輸出信號EIN，ISOLL，USOLL及MODE。在每個寄存器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必須對電磁閥通以電流。
在比較寄存器303中存儲角度時鐘輸出中斷信號WUP-E時的角度位置，控制器140從該信號開始執(zhí)行預(yù)定的計算步驟。
在比較寄存器305中存儲控制電磁閥應(yīng)結(jié)束預(yù)噴油時的角度位置。在比較寄存器306中存儲用于主噴油的相應(yīng)值。
在比較寄存器321至326中存儲各時間，將根據(jù)這些時間來釋放各個信號。
在圖4中詳細地表示了角度時鐘230。其中詳細地表示出角度計數(shù)器300。該角度計數(shù)器300包括一個16位計數(shù)器400，它被提供轉(zhuǎn)換裝置315的輸出信號。此外，該角度計數(shù)器還包括另一計數(shù)器410，對它提供一個或單元420的信號。在或單元420的第一輸入端上供給信號INKP?；騿卧?20的第二輸入端與控制單元308形成連接。這兩個計數(shù)器還用控制單元308形成連接。計數(shù)器400及410通過母線與各個比較寄存器形成連接。
如果在比較寄存器340中存儲了指示增量信號INK不是有效的或是指示出現(xiàn)另一故障的值時，則這樣地控制轉(zhuǎn)換開關(guān)315，即使用信號CLK取代信號INKF。
當(dāng)出現(xiàn)一個信號INKP時，另一計數(shù)器410的第一個八位、也稱為最高字節(jié)，每次增加1。另一計數(shù)器410的第二個八位持續(xù)地接收0。這意味著，另一計數(shù)器410對作為有效值識別的增量脈沖INK進行計數(shù)。在空缺中失去的脈沖由控制單元308替補。這意味著控制單元在空缺時提供與失去的沿對應(yīng)的脈沖。
轉(zhuǎn)換裝置315輸出信號的每個脈沖使計數(shù)器400的內(nèi)容增加。這意味著計數(shù)器400對倍頻的增量脈沖INKF計數(shù)。
當(dāng)另一計數(shù)器410每次增加時，另一計數(shù)器410的內(nèi)容將寫入到計數(shù)器400中。
最好以16位計數(shù)器實現(xiàn)的計數(shù)器400接收具有倍頻角信號INKF的頻率的脈沖。計數(shù)器400的計數(shù)狀態(tài)相應(yīng)于實際曲軸的位置。計數(shù)器400及另一計數(shù)器410的第一個8位給出齒數(shù)，而計數(shù)器400及另一計數(shù)器410的第二個8位給出部分增量INKF的數(shù)目。對此第二個8位傳遞0和256之間的計數(shù)狀態(tài)。當(dāng)作為有效值識別出每個增量INKP時，第二個8位將置零。
在恒定轉(zhuǎn)數(shù)及正確倍頻時，每個增量沿將使角度計數(shù)器400計入倍數(shù)個256個數(shù)。為了消除由于加速或減速產(chǎn)生的角度時鐘對曲軸角度的偏離，角度時鐘的狀態(tài)將用信號INKP的沿來較正。為此在信號INKP的每個沿時將計數(shù)器410的內(nèi)容接收到計數(shù)器400中，由此使角度計數(shù)器400的第二個8位置零。
此外在720度曲軸角度后使角度計數(shù)器400置零。為此使用比較寄存器307。如果角度計數(shù)器的內(nèi)容，尤其是計數(shù)器410第一個8位的內(nèi)容達到相當(dāng)于720度角度位置的值時，角度計數(shù)器400將通過控制單元308被置零。
在故障狀態(tài)下控制單元將進行一個角度計量即增量INKF的計數(shù)及一個時間計量即信號CLK的計數(shù)之間轉(zhuǎn)換。這是這樣實現(xiàn)的，即將控制寄存器340的一個位置成一個確定值。根據(jù)該值使開關(guān)裝置315取得一個相應(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。因為用于角度時鐘的時鐘脈沖僅對曲軸的整個六度基于上一增量周期被跟蹤調(diào)節(jié)，在加速的情況下對角度時鐘過慢地提供脈沖，而減速的情況下過快地提供脈沖。在加速時，可能在角度時鐘具有相應(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產(chǎn)生，這時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度的增量時加速，則在較大的加速度時譬如沒有達到值250，因為例如在角度狀態(tài)240時就已出現(xiàn)了增量沿，該值將被校正到值256。如果值250是噴油角度，則這時未出現(xiàn)任何信號。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被啟動并在一次釋放操作后失去產(chǎn)生信號的能力。以此方式可以避免在相應(yīng)的曲軸角度時產(chǎn)生另外的噴油信號。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數(shù)器300的值相一致或者角度計數(shù)器300中的計數(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的一個信號。
過程控制單元240的時間計數(shù)器330與角度計數(shù)器300的信號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的比較寄存器信號啟動。
在角度達到存儲在比較寄存器301中的值時，時間計數(shù)器330從零開始啟動并經(jīng)過起動電流調(diào)節(jié)、BIP窗及維持電流調(diào)節(jié)比較。當(dāng)計數(shù)狀態(tài)達到存儲在比較寄存器305及306中的值時，時間計數(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)后時間計數(shù)器330再被置零。
根據(jù)角度時鐘及過程控制單元中各比較寄存器的輸出信號，過程控制單元產(chǎn)生EIN信號及MODE信號的序列。用于產(chǎn)生不同的電磁閥狀態(tài)的信號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邏輯部分來實現(xiàn)。
在圖5中表示出隨時間變化的各個信號。在第一行上表示不同的增量或信號INK或INKP。增量通過垂直的虛線來表示。
第二行上表示信號EIN。該信號具有一個低電平及一高電平。只要該信號具有低電平，電磁閥將不流過電流。從時間點MVON開始該信號電平升高并傳電磁閥通以電流。在時間點MVOFF時其電流將回饋。
第三行表示信號MODE。該信號同樣具有一個高電平及一個低電平。
信號EIN的正向沿MVON出現(xiàn)時的曲軸角度位置用于主噴油被存儲在比較寄存器302中及用于預(yù)噴油被存儲在比較寄存器301中。對于信號MVOFF的角度值用于預(yù)噴油被存儲在比較寄存器305中及用于主噴油被存儲在比較寄存器306中。一旦計數(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，比較寄存器就將一個信號發(fā)送給控制單元?？刂茊卧?10則輸出一個相應(yīng)的具有相應(yīng)電平的信號EIN。
第三行中表示信號MODE。該信號同樣具有兩種值。從時間點MVON起時間計數(shù)器330被置零。在信號CLK的每個脈沖時，時間計數(shù)器的內(nèi)容遞增。
當(dāng)時間計數(shù)器在時間taz及時間tbip達到存儲在比較寄存器323中用于主噴油的值及達到存儲在比較寄存器326中用于預(yù)噴油的值時，MODE信號改變其電平。
只要信號EIN處于其高電平值及信號MODE也處于其高電平值，這就是時間間隔taz中的情況，經(jīng)過電磁閥的電流被調(diào)節(jié)到起動電流值上。為此由過程控制單元310預(yù)定了一個相應(yīng)的作為信號ISOLL的值。
在時間taz至?xí)r間點Taz的過程后，MODE信號降到它的低信號電平上。這一直進行到時間點TBIP為止的時間間隔tBIP過程后，該信號又上升到它的高電平值。用于時間間隔tBIP的值是用于主噴油存儲在比較寄存器322中的值及用于預(yù)噴油存儲在比較寄存器325中的值。一旦時間計數(shù)器具有相應(yīng)的計數(shù)狀態(tài)，將通過控制單元310輸出MODE信號的相應(yīng)電平。
時間點taz及Taz之間的時間間隔通常稱為BIP窗或稱為續(xù)流階段。電磁閥的終止時間點位于該窗內(nèi)，該時間點出現(xiàn)在時間點BIP上。這個BIP窗由信號EIN的高信號電平及信號MODE的低電平來確定。在該時間間隔中將電磁閥的電壓調(diào)節(jié)在值USOLL上。
從時間點TBIP開始，在電磁閥的在先控制時控制器140計算用于信號MVoff的角度值。該值將存儲在相應(yīng)的比較寄存器(305，306)中。當(dāng)角度計數(shù)器達到相應(yīng)的計數(shù)狀態(tài)時，將由角度時鐘傳送一個信號給控制單元310并使信號EIN處于其低電平。
時間點TBIP及時間點MVoff之間的時間間隔被稱為維持電流階段。該階段是通過信號EIN及信號MODE處于它們的高電平來確定的。
在信號MVoff輸出的同時，時間計數(shù)器330被復(fù)位并開始了時間t1S。該時間t1S被存儲在比較寄存器321中，并指示電磁閥快速釋放為有效的時間。在該時間期間，信號MODE處于其低電平，它與信號EIN的低電平相結(jié)合指示快速釋放為有效。
在時間間隔t1s至?xí)r間點T1s的過程后，信號MODE處于其高電平而信號EIN處于其低電平。通過這種信號組合確定出位于燃料配給以外的一種狀態(tài)。
該實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)。因為這里噴油份額正比于噴油持續(xù)時間由信號MVon由角度時鐘導(dǎo)出，而信號MVoff在信號沿MVon或信號BIP的一段可編程時間后產(chǎn)生出來。這個信號由時間計數(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，時間計數(shù)器330置成零，并一直等到下一信號MVon才復(fù)位。在電源開復(fù)位后時間計數(shù)器330保持為零，直至達到角度MVon或MVoff為止。
圖6中表示一個用于6汽缸內(nèi)燃機的增量傳感輪的例子。每個氣缸的上死點用OT表示。因為當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)時曲軸旋轉(zhuǎn)兩次，第一及第四汽缸的上死點，第二及第五汽缸的上死點和第三及第六汽缸的上死點相重合。各相應(yīng)的上死點用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)汽缸的上死點前一個相應(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，角度時鐘在一個可選擇的增量時將一個中斷信號傳送給控制器140。在出現(xiàn)該中斷信號WUP-E時，控制器開始對用于控制噴油的角度值MVon，MVoff作計算。在該計算后，將這些角度值存入到角度時鐘的比較寄存器303中。一旦角度計數(shù)器達到存儲在比較寄存器303中的值時，將一個中斷信號WUP-E送給控制器140。
在角度時鐘230啟動各個角度值計算的中斷時，將區(qū)分兩種不同的類型。即要區(qū)分一個靜態(tài)中斷WUP-S及一個動態(tài)中斷WUP-D。這些信號用于使控制器140進行角度同步。喚醒信號相當(dāng)于一次中斷，即在達到一定增量時該中斷啟動控制器?？刂破?40預(yù)先計算該增量并將該值寫入到門陣列中及比較寄存器305中。在通過門陣列啟動控制器時有利的是控制器從多余的角度信息中解脫出來并在預(yù)定的曲軸位置時起作用。
靜態(tài)喚醒信號WUP-S在每個汽缸相應(yīng)上死點前方的恒定角度距離上被產(chǎn)生出來。由兩個喚醒信號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)場計算。在輸送開始時，必須將電磁閥延遲時間一起計入，因為泵在此時間后才開始發(fā)動機燃料的輸送。該BIP時間將從實際平均轉(zhuǎn)數(shù)換算成一個角度。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)束的兩個角度值MVon及MVoff。
靜態(tài)喚醒信號WUP-S表示一個汽缸區(qū)段的開始。由此對于BIP時間的角度校正值可通過實際汽缸區(qū)段內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)的變化而變化。由于該原因BIP角度的計算值應(yīng)盡可能地靠近實際的MVon角。
為此產(chǎn)生出動態(tài)喚醒中斷WUP-D。該中斷產(chǎn)生時的角度將借助輸送開始給定角度來計算，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算、角度MVon及MVoff的存入及最大可能加速度的程序運行時間來實現(xiàn)的。用于產(chǎn)生動態(tài)喚醒中斷WUP-D的角度值將在靜態(tài)喚醒的計算后被存入角度時鐘的比較結(jié)構(gòu)中。
對于靜態(tài)喚醒的位置，這就是它必須位于上死點前方如此地遠，以致在直至達到角度MVon的時間內(nèi)可以處理用于輸送開始及輸送持續(xù)時間的角度計算及動態(tài)喚醒中斷WUP-D的角度計算，存入動態(tài)喚醒WUP-D的角度，達到動態(tài)喚醒中斷，新計算MVon角度及將角度MVon及MVoff寄存到角度時鐘的相應(yīng)比較寄存器中。
動態(tài)喚醒中斷WUP-D引起控制器基于瞬時轉(zhuǎn)數(shù)盡可能靠近實際MVon角地計算角度MVon，在MVon角度計算完成后將角MVon及MVoff存入到相應(yīng)的比較寄存器中。
控制器根據(jù)各個量值確定出下一計算開始時的曲軸位置。它將角度位置傳送給門陣列。門陣列則當(dāng)該角度位置被達到時，將中斷信號發(fā)送到控制器。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機控制系統(tǒng)，尤其是柴油內(nèi)燃機的控制系統(tǒng)，其中至少用一電磁閥確定發(fā)動機燃料配給的開始及結(jié)束，使用第一裝置(130)對至少一個產(chǎn)生多個增量脈沖的第一傳感器(110)的信號進行求值，使用第二裝置(140)對至少一個第二傳感器的信號進行求值，其中該第二裝置在預(yù)定時間點上將一個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)的信號啟動一個信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于該兩個增量脈沖之間的間隔可被分成多個部分增量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于一個第一計數(shù)裝置對該增量脈沖計數(shù)及一個第二計數(shù)裝置對部分增量計數(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數(shù)裝置的每次改變將該第二計數(shù)裝置置零。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其特征在于在達到該第一計數(shù)裝置的一個預(yù)定值時，該第一及第二計數(shù)裝置均置零。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于該第一和/或第二計數(shù)裝置被包括在第一裝置中，并當(dāng)該計數(shù)裝置的內(nèi)容相應(yīng)于一角度量時啟動一信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該第一計數(shù)裝置達到一確定值時，啟動一個中斷信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該計數(shù)裝置的值大于和/或等于預(yù)定角度量時，啟動一個電磁閥的控制信號。
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求解該角度量的中斷信號。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)對該部分增量計數(shù)的計數(shù)裝置的值處于一個有效值窗內(nèi)時，該第一傳感器(110)的信號被識別為有效信號。
全文摘要
一種內(nèi)燃機尤其是柴油內(nèi)燃機的控制系統(tǒng)，其中至少用一電磁閥確定發(fā)動機燃料配給的開始及結(jié)束。第一裝置(130)對一個產(chǎn)生多個增量脈沖的第一傳感器(110)的信號求值。第二裝置(140)對至少一個第二傳感器的信號求值。第二裝置在預(yù)定時間點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)的信號啟動一個信號。
文檔編號F02D41/24GK1141068SQ95191644
公開日1997年1月22日 申請日期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 申請人:羅伯特·博施有限公司