DE10116485A1 - Rev determination device for motorcycle IC engine calculates revs from pressure signal provided by pressure sensor for engine intake pressure - Google Patents
Rev determination device for motorcycle IC engine calculates revs from pressure signal provided by pressure sensor for engine intake pressureInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Motordrehzahl eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Vier-Takt-Motors, um einen Notbetrieb des Motors zu ermöglichen.The present invention relates to an apparatus and a method for determining the engine speed of an internal combustion engine, in particular a four-stroke engine, to enable emergency operation of the engine.
Üblicherweise wird die Motordrehzahl mit Hilfe eines an der Kurbelwelle des Motors vorgesehenen Drehzahlsensors ermittelt. Beim Ausfall des Kurbelwellen-Sensors kann in manchen im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen die Drehzahl aus einem zweiten, an der Nockenwelle des Motors vorgesehenen Drehzahlsensor ermittelt wer den. Üblicherweise kann jedoch bei diesen bekannten Vorrichtungen beispielsweise beim Ausfall des Nockenwellen-Sensors kein Ersatzsignal gebildet werden, was den Motorstillstand zur Folge hat.Typically, the engine speed is measured using a crankshaft on the engine provided speed sensor determined. If the crankshaft sensor fails in some devices known in the prior art, the speed from a second, provided on the camshaft of the engine speed sensor who determined the. Usually, however, in these known devices, for example in the event of failure of the camshaft sensor, no substitute signal is formed, which is the Engine standstill.
In der DE-A-41 25 677 wird eine notlauffähige Steuervorrichtung an einer Brennkraft maschine mit einer Einrichtung zur Ermittlung der Winkelstellung der Kurbelwelle, mit einer Referenzmarkierung und Zählmarkierungen zur Erzeugung von Referenzsignalen und Kurbelwellensignalen beschrieben. Die Steuervorrichtung umfaßt weiter eine Ein richtung zur Zylindererkennung mit einem Phasengeber, der ein Nockenwellensignal bestimmter Toleranzbreite erzeugt. Entsprechend dieser Druckschrift wird das Nocken wellensignal bzw. ein mit der Nockenwelle verbundenes Blendenteil durch entspre chende Aussparungen so ausgelegt, daß nacheinander weitere Impulse als Low- Phasen in der Anzahl der Zylinder und jeweils der Reihe nach einem Zylinder zugeord net zur Verfügung gestellt werden, wobei wenigstens ein Impuls (Low-Phase I und VI) eine zu den anderen Impulsen (Low-Phasen II bis V) unterschiedliche Impulsbreite auf weist. Durch ein so modifiziertes Nockenwellensignal kann ein Notlauf einer Brenn kraftmaschine bei einem Ausfall der Kurbelwellensignale, der Referenzsignale oder der Nockenwellensignale gewährleistet werden, da die unterschiedlichen Impulsbreiten für eine Auswertung und Steuerung herangezogen werden können.In DE-A-41 25 677 an emergency running control device on an internal combustion engine machine with a device for determining the angular position of the crankshaft, with a reference mark and counter markings for generating reference signals and crankshaft signals. The control device further comprises an on Direction for cylinder detection with a phase encoder that sends a camshaft signal certain tolerance range generated. According to this document, the cam wave signal or an aperture part connected to the camshaft by corresponding recesses are designed so that successive pulses as low- Phases in the number of cylinders and one after the other assigned to a cylinder net, at least one pulse (low phase I and VI) a different pulse width to the other pulses (low phases II to V) has. With a camshaft signal modified in this way, emergency operation of a burner engine in the event of a failure of the crankshaft signals, the reference signals or the Camshaft signals can be guaranteed because the different pulse widths for an evaluation and control can be used.
Die in der DE-A-41 25 677 beschriebene Steuervorrichtung hat jedoch ebenfalls den Nachteil, daß es beim Ausfall des Kurbelwellensensors und des Nockenwellensensors zum Stillstand des Motors kommt. However, the control device described in DE-A-41 25 677 also has the Disadvantage that if the crankshaft sensor and the camshaft sensor fail the engine comes to a standstill.
Die DE-A-196 38 010 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Phasenlage bei einer Vier-Takt-Brennkraftmaschine mit ungerader Zylinderzahl und ohne Nockenwel lensensor. Die Erkennung der Phasenlage erfolgt, indem ein von einem Kurbelwellen- Winkelsensor abgegebenes erstes Signal, das eine Singularität aufweist, zu einem zweiten Signal, das beispielsweise ein Drehzahlsignal oder das Ausgangssignal eines Saugrohr-Drucksensors ist, in Bezug gesetzt wird und der Verlauf des zweiten Signals im Bereich der Singularität des ersten Signals ausgewertet wird. Da dieser Signallauf unterschiedlich ist, je nachdem, ob sich die Kurbelwelle in ihrer ersten oder zweiten Umdrehung befindet, läßt sich die Phasenlage bestimmen.DE-A-196 38 010 describes a method for determining the phase position a four-stroke internal combustion engine with an odd number of cylinders and without a camshaft lens ensor. The phase position is recognized by using a crankshaft Angle sensor emitted first signal, which has a singularity, to a second signal, for example a speed signal or the output signal of a Intake manifold pressure sensor is related and the course of the second signal is evaluated in the range of the singularity of the first signal. Because this signal run differs depending on whether the crankshaft is in its first or second Rotation, the phase position can be determined.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Ver fahren zur Ermittlung der Motordrehzahl eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen, mit der/dem ein Notbetrieb des Motors bei einem Ausfall der normalerweise verwendeten Drehzahlsensorik gewährleistet wird. Diese Aufgabe wird mit den Merk malen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.The present invention has for its object a device and a Ver drive to determine the engine speed of an internal combustion engine with which an emergency operation of the engine in the event of a failure of the speed sensor used is guaranteed. This task is done with the Merk paint the independent claims solved.
Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, den Saugrohrdruck in minde stens einem Saugrohr des Motors zu erfassen, ein dem Druck entsprechendes Druck signal zu erzeugen und einer Motorsteuerung zuzuführen, die auf Basis des Drucksi gnals die Motordrehzahl ermittelt. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Ermittlung der Motordrehzahl dadurch, daß die Motorsteuerung auf Basis der Drucksignale eine Zeitdauer für einen Motorzyklus (beim Vier-Takt-Motor zwei Umdrehungen (720°Kurbelwinkel); beim Zwei-Takt-Motor eine Umdrehung (360°Kurbelwinkel)) ermittelt, die auf eine Zähnezahl eines an der Kurbel welle des Motors vorgesehenen Signal-Geberrades geteilt wird, um im Notbetrieb die während eines Normalbetriebs gemessenen Zeitintervalle durch Berechnung zu ermit teln.The invention is based on the basic idea that the intake manifold pressure in minde at least one intake manifold of the engine to detect a pressure corresponding to the pressure Generate signal and supply to a motor control, which is based on the Drucksi gnals determined the engine speed. According to a preferred embodiment the present invention, the engine speed is determined in that the Motor control based on the pressure signals for a period of one motor cycle (at Four-stroke engine two revolutions (720 ° crank angle); in the two-stroke engine one Rotation (360 ° crank angle)) determined on a number of teeth on the crank shaft of the motor provided signal transmitter wheel is divided to the in emergency operation to determine the time intervals measured during normal operation by calculation stuffs.
Erfindungsgemäß wird also der gemessene Saugrohrdruck ausgewertet und zu einem Drehzahlsignal aufbereitet. Dadurch kann eine Ermittlung der Motordrehzahl selbst beim Ausfall üblicherweise verwendeter Drehzahlsensoren gewährleistet und zumindest ein Motornotbetrieb ermöglicht werden. Die der Erfindung zugrunde liegende Grundidee ist jedoch auch generell zur Ermittlung der Motordrehzahl eines Verbrennungsmotors im Normalbetrieb geeignet.According to the invention, the measured intake manifold pressure is evaluated and one Speed signal processed. This enables a determination of the engine speed itself guaranteed in the event of failure of commonly used speed sensors and at least emergency engine operation is made possible. The basic idea underlying the invention However, it is also generally used to determine the engine speed of an internal combustion engine Suitable for normal operation.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen näher beschrieben. Es zeigen:The present invention will hereinafter be described with reference to the drawings described in more detail using two preferred embodiments. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Vorrichtung; Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the device according to the Invention;
Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform; FIG. 2 shows a second preferred embodiment;
Fig. 3 ein Druck-Zeit-Diagramm, in dem der gemessene Saugrohrdruck dargestellt ist; und Fig. 3 is a pressure-time diagram in which the measured intake manifold pressure is shown; and
Fig. 4 eine schematische Darstellung von Kurbelwellen-, Nockenwellen- und Saug drucksignalen über der Zeit. Fig. 4 is a schematic representation of crankshaft, camshaft and suction pressure signals over time.
Entsprechend der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 weist die erfindungsgemä ße Vorrichtung eine Motorsteuerung 2 auf, die mit mindestens einem Saugrohr- Drucksensor 4 in Verbindung steht. Der Saugrohr-Drucksensor 4 dient zum Erfassen des in einem schematisch dargestellten Saugrohr 6 herrschenden Saugrohrdrucks. Al ternativ zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform können auch mehrere der Drucksensoren 4 vorgesehen sein, um den Saugrohrdruck in verschiedenen Saugroh ren zu erfassen.Corresponding to the schematic representation of FIG. 1, the inventive device SSE a motor controller 2, which communicates with at least one intake manifold pressure sensor 4 in connection. The intake manifold pressure sensor 4 serves to detect the intake manifold pressure prevailing in a schematically illustrated intake manifold 6 . Al ternatively to the embodiment shown in FIG. 1, several of the pressure sensors 4 can also be provided in order to detect the intake manifold pressure in different intake pipes.
Der Saugrohr-Drucksensor 4 steht mit einer Auswerteeinrichtung 8 in Verbindung, die dazu vorgesehen ist, den mittels des Drucksensors 4 gemessenen Saugrohrdruck aus zuwerten. Diese Auswertung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Saugrohrdruck zeitabhängig gemessen und entsprechend seinem zeitlichen Verlauf ausgewertet wird. Eine beispielhafte Darstellung des von der Auswerteeinrichtung 8 ermittelten zeitlichen Druckverlaufs ist in Fig. 3 für einen Vier-Takt-Motor schematisch dargestellt. Der Druck verlauf gemäß Fig. 3 zeigt, daß sich nach einem Motorzyklus, d. h. bei einem Vier-Takt- Motor nach zwei Umdrehungen bzw. 720° Kurbelwinkel, der ermittelte Druckverlauf wiederholt. Die Auswerteeinrichtung 8 ermittelt die Zeit für einen derartigen Motorzyklus tz und führt diesen Wert der Motorsteuerung 2 zu. Die Auswerteeinrichtung 8 steht zu diesem Zweck mit der Motorsteuerung 2 in Verbindung. Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung 8 mit der Motorsteuerung 2 zu einer Steuerungseinrichtung 10 zusammen gefaßt, wie dies durch die strichpunktierte Linie in Fig. 1 angedeutet ist.The intake manifold pressure sensor 4 is connected to an evaluation device 8 , which is provided to evaluate the intake manifold pressure measured by means of the pressure sensor 4 . This evaluation is carried out according to the invention in that the intake manifold pressure is measured as a function of time and is evaluated in accordance with its course over time. An exemplary representation of the temporal pressure curve determined by the evaluation device 8 is shown schematically in FIG. 3 for a four-stroke engine. The pressure curve of Fig. 3 shows that, that is, repeated after one engine cycle in a four-stroke engine according to two revolutions or 720 ° of crank angle of the pressure variation detected. The evaluation device 8 determines the time for such an engine cycle t z and supplies this value to the engine controller 2 . For this purpose, the evaluation device 8 is connected to the engine control 2 . The evaluation device 8 is preferably combined with the motor control 2 to form a control device 10 , as is indicated by the dash-dotted line in FIG. 1.
Aus der der Motorsteuerung 2 zugeführten Zykluszeit tz kann die aktuelle Motordrehzahl ermittelt werden. Folglich ist es erfindungsgemäß möglich, auf Grundlage der mit dem Drucksensor 4 erfaßten Saugrohrdrücke die Motordrehzahl unabhängig von Drehzahl signalen der Kurbel- und/oder Nockenwelle zu ermitteln.The current engine speed can be determined from the cycle time t z supplied to the engine control 2 . Consequently, it is possible according to the invention to determine the engine speed independently of speed signals of the crankshaft and / or camshaft on the basis of the intake manifold pressures detected by the pressure sensor 4 .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Er mitteln der Motordrehzahl eines Verbrennungsmotors ist insbesondere vorgesehen, um bei Ausfall der üblichen Drehzahlsensoren einen Notbetrieb des Motors weiter zu er möglichen. Für einen derartigen Fall ist entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 1 zur Drehzahlerfassung im Normalbetrieb des Motors ein erster Drehzahlsensor 12 zum Er fassen der Drehzahl der Kurbelwelle 14 des Motors vorgesehen. Der Sensor 12 ist ein herkömmlicher Drehzahlsensor, z. B. ein Hallsensor, der mit einem üblicherweise an der Kurbelwelle 14 vorgesehenen Sensor-Geberrad 16 zusammenarbeitet. Das Sensor- Geberrad 16 weist herkömmlicherweise Winkelmarken auf, mit denen im Sensor 12 Spannungsimpulse erzeugt werden, auf Grundlage derer die mit dem Sensor 12 in Ver bindung stehende Motorsteuerung 2 die Motordrehzahl ermittelt. Entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 1 können die Winkelmarken beispielsweise als Zäh ne ausgebildet sein. Bei Ausfall des ersten Drehzahlsensors 12 käme es herkömmli cherweise zum Motorstillstand, da die Motorsteuerung 2 keine ausreichenden Informa tionen mehr erhält, um beispielsweise die Einspritz- und Zündzeitpunkte exakt zu be stimmen. In diesem Fall kann beispielsweise die vorstehend beschriebene erfindungs gemäße Vorrichtung zur Ermittlung der Motordrehzahl auf Grundlage des Saugrohr drucks zumindest einen Notbetrieb des Motors gewährleisten.The device according to the invention and the method according to the invention for He averaging the engine speed of an internal combustion engine is provided in particular in order to further enable emergency operation of the engine if the usual speed sensors fail. For such a case, a first speed sensor 12 for detecting the speed of the crankshaft 14 of the engine is provided for speed detection in normal operation of the engine, as shown in FIG. 1. The sensor 12 is a conventional speed sensor, e.g. B. a Hall sensor that cooperates with a sensor sensor wheel 16 usually provided on the crankshaft 14 . The sensor encoder wheel 16 conventionally has angle marks with which voltage pulses are generated in the sensor 12 , on the basis of which the motor controller 2 connected to the sensor 12 determines the motor speed. According to the schematic representation in FIG. 1, the angle marks can be designed, for example, as teeth. If the first speed sensor 12 fails, the engine would come to a standstill conventionally, since the engine control 2 no longer receives sufficient information, for example to precisely determine the injection and ignition times. In this case, for example, the above-described device for determining the engine speed based on the intake manifold pressure can ensure at least emergency operation of the engine.
Wie bereits vorstehend beschrieben, sind auch Drehzahl-Erfassungssysteme bekannt, bei denen neben dem ersten Drehzahlsensor an der Kurbelwelle 14 des Motors ein zweiter Drehzahlsensor 18 im Bereich der Nockenwelle 20 des Motors vorgesehen ist. Sollte einer der Drehzahlsensoren 12 oder 18 ausfallen, könnte unter Umständen der entsprechende andere Sensor einen Motorstillstand noch verhindern. Bei einem Ausfall beider Sensoren 12 und 18 wäre ein Motorstillstand jedoch nicht zu vermeiden. Dies kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert werden, indem die Mo tordrehzahl auf Grundlage des Saugrohrdrucks ermittelt wird.As already described above, speed detection systems are also known in which, in addition to the first speed sensor on the crankshaft 14 of the engine, a second speed sensor 18 is provided in the area of the camshaft 20 of the engine. If one of the speed sensors 12 or 18 should fail, the corresponding other sensor could still prevent the engine from coming to a standstill. In the event of a failure of both sensors 12 and 18 , an engine shutdown could not be avoided. This can be prevented by the device according to the invention by determining the engine speed based on the intake manifold pressure.
Bei einem Ausfall beider Drehzahlsensoren 12 und 18 kann mittels des Drucksensors 4 die Zykluszeit tz für einen Motorzyklus, d. h. beim Vier-Takt-Motor die Zeit für zwei Mo torumdrehungen und bei einem Zwei-Takt-Motor die Zeit für eine Motorumdrehung, be stimmt werden. Die durch die Auswerteeinrichtung 8 ermittelte Zykluszeit tz wird vor zugsweise auf die vorbekannte Zähnezahl des Sensor-Geberrades 16 aufgeteilt, wo durch die sonst durch den ersten Drehzahlsensor 12 gemessenen Zeitintervalle rechne risch nachgebildet werden. Diese rechnerisch ermittelten Zeitintervalle können dann der Motorsteuerung 2 in gleicher Weise zugeführt werden, wie sonst die durch den ersten Sensor 12 ermittelten Zeitintervalle, wodurch der Motorsteuerung 2 in beiden Betriebs arten im wesentlichen die gleichen Eingangsgrößen zugeführt werden.In the event of a failure of both speed sensors 12 and 18 , the cycle time t z for one engine cycle, ie the time for two engine revolutions and for a two-stroke engine the time for one engine revolution, can be determined by means of the pressure sensor 4 become. The cycle time t z determined by the evaluation device 8 is preferably divided up into the known number of teeth of the sensor sensor wheel 16 , where the time intervals otherwise measured by the first speed sensor 12 are mathematically simulated. These arithmetically determined time intervals can then be supplied to the engine control 2 in the same manner as the time intervals determined by the first sensor 12 , as a result of which the engine control 2 is supplied with essentially the same input variables in both operating modes.
Mit dieser in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform kann ein besonders effektiver Aufbau bereitgestellt werden, mit dem ein Notbetrieb des Motors sichergestellt werden kann, wobei die Motorsteuerung 2 nicht zwangsläufig einen zusätzlichen Eingang zum Zufüh ren der von dem Drucksensor 4 bzw. dessen Auswerteeinrichtung 8 ermittelten Signa len benötigt.With this embodiment shown in Fig. 2, a particularly effective structure can be provided with which an emergency operation of the engine can be ensured, the engine controller 2 does not necessarily have an additional input for supplying the signals determined by the pressure sensor 4 or its evaluation device 8 len needed.
In Fig. 4 ist der Zusammenhang zwischen dem vom Kurbelwellensensor 12 normaler weise gelieferten Signal KW, dem vom Nockenwellensensor 18 im Normalfall bereitge stellten Nockenwellensignal NW und dem vom Drucksensor 4 erfaßten Saugrohrdruck PS schematisch dargestellt. Erfindungsgemäß kann aus dem Saugrohrdruck-Signal PS ein Nockenwellensignal NW und/oder Kurbelwellensignal KW rechnerisch nachgebildet werden, so daß für die Dauer einer ausreichenden Signalgüte des PS-Signals ein Mo torbetrieb aufrecht erhalten werden kann (z. B. bei einem Ausfall des Kurbel- und Nok kenwellensensors).In Fig. 4, the relationship between the crankshaft sensor 12 normally supplied signal KW, the camshaft sensor NW provided by the camshaft sensor 18 in the normal case and the intake manifold pressure P S detected by the pressure sensor 4 is shown schematically. According to the invention, a camshaft signal NW and / or crankshaft signal KW can be mathematically simulated from the intake manifold pressure signal P S , so that engine operation can be maintained for the duration of a sufficient signal quality of the P S signal (e.g. in the event of a failure of the Crankshaft and camshaft sensor).
Claims (14)
- a) einer Motorsteuerung (2); und
- b) einem zum Erfassen eines in mindestens einem Saugrohr (6) des Motors vorhandenen Saugrohrdrucks vorgesehenen Drucksensor (4), von dem die Motorsteuerung (2) entsprechende Drucksignale erhält, auf deren Basis die Motordrehzahl ermittelbar ist.
- a) an engine control ( 2 ); and
- b) a pressure sensor ( 4 ) provided for detecting an intake manifold pressure in at least one intake manifold ( 6 ) of the engine, from which the engine control ( 2 ) receives corresponding pressure signals, on the basis of which the engine speed can be determined.
- a) Erfassen eines in mindestens einem Saugrohr (6) des Motors vorhandenen Saugrohrdrucks;
- b) Zuführen eines dem ermittelten Saugrohrdruck entsprechenden Drucksignals an eine Motorsteuerung (2); und
- c) Ermitteln der Motordrehzahl auf Basis des Drucksignals.
- a) detecting an intake manifold pressure present in at least one intake manifold ( 6 ) of the engine;
- b) supplying a pressure signal corresponding to the determined intake manifold pressure to an engine control ( 2 ); and
- c) determining the engine speed based on the pressure signal.
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Also Published As
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|---|---|
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