DE10256574A1

DE10256574A1 - Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors

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Publication number: DE10256574A1
Application number: DE10256574A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-06-17

Abstract

Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors dadurch gekennzeichnet, daß in einer Nabenplatte 1 eine Welle 3 gelagert ist, die mit der Kurbelwellendrehzahl. umläuft und an der eine Codescheibe 9 befestigt ist, die sowohl duale Codespuren 14 als auch eine feinteilige Perforierungsspur 13 enthält,

Description

Die Erfindung betrifft einen Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors und sein Zusammenwirken mit einer zentralen Motorelektronik
Bekannt sind verschiedene Geberprinzipien, die entweder zu ungenau sind, zu viele Codespuren benötigen oder keine absolute Winkelstellung ermitteln.
Zudem benötigen sie die übliche mechanische 2:1 Untersetzung, um die Funktion der Nockenwelle nachzubilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, betriebssichere Lösung zu finden, die zudem das Problem der 2:1 Untersetzung elektronisch löst mit einem weiteren Vorteil, bezüglich des Anlassens des Verbrennungsmotors.
Erfindungsgemäß ist ein Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors so ausgeführt, daß in einer Nabenplatte 1 eine Welle 3 gelagert ist, die mit der Kurbelwellendrehzahl umläuft und an der eine Codescheibe 9 befestigt ist, die sowohl duale Codespuren 14 als auch eine feinteilige Perforierungspur 13 enthält,
Weiterhin erfindungsgemäß werden die Codespuren beispielsweise von LED's beleuchtet und von lichtempfindlichen Bauelementen (Fototransistoren) ausgelesen, wobei der Lichtfleck durch eine vor den FT angeordnete Lochplatte begrenzt wird,
Weiterhin erfindungsgemäß wird ein Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors so ausgeführt, daß, die dualen Spuren 14 der Codescheibe 9 die Winkelstellung absolut aber relativ grob gestuft dem Steuergerät übergeben, welches beim Nulldurchgang alle Zähler synchronisiert sowie einen realen oder softwaremäßigen Umschalter einmal ein und beim nächsten Nulldurchgang ausschaltet, und so quasi die 2:1 Untersetzung einer fiktiven Nockenwelle nachbildet,
Weiterhin erfindungsgemäß wird der genannte Umschalter, der als virtuelle Nockenwelle in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Codescheibe die Reihenfolge der Arbeitstakte bestimmt, beim Anlassen so gestellt, daß möglichst viele Zylinder mit dem Ansaugvorgang beginnen und so den Anlaßvorgang verkürzt wird.
Beispiel:
Die Erfindung soll am nachfolgendem Beispiel erläutert werden:
Auf 1 sind dargestellt:
1 – Nabenplatte,
2 – Kugellager,
3 – Welle,
4 – Platine für Fototransistoren (FT),
5 – Fototransistoren für die Code-Spuren 0 bis 4,
6 – Fototransistor für die Perforierungsspur,
7 – Platine für die Lichtemmissionsdioden (LED),
8 – LED's für die Code-Spuren 0 bis 4,
9 – rotiernde Code-Scheibe für Gray- und Perforierungscode,
10 – Scheibe mit Lochblenden,
11 – LED für die Perforierungsspur,
12 – Schrauben, Muttern, Distanzhülsen,
13 – Perforierungscode,
14 – digitale Codespuren 0...4,
15 – Radiale Anordnung der LED's, FT und Lochblenden für die Codespuren
16 – Radiale Anordnung der LED's, FT und Lochblenden bei Winkelversatz einiger Codespuren,
17 – Versatzwinkel der Codespuren 1 und 3,
18 – Radiale Anordnung der LED's, FT und Lochblenden für die Perforierungspur.
In einer Nabenplatte 1 sind die Kugellager 2 befestigt, in denen die Welle 3 gelagert ist. Diese Welle 3 dreht sich mit der Kurbelwellendrehzahl.
An ihr ist die Codescheibe 9 befestigt, auf die sowohl die 4 Spuren 14 für den digitalen absoluten Code als auch den Perforierungscodspur 13 aufgedruckt sind.
Über Distanzhülsen und Schrauben 12 sind die Platine 7 für die LED's, die Platine 4 für die FT als auch die Lochblendenplatine 10 befestigt.
Die LED's 8 und 11 beleuchten die Spuren 14 und 13 der Codescheibe 9, ihr Leuchtfleck wird durch die Lochmaskenplatine 10 begrenzt und von den FT 5 und 6 der FT-Platine erfaßt und ausgewertet.
Im vorliegendem Beispiel geben die 5 Codespuren zunächst nach dem Startvorgang eine absolute Kurbelwellen-Winkelangabe mit der Teilung von 360 Grad/32 = 11,3 Grad.
Da dies für die notwendigen Stellvorgänge zu grob ist, wird zusätzlich die Perforierungsspur mit einer Teilung von 128 ausgelesen., die eine Teilung von 360/128 = 2,81 Grad bringt, die noch durch Interpolation weiter verfeinert wird, um die notwendigen präzisen Steuerzeitpunkte für die Zündung und die Ventilbetätigung errechnen zu können.
Eine mit halber KW-Drehzahl umlaufende Nockenwelle gibt es nicht.
Beim Nulldurchgang der Codescheiben wird ein elektronischer Schalter hin und her geschaltet.
Seine Schaltstellung bestimmt, welcher Zyklus (beispielsweise Kompression oder Ladungswechsel) ausgeführt wird.
Dieser Schalter kann real als Flip-Flop ausgeführt oder fiktiv im Rechner programmiert und interruptgesteuert sein.
Beim Starvorgang werden die Codespuren C0 bis C4 ausgelesen. An Hand der so ermittelten Kurbelwellenstellung wird entschieden, in welche Anfangsstellung der Flip-Flop geschaltet wird. Um den Startvorgang zu verkürzen, wird dieser Flip-Flop-Schalter zunächst so gestellt, daß möglichst viele Zylinder mit dem Ansaugtakt beginnen.
Auf 2 ist der Verlauf der Codespuren C0...C4 eines Gray-Codes, der (vergröbert dargestellte) Perforierungscode P und eine mögliche Stellung FF des Flip-Flop dargestellt.
Auf 3 ist die zugeordnete Kurbelwellenstellung ebenfalls über 2 Umläufe zu erkennen.

Claims

Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors dadurch gekennzeichnet, daß in einer Nabenplatte 1 eine Welle 3 gelagert ist, die mit der Kurbelwellendrehzahl. umläuft und an der eine Codescheibe 9 befestigt ist, die sowohl duale Codespuren 14 als auch eine feinteilige Perforierungsspur 13 enthält,
Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Codespuren beispielsweise von LED's beleuchtet und von lichtempfindlichen Bauelementen (Fototransistoren) ausgelesen werden, wobei der Lichtfleck durch eine vor den FT angeordnete Lochplatte begrenzt wird,
Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die dualen Spuren 14 der Codescheibe 9 die Winkelstellung absolut aber relativ grob gestuft dem Steuergerät übergeben, welches beim Nulldurchgang alle Zähler synchronisiert sowie einen realen oder softwaremäßigen Umschalter einmal ein und beim nächsten Nulldurchgang ausschaltet, und so quasi die 2:1 Untersetzung einer fiktiven Nockenwelle nachbildet,
Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der unter Anspruch 3 genannte Umschalter die Reihenfolge der Arbeitstakte bestimmt und beim Anlassen so gestellt wird, daß möglichst viele Zylinder mit dem Ansaugvorgang beginnen.