DE10104273B4 - Impulse verschiedener Frequenzen verwendende Kraftmaschinen-Steuereinheit - Google Patents

Impulse verschiedener Frequenzen verwendende Kraftmaschinen-Steuereinheit Download PDF

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Abstract

Kraftmaschinen-Steuereinheit (1) mit einer Impulsintervall-Messeinrichtung (103) zum Empfangen eines Kurbelsignals aus einer Impulsfolge vorbestimmter Winkelintervalle entsprechend einer Drehung einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine, und zur Messung eines Impulsintervalls der Impulsfolge, wobei das Kurbelsignal eine Bezugsposition der Kurbelwelle aufweist, einer Frequenzmultiplikationssignal-Erzeugungseinrichtung (105) zur Erzeugung ganzzahlig-vielfacher Frequenzmultiplikationssignale bis zu dem nächsten Impuls, auf der Grundlage des zu diesem Zeitpunkt durch die Impulsintervall-Messeinrichtung gemessenen Impulsintervalls, einer ersten Steuereinrichtung (11) zur Ausführung einer Kraftmaschinensteuerung auf der Grundlage der Frequenzmultiplikationssignale, einer zweiten Steuereinrichtung (11) zur Ausführung der Kraftmaschinensteuerung gemäß einem eine Zylinderposition angebenden Signal und dem Kurbelsignal, und einer Schalteinrichtung (11) zur Durchführung der Kraftmaschinensteuerung mittels der zweiten Kraftmaschinen-Steuereinrichtung zumindest bis die Bezugsposition des Kurbelsignals beim Starten der Kraftmaschine erfasst ist, und zum Umschalten der Kraftmaschinensteuerung auf die durch die erste Kraftmaschinen-Steuereinrichtung ausgeführten Kraftmaschinensteuerung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Erfassung der Bezugsposition des Kurbelsignals.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschinen-Steuereinheit und insbesondere eine Kraftmaschinen-Steuereinheit, die eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung durch Schalten von Frequenzen drehungsbezogener Impulse auf der Grundlage von Kraftmaschinen-Betriebszuständen steuert.
  • Die Druckschrift DE 43 10 460 C2 offenbart eine Maschinensteuereinheit, die zwei Drehwinkelimpulse für die Maschinensteuerung verwendet. Dabei weist ein Impuls eine Referenzposition (Markierung) in einer Serie von Winkelmarkierungen auf, der durch einen Kurbelwinkelsensor erzeugt wird. Der andere Impuls wird durch einen Nockenwellenwinkelsensor erzeugt.
  • Aus der Druckschrift DE 101 02 348 A1 wird ein Kurbelwellensignal als Impulszug jedes vorbestimmten Winkelintervalls entsprechend einer Drehung einer Kurbelwelle eines Motors erzeugt. Ein Flankenzeitmesszähler empfängt das Kurbelwellensignal und misst ein Intervall von Impulsen. Ein Frequenzvervielfachungszähler erzeugt Frequenzvervielfachungstaktsignale ganzzahliger Vielfacher durch den nächsten Impuls auf der Grundlage eines Impulsintervalls dieser Zeit. Ein Referenzzähler zählt die Zahl von Wellen der Frequenzvervielfachungstaktsignale zwischen Impulsen in dem Kurbelwellensignal. Wenn der Zählwert des Referenzzählers eine Frequenzvervielfachungszahl erreicht, stoppt ein Überwachungszähler zwangsweise die Ausgabe von Winkeltaktsignalen, die in Reaktion auf eine Erzeugung von Frequenzvervielfachungstaktsignalen in einem Nachlaufzähler ausgegeben werden.
  • Ferner wird gemäß der Druckschrift DE 101 03 560 A1 ein Kurbelwellensignal in Form einer Impulsfolge eines vorbestimmten Winkelintervalls entsprechend der Rotation einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine erzeugt und dessen Impulsintervall gemessen. Frequenzmultiplikationssignale in ganzzahligen Vielfachen des Kurbelwellensignals werden als Winkeltakte unter Verwendung des gemessenen Impulsintervalls erzeugt. Die Winkeltakte werden zur Bestimmung eines Kraftstoffeinspritz- und/oder Zündungsereignisse der Brennkraftmaschine verwendet, so lange wie das Kurbelwellensignalsystem das Kurbelwellensignal genau zuführt. Wenn ein Fehler in dem Kurbelwellensignalsystem erfasst wird, werden Zeittakte anstelle der Winkeltakte zur Bestimmung des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritz- und/oder Zündungsereignisse verwendet.
  • Eine Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU) entspricht einer elektronischen Steuereinheit zur Durchführung von Steuervorgängen wie etwa einer Brennstoffeinspritzsteuerung, einer Zündungssteuerung und einer Leerlaufsteuerung, um eine Kraftmaschine in einem optimalen Zustand zu betreiben. Insbesondere werden Signale von verschiedenen Sensoren wie etwa einem Kurbelwinkelsensor und einem Kraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor zur Erfassung von Kraftmaschinenbetriebszuständen der ECU zur Steuerung einer optimalen Brennstoffeinspritzmenge, einer Einspritzzeit, einer Zündungszeit und dergleichen zugeführt.
  • Bei mit der Kraftmaschinengeschwindigkeit synchronisierten Steuerungen, wie etwa einer Zündungssteuerung und einer Einspritzsteuerung, das heißt, bei mit einer durch die Kurbelwellendrehposition synchronisierten Steuerungen, werden Signale von Zündimpulsen oder dergleichen nach Ablauf einer Verzögerungszeit in Abhängigkeit von einer durch eine Kurbelwellengeberradsignalflanke angegebenen vorbestimmten Kurbelwellendrehposition ausgeführt.
  • Jedoch ist zur Wandlung des Winkels in eine Zeit die Ausführung einer arithmetischen Operation bzw. eines Rechenvorgangs notwendig. Es besteht dabei ein Bedarf an einer Verringerung des Verarbeitungsaufwands und an einer Verbesserung der Genauigkeit. Ferner ist gewünscht, Zündfunken unmittelbar nach Starten eines Kraftmaschinenbetriebs bereitzustellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Kraftmaschinen-Steuereinheit mit reduziertem Verarbeitungsaufwand und verbesserter Genauigkeit, die darüber hinaus eine Zündung unmittelbar nach Starten eines Kraftmaschinenbetriebs ausführen kann.
  • Die erfindungsgemäße Kraftmaschinen-Steuereinheit weist eine Impulsintervall-Messeinrichtung zum Empfangen eines Kurbelsignals aus einer Impulsfolge vorbestimmter Winkelintervalle entsprechend einer Drehung einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine, und zur Messung eines Impulsintervalls der Impulsfolge, wobei das Kurbelsignal eine Bezugsposition der Kurbelwelle aufweist, eine Frequenzmultiplikationssignal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung ganzzahlig-vielfacher Frequenzmultiplikationssignale bis zu dem nächsten Impuls, auf der Grundlage des zu diesem Zeitpunkt durch die Impulsintervall-Messeinrichtung gemessenen Impulsintervalls, eine erste Steuereinrichtung zur Ausführung einer Kraftmaschinensteuerung auf der Grundlage der Frequenzmultiplikationssignale, eine zweite Steuereinrichtung zur Ausführung der Kraftmaschinensteuerung gemäß einem eine Zylinderposition angebenden Signal und dem Kurbelsignal, und eine Schalteinrichtung zur Durchführung der Kraftmaschinensteuerung mittels der zweiten Kraftmaschinen-Steuereinrichtung zumindest bis die Bezugsposition des Kurbelsignals beim Starten der Kraftmaschine erfasst ist, und zum Umschalten der Kraftmaschinensteuerung auf die durch die erste Kraftmaschinen-Steuereinrichtung ausgeführten Kraftmaschinensteuerung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Erfassung der Bezugsposition des Kurbelsignals.
  • Mit der Erfindung wird eine Kraftmaschinen-Steuereinheit gemäß Patentanspruch 1 geschaffen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das vorstehende und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen ersichtlich. Diese zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine Darstellung von Zeitverläufen verschiedener Signale, die in einem Zyklus (720° KW) einer Kraftmaschine des Ausführungsbeispiels erzeugt werden,
  • 3 ein Blockschaltbild einer Kurbelsignal-Verarbeitungshardware bzw. -Verarbeitungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 4 eine Darstellung von Zeitverläufen verschiedener Signale, die durch die Kurbelsignal-Verarbeitungshardware gemäß 3 erzeugt werden,
  • 5 Zeitverläufe zur Veranschaulichung eines Schaltvorgangs von einer Software-Steuerung zu einer Hardware-Steuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 6 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Kurbelsignal-Unterbrechungsvorgangs beim Schalten von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung,
  • 7 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Nockensignal-Unterbrechungsvorgangs beim Schalten von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung,
  • 8 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines in dem Ausführungsbeispiel ausgeführten Unterbrechungsvorgangs, wenn ein Impuls-Fehlabschnitt erfasst wird,
  • 9 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines 36° KW-Zyklus-Unterbrechungsvorgangs durch die Hardware-Steuerung des Ausführungsbeispiels und
  • 10 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Initialisierungsvorgangs, der beim Anhalten bzw. Abwürgen der Kraftmaschine oder einem erneutem Starten einer Starteinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben, in dem eine Kraftmaschine-Steuereinheit (ECU) auf eine Fünfzylinder (#1–#5) Viertakt-Kraftmaschine angewendet wird.
  • Gemäß 1 weist eine Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU) 1 einen Mikrocomputer (MC) 10, eine Energieversorgungsschaltung 20, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung (E/A) 30 und einen elektrisch lösch- und programmierbaren Nur-Lese-Speicher bzw. ein EEPROM 40 auf. Die Energieversorgungsschaltung 20 empfängt eine Energieeinspeisung von einer Batterie 2 und führt eine vorbestimmte Spannung verschiedenen elektronischen Schaltungseinrichtungen der ECU 1 zu. Der Mikrocomputer 10 weist eine Zentraleinheit bzw. CPU 11, einen Nur-Lese-Speicher bzw. ein ROM 12, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff bzw. ein RAM 13, einen Analog/Digital-Wandler bzw. A/D-Wandler 14, eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 15 und ein Zeitgebermodul 16 auf. Die Schaltungseinrichtungen übertragen/empfangen Daten zu/von einander über einen Datenbus. Das EEPROM 40 ist mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 15 verbunden und die Schaltungseinrichtungen übertragen/empfangen Daten zu/von dem EEPROM 40 über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 15.
  • Die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 30 empfängt Signale von Sensoren, Schaltern und dergleichen und gibt Ansteuersignale an Einspritzeinrichtungen (Brennstoffeinspritzventile) und eine Zündeinrichtung aus. Ferner ist eine Kommunikationsleitung 3 mit der Eingabe/Ausgabe-Schaltung 30 verbunden, wobei Daten zu/von (nicht dargestellten) weiteren ECUs über die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 30 übertragen/empfangen werden. Die CPU 11 des Mikrocomputers 10 empfängt Signale (Daten) von den Sensoren, Schaltern und dergleichen und Daten von der Kommunikationsleitung 3 über die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 30 und die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 15 und führt verschiedene arithmetische Operationen bzw. Rechenvorgänge auf der Grundlage der Daten zur Steuerung der Einspritzeinrichtungen und dergleichen über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 15 und die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 30 aus.
  • Die durch die ECU 1 empfangenen Signale beinhalten ein Kurbelsignal von einem Kurbelwinkelsensor und ein Nockensignal von einem Nockenwinkelsensor. 2 zeigt das Kurbelsignal und das Nockensignal eines Zyklussees, das heißt einer Drehung der Kurbelwelle der Kraftmaschine um 720° Kurbelwinkel (KW). In 2 sind Zündspulen-Erregungssignale zur Zündung des ersten bis fünften Zylinders (#1–#5) mit #1-Zündung bis #5-Zündung dargestellt. Ein Zündfunke wird bei der hinteren Flanke eines jeden Zündsignals erzeugt.
  • Das durch den Kurbelwinkelsensor erzeugte Kurbelsignal entspricht einer Impulsfolge, bei der ein jedes Winkelintervall in Entsprechung mit einer Drehung der Kurbelwelle der Viertakt-Kraftmaschine vorbestimmt ist. Das Kurbelsignal beinhaltet einen Impuls-Fehlabschnitt (Bezugsposition in der Drehung der Kurbelwelle), in welchem Impulse in der Impulsfolge fehlen, um eine Bezugsposition der Kurbelwelle anzuzeigen, auf deren Grundlage Verzögerungswinkel zum Starten einer Brennstoffeinspritzung und Brennstoffzündwinkel gemessen werden. Gemäß dem Kurbelsignal des Ausführungsbeispiels werden zwei Impulse alle 60 Impulse (60-2 Impulsstruktur) übersprungen, so dass die Impulsfolge 58 Impulse in 360° KW (eine Drehung der Kurbelwelle) aufweist. Im Einzelnen entspricht das Impulsintervall der Impulsfolge 6° KW und es ist der Impuls-Fehlabschnitt alle 360° KW in der Impulsfolge vorgesehen. Ein Abschnitt (Impuls-Fehlabschnitt alle 720° KW) der Impuls-Fehlabschnitte wird als ein vorderer Impuls-Fehlabschnitt definiert und der weitere Abschnitt (Impuls-Fehlabschnitt alle 360° KW nachfolgend zu dem ersten Abschnitt) wird als ein hinterer Impuls-Fehlabschnitt definiert.
  • Das durch den Nockenwinkelsensor erzeugte Nockensignal ist mit der Drehung der Nockenwelle der Kraftmaschine synchronisiert und entspricht einem Zylinderbestimmungssignal zur Angabe der Zylinderposition. Die hintere (fallende) Flanke des Nockensignals wird infolge des Fünfzylinder-Aufbaus der Kraftmaschine alle 144° KW bereitgestellt.
  • Das Kurbelsignal wird einer Kurbelsignal-Verarbeitungshardware (CSPH) 100 des Zeitgebermoduls 16 gemäß 1 zugeführt. Das Nockensignal wird über die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 30 durch den Mikrocomputer 10 empfangen. Die in dem Zeitgebermodul 16 vorgesehene Kurbelsignal-Verarbeitungshardware 100 stellt eine funktionale Einheit zur hardwaremäßigen Verarbeitung des Kurbelsignals dar. Ein Vorgang hinsichtlich des Kurbelsignals (Erzeugen von Winkelsignalen durch Teilen eines Kurbelflanken-Intervalls) gemäß 2 kann durch die Kurbelsignal-Verarbeitungshardware 100 hardwaremäßig bzw. mittels Hardware durchgeführt werden.
  • Gemäß 3 beinhaltet die Kurbelsignal-Verarbeitungshardware 100 einen Vor-Frequenzteiler (pre-scaler) 101, einen Frequenzteiler 102, eine Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103, ein Frequenzmultiplikationsregister (Flankenzeit-Speicherregister) 104, eine Frequenzmultiplikation-Zähleinrichtung 105, eine Ereigniszähleinrichtung 106, eine Sicherheitszähleinrichtung (guard counter) 107, eine Bezugszähleinrichtung 108, eine Nachführzähleinrichtung (Winkelzähleinrichtung) 109 und eine Winkelzähleinrichtung 110 zur Erzeugung von Einspritzsignalen und Zündsignalen. Ein Signal Pϕ von dem Vor-Frequenzteiler 101 wird über den Frequenzteiler 102 zu der Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103 gesendet. Das Signal Pϕ wird ebenso zu der Nachführzähleinrichtung (Winkelzähleinrichtung) 109 gesendet. Ferner wird das Kurbelsignal zu der Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103, der Ereigniszähleinrichtung 106 und der Sicherheitszähleinrichtung 107 gesendet.
  • 4 zeigt Zeitverläufe zur Veranschaulichung der Erzeugung von Winkeltakten (Winkelsignalen). In 4 sind das Kurbelsignal, der Zählwert TA der Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103, ein Speicherwert des Frequenzmultiplikationsregisters 104, ein Zählwert der Frequenzmultiplikation-Zähleinrichtung 105, ein ausgegebenes Signal (Frequenzmultiplikationstakt) der Multiplikationszähleinrichtung 105, ein Sicherheitswert (Punkt-Strich-Linie), der n-mal so groß wie der Wert der Sicherheitszähleinrichtung 107 ist, ein Zählwert (punktierte Linie) der Bezugszähleinrichtung 108, ein Zählwert (durchgezogene Linie) der Nachführzähleinrichtung 109 und ein Zählwert der Winkelzähleinrichtung 110 gezeigt.
  • Die Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103 gemäß 3 empfängt das Kurbelsignal und misst die Zeit zwischen Kurbelsignalflanken (ein Impulsintervall). Insbesondere entspricht die Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103 als Impulsintervall-Messeinrichtung einer Zähleinrichtung, die infolge Zeitsynchronisation gemäß 4 inkrementiert wird bzw. ansteigt und die Zeit TA zwischen Kurbelsignalflanken (zwischen hinteren Flanken des Kurbelsignals) misst. Der gemessene Wert wird mit 1/n (Vielfaches) multipliziert und die resultierenden Daten werden zum Zeitpunkt einer Eingabe der Kurbelsignalflanke an das Frequenzmultiplikationsregister 104 übertragen. Die übertragenen Daten dienen als ein Anfangswert der Frequenzmultiplikationszähleinrichtung 105 als Abwärts-Zähleinrichtung. Beispielsweise entspricht der Frequenzmultiplikationswert (n) dem Wert "32".
  • Die Frequenzmultiplikationszähleinrichtung 105 gemäß 3 erzeugt Frequenzmultiplikationstakte durch Multiplikation des durch die Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103 gemessenen Kurbelsignalflankenintervalls mit einem Faktor 1/n. Insbesondere zählt die Frequenzmultiplikationszähleinrichtung 105 infolge Zeitsynchronisation gemäß 4 abwärts. Tritt ein Unterschreiten bzw. eine Zeitunterschreitung auf, erzeugt sie einen Frequenzmultiplikationstakt und der Zählwert wird auf den Anfangswert TA/n zurückgesetzt. Dieser Vorgang wird wiederholt. Wenn die nächste Kurbelsignalflanke (hintere Flanke des Kurbelsignals) zugeführt wird, werden der Wert des Frequenzmultiplikationsregisters 104 und der Anfangswert der Frequenzmultiplikationszähleinrichtung 105 auf die neuesten Werte aktualisiert. Die Frequenzmultiplikationszähleinrichtung 105 als Frequenzmultiplikationssignal-Erzeugungseinrichtung erzeugt die Frequenzmultiplikationssignale (Frequenzmultiplikationstakte) ganzzahligmal bzw. als ganzzahlige Vielfache bis zu dem nächsten Impuls auf der Grundlage des durch die Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103 gemessenen Impulsintervalls zu dieser Zeit.
  • Die Bezugszähleinrichtung 108 von 3 wird durch den Frequenzmultiplikationstakt inkrementiert, wie es durch die gepunktete Linie in 4 dargestellt ist. Die Nachführzähleinrichtung 109 gemäß 3 wird durch einen Zeitsynchronisationstakt inkrementiert (führt einen Zählvorgang infolge des internen Taktes P aus). Die Sicherheitszähleinrichtung 107 entspricht einer Zähleinrichtung zum Empfang des Kurbelsignals und wird durch die hintere Flanke des Kurbelsignals inkrementiert. Auf einen Empfang einer Kurbelsignalflanke hin wird ein Wert zu der Bezugszähleinrichtung 108 übertragen, der n-mal (Frequenzmultiplikation) so groß wie der Wert vor der Inkrementierung ist.
  • Gemäß 4 kann der Zählwert der Bezugszähleinrichtung 108 den Sicherheitswert (n-mal so großer Wert wie der Zählwert) nicht überschreiten, der von der Sicherheitszähleinrichtung 107 übertragen wird, wenn die Kurbelsignalflanke zugeführt wird. Der Sicherheitswert ist in 4 durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellt. Die Nachführzähleinrichtung 109 wird nur inkrementiert, wenn ihr Wert geringer als der Zählwert der Bezugszähleinrichtung 108 ist. Synchron zu der Inkrementierung der Nachführzähleinrichtung 109 wird ein Winkeltakt (Winkelsignal) erzeugt. Auf diese Weise wird der Winkeltakt durch die drei Zähleinrichtungen 107, 108 und 109 erzeugt.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein interner Takt (Signal Pϕ des Vor-Frequenzteilers) auf 20 MHz eingestellt und kann die Nachführzähleinrichtung 109 verglichen zu den weiteren Zähleinrichtungen mit höherer Geschwindigkeit arbeiten.
  • Bei einer Kraftmaschinenverzögerung, in der das Kurbelsignalflankenintervall mit der Zeit ansteigt, erreicht gemäß 4 der Wert der Bezugszähleinrichtung 108 in den Zählvorgängen der Bezugszähleinrichtung 108 und der Nachführzähleinrichtung 109 den Sicherheitswert, der n-mal so groß wie der Wert der Sicherheitszähleinrichtung 107 ist, bevor die Kurbelsignalflanke zugeführt ist, sodass die Inkrementierung der Nachführzähleinrichtung 109 unterbunden wird. Folglich wird bei einer Kraftmaschinenverzögerung der Inkrementierungsvorgang der Nachführzähleinrichtung 109 unterbrochen, um eine Erzeugung von Winkeltakten einer vorbestimmten oder größeren Zahl zu verhindern.
  • Die Winkelzähleinrichtung 110 zur Zündung/Einspritzung von 3 wird gemäß 4 immer dann inkrementiert, wenn der Winkeltakt der Nachführzähleinrichtung 109 empfangen wird. Die Zündungssteuerung und/oder die Einspritzsteuerung werden auf der Grundlage des Zählwerts der Winkelzähleinrichtung 110 zur Zündung/Einspritzung durch Verwendung eines Vergleichsregisters synchron mit den Kurbelwinkeln ausgeführt. Das heißt, die Steuerungen hinsichtlich der Zündung/Einspritzung und dergleichen werden durch die Winkelzähleinrichtung 110 zur Zündung/Einspritzung hardwaremäßig bzw. mittels Hardware in Synchronisation mit dem Kurbelwinkel ausgeführt. Durch Verwirklichung eines Systems, das zur Synchronisation mit der Kraftmaschinengeschwindigkeit bei vorbestimmten Winkelintervallen Frequenzmultiplikationssignale (Frequenzmultiplikationstakte) erzeugt, wird eine arithmetische Operation zur Wandlung eines Winkels in eine Zeit unnötig. Somit können die Reduzierung hinsichtlich des Verarbeitungsaufwands und die Genauigkeitsverbesserung (bei n = 32, Bit mit geringstem Wert (engl.: "least significant bit") bzw. LSB = 0,1875 ° KW) erzielt werden.
  • Die Ereigniszähleinrichtung 106 von 3 wird bei den hinteren Impulsflanken des Kurbelsignals inkrementiert und gibt ein Winkelzyklus-Unterbrechungssignal bei jeder Flanke aus. Die CPU 11 erfasst die Impuls-Fehlposition bzw. den Impuls-Fehlabschnitt in dem Kurbelsignal aus dem Zählwert (der Zahl der Flankeneingangssignale) der Ereigniszähleinrichtung 106. Der Zählwert der Ereigniszähleinrichtung 106 wird bei jedem Kraftmaschinenzyklus (720° KW) initialisiert.
  • Im Betrieb entspricht gemäß 2 eine Systeminitialisierungsposition einer Position von 6° KW vor dem oberen Totpunkt bzw. 6° KW BTDC des vierten (#4) Zylinders. Ferner werden die Nachführzähleinrichtung 109 und die Winkelzähleinrichtung 110 zur Einspritzung/Zündung von 3 initialisiert und synchronisiert. Erreicht der Zählwert der Nachführzähleinrichtung 109 im Einzelnen den Sicherheitswert eines Zyklus wird der Zählwert zurückgesetzt und wird ein Rücksetzsignal an die Winkelzähleinrichtung 110 zur Einspritzung/Zündung gesendet. Stimmt der Zählwert der Winkelzähleinrichtung 110 zur Einspritzung/Zündung mit dem durch die CPU 11 berechneten Winkel beim Einspritzen/Zünden überein, kann ein Einspritzausgangssignal/Zündungsausgangssignal hardwaremäßig gesteuert werden. Als eine Hardware-Steuerung ist eine Kraftmaschinensteuerung definiert, die auf der Grundlage von Frequenzmultiplikationstakten ausgeführt wird, während eine Initialisierung an dem vorderen Impuls-Fehlabschnitt des Kurbelsignals ausgeführt wird. Dem gegenüber kann eine Einspritzung/Zündung ebenso softwaremäßig (mit einer Software-Steuerung) auf der Grundlage des Nockensignals und des Kurbelsignals gesteuert werden.
  • 5 zeigt Verläufe zur Veranschaulichung eines Schaltvorgangs von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung. In 5 sind Zählwerte einer Software-Winkelzähleinrichtung, die für die Software-Steuerung beim Kraftmaschinenstart verwendet wird, und Zählwerte einer Hardware-Winkelzähleinrichtung (Nachführzähleinrichtung 109 gemäß 3), die für die Hardware-Steuerung nach der Software-Steuerung verwendet wird, dargestellt. Die Software-Winkelzähleinrichtung dieses Ausführungsbeispiels entspricht einer Zähleinrichtungsfunktion der CPU 11, erzeugt eine Winkelunterbrechung als Reaktion auf das Ereignissignal, das durch die Flankenzeitmessung-Zähleinrichtung 103 von 3 jedes mal erzeugt wird, wenn die Flanke des Kurbelsignals detektiert wurde, und wird inkrementiert.
  • Gemäß 5 erfolgt zum Zeitpunkt t1 eine Zylinderbestimmung durch die Software-Steuerung und nimmt ein Software-Zylinderbestimmungssignal (Zustandsmerker bzw. Flag) einen hohen Pegel ein. Die durch die Software-Steuerung erfolgte Zylinderbestimmung wird nachstehend im Einzelnen beschrieben. Wird der vordere Impuls-Fehlabschnitt des Kurbelsignals gemäß 2 erfasst, erfolgt eine Festlegung auf den vierten (#4) Zylinder. Wird der hintere Impuls-Fehlabschnitt erfasst, erfolgt eine Festlegung auf den ersten (#1) Zylinder. Gemäß 2 werden jeweils der fünfte (#5), der dritte (#3) und der zweite (#2) Zylinder durch die hochpegeligen Perioden bzw. H-Pegel-Perioden und die niedrigpegelige Periode bzw. die N-Pegel-Periode (T1, T2 und T7) an den Flanken des Nockensignals zu den Zeitpunkten t10, t11 und t12 festgelegt. Eine jede Periodenlänge der H-Pegel-Perioden und der N-Pegel-Periode (T1, T2 und T7) an den Flanken des Nockensignals wird durch die Kurbelsignalflankenzahl (die Impulszahl des Kurbelsignals) berechnet.
  • Zum Zeitpunkt t2 gemäß 5 wird die vordere Impuls-Fehlposition in dem Kurbelsignal durch die Software-Steuerung erfasst und nimmt ein Startsignal (Zustandsmerker bzw. Flag) für die Hardware-Steuerung einen hohen Pegel an. Zum Zeitpunkt t3 nimmt das Softwaresteuerungssignal der Erfassung eines Impuls-Fehlabschnitts (Zustandsmerker bzw. Flag) einen hohen Pegel an. Ferner nimmt zum Zeitpunkt t4 des Hardware-Steuerung-Schaltsignal (Zustandsmerker bzw. Flag) zum Schalten von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung einen hohen Pegel an. Somit stellt die Periode von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t4 in 5 eine Software-gesteuerte Zündungsperiode dar. Die Periode nach dem Zeitpunkt t4 stellt eine kurbelsignalbezogene Hardware-gesteuerte Zündungsperiode dar. In der Software-Steuerung vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 tritt alle 6° KW eine Unterbrechung bzw. ein Unterbrechungssignal auf, wobei die Zündung bzw. dergleichen ausgeführt wird, und tritt alle 36° KW eine Unterbrechung auf, wobei die Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung umgeschaltet wird. In der Hardware-Steuerung nach dem Zeitpunkt t4 tritt alle 36° KW eine Unterbrechung zur Ausführung einer Zündung und dergleichen auf.
  • Nachstehend wird 5 im Einzelnen näher beschrieben. Wenn das Kurbelsignal und das Nockensignal wirksam werden, werden zunächst die Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts und die Zylinderbestimmung durch eine Software-Logik mit Hilfe des Kurbelsignals und des Nockensignals ausgeführt (Zeitpunkt t1). Unter Bezugnahme auf die Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts befindet sich das Nockensignal bei dem vorderen Impuls-Fehlabschnitt des Kurbelsignals auf dem niedrigen bzw. dem N-Pegel. Bei dem hinteren Impuls-Fehlabschnitt befindet sich das Nockensignal auf dem hohen Pegel bzw. dem H-Pegel. Folglich kann die CPU 11 den vorderen Impuls-Fehlabschnitt (vierter Zylinder) und den hinteren Impuls-Fehlabschnitt (erster Zylinder) erfassen (bestimmen).
  • Durch einen Software-Unterbrechungsvorgang werden ein Unterbrechungsvorgang alle 6° KW und ein Unterbrechungsvorgang in einem Zyklus eines Winkels gestartet, der durch eine Frequenzunterteilung mit 6° KW erzielt wird (in dem Ausführungsbeispiel erfolgt mittels sechs Frequenzunterteilungen eine Unterbrechung alle 36° KW), und werden eine unmittelbare Zündung (eine unmittelbar nach Bestimmung des Zylinders beim Starten der Kraftmaschine ausgeführte Zündung) und der Zählvorgang der Kurbelsignal-Zähleinrichtung (eine softwaremäßig alle 36° KW inkrementierende Zähleinrichtung) ausgeführt. Auf diese Weise wird die Software-Steuerung ausgeführt. Andererseits wird als ein auf die Hardware-Steuerung bezogener Prozess in der Periode von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t3 der Zählwert auf einen Sicherheitswert (720° KW) eines Zyklus eingestellt, so dass die Hardware-gesteuerte Winkelzähleinrichtung (Nachführzähleinrichtung 109 gemäß 3) zur Erzeugung des Winkeltaktes nicht inkrementiert wird, bis der vordere Impuls-Fehlabschnitt erfasst ist.
  • Erfasst die CPU 11 den vorderen Impuls-Fehlabschnitt (Zeitpunkt t2) beginnt die Nachführzähleinrichtung 109 als eine Hardware-gesteuerte Winkelzähleinrichtung zum Zeitpunkt t3 ihren Betrieb bei einer normalen Winkelposition. Somit werden Vorgänge wie etwa eine Erzeugung von Winkeltakten, ein Startvorgang der Winkelzähleinrichtung 110 zur Zündung und Einspritzung und eine Unterbrechung mit einem 36° KW Zyklus (Periode) mittels eines Hardware-Betriebs gestartet.
  • Beginnt die Kraftmaschinendrehung bzw. der Kraftmaschinenstartvorgang unmittelbar vor dem vorderen Impuls-Fehlabschnitt, kann jedoch ein Startzeitpunkt zur Erregung einer Zündspule bei dem vorderen Impuls-Fehlabschnitt bereits verstrichen sein, so dass die Erregungszeit für eine Zündung nicht wie gefordert eingestellt werden kann. Auch wenn folglich die Hardware-Steuerung durch die CPU 11 zum Zeitpunkt t3 gestartet wird, wird die Hardware-Steuerung zu diesem Zeitpunkt nicht verwendet, sondern wird die Software-Steuerung verwendet.
  • Nach Erfassung des vorderen Impuls-Fehlabschnitts entspricht der Punkt, bei dem die Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung geschaltet wird (Zeitpunkt t4), einer Winkelposition, bei der von keinem der Zylinder das Zündsignal ausgegeben wird, bei dem eine Zündspulenerregung zuverlässig (ohne einer festgelegten Verzögerung der CPU und einer Schaltungsbetriebsverzögerung) eingestellt werden kann und darüber hinaus eine Zeitdauer gemäß einem Bezugswinkel bzw. eine Bezugswinkelzeit (reference angle time) zur Berechnung eines Erregungsstartwinkels aus einer Erregungszeit bereitgestellt bzw. berechnet werden kann (in diesem Ausführungsbeispiel sind 144° KW als Bezugswinkel notwendig). Zu diesem Zeitpunkt wird die Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung geschaltet.
  • Nach dem Zeitpunkt t4 wird nur die Hardware-Steuerung ausgeführt. Auf diese Weise wird der Schaltvorgang von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung glatt bzw. sanft ausgeführt, so dass das Ausführungsbeispiel für das verzögerungsfreie Zündungssystem geeignet sein kann.
  • Im Einzelnen gibt es bei dem System, das gemäß 2 das Kurbelsignal mit zwei in 720° KW auftretenden Impuls-Fehlabschnitten verwendet, nur eine Position in 720° KW eines Zyklus der Kraftmaschine, bei der die Nachführzähleinrichtung 109 und die Winkelzähleinrichtung 110 zur Einspritzung/Zündung initialisiert und synchronisiert werden. Zur Bestimmung der Initialisierungsposition und der Synchronisationsposition ist es notwendig, die Bezugsposition des Kurbelsignals wie beispielsweise den Impuls-Fehlabschnitt zu erfassen und eine Synchronisation zum Zeitpunkt eines vorbestimmten Winkels bzw. bei einem vorbestimmten Winkel durch Verwendung der Bezugsposition als Bezug bereitzustellen. Bis die Kurbelsignal-Bezugsposition wie beispielsweise der Impuls-Fehlabschnitt erfasst ist, kann die Winkelzähleinrichtung 110 folglich nicht bei den richtigen Winkeln bzw. mit einer richtigen zeitlichen Steuerung bezüglich der Winkel betrieben bzw. betätigt werden.
  • Da die Steuervorgänge hinsichtlich einer Einspritzung/Zündung und dergleichen, die mit der Kraftmaschinengeschwindigkeit synchronisiert sind, nicht gestartet werden können, bis der Impuls-Fehlabschnitt erfasst ist, kann die Kraftmaschine auch nicht gestartet werden, bis der Impuls-Fehlabschnitt erfasst ist, so dass die Fähigkeit zum Starten der Kraftmaschine herabgesetzt wird. Dem gegenüber können in diesem Ausführungsbeispiel Steuervorgänge hinsichtlich einer Zündung und einer Einspritzung beim Anlassen bzw. Starten der Kraftmaschine ausgeführt werden, selbst wenn dies vor Erfassung des vorderen Impuls-Fehlabschnitts liegt.
  • Beim Anhalten einer Kraftmaschine oder einem neuerlichen Starten einer Starteinrichtung nach Aktivierung der Hardware-Steuerung wird die Fähigkeit zum Starten herabgesetzt, wenn die Kraftmaschine durch die Hardware-Steuerung wieder gestartet wird. Folglich wird eine Initialisierung unverzüglich ausgeführt, wird von der Hardware-Steuerung zu der Software-Steuerung geschaltet und wird fehlerlos von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung geschaltet.
  • 6 bis 9 zeigen Flussdiagramme des Schaltvorgangs von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung. Das Flussdiagramm gemäß 6 wird durch eine Kurbelsignalflankenunterbrechung gestartet. Zunächst wird in Schritt 50 durch die CPU 11 bestimmt, ob das Kurbelsignal und das Nockensignal wirksam sind oder nicht. Das Kurbelsignal wird als wirksam bestimmt, indem eine Starteinrichtungstätigkeit zum ungültig machen des Kurbelsignals lediglich für eine vorbestimmte Zeit nach Anschalten der Starteinrichtung beim Kraftmaschinenstart aufgehoben wird. Das Nockensignal wird als wirksam bestimmt, wenn die vorbestimmte Zahl von Nockensignalflanken gezählt wurde. Sind sowohl das Kurbelsignal als auch das Nockensignal wirksam, ermöglicht die CPU 11 der Hardware-Steuerung die Erfassung eines Impuls-Fehlabschnitts und die Erzeugung eines Interrupts in Schritt 51.
  • An einem Impuls-Fehlabschnitt des Kurbelsignals führt die CPU 11 in Schritt 52 eine Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts mittels der Software-Steuerung aus. Im Einzelnen werden ein derzeitiger bzw. diesmaliger und ein letztmaliger Wert des Zeitintervalls zwischen den Kurbelsignalflanken berechnet. Ist das Verhältnis zwischen dem letztmaligem Wert und dem diesmaligem Wert gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert, bestimmt die CPU 11 einen Impuls-Fehlabschnitt.
  • Ferner überprüft die CPU 11 in Schritt 53, ob die Zylinderbestimmung durch das Nockensignal in dem Nockensignalflankenunterbrechungsvorgang beendet worden ist. Falls NEIN festgelegt wird, führt die CPU 11 die Zylinderbestimmung durch Erfassung eines Impuls-Fehlabschnitts in Schritt 54 aus.
  • In Schritt 55 legt die CPU 11 fest, ob der vordere Impuls-Fehlabschnitt für die Hardware-Steuerung erfasst ist oder nicht und das Hardware-Steuerung-Startsignal (Zustandsmerker bzw. Flag) einen hohen Pegel aufweist oder nicht, bestimmt ferner, ob die Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts durch die infolge der Kurbelsignalflankenunterbrechung gestartete Software-Steuerung abgeschlossen ist oder nicht und das Softwaresteuerungssignal (Zustandsmerker bzw. Flag) der Erfassung eines Impuls-Fehlabschnitt einen hohen Pegel aufweist oder nicht, und legt zudem fest, ob die Schaltposition von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung gemäß 5 erreicht wurde oder nicht. Sind die Bedingungen erfüllt, unterbindet die CPU 11 in Schritt 56 die Kurbelsignalflankenunterbrechung. Die CPU 11 stellt in Schritt 57 ein Hardware-Steuerung-Schaltsignal (Zustandsmerker bzw. Flag) auf einen hohen Pegel ein, welches das Schalten von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung angibt. Die CPU 11 stoppt danach die Steuerungen für eine Zündung und dergleichen durch die Unterbrechung nach der Software-Steuerung (Zeitpunkt t4 gemäß 5). Danach führt die CPU 11 in Schritt 58 die Steuerung zur Zündung und dergleichen aus.
  • Sind andererseits die Schaltbedingungen in Schritt 55 nicht erfüllt, schreitet die CPU 11 in ihrer Verarbeitung zu Schritt 58 voran, in welchem die Steuerungen für eine Zündung und dergleichen ausgeführt werden.
  • Die Position, an der die Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung geschaltet wird, wird nachstehend beschrieben.
  • Wird gemäß 2 die Kraftmaschine unmittelbar vor dem vorderem Impuls-Fehlabschnitt gestartet, entspricht der vordere Impuls-Fehlabschnitt der Zündungszeit des vierten Zylinders, wenn die Steuerung an der am meisten verzögerten Winkelposition (Zeitpunkt t50 in 2) des Erweiterungswinkelbereichs bzw. Vorzündungswinkelbereich des vierten Zylinders geschaltet wird. Daher ist die Zeit zum Starten der Spulenerregung des fünften Zylinders nicht ausreichend. Da der Winkel entsprechend der Zeitdauer eines vorbestimmten Winkels bzw. der Bezugswinkelzeit (Zeit entsprechend 144° KW gemäß diesem Ausführungsbeispiel) zur Berechnung des Erregungsstartwinkels aus der Erregungszeit seit der Kraftmaschinenstartposition nicht passiert wurde, kann die Zeit gemäß dem Bezugswinkel bzw. die Bezugswinkel-zeit nicht berechnet werden. Somit kann eine genaue Zündung durch die Hardware-Steuerung nicht ausgeführt werden.
  • Folglich kann an der Position (im Einzelnen die am meisten verzögerte Winkelposition des fünften Zylinders, die durch den Zeitpunkt t60 in 2 angegeben ist) eine ausreichende Erregungszeit sichergestellt werden, selbst wenn die Kraftmaschine unmittelbar vor dem vorderen Impuls-Fehlabschnitt gestartet wird. Folglich kann die Zeit gemäß dem Bezugswinkel bzw. die Bezugswinkelzeit berechnet werden und kann eine genaue Zündung zuverlässig eingestellt werden und wird von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung geschaltet. Bei einem Aufbau, in dem die Hardware-gesteuerte Winkelzähleinrichtung bei dem Wert entsprechend 360° KW selbst an dem hinteren Impuls-Fehlabschnitt initialisiert werden kann, kann die Steuerung an der Position (im Einzelnen die am meisten verzögerte Winkelposition des zweiten Zylinders gemäß Zeitpunkt t70 in 2) geschaltet werden, auch wenn die Kraftmaschine an dem hinteren Impuls-Fehlabschnitt gestartet wird, wobei eine genaue Zündung zuverlässig eingestellt werden kann.
  • In dem Nockensignalflankenunterbrechungsvorgang von 7 zählt die CPU 11 in Schritt 200 die Zahl der eingegebenen Nockensignalflanken. Ist in Schritt 201 der Zählwert Ncam gleich oder größer als eine vorbestimmte Zahl Nref, bestimmt die CPU 11, dass das Nockensignal wirksam ist und führt den Nockensignalunterbrechungsvorgang aus. Sind das Kurbelsignal und das Nockensignal in Schritt 202 wirksam und ist die Zylinderbestimmung durch die Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts in Schritt 203 noch nicht beendet (wenn die Kraftmaschine aus einer zu dem Impuls-Fehlabschnitt anderen Position gestartet wird), schreitet die CPU 11 in ihrer Verarbeitung zu Schritt 204 voran und führt die Zylinderbestimmung aus dem Nockensignal aus (Zeitpunkte t10, t11 und t12 von 2). Auf diese Weise kann die Kraftmaschinensteuerung durch die Software-Steuerung unter Verwendung des Kurbelsignals und der Nockensignals gestartet werden.
  • Werden das Kurbelsignal und das Nockensignal wirksam und ist die Impuls-Fehlabschnitt-Erfassungsfunktion der CPU 11 durch die Kurbelsignalflankenunterbrechung zugelassen (Schritt 52 in 6), wird eine Impuls-Fehlabschnittserfassungsunterbrechung gemäß 8 ausgeführt. Gemäß 8 lässt die CPU 11 eine 36° KW-Zyklus-Unterbrechung durch die Hardware-Steuerung in Schritt 300 zu und führt die Zylinderbestimmung in Schritt 301 aus. Im Einzelnen erfolgt die Zylinderbestimmung durch Bestimmung des Pegels (H-Pegel oder N-Pegel) an einem Impuls-Fehlabschnitt und der Impulszahl des Kurbelsignals in der H-Pegel-Periode oder der N-Pegel-Periode (T5 und T6) des Nockensignals unmittelbar vor dem Impuls-Fehlabschnitt. Durch diesen Vorgang arbeiten der Winkeltaktgeber und der Winkelzeitgeber bei genauen Winkelpositionen.
  • Tritt die 36° KW-Zyklus-Unterbrechung durch die Hardware-Steuerung in Schritt 300 gemäß 8 auf, bestimmt die CPU 11 in Schritt 400 gemäß 9, ob das Hardware-Steuerung-Schaltsignal (Zustandsmerker bzw. Flag), das den Schaltvorgang von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung angibt, auf einem hohen Pegel liegt oder nicht. Liegt das Signal auf einem hohen Pegel, lässt die CPU 11 die Hardware-Steuerung in Schritt 401 zu. Nach dem Schaltvorgang wird nur die Hardware-Steuerung ausgeführt.
  • 10 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Umstands eines Anhaltens einer Kraftmaschine oder eines erneuten Startens der Starteinrichtung. Wird für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 600 ms) in einem Signal von dem Kurbelsensor kein Impuls gesendet, wird ein Abwürgen bzw. Anhalten der Kraftmaschine bestimmt. Wie vorstehend beschrieben tritt für eine vorbestimmte Zeit nach Anschalten der Starteinrichtung durch den Starteinrichtungsvorgang Rauschen in dem Kurbelsignal auf und ist es schwierig, nur das Kurbelsignal genau zu erfassen. Daher wird das Kurbelsignal maskiert. Ist es maskiert, ist festgelegt, dass die Starteinrichtung wieder gestartet wird. Beim Anhalten bzw. Abwürgen der Kraftmaschine oder beim erneuten Starten der Starteinrichtung wird der Vorgang gemäß 10 gestartet.
  • Gemäß 10 unterbindet die CPU 11 die Impuls-Fehlabschnitt-Erfassungsunterbrechung und die 36° KW-Zyklus-Unterbrechung der Hardware-Funktion in den Schritten 500 und 501, um dadurch die Hardware-Steuerung zu unterbinden. In Schritt 502 lässt die CPU 11 die Kurbelsignalflankenunterbrechung zu, um dadurch nur Softwareunterbrechungssteuerungen zuzulassen. Ferner initialisiert die CPU 11 in Schritt 503 die Nachführzähleinrichtung 109 zur Erzeugung von Winkeltakten sowie das Register. In Schritt 504 initialisiert die CPU 11 die Variable des Kurbelsignalflankenunterbrechungsvorgangs. In Schritt 505 stellt die CPU 11 das Schaltsignal (Zustandsmerker bzw. Flag), das den Schaltvorgang von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung angibt, auf einen niedrigen Pegel ein.
  • Das vorstehend angeführte Ausführungsbeispiel weist nachstehende Merkmale auf.
    • (A) Beim Start der Kraftmaschine führt die CPU 11 als erste Steuereinrichtung und als zweite Steuereinrichtung und als Schalteinrichtung die Software-Steuerung aus, bis zumindest ein Impuls-Fehlabschnitt (Bezugsposition) des Kurbelsignals erfasst ist. Das heißt, die CPU 11 führt die Kraftmaschinensteuerung gemäß dem die Zylinderposition angebenden Nockensignal und dem Kurbelsignal aus. Der Mikrocomputer 10 schaltet die Steuerung an einem vorbestimmten Zeitpunkt zu der Hardware-Steuerung, welcher nach der Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts (Bezugsposition) in dem Kurbelsignal liegt. Während sie eine Initialisierung an dem Impuls-Fehlabschnitt (Bezugsposition) des Kurbelsignals ausführt, führt sie die Kraftmaschinensteuerung beruhend auf den Frequenzmultiplikationstakten aus, das heißt eine Kraftmaschinensteuerung, die auf den Winkeltakten beruht, die gemäß der Erzeugung der Frequenzmultiplikationstakte ausgegeben werden.
  • Somit wird die Kraftmaschinensteuerung zur Zündung und dergleichen gemäß dem die Zylinderposition spezifizierenden Signal und dem Kurbelsignal mittels der durch die CPU 11 ausgeführten Software-Steuerung ausgeführt, bis der Impuls-Fehlabschnitt (Bezugsposition) des Kurbelsignals erfasst ist. Nach Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts wird von der Software-Steuerung zu der Hardware-Steuerung zu einem Zeitpunkt geschaltet, an dem die Hardware-Steuerung genau ausgeführt werden kann. Daher kann ein verzögerungsloses Zündungssystem zur Ausführung einer Zündung unmittelbar nach Bestimmung des Zylinders beim Starten der Kraftmaschine bewirkt werden und kann eine Verschlechterung der Emissionen verhindert werden.
  • Aus diese Weise kann die Startfähigkeit der Kraftmaschine durch das System verbessern werden, welches Frequenzmultiplikationssignale bei vorbestimmten Winkelintervallen zur Erlangung einer Synchronisation mit der Kraftmaschinengeschwindigkeit erzeugt.
    • (B) Der vorbestimmte Zeitpunkt stellt einen Zeitpunkt nach Erfassung der Bezugsposition des Kurbelsignals dar, wenn zumindest der Zündungszeitpunkt bzw. der Zündungsverlauf der Zündungssteuerung eingestellt werden kann und die Erregungszeit sichergestellt werden kann. Dies ist für die praktische Anwendung günstig.
    • (C) Tritt ein Anhalten bzw. ein Abwürgen der Kraftmaschine auf oder wird die Kraftmaschinenstarteinrichtung wieder gestartet, nachdem von der Software-gesteuerten Kraftmaschinensteuerung zu Hardware-gesteuerten Kraftmaschinensteuerung geschaltet worden ist, wird die Steuerung zu der Software-gesteuerten Kraftmaschinensteuerungsart zurückgeführt. Somit kann eine Verschlechterung in der Startfähigkeit verhindert werden, wenn die Kraftmaschine beim Abwürgen bzw. Anhalten der Kraftmaschine oder beim erneuten Starten der Kraftmaschinenstarteinrichtung wieder gestartet wird.
  • Obwohl der Impuls-Fehlabschnitt in der Impulsfolge des Kurbelsignals als die Bezugsposition definiert ist, ist die Bezugsposition nicht auf den Impuls-Fehlabschnitt beschränkt. Die Bezugsposition, in welcher die Impulsintervalle nicht regulär sind, kann ebenso in einer Impulsfolge mit vorbestimmten Winkelintervallen eines weiteren Aufbaus bereitgestellt werden. Beispielsweise wird ein Impuls in eine Impulsfolge eingefügt.
  • Wie vorstehend angeführt wird durch eine Kraftmaschinen-Steuereinheit ein Impulsintervall eines Kurbelsignals mit einem Impuls-Fehlabschnitt gemessen. Auf der Grundlage des gemessenen Impulsintervalls werden ganzzahlig-vielfache Frequenzmultiplikationssignale bis zu dem nächsten Impuls erzeugt. Beim Start der Kraftmaschine erfolgt die Kraftmaschinensteuerung zumindest bis zur Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts des Kurbelsignals gemäß einem eine Zylinderposition angebenden Nockensignal und dem Kurbelsignal. Nach Erfassung des Impuls-Fehlabschnitts des Kurbelsignals wird die auf den Frequenzmultiplikationssignalen beruhende Kraftmaschinensteuerung anlässlich eines vorbestimmten Zeitpunkts ausgeführt, während eine Initialisierung an dem Impuls-Fehlabschnitt des Kurbelsignals ausgeführt wird.

Claims (5)

  1. Kraftmaschinen-Steuereinheit (1) mit einer Impulsintervall-Messeinrichtung (103) zum Empfangen eines Kurbelsignals aus einer Impulsfolge vorbestimmter Winkelintervalle entsprechend einer Drehung einer Kurbelwelle einer Kraftmaschine, und zur Messung eines Impulsintervalls der Impulsfolge, wobei das Kurbelsignal eine Bezugsposition der Kurbelwelle aufweist, einer Frequenzmultiplikationssignal-Erzeugungseinrichtung (105) zur Erzeugung ganzzahlig-vielfacher Frequenzmultiplikationssignale bis zu dem nächsten Impuls, auf der Grundlage des zu diesem Zeitpunkt durch die Impulsintervall-Messeinrichtung gemessenen Impulsintervalls, einer ersten Steuereinrichtung (11) zur Ausführung einer Kraftmaschinensteuerung auf der Grundlage der Frequenzmultiplikationssignale, einer zweiten Steuereinrichtung (11) zur Ausführung der Kraftmaschinensteuerung gemäß einem eine Zylinderposition angebenden Signal und dem Kurbelsignal, und einer Schalteinrichtung (11) zur Durchführung der Kraftmaschinensteuerung mittels der zweiten Kraftmaschinen-Steuereinrichtung zumindest bis die Bezugsposition des Kurbelsignals beim Starten der Kraftmaschine erfasst ist, und zum Umschalten der Kraftmaschinensteuerung auf die durch die erste Kraftmaschinen-Steuereinrichtung ausgeführten Kraftmaschinensteuerung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Erfassung der Bezugsposition des Kurbelsignals.
  2. Kraftmaschinen-Steuereinheit (1) nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Zeitpunkt nach Erfassung der Bezugsposition des Kurbelsignals durch die Schalteinrichtung einem Zeitpunkt entspricht, bei dem zumindest ein Zündungszeitverlauf in einer Zündungssteuerung eingestellt werden kann und eine Zündspulen-Erregungszeit sichergestellt werden kann.
  3. Kraftmaschinen-Steuereinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung zu der durch die zweite Kraftmaschinen-Steuereinrichtung (11) ausgeführten Kraftmaschinensteuerung zurückgeführt wird, nachdem die Kraftmaschinensteuerung mittels der Schalteinrichtung (11) auf die durch die erste Kraftmaschinen-Steuereinrichtung (11) ausgeführten Kraftmaschinensteuerung geschaltet worden ist, wenn ein Anhalten der Kraftmaschine auftritt oder eine Kraftmaschinenstarteinrichtung wieder gestartet wird.
  4. Kraftmaschinen-Steuereinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bezugsposition des Kurbelsignals einem Impuls-Fehlabschnitt der Impulsfolge entspricht.
  5. Kraftmaschinen-Steuereinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Steuereinrichtung (11) eine Zentralprozessoreinheit (11) beinhaltet, die die Kraftmaschinensteuerung ausführt, während diese einen Interrupt-Vorgang als Reaktion auf eine Impulsflanke des Kurbelsignals ausführt.
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