DE19638338A1 - Geberanordnung zur schnellen Zylindererkennung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Geberanordnung zur schnellen Zylindererkennung bei einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Geberanordnung zur schnellen
Zylindererkennung bei einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Damit bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine ein
zylinderspezifische Regelung erfolgen kann, ist es
erforderlich, daß im Steuergerät der Brennkraftmaschine
ständig die genaue Stellung der Kurbel- und der Nockenwelle
bekannt ist, wodurch auch die Lage der einzelnen Zylinder
bekannt ist. Dazu ist üblicherweise vorgesehen, einen
Kurbelwellengeber und einen Nockenwellengeber einzusetzen,
wobei diese Geber mit der Kurbel- und der Nockenwelle
verbundene Geberscheiben mit einer charakteristischen
Oberfläche abtasten und Ausgangssignale an das Steuergerät
liefern, das die erforderlichen Auswertungen durchführt und
Ansteuerimpulse auslöst.
Damit nach dem Start möglichst schnell die erforderliche
Information bezüglich der Stellung der Kurbel- und der
Nockenwelle erhaltbar ist, wird in der Offenlegungsschrift
DE-OS 42 43 177 vorgeschlagen, bei einer Einrichtung zur
schnellen Zylindererkennung bei einer Brennkraftmaschine auf
der Kurbelwelle eine Geberscheibe zu befestigen, die eine
Vielzahl gleichartiger Winkelmarken aufweist und wenigstens
eine Bezugsmarke, die durch zwei fehlende Winkelmarken
gebildet wird. Auf der von der Kurbelwelle der
Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle ist eine zweite
Geberscheibe befestigt, die an ihrer Oberfläche eine auf die
Zylinderzahl der Brennkraftmaschine abgestimmte Anzahl von
Winkelmarken aufweist. Diese Winkelmarken sind so
ausgestaltet, daß sie voneinander unterscheidbar sind.
Die beiden Geberscheiben werden mit Hilfe geeigneter
Aufnehmer abgetastet. Die Ausgangssignale dieser Aufnehmer
werden im Steuergerät ausgewertet und bei der Erzeugung von
Zünd- und Einspritzimpulsen berücksichtigt.
Die erfindungsgemäße Geberanordnung zur schnellen
Zylindererkennung bei einer Brennkraftmaschine hat gegenüber
der bekannten Einrichtung den Vorteil, daß eine noch
schnellere und noch zuverlässigere Zylindererkennung nach
dem Start durchgeführt werden kann. Durch die vorteilhafte
Ausgestaltung der Geberscheiben, bzw. der dazugehörigen
Winkelmarken, sind als Aufnehmer verschiedenartige Systeme
einsetzbar, beispielsweise Induktivsensoren, Hallsensoren,
kapazitive Sensoren oder bei einer entsprechenden Abwandlung
auch optische Sensoren.
Erzielt wird dieser Vorteil, indem die mit der Kurbelwelle
der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Geberscheibe
zwei Bezugsmarken aufweist, die einander gegenüberliegen
oder indem eine Anzahl von Bezugsmarken verwendet werden,
die der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Die
mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbundene
Geberscheibe weist eine sogenannte Segment-Winkelmarke pro
Zylinderzahl Z auf, wobei die Abstände zwischen den Segment-Win
kelmarken gleich sind. Z minus 1 Segment-Winkelmarken ist
jeweils eine Synchronisations-Winkelmarke zugeordnet, wobei
die Abstände zwischen den Segment-Winkelmarken und den
zugehörigen Synchronisations-Winkelmarken unterschiedlich
sind. Durch Abtastung der Winkelmarken mittels geeigneter
Aufnehmer werden charakteristische Impulsfolgen erzeugt, die
im Steuergerät ausgewertet werden.
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den
Unteransprüchen angegebenen Merkmale erzielt. Dabei ist
besonders vorteilhaft, daß Plausibilitätsuntersuchungen
ablaufen können, die erkennen lassen, wenn das
Aussgangssignal eines Aufnehmers fehlerhaft ist. Dazu werden
Zeitabstände zwischen aufeinander folgenden Signalen
gemessen und miteinander verglichen. Bei unplausiblen
Vergleichsergebnissen wird auf einen Fehler geschlossen.
Falls ein Signal als richtig erkannt wird, läßt sich
ausgehend von diesem Signal ein Notlauf realisieren. Die bei
Beschleunigungen oder Verzögerungen auftretenden Probleme
bei der Plausibilitätsuntersuchung lassen sich in
vorteilhafter Weise beheben, indem die
Plausibilitätsuntersuchungen anhand von Quotienten eines
vorhergehenden Zeitabstandes mit dem aktuellen Zeitabstand
zwischen vorgebbaren Impulsen erfolgen.
Durch Auswertung der nach erfolgter Synchronisation
erwarteten Abfolge von durch Synchronisations-Winkelmarken
verursachten Synchronimpulsen mit tatsächlich registrierten
Synchronimpulsen läßt sich ein möglicherweise auftretender
Fehler in dem der Nockenwellengeberscheibe zugeordneten
Aufnehmer erkennen.
Die erfindungsgemäße Geberanordnung zur schnellen
Zylindererkennung bei einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine läßt sich in vorteilhafter Weise sowohl
bei Diesel- als auch bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen
einsetzen. Bei Dieselbrennkraftmaschinen mit EDC-Systemen
läßt sich die Einspritzung anhand der von der beanspruchten
Geberanordnung gelieferten Signale bereits sehr früh nach
dem Start der Brennkraftmaschine und auch im weiteren
Verlauf des Betriebes der Brennkraftmaschine regeln.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Im einzelnen
zeigt
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine
Vierzylinderbrennkraftmaschine mit den beiden Geberscheiben
und dem Steuergerät.
In Fig. 2 ist der Zusammenhang zwischen der Oberfläche der
Geberscheiben und den erzeugten Signalen dargestellt.
Fig. 3 zeigt aufbereitete Signalverläufe der
Ausgangssignale der beiden Aufnehmer und
Fig. 4 zeigt die Aufeinanderfolge der Nockenwellen-
Synchronisations- und Segment-Winkelmarkensignale.
In Fig. 5 ist eine Gesamtdarstellung der Schnellstart-Ge
berscheibenkonfiguration für eine
Vierzylinderbrennkraftmaschine über dem Kurbelwellenwinkel
aufgetragen, wobei sich der Bereich über mehr als ein
Arbeitsspiel, also mehr als 720° KW erstreckt.
Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen die entsprechenden
Geberscheiben und Signalverläufe bei einer
Brennkraftmaschine mit 3 Zylindern.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsbeispiel der Erfindung
schematisch dargestellt, wobei von der Brennkraftmaschine
lediglich die erfindungswesentlichen Teile angegeben sind.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine mit der Kurbelwelle 10 starr
verbundene Geberscheibe 11, die an ihrem Umfang eine Anzahl
gleichartiger Winkelmarken 12 aufweist. Die Winkelmarken 12
erstrecken sich über eine Länge L1 und weisen voneinander
einen Abstand L2 auf. Zwei Bezugsmarken 13, 14 werden durch
je zwei fehlende Winkelmarken gebildet. Sie liegen einander
auf der Geberscheibe gegenüber. Die Länge L1 der
Winkelmarken ist im richtigen Verhältnis, z. B. zum Polkern
des zugehörigen Aufnehmers zu wählen.
Eine zweite Geberscheibe 15 ist mit der Nockenwelle 16 der
Brennkraftmaschine verbunden und weist an ihrem Umfang
Segment-Winkelmarken 17 auf, mit einer Länge L3. Bei einer
Vierzylinderbrennkraftmaschine sind dabei vier Segment-Win
kelmarken vorhanden, die voneinander jeweils in gleichem
Abstand angeordnet sind. Neben den Segment-Winkelmarken 17a, 17b, 17c, 17d
sind weitere Synchronisations-Winkelmarken
18a, 18b, 18c vorhanden, wobei jeweils eine der
Synchronisations-Winkelmarken einer Segment-Winkelmarke
zugeordnet ist und die Abstände zwischen den Segment-Win
kelmarken und den Synchronisations-Winkelmarken
unterschiedlich lang sind. Einer der Segment-Winkelmarken,
beim Ausführungsbeispiel der Segment-Winkelmarke 17d ist
keine Synchronisations-Winkelmarke zugeordnet.
Die Nockenwelle 16 der Brennkraftmaschine wird von der
Kurbelwelle 10 in üblicher Weise angetrieben und dreht sich
mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle 10. Die
starre Verbindung zwischen Kurbelwelle 10 und Nockenwelle 16
wird durch die Linie 19 symbolisiert. Bei der Rotation der
Wellen und damit der Geberscheiben laufen die Winkelmarken
an den Aufnehmern 20 und 21 vorbei. In den Aufnehmern werden
dabei Spannungen erzeugt, die die Oberfläche der
Geberscheiben wiedergeben. Die Geberscheibe 11 und der
Aufnehmer 20 werden auch als Kurbelwellengeber und die
Geberscheibe 15 mit dem Aufnehmer 21 als Nockenwellengeber
bezeichnet.
Als Aufnehmer lassen sich Induktivsensoren, Hallsensoren,
kapazitive Aufnehmer oder bei einer entsprechenden Anpassung
auch optische Sensoren einsetzen, wobei diese optischen
Sensoren dann aus einem Sender und einem Empfänger bestehen
und sich Winkelmarken zwischen diesen beiden Elementen
bewegen. Die Drehrichtung der Wellen, bzw. der Scheiben, ist
jeweils durch einen Pfeil bezeichnet. Die Signale der
Aufnehmer 20 und 21 sind mit S1 und S2 bezeichnet. Sie
werden einem Steuergerät 22 zugeführt, in dem wenigstens
eine Recheneinrichtung, beispielsweise ein Mikroprozessor
einschließlich der zugehörigen Speicher vorhanden sind. Im
Steuergerät werden die Signalverläufe ausgewertet.
Im Steuergerät, beispielsweise bei einer
Dieselbrennkraftmaschine, einem EDC-Steuergerät, laufen für
die Regelung der Brennkraftmaschine erforderliche
Berechnungen anhand der von den Aufnehmern 20, 21
gelieferten Signale S1 und S2 ab. Dem Steuergerät werden
dazu weitere Informationen zugeführt, die von entsprechenden
Sensoren geliefert werden und über entsprechende Eingänge E1
zugeführt werden. Vom Anlaßschalter 23 gelangt die
Information, daß ein Anlassen der Brennkraftmaschine
erfolgen soll, über den Eingang E2 zum Steuergerät 22. Über
Ausgänge A1 gibt das Steuergerät beispielsweise
Einspritzimpulse an die Einspritzventile 24. Die
Spannungsversorgung erfolgt über den Schalter 25 durch die
Batterie 26.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel bei dem
beispielhaft die Zylinder-OT-Lagen für eine Zündreihenfolge
1-3-4-2 angegeben sind, soll beispielsweise im Zusammenhang
mit einem elektronisch geregelten Einzelpumpen-Diesel-Ein
spritzsystem eingesetzt werden, bei dem die Zuordnung der
Einspritzdüsen elektronisch erfolgt. Dazu ist zur
Synchronisation eine Zylindererkennung notwendig. Im
Startfall soll die Einspritzung zum übernächsten Zünd-OT
(Oberer Totpunkt) erfolgen. Eine solch schnelle Einspritzung
wird als Schnellstart bezeichnet. Um den Schnellstart
verwirklichen zu können, wird bei einer
Vierzylinderbrennkraftmaschine ein Zwei-Lücken-Geberscheibe
11 an der Kurbelwelle 10 montiert, mit beispielsweise 60
minus 2 mal 2 Winkelmarken mit der Nockenwelle 16 ist eine
Geberscheibe 15 verbunden, die beispielsweise 4 mal 2 minus
1 Winkelmarken 17a bis d, 18a bis c, aufweist. Dabei wird
jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine sogenannte
Segment-Winkelmarke auf der der Nockenwelle 16 zugeordneten
Geberscheibe 15 zugeordnet. Drei der vier Zylinder erhalten
zusätzlich jeweils einen in einem für den Zylinder
charakteristischen Abstand zur Segment-Winkelmarke
angeordnete Synchronisations-Winkelmarke. Bei einem der
Zylinder wird keine Synchronisations-Winkelmarke angeordnet,
sondern nur eine Segment-Winkelmarke. Aus der definierten
Anbaulage der Geberscheiben zueinander kann jeder Segment- bzw.
Synchronisations-Winkelmarke eine bestimmte
Kurbelwellen-Geberscheiben-Winkelmarke 12 zugeordnet werden.
Hierdurch ist eine eindeutige Zylindererkennung und damit
die Synchronisation der Kurbelwellen-Geberscheibe möglich.
Als Randbedingungen für die Ausgestaltung des
Ausführungsbeispieles wurden folgende Zusammenhänge
berücksichtigt:
- 1. Nach Stillstand der Brennkraftmaschine üblicherweise eine Vorzugslage (VZL) ein. Diese Vorzugslage ist bauartbedingt etwa bei 90° +/- 15° KW (Kurbelwellenwinkel) vor OT.
- 2. Werden als Aufnehmer Induktivsensoren eingesetzt, werden erst ab ca. 50 Umdrehungen pro Minute auswertbare Signale erhalten. Bei der Beschleunigung des Anlassers verstreicht damit bis zum Erreichen der Minimaldrehzahl, ab der ein Induktivsensor ein verwertbares Ausgangssignal abgibt, ein gewisses Kurbelwellen-Winkelsegment, weshalb bei der Zylindererkennung ein Vorhalt eingeplant werden muß. Es wird allerdings vorausgesetzt, daß dieser Vorhalt kleiner als 60° KW ist.
- 3. Die erste Periodendauer des Ausgangssignales des Aufnehmers, der die mit der Kurbelwelle verbundene Geberscheibe abtastet, kann erst erkannt werden, wenn mindesten zwei Impulse des Signales ausgewertet wurden.
- 4. Bevor die erste Einspritzung stattfinden kann, wird die Winkeluhr, die beispielsweise ein 16-Bit-Zähler ist, der den momentanen Kurbelwellenwinkel liefert und den Ablauf der Einspritzung steuert, zunächst zum Kurbelwellenwinkel synchronisiert. Dazu muß mindestens eine Bezugsmarke 13 oder 14 der Kurbelwelle überschritten werden. Bei der ersten Winkelmarkenflanke nach Ablauf der Bezugsmarke beginnt die Winkeluhr mit dem Zählvorgang.
- 5. Nach der Synchronisation der Winkeluhr kann die Auswertung der Signale des der Nockenwelle zugeordneten Aufnehmers zur Erkennung des richtigen Zylinders erfolgen.
- 6. Der früheste Förderbeginn im Startfall liegt bei 20° KW vor OT.
- 7. Der früheste Förderbeginn bei Drehzahlen, größer als 3500 Umdrehungen pro Minute liegt bei 20° KW vor OT.
- 8. Das späteste Einspritzende liegt bei 30° KW nach OT.
- 9. Bei der Wahl der Lage der Bezugsmarken müssen Forderungen beachtet werden, die sich wegen der Laufruheregelung (LRR) und der Antiruckeldämpfung (ARD) ergeben. Bei der Laufruheregelung und der Antiruckeldämpfung handelt es sich um aus der EDC bekannte Vorgehensweisen.
Unter Beachtung der Randbedingungen 1 bis 9 sowie der in
Fig. 1 dargestellten Ausgestaltungen der Geberscheiben,
einschließlich der beispielhaft angegebenen
Winkelverteilungen, ergeben sich die in den Fig. 2 und 3
angebenen Signalverläufe, bzw. Zusammenhänge zwischen
Signalen und Geberscheibenoberfläche. In Fig. 2 ist anhand
des Beispiels des Nockenwellen-Segmentes von Zylinder 2
dargestellt, wie die Entstehung der Signale abläuft. Dabei
ist in Fig. 2a die Oberfläche der Geberscheibe 15 im
Bereich der Segmentmarke 17c, bzw. der Synchronisations-Win
kelmarke 18c dargestellt. Der Abstand zwischen der
Segment-Winkelmarke 17b und der Synchronisations-Winkelmarke
18b beträgt 18° NW (also auf die Nockenwelle bezogen). Die
Drehrichtung wird durch einen Pfeil symbolisiert. In Fig.
2b ist der zugehörige Signalverlauf S2, den der Aufnehmer 21
liefert, dargestellt. Aus diesem Signalverlauf wird das in
Fig. 2c dargestellte Rechtecksignal, das letztendlich zur
Synchronisation verwendet wird, gebildet.
In Fig. 2d ist die Oberfläche der Geberscheibe 11
dargestellt, mit den Winkelmarken 12 und der Bezugsmarke 14.
Im Aufnehmer 20 wird das Signal S1 erzeugt, daß in Fig. 2e
angegeben ist. Aus diesem Signal S1 wird das rechteckförmige
Signal, das in Fig. 2f angegeben ist, gebildet. Die Bildung
von Rechtecksignalen aus sinusförmigen Signalen erfolgt in
allgemein bekannter Weise. Sie kann beispielsweise in einer,
dem Aufnehmer zugeordneten Auswerteschaltung oder aber im
Steuergerät 22 erfolgen.
In Fig. 3 sind die aufbereiteten Signale über dem
Kurbelwellenwinkel aufgetragen, wobei der Kurbelwellenwinkel
in Grad OT angegeben wird. In Fig. 3a ist das aus der
Abtastung der Vielzahl der Winkelmarken auf der
Kurbelwellengeberscheibe erhaltene sogenannte
Inkrementsignal, das sich bei Verwendung einer Kurbelwellen-Ge
berscheibe 11 nach Fig. 1 ergibt, dargestellt. Dieses
Inkrementsignal liegt am Eingang der am Steuergerät
integrierten Winkeluhr. In Fig. 3b ist das aufbereitete
Nockenwellengebersignal, das am Eingang des Rechners des
Steuergerätes 22 anliegt für die verschiedenen, den
jeweiligen Zylindern zugeordneten Bereiche der Nockenwellen-Ge
berscheibe dargestellt. In Fig. 3c wird gezeigt, in
welchem Kurbelwellenwinkel-Toleranzbereich die Nockenwellen-Ge
bersignale auftreten dürfen, damit sie noch eindeutig
zugeordnet werden können.
Wegen der Randbedingungen 1 und 4 liegt die Bezugsmarke
zwischen der Vorzugslage der Brennkraftmaschine und dem
übernächsten Zünd-OT. Durch geeigneten Einbau wird die
Bezugsmarke direkt hinter dem spätestmöglichen Winkel, zu
dem das Magnetventil geöffnet ist. Es steht damit damit ein
ausreichend großer Kurbelwellenwinkelbereich zur
Zylindererkennung zur Verfügung.
Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, muß die maximale
Gesamttoleranz der Lage der Nockenwellenimpulse zu den
Kurbelwellenimpulsen kleiner als +/- 9° KW sein. Diese
Gesamttoleranz setzt sich zusammen aus den
Fertigungstoleranzen der Winkelmarken und den
Anbautoleranzen der beiden Geberscheiben, aus dem
Verdrehwinkel zwischen Kurbelwelle 10 und Nockenwelle 16 und
aus Ungenauigkeiten bei der Signalerfassung sowie aus der
Verarbeitungszeit des Rechners.
Zur Erkennung der Funktionsfähigkeit der Geber oder der
nachfolgenden Aufbereitungsschaltungen kann eine
Plausibilisierung des Kurbelwellengebersignales bei intaktem
Kurbelwellen- und Nockenwellengebersignal erfolgen. Diese
Plausibilisierung erfolgt durch Auswertung des
Nockenwellengebersignales. Dazu wird jeweils die
Periodendauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Segmentsignalen ausgemessen. Bei Verwendung einer
Schnellstart-Nockenwellengeberscheibe mit variablen
Winkelmarkenabständen für die Zylindercodierung kann das im
folgenden anhand der Fig. 4 erläuterte Verfahren zur
sicheren Unterscheidung zwischen Segment-Winkelmarke und
Synchronisations-Winkelmarken eingesetzt werden und zur
Erkennung eines bestimmten Zylindersegmentes verwendet
werden.
In Fig. 4 ist die Sequenz der Nockenwellen-Gebersignale
dargestellt. Eine bestimmte Segment-Winkelmarke oder
Synchronisations-Winkelmarke kann erkannt werden durch
laufende Bildung des Quotienten Qn der vorhergehenden
Periodendauer
Tn-1 mit der aktuellen Periodendauer Tn. Es wird also der
Quotient:
gebildet. Bei eventuell auftretenden Beschleunigungen oder
Verzögerungen weicht der Periodendauerquotient beträchtlich
von dem Wert bei stationärer Drehzahl ab und es kann
vorkommen, daß verschiedenen Periodendauerquotienten den
gleichen Wert annehmen und deshalb sind aufeinanderfolgende
Nockenwellen-Winkelmarkenabstände so zu wählen, daß die
zugehörigen Periodendauerquotienten möglichst weit
auseinanderliegen. Außerdem sollte laufend überprüft werden,
ob die Abfolge der Periodendauerquotienten mit der
vorgegebenen Ablaufreihe übereinstimmt. Nur dann ist eine
eindeutige Zuordnung eines bestimmten Quotienten zur
zugehörigen Nockenwellen-Winkelmarke möglich. Aus dieser
Forderung ergibt sich die in Fig. 4 optimale Anordnung der
Synchronisations-Winkelmarken.
Die Schwankung der Periodendauerquotienten durch die
tatsächlich auftretenden Beschleunigungen, bzw.
Verzögerungen beim Start, also in einer Phase, bei der sich
eine Beschleunigung wegen der niedrigen Momentandrehzahlen
besonders stark auswirkt und während des normalen Betriebes
lassen sich am Motorprüfstand überprüfen.
Eine weitere Plausibilitätsuntersuchung läßt sich wie folgt
anhand der in Fig. 5 dargestellten Zusammenhänge erläutern.
In Fig. 5 sind die bereits anhand der Fig. 2 dargestellten
Geberscheiben-Ausgestaltungen, bzw. Signale über einen
größeren Kurbelwellenwinkelbereich dargestellt. Das
zugehörige System einer Schnellstart-Ge
berscheibenkonfiguration für eine
Vierzylinderbrennkraftmaschine ist durch Synchronisations-Win
kelmarken auf der Nockenwellen-Geberscheibe in der Lage,
schnell den aktuellen Zylinder zu erkennen. Dies wird durch
Abfragen der Lage der zu prüfenden Synchronisations-Win
kelmarke im Zylindersegment realisiert. Wird eine Lage
aus mehreren möglichen identifiziert, dann ist diese Lage,
festgelegt durch eine Ober- und eine Untergrenze, im
Datensatz der im Rechner des Steuergerätes abgelegt ist, ein
Zylinder zugeordnet. Wird ein Zylinder identifiziert, läuft
anschließend ein Zylinderzähler. Dieser Zylinderzähler läuft
bei einer Vierzylinderbrennkraftmaschine von null bis drei.
Allgemein gilt, daß bei Z-Zylindern bis Z-1 gezählt wird.
Durch Überprüfung der Korrektheit dieses Ablaufs lassen sich
weitere Informationen bezüglich der Funktionsfähigkeit des
Systemes gewinnen. Zur Feststellung, ob der Ablauf korrekt
ist, wird in umgekehrter Reihenfolge die Lage der
Synchronisations-Winkelmarken geprüft. Der ermittelte
Zählerstand weist auf eine bestimmte Lage der
Synchronisations-Winkelmarke hin, die im Datensatz abgelegt
ist. Hat die auftretende Winkelmarke diese Soll-Lage, wird
sie als plausibel eingestuft. Hat sie eine andere Lage als
die durch den Zylinderzähler ermittelte und mit einer
unteren und oberen Grenzlage im Datensatz definierte Lage,
wird die betreffende Synchronisations-Winkelmarke als
fehlerhaft eingestuft und gegebenenfalls ein Fehlfunktion
des Systems erkannt und angezeigt.
In den Fig. 6, 7 und 8 sind die Kurbelwellen-Ge
berscheibe, die Nockenwellen-Geberscheibe sowie die
zugehörigen Signalverläufe für eine 3-Zylinder
Brennkraftmaschine angegeben. Die mit der Kurbelwelle
verbundene Geberscheibe weist dabei eine Bezugsmarke für
jeden Zylinder auf.
Claims (10)
1. Geberanordnung zur schnellen Zylindererkennung bei einer
Brennkraftmaschine mit Z-Zylindern, mit einer von der
Kurbelwelle angetriebenen Geberscheibe mit einer Vielzahl
gleichartiger Winkelmarken und wenigstens einer, einem
festen Kurbelwellen-Winkel zugeordneten Bezugsmarke, mit
einer von der Nockenwelle angetriebenen Geberscheibe mit
einer, von der Zylinderzahl Z abhängigen Anzahl von
gleichartigen Segment-Winkelmarken, mit Aufnehmern, die die
Winkelmarken abtasten und entsprechende Signale an das
Steuergerät der Brennkraftmaschine liefern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Bezugsmarken auf
der von der Kurbelwelle angetriebenen Geberscheibe Z/2 oder
Z beträgt und daß auf der mit der Nockenwelle in Verbindung
stehenden Geberscheibe zusätzlich Z-1 Synchronisations-Win
kelmarken vorhanden sind, die mit unterschiedlichem
Winkelabstand je einer der Segment-Winkelmarken zugeordnet
sind, wobei einer Segment-Winkelmarke keine
Synchronisations-Winkelmarke zugeordnet ist.
2. Geberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Segment-Winkelmarken und die Synchronisations-Win
kelmarken gleich groß sind.
3. Geberanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aufnehmer Induktivsensoren oder
Hallsensoren oder Kapazitivsensoren oder optische Sensoren
sind, wobei die Ausgestaltung der Geberscheiben und die
Auswahl des Materials der Geberscheiben entsprechend den
eingesetzten Sensoren erfolgt.
4. Geberanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Geberscheibe (11) mit der
Kurbelwelle (10) und die Geberscheibe (15) mit der
Nockenwelle (16) so zusammengebaut werden, daß beim Betrieb
der Brennkraftmaschine und der dabei erfolgenden Rotation
der Geberscheiben in den Aufnehmern (20, 21) Signale derart
erzeugt werden, daß jedem Winkelmarkensignal von der
Nockenwellengeberscheibe ein bestimmter Zählerstand vom
Signal der Kurbelwellengeberscheibe zugeordnet werden kann,
wodurch eine eindeutige Zylindererkennung möglich ist.
5. Geberanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter
Zylinderidentifikation geprüft wird, ob die nächste
erwartete Zylinderidentifikation tatsächlich eintritt und
falls dies nicht zutrifft, eine Fehlfunktion erkannt wird.
6. Geberanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zylinderidentifikation durch Auswertung des
Abstandes zwischen einer Segmentmarke und der nachfolgenden
Synchronisationsmarke erfolgt.
7. Geberanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß während bestimmter
Betriebszustände oder während vorgebbarer Zeiten
Plausibilitätsuntersuchungen ablaufen, die die Abfolge der
Impulse der Kurbelwellen- und der Nockenwellengebersignale
auswerten und bei einer Abweichung von der erwarteten
Abfolge ein Fehler angezeigt wird.
8. Geberanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Plausibilitätsuntersuchung durch Auswertung des
Quotienten der vorhergehenden Periodendauer Tn-1 und der
aktuellen Periodendauer Tn erfolgt, wodurch eine
Unterscheidung zwischen Segment- und Synchronisations-Win
kelmarke möglich ist.
9. Geberanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß nach der Zylinderidentifikation
ein Zylinderzähler gestartet wird, der von 0 bis Z-1 läuft,
daß aus dem Zählerstand auf die Lage einer vorgebbaren
Synchronisations-Winkelmarke geschlossen wird und auf
Plausibilität erkannt wird, wenn die Lage der erwarteten
Winkelmarke entspricht.
10. Geberanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß auch auf Plausibilität erkannt wird, wenn eine
Abweichung innerhalb vorgebbarer Grenzen liegt.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19638338A DE19638338A1 (de) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | Geberanordnung zur schnellen Zylindererkennung bei einer Brennkraftmaschine |
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Family
ID=7806192
Family Applications (2)
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