DE4128158A1 - Einrichtung zur mehrfachausnutzung einer bezugsmarke - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Mehrfachausnutzung einer Bezugsmarke nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Zur Erkennung der Winkellage eines rotierenden Teiles, beispiels­ weise der Kurbel- oder der Nockenwelle eines Kraftfahrzeugs, wird üblicherweise auf der rotierenden Welle eine Geberscheibe angeord­ net, die gleichmäßig über ihren Umfang verteilte Winkelmarken auf­ weist, wobei als Bezugsmarke wenigstens eine Winkelmarke oder ein Zwischenraum zwischen zwei Winkelmarken abweichend ausgebildet sind.

Diese Winkelmarken werden von einem feststehenden Aufnehmer, bei­ spielsweise einem Induktivsensor abgetastet und in einer nachfol­ genden Auswerteschaltung zu einer Pulsfolge aufbereitet. Diese Puls­ folge wird dann in einem Steuergerät ausgewertet, wobei die Zeit­ räume zwischen gleichartigen Flanken der Pulsfolge gemessen werden und eine Bezugsmarke dann erkannt wird, wenn sich wenigstens eine Zeitspanne in charakteristischer Weise von wenigstens einer vorher­ gehenden oder nachfolgenden Zeitspanne unterscheidet.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 34 23 664 bekannt und ermöglicht nach der Erkennung der Be­ zugsmarke eine exakte Steuerung und Regelung beispielsweise der Zündung oder der Einspritzung bei einer Brennkraftmaschine.

Da zur Steuerung einer modernen Brennkraftmaschine eine Vielzahl von Informationen benötigt werden, ist es erforderlich, entweder eine Vielzahl von Sensoren einzusetzen oder komplizierte Signalauswer­ tungen zum Erhalt zusätzlicher Informationen einzusetzen.

Eine Information, die das Steuergerät eines Kraftfahrzeugs unbedingt benötigt, ist die Information, ob das Fahrzeug ein automatisches Getriebe oder Handschaltung aufweist. Diese Information wurde bisher durch eine aufwendige Auswertung von Stellungen einzelner Schalter gewonnen und dem Steuergerät zugeführt. So wird beispielsweise in der DE-OS 37 44 222 eine Möglichkeit angegeben, mit der automatisch erkannt werden kann, ob ein Automatikgetriebe vorhanden ist oder ob Handschaltung vorliegt.

Dabei wird die Tatsache ausgewertet, daß zwischen dem Anlasser­ schalter und dem Anlasserrelais bei Fahrzeugen mit Handschaltung eine direkte Verbindung besteht, während Fahrzeuge mit Automatik­ getriebe zwischen dem Anlasserschalter und dem Anlasserrelais einen zusätzlichen Schalter aufweisen, der je nach Wählhebelstellung ge­ schlossen oder offen ist. Dieser zusätzliche Schalter bewirkt, daß bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe auf der einen Seite des Anlas­ serschalters im Fahrbetrieb ein positives Potential anliegt, während an derselben Stelle bei handgeschalteten Fahrzeugen Massepotential liegt. Damit bietet sich eine Möglichkeit, durch Auswertung der Spannungshöhe an dieser Stelle zu erkennen, ob das Fahrzeug Hand­ schaltung oder Automatikgetriebe aufweist.

Diese Spannungsauswertung ist jedoch unter Umständen recht aufwendig und verursacht zusätzliche Kosten. Außerdem kann die Auswertung nur während des Starts erfolgen, so daß bei einer Störung während des Fahrbetriebs keine Diskriminierung mehr möglich ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bezugsmarken­ erkennung, die ohnehin in jedem Kraftfahrzeug benötigt wird, so wei­ terzubilden, daß nicht nur das Auftreten der Bezugsmarke erkannt wird, sondern daß zusätzlich erkannt wird, welche Art von Bezugs­ marke vorliegt, so daß die Erkennung der Art der Bezugsmarke eine zusätzliche Information hinsichtlich des Fahrzeugs dann liefert, wenn gleiche Fahrzeugtypen mit einheitlichen Bezugsmarken ausge­ stattet werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung löst diese Aufgabe mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat weiterhin den Vor­ teil, daß es nahezu ohne Aufwand gelingt, einen weiteren Zustand des Fahrzeugs zu erkennen.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Einrichtung zur Er­ kennung der Art des eingesetzten Getriebes einsetzbar. Wird für Fahrzeuge mit Handschalter eine Geberscheibe verwendet, deren Be­ zugsmarke als ein oder zwei fehlende Marken ausgebildet ist und wird außerdem für Fahrzeuge mit automatischen Getriebe eine Geberscheibe verwendet, deren Bezugsmarke als verlängerte Marke oder bei einer Lochscheibe als fehlendes Loch ausgebildet ist, kann aus dem Signal­ pegel des Aufnehmers während der Bezugsmarke erkannt werden, welche Getriebeart vorliegt.

Es ist weiterhin in vorteilhafter Weise möglich, für beide Getriebe­ arten dieselbe Geberscheibe zu verwenden und dafür für die eine Getriebeart das normale Ausgangssignal des Aufnehmers und für die andere Getriebeart die invertierte Ausgangsspannung des Aufnehmers im Steuergerät zu verarbeiten.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Erkennung, ob ein automatisches Getriebe oder ein Handgetriebe vorhanden ist, bereits beim ersten Auftreten der Bezugsmarke durchgeführt werden kann. Es ist dann mög­ lich, diese Erkennung nach jeder Kurbelwellenumdrehung zu erneuern, um Rechnerkapazität zu sparen, ist es jedoch auch möglich, die Er­ kennung nur innerhalb eines auswählbaren Drehzahlbereiches vorzu­ nehmen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung mög­ lich.

Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in nachfol­ genden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine Vor­ richtung zur Bezugsmarkenerkennung, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 34 23 664 bekannt ist und wie sie auch zur Realisierung der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Fig. 2 zeigt zwei alternative Ausgestaltungen der Geberscheibe und Fig. 3 zeigt zwei Signaldia­ gramme, die für die Geberscheibe nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 erhalten werden. Nach einem Ausführungsbeispiel wird eine Geberscheibe nach Fig. 1 für Fahrzeuge mit Handschaltung und eine nach Fig. 2 für Fahrzeuge mit Getriebeschaltung eingesetzt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine mit einer rotierenden Welle 17 einer Brennkraftmaschine, bei­ spielsweise der Kurbel- oder Nockenwelle verbundene Geberscheibe 10 weist eine Vielzahl von gleichartigen Marken 11 sowie eine Bezugs­ marke 12 auf. Diese Geberscheibe wird von einem Aufnehmer 13 abge­ tastet, an den sich eine Aufbereitungsschaltung 14 anschließt, die aus dem vom Aufnehmer 13 gelieferten Pulsen eine Rechteckimpulsfolge U14 bildet.

Diese Rechteckimpulsfolge U14, die in Fig. 3 über der Zeit T aufge­ tragen ist, wird einer Recheneinrichtung, üblicherweise dem Steuer­ gerät 15 eine Brennkraftmaschine zugeführt und dort ausgewertet.

Dabei werden Textabstände zwischen dem Auftreten von gleichartigen Winkelmarkenflanken bestimmt, in Fig. 3 sind beispielsweise drei Zeitabstände T0, T1 und T2 aufgetragen, wobei die Spannung U14, die über der Zeit T aufgetragen ist, für eine Geberscheibe erhalten wird, die die Oberflächenform der in Fig. 1 abgebildeten Geber­ scheibe 10 mit den Markierungen 11 und der aus einer verlängerten Lücke gebildeten Bezugsmarke 12 aufweist.

In Fig. 3b ist derselbe Sachverhalt für eine Geberscheibe nach Fig. 2, mit einer Bezugsmarke, die als verlängerte Markierung aus­ gebildet ist, dargestellt, für eine Lochscheibe nach Fig. 2a, mit einem fehlenden Loch, entsteht dieselbe Spannungsverstellung.

Die Zeitmessungen zur Ermittlung der Zeiten T0, T1, T2 usw., die im Steuergerät 15 ablaufen, können als reine Zeitmessungen durchgeführt werden, es ist genauso möglich, diese Zeitintervalle durch Auszählen einer Taktfrequenz mittels eines oder mehrerer Zähler zu erhalten.

Eine Bezugsmarkenerkennung erfolgt immer dann, wenn sich die ein­ zelnen Zeiten in vorgebbarer Weise voneinander unterscheiden. Als sehr zuverlässige Möglichkeit der Bezugsmarkenerkennung hat sich die aus der DE-OS 34 23 664 bekannte Methode bewährt, eine Bezugsmarke dann zu erkennen, wenn die Bedingung erfüllt ist: T2 < T1 , T0. Es würde jedoch auch genügen, die Bezugsmarke nach der Bedingung T1 < N T0 festzulegen, wobei N ein Faktor ist, der etwa 1,2 bis 1,7 beträgt und verhindert, daß Zeitverlängerungen infolge Verringerung der Drehzahl zu irrtümlicher Bezugsmarkenerkennung führt.

Erfindungsgemäß wird nun in Fahrzeugen mit Handschaltung eine Geber­ scheibe wie in Fig. 1 dargestellt, eingesetzt, während in Fahrzeu­ gen mit automatischer Getriebesteuerung eine Geberscheibe gemäß Fig. 2 oder 2a eingebaut wird. Die jeweils erhaltenen Pulsfolgen, die in Fig. 3 aufgetragen sind, zeigen, daß im ersten Fall das Signal U14 seinen niedrigen Wert (Low-Pegel) aufweist, wenn die Bezugsmarke auftritt, während im anderen Fall das Signal U14 beim Auftreten der Bezugsmarke den Hoch-Zustand (High-Pegel) einnimmt. Der Signalpegel ist also charakteristisch für die Getriebeart.

Im Steuergerät 15 wird dies erkannt, indem während er Lücke der Pegel des Eingangs-Ports zur Erfassung der Pulsfolge des Gebers ab­ gefragt wird. Die Abfrage kann beispielsweise software-mäßig nach der Zeit T1 < N T0 erfolgen.

Als alternative zu der eben beschriebenen Lösungsmöglichkeit kann man mit einer Geberscheibe für beide Getriebearten auskommen, wenn bei Handschaltung das normale Ausgangssignal des Aufnehmers ausge­ wertet wird, während bei Vorliegen eines Automatikgetriebes das in­ vertierte Signal des Aufnehmers ausgewertet wird. Dieses invertierte Signal kann dabei durch Umpolung des Gebers erhalten werden, weiter­ hin ist möglich, zwischen Aufnehmer 13 und Recheneinrichtung bzw. Steuergerät 15 einen Invertierer 16 vorzusehen. Die Auswertung des Signals im Steuergerät erfolgt wiederum auf dieselbe Weise wie beim Einsatz unterschiedlicher Geberscheiben.

Die erste Erkennung, welche Getriebeart vorliegt, erfolgt mit dem ersten Auftreten der Bezugsmarke. Es kann vorgesehen werden, diese Erkennung bei jeder erkannten Bezugsmarke zu wiederholen, es ist auch möglich, die Getriebe-Erkennung nur während dem Vorliegen be­ stimmter vorgebbarer Drehzahlen durchzuführen, es ist weiterhin mög­ lich, die Getriebeerkennung während eines bestimmten Zeitrasters durchzuführen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Art des vorliegenden Getriebes einmal zu erkennen und anschließend in einem nichtflüchtigen Speicher abzulegen und gegebenenfalls von Zeit zu Zeit wieder zu überprüfen.

Mit der vorliegenden Erfindung läßt sich jedoch nicht nur die Art des Getriebes erkennen, es lassen sich vielmehr beliebige Varianten erkennen, wobei mit einer Bezugsmarke jeweils zwei Varianten erkenn­ bar sind. Beispiele für solche Varianten sind: Vorliegende mechani­ sche Drosselklappensteuerung oder elektrische Drosselklappensteu­ erung (E-Gas): erforderlich ist bleihaltiger Kraftstoff oder blei­ freier Kraftstoff, Fahrzeuge mit oder ohne Klimaanlage usw., es sind grundsätzlich beliebige binäre Varianten erkennbar.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Mehrfachausnutzung einer Bezugsmarke, mit einer, mit einer sich drehenden Welle in Verbindung stehenden Geberscheibe mit einer Vielzahl gleichartiger Marken und wenigstens einer Bezugs­ marke, die sich von den übrigen Marken unterscheidet, mit einem Auf­ nehmer, der die Geberscheibe abtastet und mit einem Steuergerät, in dem die zu einer Pulsfolge aufbereiteten Signale des Aufnehmers aus­ gewertet werden, wobei eine Bezugsmarke erkannt wird, wenn sich wenigstens ein Abstand zwischen gleichartigen Pulsflanken von den übrigen Abständen unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei zu erkennende Zustände unterschiedliche Bezugsmarken (12, 12′) verwendet werden und im Steuergerät überprüft wird, welche der Be­ zugsmarken vorliegt.

2. Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für zwei zu unterscheidende Zustände jeweils dieselben Bezugsmarken vorgesehen sind wobei für den ersten zu unterscheiden­ den Zustand das Signal des Aufnehmers und für den zweiten zu unter­ scheidenden Zustand das invertierte Signal des Aufnehmers ausgewer­ tet wird und im Steuergerät überprüft wird, welches Signal geliefert wird.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsport zur Erfassung der Pulsfolge einer Geberscheibe während des Auftretens der Bezugsmarke zusätzlich auf seinen Pegel abgefragt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu unterscheidenden Zustände eine Handschaltung oder ein automatisches Getriebe sind und daß für ein Fahrzeug mit Handschal­ tung eine durch wenigstens eine fehlende Marke gebildete Bezugsmarke vorgesehen ist und daß für ein Fahrzeug mit automatischem Getriebe als Bezugsmarke eine verlängerte Marke vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung, welche Getriebeart vorliegt, bei jedem Auftreten der Bezugsmarke erfolgt.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung, welche Getriebeart vorliegt, beim ersten Auftreten der Bezugsmarke vorgenommen und die erkannte Art in einem nicht flüch­ tigen Speicher des Steuergeräts abgelegt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu unterscheidenden Zustände eine mechanische Drosselklap­ pensteuerung oder eine elektrische Drosselklappensteuerung bleihal­ tiger oder bleifreier Kraftstoff, Fahrzeug mit oder ohne Klimaanlage sind.