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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Rotationserfassungsvorrichtung, welche einen Rotationssensor umfasst, der dazu verwendet wird, um sowohl eine Varwärts-, als auch eine Rückwärtsdrehbewegung eines Rotors zu erfassen, und ein Verfahren zur Bestimmung der Referenzlücke eines rotierenden Körpers.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Bei herkömmlichen Rotationserfassungsvorrichtungen, wie bei der in der
JP 2005-233 622 A beschriebenen Rotationserfassungsvorrichtung, ist ein scheibenförmiger Signalrotor an einer Kurbelwelle, welche als Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine dient, angebracht und ein Kurbelwellenpositionssensor ist derart angeordnet, dass dieser dem Signalrotor gegenübersteht. Eine Vielzahl von Zähnen ist in festgelegten Winkelabständen (z. B. 10 Grad) entlang dem äußeren Umfang des Signalrotors ausgebildet und eine Referenzlücke ist als ein Bereich auf dem Umfang des Rotors ausgebildet, bei welchem der Abstand zwischen benachbarten Zähnen von den Zwischenzahnabständen zwischen anderen benachbarten Zähnen abweicht.
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Der Kurbelwellenpositionssensor besitzt einen Sensorabschnitt, welcher jedes mal ein Impulssignal ausgibt, wenn ein Zahn in der Nähe des Kurbelwellenpositionssensors vorbeiläuft. Der Positionssensor umfasst einen ersten Sensorabschnitt und einen zweiten Sensorabschnitt, welche zueinander phasenverschobene Signale ausgeben. In der oben beschriebenen Rotationserfassungsvorrichtung befindet sich das Ausgangssignal des ersten Sensorabschnitts auf hohem Niveau und das Ausgangssignal des zweiten Sensorabschnitts verändert sich von einem hohem Niveau hin zu einem niedrigen Niveau, fällt also ab, wenn sich die Kurbelwelle in Vorwärtsrichtung dreht. Dann gibt der Kurbelwellenpositionssensor ein enges Impulssignal aus, sobald die Ausgangssignale des ersten und zweiten Sensorabschnitts auf diese Art ausgegeben werden.
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Im Gegensatz dazu befindet sich das Ausgangssignal des ersten Sensorabschnitts auf hohem Niveau und das Ausgangssignal des zweiten Sensorabschnitts verändert sich von dem niedrigen Niveau hin zu dem hohen Niveau, steigt also an, sobald sich die Kurbelwelle in Rückwärtsrichtung dreht. Dann gibt der Kurbelwellenpositionssensor ein breites Impulssignal aus, sobald die Ausgangssignale des ersten und zweiten Sensorabschnitts auf diese Art ausgegeben werden.
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Entsprechend ist ein herkömmlicher Kurbelpositionssensor dazu fähig, den Absolutwert des Ausmaßes der Drehveränderung der Kurbelwelle durch Zählen der Impulssignale, welche ausgegeben werden, zu bestimmen, und die Drehrichtung der Kurbelwelle, beruhend auf der Breite des Impulssignals, zu bestimmen. Daher ist es durch Berücksichtigung der Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle möglich, den Drehwinkel der Kurbelwelle genau zu bestimmen.
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Zusätzlich ist es in Bezug zu der Rotationserfassungsvorrichtung denkbar, dass diese, beruhend auf dem Zeitabstand zwischen den von dem Kurbelsensor ausgegebenen Impulssignalen, bestimmt, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist. Insbesondere wird es durch Vergleichen eines Quotienten, aus dem später gemessenen, von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, geteilt durch den früher gemessenen Zeitabstand, mit einem Referenzwert möglich, genau zu bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist. Dies ist möglich, da der Zeitabstand zwischen den von dem Kurbelpositionssensor ausgegebenen Impulssignalen abweicht, wenn eine der Lücken zwischen äquidistant angeordneten Zähnen an dem Kurbelpositionssensor vorbeiläuft, und wenn die Referenzlücke vorbeiläuft, also wenn die Lücke zwischen den beiden Zähnen, welche in ungleichem Abstand angeordnet sind, vorbeiläuft.
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Gelegentlich können Fehlfunktionen des Kurbelpositionssensors auftreten, bei denen das Ausgangssignal des ersten Sensorabschnitts fest auf dem hohen Niveau verbleibt. Wenn solch eine Fehlfunktion auftritt, gibt der Kurbelpositionssensor jedes mal zwei Impulssignale aus, wenn einer der Zähne an dem Kurbelpositionssensor vorbeiläuft (nachfolgend als „Doppel-Signal-Fehlfunktion” bezeichnet). Daher können die von dem Kurbelpositionssensor ausgegebenen Impulssignale nicht dazu verwendet werden, um auf Basis der Zeitabstände zwischen Impulssignalen genau zu bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, wenn die Doppel-Signal-Fehlfunktion auftritt.
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Des Weiteren ist dieses Problem nicht auf Kurbelpositionssensoren beschränkt, welche Impulssignale ausgeben, bei denen die Impulsbreite entsprechend der Drehrichtung der Kurbelwelle variiert, sondern es tritt auch bei anderen Typen von Kurbelpositionssensoren auf, bei welchen die Ausgabeart abweicht, wie beispielsweise die Anzahl der Signalausgaben und dergleichen. Darüber hinaus kann das vorstehend beschriebene Problem nicht nur bei Kurbelpositionssensoren zum Erfassen der Rotation einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine auftreten, sondern auch bei irgendwelchen Typen von Rotationssensoren, welche die Rotation eines Rotors erfassen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung stellt eine Rotationserfassungsvorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Referenzlücke bereit, welches genau bestimmt, ob eine Referenzlücke vorbeigelaufen ist, sogar, wenn eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Rotationserfassungsvorrichtung, welche umfasst: einen Rotationssensor, der derart ausgerichtet ist, dass dieser einem erfassten Gegenstand gegenübersteht, der über eine Vielzahl von Zähnen verfügt, welche bei jedem vorbestimmten Winkel in Drehrichtung eines rotierenden Körpers vorgesehen sind, und über eine Referenzlücke verfügt, die zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen vorgesehen ist und einen Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Zähnen zu einem ungleichen Abstand macht, wobei der Rotationssensor einen Sensorabschnitt umfasst, welcher jedes mal ein Impulssignal ausgibt, wenn einer der Zähne an dem Sensorabschnitt vorbeiläuft, und der Sensorabschnitt einen ersten und einen zweiten Sensorabschnitt umfasst, welche zueinander phasenverschobene Signale ausgeben, und wobei der Rotationssensor, wenn eine Bedingung erfüllt ist, dass sich ein Ausgangssignal des ersten Sensorabschnitts auf einem vorgegebenen Niveau befindet und sich das Ausgangssignal des zweiten Sensorabschnitts verändert hat, das Signal in einer Ausgabeart ausgibt, welche entsprechend einer Richtungsveränderung des Ausgangssignals des zweiten Sensorabschnitts, welche auftritt, wenn die Bedingung erfüllt ist, abweicht; und einen Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung, der, beruhend auf den Zeitabständen zwischen den von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen bestimmt, ob die Referenzlücke in der Nähe des Rotationssensors vorbeigelaufen ist. Die Rotationserfassungsvorrichtung umfasst einen Abschnitt zur Fehlfunktionbestimmung, welcher bestimmt, ob eine Fehlfunktion aufgetreten ist, bei der von dem Rotationssensor jedes mal zwei Signale ausgegeben werden, wenn einer der Zähne an dem Rotationssensor vorbeiläuft, und einen Abschnitt zum Wechseln der Bestimmungsart, welcher zwischen dem Zeitpunkt, bei dem der Abschnitt zur Fehlerbestimmung bestimmt, dass der Fehler aufgetreten ist, und dem Zeitpunkt, bei dem der Abschnitt zur Fehlerbestimmung bestimmt, dass der Fehler nicht aufgetreten ist, eine Bestimmungsart, beruhend auf den Zeitabständen zwischen den von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen, wechselt, um zu bestimmen, ob die Referenzlücke an dem Abschnitt zur Referenzlückenbestimmung vorbeigelaufen ist.
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Falls sich der Rotationssensor in Normalzustand befindet, gibt der Rotationssensor jedes mal ein Signal aus, wenn einer der Zähne an dem Sensor vorbeiläuft. Wenn jedoch eine Fehlfunktion vorhanden ist, bei der das Ausgangssignal des ersten Sensorabschnitts auf ein vorbestimmtes Niveau festgelegt wird und sich während der Rotation des rotierenden Körpers nicht verändert, tritt eine Fehlfunktion auf, bei der der Rotationssensor jedes mal zwei Signale ausgibt, wenn ein Zahn vorbeiläuft, das heißt, der Rotationssensor gibt jedes mal, wenn ein Zahn vorbeiläuft, abwechselnd Ausgangssignale mit verschiedenen Ausgabearten aus (nachfolgend als „Doppel-Signal-Fehlfunktion” bezeichnet).
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Im Gegensatz zu dem Stand der Technik, bei dem zu dem Zeitpunkt der Bestimmung, ob die Referenzlücke in der Nähe des Sensors vorbeigelaufen ist, die gleiche Bestimmungsart, beruhend auf Zeitabständen zwischen den von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen, verwendet wird, wenn die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist und wenn die Doppel-Signal-Fehlfunktion nicht aufgetreten ist, verändert die Vorrichtung der Erfindung, entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung, die Bestimmungart, von der Bestimmungsart, welche dem Fall entspricht, bei dem die Doppel-Signal-Fehlfunktion nicht aufgetreten ist, das heißt, wenn sich das Signal in Normalzustand befindet, hin zu der Bestimmungsart, welche dem Fall entspricht, bei dem die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, falls bestimmt wird, dass die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. Daher kann präzise bestimmt werden, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, sogar wenn die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist.
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In der vorstehenden Rotationserfassungsvorrichtung kann der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung, beruhend auf den Zeitabständen zwischen den von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen und einem Schwellwert, bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, und der Abschnitt zum Wechseln der Bestimmungsart wechselt den Schwellwert, welcher verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Abschnitt zur Fehlfunktionbestimmung bestimmt, dass die Fehlfunktion aufgetreten ist, und dem Zeitpunkt, zu dem der Abschnitt zur Fehlfunktionbestimmung bestimmt, dass die Fehlfunktion nicht aufgetreten ist.
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Beispielsweise ist in dem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit des rotierenden Körpers konstant ist, der Zeitabstand zwischen von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen kurz, wenn die Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen, von äquidistant angeordneten Zähnen, an dem Rotationssensor vorbeiläuft, wohingegen der Zeitabstand lang ist, wenn die Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen, welche einen ungleichen Abstand darstellt, vorbeiläuft, das heißt, wenn die Referenzlücke vorbeiläuft. Daher kann einfach und präzise bestimmt werden, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, falls, wie in der vorstehenden Ausführung, auf Basis der Zeitabstände zwischen von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen mit Hilfe des Schwellwertes, bestimmt wird, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist. Zudem wird der Schwellwert derart verändert, dass dieser von dem Schwellwert, welcher dem Fall entspricht, bei dem die Doppel-Signal-Fehlerfunktion nicht aufgetreten ist, hin zu dem Schwellwert verändert wird, welcher dem Fall entspricht, bei dem die Doppel-Signal-Fehlerfunktion aufgetreten ist, falls zu dem Zeitpunkt der Bestimmung, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, bestimmt wird, dass die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. Aufgrund dessen, kann einfach und präzise bestimt werden, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, sogar wenn die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist.
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Zudem kann der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung die Zeitabstände zwischen den Signalen messen, welche aufeinanderfolgend von dem Rotationssensor ausgegeben werden, und kann, beruhend auf dem Vergleich zwischen dem Grad der Abweichung von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, mit einem Schwellwert, bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist. In diesem Fall kann der Grad der Abweichung zwischen zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen beispielsweise ein Verhältnis zwischen den beiden Zeitabständen sein.
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Zudem kann der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung durch Vergleichen eines Quotienten, bei dem ein später gemessener Zeitabstand von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, durch einen früher gemessenen Zeitabstand geteilt wird, mit dem Schwellwert bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, und der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung umfasst einen Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung, welcher eine vorläufige Bestimmung durchführt, wenn der Quotient gleich oder größer einem unteren Grenzschwellwert ist, welcher kleiner als ein unterer Grenzwert aus einer Reihe von Werten des Quotienten ist, wenn der früher gemessene Zeitabstand dem Durchlauf einer Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen, welche äquidistant angeordnet sind, entspricht, und der später gemessene Zeitabstand dem Durchlauf der Referenzlücke entspricht, und einen Abschnitt zur endgültigen Bestimmung, welcher eine endgültige Bestimmung durchführt, wenn der Quotient kleiner als ein oberer Grenzschwellwert ist, welcher größer als ein oberer Grenzwert aus einer Reihe von Werten des Quotienten ist, nachdem die vorläufige Bestimmung, von dem Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung, durchgeführt worden ist. Der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung bestimmt, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, falls der Abschnitt zur entgültigen Bestimmung die endgültige Bestimmung durchführt.
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Entsprechend dieser Bauart wird der Durchlauf der Referenzlücke nicht nur aufgrund dessen bestimmt, dass der Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung die vorläufige Bestimmung durchgeführt hat. Stattdessen wird der Durchlauf der Referenzlücke bestimmt, falls die endgültige Bestimmung durchgeführt wird, während die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist. Aufgrund dessen ist es im Vergleich zu einer Bauart, bei der der Durchlauf der Referenzlücke nur aufgrund dessen bestimmt wird, dass die vorläufige Bestimmung durchgeführt wird, möglich, die Durchführung einer falschen Bestimmung, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, während diese tatsächlich nicht vorbeigelaufen ist, zu beschränken.
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Zudem kann der Abschnitt zur Fehlfuktionbestimmung in der Rotationserfassungsvorrichtung bestimmen, dass die Fehlfunktion aufgetreten ist, falls die Ausgabeart von einem von zwei Signalen, welche in einer Bestimmungsphase, während dieser sich der rotierende Körper lediglich in einer vorbestimmten Richtung dreht, von dem Rotationssensor aufeinanderfolgend ausgegeben werden, von der Ausgabeart eines anderen der beiden Signale abweicht. Mit Hilfe dieser Bauart kann das Vorhandensein dieser Situation, auf Basis des Status, in dem die Ausgabeart von einem von zwei Signalen, welche während der Bestimmungsphase von dem Rotationssensor aufeinanderfolgend ausgegeben werden, von der Ausgabeart des anderen der beiden Signale abweicht, präzise bestimmt werden, falls die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist.
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Zudem kann der rotierende Körper eine Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine sein, und der Erfassungsgegenstand kann ein Signalrotor sein, welcher einstückig mit der Ausgangswelle rotiert. Mit Hilfe dieser Bauart kann das Vorhandensein dieser Situation, auf Basis des Status, in welchem zwei von dem Rotationssensor aufeinanderfolgend augegebene Signale, die Ausgabeart, welche eine Vorwärtsrotation, und die Ausgabeart, welche eine Rückwärtsrotation innerhalb der Bestimmungsphase anzeigt, enthalten, während dieser sich die Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine lediglich in einer vorbestimmten Richtung, beispielsweise in Vorwärtsdrehrichtung dreht, präzise bestimmt werden, falls die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. Nebenbei kann die Bestimmungsphase, während dieser sich die Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine lediglich in Vorwärtsdrehrichtung dreht, beispielsweise eine Phase sein, während dieser die Motordrehzahl größer oder gleich einer Schwell-Drehgeschwindigkeit, zum Bestimmen der Beendigung des Startvorganges der Verbrennungskraftmaschine, ist.
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Zudem kann die Verbrennungskraftmaschine eine Nockenwelle, welche mit Drehung der Ausgangswelle rotiert, eine Nocke, welche einstückig mit der Nockenwelle rotiert und ein Motorventil öffnet und schließt, und einen Nocken-Rotationssensor umfassen, welcher ein Signal ausgibt, das dem Durchlauf von zumindest einem Referenz-Rotationswinkel der Nockenwelle entspricht, wenn die Referenzlücke des Signalrotors an dem Rotationssensor vorbeiläuft. Ferner kann der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung Zeitabstände zwischen Signalen messen, welche aufeinanderfolgend von dem Rotationssensor ausgegeben werden, und kann, beruhend auf dem Vergleich eines Quotienten aus einem später gemessenen Zeitabstand, von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, geteilt durch einen früher gemessenen Zeitabstand, der zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabstände, mit einem Schwellwert bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist. Der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung kann ferner einen Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung umfassen, welcher eine vorläufige Bestimmung durchführt, wenn der Quotient gleich oder größer einem unteren Grenzschwellwert ist, welcher kleiner als ein unterer Grenzwert aus einer Reihe von Werten des Quotienten ist, wenn der früher gemessene Zeitabstand dem Durchlauf einer Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen, welche äquidistant angeordnet sind, entspricht, und der später gemessene Zeitabstand dem Durchlauf der Referenzlücke entspricht. Darüber hinaus kann der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung einen Abschnitt zur endgültigen Bestimmung umfassen, welcher eine endgültige Bestimmung durchführt, wenn der Quotient kleiner als ein oberer Grenzschwellwert ist, welcher größer als ein oberer Grenzwert aus der Reihe von Werten des Quotienten ist, nachdem die vorläufige Bestimmung von dem Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung durchgeführt worden ist. Der Abschnitt zur Referenzlückendurchlaufbestimmung kann bestimmen, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, falls der Abschnitt zur endgültigen Bestimmung eine endgültige Bestimmung durchführt, und kann unabhängig von der von dem Abschnitt zur endgültigen Bestimmung durchgeführten Bestimmung bestimmen, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, wenn das Signal von dem Nocken-Rotationssensor ausgegeben wird, während die vorläufige Bestimmung durch den Abschnitt für die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist.
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Entsprechend der Bauart, bei der auf Basis des Zustandes, bei dem der Abschnitt zur endgültigen Bestimmung die endgültige Bestimmung durchführt, wenn der Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung die vorläufige Bestimmung durchgeführt hat, bestimmt wird, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, ist es möglich, die Durchführung einer falschen Bestimmung, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, wenn diese tatsächlich nicht vorbeigelaufen ist, zu verhindern. Jedoch kann in dem Fall, bei dem die endgültige Bestimmung aus irgendeinem Grund nicht durchgeführt wird, obwohl die Referenzlücke tatsächlich vorbeigelaufen ist, der Durchlauf der Referenzlücke in einer frühen Phase nicht bestimmt werden.
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Diesbezüglich wird, entsprechend der vorstehenden Bauart, auf Basis des Zustandes, bei dem der Abschnitt zur endgültigen Bestimmung die endgültige Bestimmung durchgeführt hat, bestimmt, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist. Andererseits wird unabhängig von der Bestimmung, welche von dem Abschnitt zur endgültigen Bestimmung durchgeführt wird, bestimmt, dass die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, wenn der Nocken-Rotationssensor ein Signal ausgibt, welches dem Durchlauf des Referenzrotationswinkels der Nockenwelle entspricht, während von dem Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist. Aufgrund dessen wird es möglich, den Durchlauf der Referenzlücke sogar in dem Fall schnell zu bestimmen, bei dem die vorläufige Bestimmung aus irgendeinem Grund nicht durchgeführt wird, wenn die Referenzlücke tatsächlich vorbeigelaufen ist.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Referenzlückendurchlaufbestimmung, um, beruhend auf einem Abstand zwischen von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen, welcher derart angeordnet ist, dass dieser einem Erfassungsgegenstand gegenübersteht, der über eine Vielzahl von Zähnen verfügt, welche bei jedem vorbestimmten Winkel, in einer Drehrichtung eines rotierenden Körpers vorgesehen sind, und der über eine Referenzlücke verfügt, die zwischen benachbarten Zähnen, der in der Drehrichtung zueinander benachbarten Zähne vorgesehen ist, und welche einen Abstand zwischen den benachbarten Zähnen zu einem ungleichen Abstand macht, zu bestimmen, ob die Referenzlücke in der Nähe eines Rotationssensors vorbeigelaufen ist, wobei der Rotationssensor einen Sensorabschnitt umfasst, welcher jedes mal ein Impulssignal ausgibt, wenn einer der Zähne an dem Sensorabschnitt vorbeiläuft, und der Sensorabschnitt einen ersten Sensorabschnitt und einen zweiten Sensorabschnitt umfasst, welche zueinander phasenverschobene Signale ausgeben, und wobei der Rotationssensor, wenn eine Bedingung erfüllt ist, dass sich ein Ausgangssignal des ersten Sensorabschnittes auf einem vorbestimmten Niveau befindet und dass sich das Ausgangssignal des zweiten Sensorabschnittes verändert hat, das Signal in einer Ausgabeart ausgibt, welche entsprechend einer Richtungsveränderung des Ausgangssignals des zweiten Sensorabschnittes, welche auftritt, wenn die Bedingung erfüllt ist, abweicht. Das Verfahren zur Referenzlückendurchlaufbestimmung umfasst: Bestimmen, ob eine Fehlfunktion vorliegt, oder nicht, bei der von dem Rotationssensor jedes mal zwei Signale ausgegeben werden, wenn einer der Zähne an dem Rotationssensor vorbeiläuft; Wechseln einer Bestimmungsart, welche auf den Zeitabständen zwischen den von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen basiert, zu einem Zeitpunkt der Bestimmung, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, zwischen dem Zeitpunkt, bei dem bestimmt wird, dass die Fehlfunktion aufgetreten ist und dem Zeitpunkt, bei dem bestimmt wird, dass die Fehlfunktion nicht aufgetreten ist.
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Entsprechend dem zweiten Aspekt der Erfindung wird es, wie beim ersten Aspekt der Erfindung, möglich, sogar dann genau zu bestimmen, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, wenn die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeusamkeit von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug zu den beigefügten Abbildungen beschrieben, bei denen gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
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1 ist eine schematische Darstellung, welche eine, an einem Fahrzeug befestigte, Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine und deren Peripherie-Bauten zeigt, an welche eine Ausführungsform der Rotationserfassungsvorrichtung der Erfindung angebracht ist;
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2 ist eine schematische Darstellung, welche einen Kurbelpositionssensor und dessen Peripherie-Bauten in der Ausführungsform zeigt;
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3 ist eine Tabelle, welche die Korrelation zwischen der Art der Änderung eines von einem Hauptsensor ausgegebenen Hauptsignals, dem Niveau eines von einem Nebensensor ausgegebenen Nebensignals und der Drehrichtung der Kurbelwelle in der Ausführungsform zeigt;
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4 ist ein Zeitdiagramm, welches die Übergänge des Hauptsignals, des Nebensignals und des Kurbelsignals während einer Vorwärtsrotation einer Kurbelwelle, entsprechend der Ausführungsform, zeigt;
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5 ist ein Zeitdiagramm, welches die Übergänge des Hauptsignals, des Nebensignals und des Kurbelsignals während einer Rückwärtsrotation einer Kurbelwelle in der Ausführungsform zeigt;
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6 ist ein Zeitdiagramm, welches die Übergänge des Kurbelsignals zeigt, ob eine Bedingung für die vorläufigen Bestimmung erfüllt ist, oder nicht, und ob eine Bedingung für die endgültigen Bestimmung erfüllt ist, oder nicht, wenn der Kurbelpositionssensor der Ausführungsform normal arbeitet;
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7 ist ein Zeitdiagramm, welches die Übergänge des Hauptsignals, des Nebensignals und des Kurbelsignals zeigt, wenn sich die Kurbelwelle der Ausführungsform vorwärts dreht und eine Doppel-Signal-Fehlfunktion vorliegt;
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8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Bearbeitungsvorgang eines Referenzlückendurchlaufbestimmungsverfahrens der Ausführungsform zeigt;
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9 ist ein Flussdiagramm, welches ein vorläufiges Bestimmungsverfahren gemäß der Ausführungsform zeigt;
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10 ist ein Flussdiagramm, welches ein endgültiges Bestimmungsverfahren gemäß der Ausführungsform zeigt; und
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11 ist ein Zeitdiagramm, welches in dem Fall, bei dem der Kurbelpositionssensor der Ausführungsform die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufweist, die Übergänge des Kurbelsignals zeigt, ob die Bedingung für die vorläufigen Bestimmung erfüllt ist, oder nicht, und ob die Bedingung für die endgültigen Bestimmung erfüllt ist, oder nicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Ausführungsfom einer Rotationserfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welche in einer, von einem Fahrzeug getragenen, Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine eingebaut ist, in Bezug zu 1 bis 11 beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine (nachfolgend als „Verbrennungskraftmaschine 11” bezeichnet) und deren zugehöriger Peripherkomponenten, gemäß der Erfindung. 1 zeigt ebenso schematisch einen von einer Vielzahl von Zylindern 12.
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Wie in 1 gezeigt ist, bewegt sich ein Kolben 13 innerhalb jedem Zylinder 12 der Verbrennungskraftmaschine 11 hin und her. In jedem Zylinder 12 wird durch die Oberfläche des Kolbens 13 und die innere Peripheroberfläche des Zylinders 12 eine Verbrennungskammer 14 definiert.
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In der Verbrennungskraftmaschine 11 sind Kraftstoff-Einspritzventile 15 in jedem Zylinder 12 vorgesehen, welche Kraftstoff einspritzen. In jeder Verbrennungskammer 14 wird ein Gemisch aus Ansaugluft und eingespritztem Kraftstoff durch eine Zündkerze 16 gezündet, wodurch das Gemisch derart verbrennt, dass sich der Kolben 13 hin- und herbewegt und eine Kurbelwelle 31 als eine Ausgangswelle in Rotation versetzt. Die Antriebskraft der Kurbelwelle 31 wird mittels eines Getriebes 32 zu Antriebsrädern (nicht gezeigt) übertragen. Im Allgemeinen wird die Richtung, in welcher die Kurbelwelle 31 von dem Ausgang der Verbrennugskraftmaschine 11 gedreht wird als Vorwärtsrichtung und die Gegenrichtung als Rückwärtsrichtung bezeichnet. Wenn der Antrieb gestartet wird, wird die Kurbelwelle 31 von einem Anlasser 33 angekurbelt.
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In der Verbrennungskraftmaschine 11 steuert die Betätigung der Einlassventile 22 die Kommunikation zwischen einem Einlassdurchgang 21 und den Verbrennungskammern 14, und die Betätigung der Auslassventile 24 steuert die Kommunikation zwischen den Verbrennugskammern 14 und einem Auslassdurchgang 23. Die Einlassventile 22 und die Auslassventile 24 werden in Zusammenhang mit der Rotation einer Einlass-Nockenwelle 26 und einer Auslass-Nockenwelle 27, zu welchen die Rotation der Kurbelwelle übertragen wird, betätigt.
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Eine im Fahrzeug vorgesehene elektronische Steuereinheit (ECU 41) führt zahlreiche Steuerungen der Verbrennungskraftmaschine 11 durch. Die ECU 41 umfasst einen Hauptprozessor (CPU), welcher Rechenverfahren in Zusammenhang mit Steuerungen der Verbrennungskraftmaschine 11 durchführt, einen Festwertspeicher (ROM), in welchem für die Steuerungen erforderliche Programme und Daten vorab gespeichert werden, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), um von der CPU durchgeführte Berechnungsergebnisse vorübergehend zu speichern, Eingänge, durch welche Signale von Aussen eingegeben werden, Ausgänge, durch welche Signale nach Aussen ausgegeben werden, usw.
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Die Eingänge der ECU 41 sind mit zahlreichen Sensoren verbunden, welche die Zustände der Verbrennungskraftmaschine 11 und des Fahrzeugs erfassen. Beispiele der zahlreichen Sensoren umfassen einen Kurbelpositionssensor 42, welcher den Kurbelwinkel CA, das heißt den Drehwinkel der Kurbelwelle 31, und die Motordrehzahl NE, das heißt die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 31, erfasst, wie auch einen Nockenpositionssensor 43, welcher den Drehwinkel einer Einlass-Nockenwelle 26 erfasst. Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Sensoren umfassen Beispiele von anderen Sensoren einen Schaltpositionssensor 44, welcher die Schaltposition eines Schalthebels (nicht gezeigt), der von einem Fahrer bedient wird, erfasst, einen Pedalpositionssensor 45, welcher das Ausmaß des Niederdrückens eines Beschleunigungspedales erfasst, einen Bremssensor 46, welcher den Betätigungszustand eines Bremspedales erfasst, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 47, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen, usw.
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Im Gegensatz dazu sind die Ausgänge der ECU 41 mit den Kraftstoff-Einspritzventilen 15, dem Anlasser 33, usw. elektrisch verbunden. Beruhend auf den Erfassungsergebnissen der zahlreichen Sensoren, führt die ECU 41 zahlreiche Steuerungen, umfassend die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die Steuerung des Ankurbelns beim Starten des Antriebs, usw. aus.
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Insbesondere wird die Zylinderunterscheidung, beruhend auf den Signalen des Kurbelpositionssensors 42 und des Nockenpositionssensors 43, ausgeführt und die Steuerzeiten der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung werden für jeden Zylinder 12, beruhend auf dem erfassten Kurbelwinkel CA, eingestellt.
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Die ECU 41 führt eine automatische Stopp/Neustart-Steuerung des automatischen Anhaltens der Verbrennungskraftmaschine 11 aus, wenn eine vorbestimmte Bedingung zum Anhalten erfüllt ist, und das automatische Neustarten der Verbrennungskraftmaschine 11 aus, wenn eine vorbestimmte Bedingung zum Neustarten erfüllt ist.
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In der automatischen Stopp/Neustart-Steuerung wird die Verbrennungskraftmaschine 11 automatisch durch das Beenden der Kraftstoffeinspritzung angehalten, wenn die vorbestimmte Bedingung zum Anhalten erfüllt ist, beispielsweise, wenn die Bremse niedergedrückt worden ist und das Fahrzeug für einen vorbestimmten Zeitraum angehalten bleibt. Sobald die Bedingung für den Neustart erfüllt ist, beispielsweise, wenn die Bremse gelöst wird, während die Verbrennungskraftmaschine 11 angehalten ist, erkennt die ECU 41, dass eine Anweisung zum Start des Antriebes zu der Verbrennungskraftmaschine 11 ausgegeben worden ist, und treibt den Anlasser 33 an, um die Verbrennungskraftmaschine 11 automatisch neu zu starten.
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Dann speichert die ECU 41 den Kurbelwinkel CA, welcher erfasst wird, während die Verbrennungskraftmaschine automatisch angehalten wird, und führt die Kraftstoffeinspritzung zu dem Zeitpunkt des Neustarts, auf Basis des gespeicherten Kurbelwinkels CA, derart durch, dass die Startzeit des Antriebes zum Zeitpunkt des Neustarts verkürzt werden kann.
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Es ist anzumerken, dass sich die Kurbelwelle 31 für kurze Zeit entweder in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung weiterdrehen kann, bevor diese zu einem vollständigen Stillstand kommt, wenn die Verbrennungskraftmaschine 11 angehalten wird. Entsprechend ist der in dieser Ausführungsform verwendete Kurbelpositionssensor 42 dazu fähig, die Drehung der Kurbelwelle 31 sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung zu erfassen.
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Nachfolgend werden der Kurbelpositionssensor 42 als Rotationssensor und dessen Peripherkomponenten in Bezug zu 2 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein scheibenförmiger Signalrotor 52 als zu erfassendes Bauteil an einem Ende der Kurbelwelle 31 angebracht. Der Signalrotor 52 dreht sich zusammen mit der Kurbelwelle 31. Eine Vielzahl von Zähnen 52 ist in vorbestimmten Abständen (z. B. 10 Grad) über den äußeren Umfang des Signalrotors 51 ausgebildet, mit Ausnahme des Abschnittes, wo eine Referenzlücke 53 ausgebildet ist, bei der zwei aufeinanderfolgende Zähne 52 nicht vorgesehen sind. Das heißt, bei der Referenzlücke 53 wird ein Abstand zwischen zwei Zähnen zu einem ungleichen Abstand, im Gegensatz zu den anderen gleichen Abständen zwischen den Zähnen. Der Kurbelpositionssensor 42 steht den Zähnen 52 des Signalrotors 51 gegenüber und erfasst die Drehposition der Kurbelwelle 31 (nachfolgend als Kurbelwinkel CA bezeichnet) und die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 31 (nachfolgend als Motordrehzahl NE bezeichnet).
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Der Kurbelpositionssensor 42 umfasst einen Hauptsensor 61, welcher den Zähnen 52 gegenübersteht, einen Nebensensor 62, welcher durch einem vorgeschriebenen Abstand in der Drehrichtung des Signalrotors 51 vom Hauptsensor 61 getrennt ist, und eine Verfahrensvorrichtung 63, die an die ECU 41 ein Kurbelsignal Sc ausgibt, welches einem Hauptsignal Sm, das von dem Hauptsensor 61 ausgegeben wird, und einem Nebensignal Ss, das von dem Nebensensor 62 ausgegeben wird, entspricht. Sobald sich die Kurbelwelle 31 dreht, geben der Hauptsensor 61 und der Nebensensor 62 jedes mal jeweils ein Impulssignal aus, wenn ein Zahn 52 des Signalrotors 51 in der Nähe vorbeiläuft. Der Hauptsensor 61 und der Nebensensor 62 sind derart angeordnet, dass deren zugehörige Ausgangssignale um einem vorbestimmten Winkel (z. B. 5 Grad) abweichen. Die Verfahrensvorrichtung 63 umfasst einen Zeitgeber 64, welcher die Impulsweite des Kurbelsignals Sc steuert. Der Kurbelpositionssensor 42 gibt jedes mal, wenn sich die Kurbelwelle 31 um einen vorbestimmten Winkel dreht, Kurbelsignale Sc aus, die in Ihrer Impulsweite entsprechend der Drehrichtung variieren. Darüber hinaus arbeitet der Hauptsensor 61 gemäß der Erfindung als ein zweiter Sensorabschnitt, und der Nebensensor 62 arbeitet gemäß der Erfindung als ein erster Sensorabschnitt.
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Das Kurbelsignal Sc wird beruhend auf dem nachfolgenden Konzept erzeugt. 3 zeigt die Korrelation zwischen der Art der Änderung des von dem Hauptsensor 61 ausgegebenen Hauptsignals Sm, dem Niveau des von dem Nebensensor 62 ausgegebenen Nebensignals Ss, und der Drehrichtung der Kurbelwelle 31.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist die „BEDINGUNG A” erfüllt, falls das Niveau des Hauptsignales Sm abnimmt und sich das von dem Nebensensor 62 ausgegebene Nebensignal Ss auf hohem Niveau befindet, wenn sich die Kurbelwelle 31 in Vorwärtsrichtung dreht. Entsprechend kann bestimmt werden, dass sich die Kurbelwelle 31 in Vorwärtsrichtung dreht, wenn BEDINGUNG A erfüllt ist. In diesem Fall gibt der Kurbelpositionssensor 42 ein Kurbelsignal Sc aus, welches eine enge Impulsweite aufweist.
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Des Weiteren zeigt 3 ebenfalls, dass die „BEDINGUNG B” erfüllt ist, falls der Nebensensor 62 ein Nebensignal Ss auf hohem Niveau ausgibt, während das Hauptsignal Sm von dem Hauptsensor 61 zunimmt, wenn sich die Kurbelwelle 31 in Rückwärtsrichtung dreht. Entsprechend kann bestimmt werden, dass sich die Kurbelwelle 31 in Rückwärtsrichtung dreht, wenn BEDINGUNG B erfüllt ist. In diesem Fall gibt der Kurbelpositionssensor 42 ein Kurbelsignal Sc aus, welches eine weite Impulsweite aufweist.
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Daher wird in dieser Ausführungsform bestimmt, dass sich die Kurbelwelle 31 um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat, wenn die Bedingung, dass sich das Nebensignal Ss von dem Nebensensor 62 auf dem hohen Niveau befindet und sich das Hauptsignal Sm von dem Hauptsensor 61 verändert hat, erfüllt ist, und, beruhend auf der Richtungsänderung des Hauptsignals Sm, wird die Drehrichtung der Kurbelwelle 31 bestimmt, wenn die Bedingung erfüllt ist.
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Beruhend auf den vorgenannten Informationen erfolgt die Erzeugung und die Ausgabe des Kurbelsignals Sc wie nachfolgend beschrieben ist. 4 zeigt die Korrelation zwischen dem von dem Hauptsensor 61 ausgegebenen Hauptsignal Sm, dem von dem Nebensensor 62 ausgegebenen Nebensignal Ss und dem Kurbelsignal Sc, wenn sich die Kurbelwelle 31 in Vorwärtsrichtung dreht.
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Wie in 4 gezeigt ist, nimmt das Kurbelsignal Sc ab, wenn BEDINGUNG A (siehe 3) erfüllt ist und verbleibt für eine vorgeschriebene Zeitspanne Δt1 (z. B. für mehrere Dutzend Millisekunden in der Zeitspanne zwischen, beispielsweise t11 bis t12, t13 bis t14, und t15 bis t16) auf dem niedrigen Niveau. Die vorgeschriebene Zeitspanne Δt1, während dieser das Kurbelsignal reduziert wird, weist auf die Impulsweite des Kurbelsignals Sc hin.
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Die ECU 41 zählt die Anzahl der Impulse des Kurbelsignals Sc und bestimmt durch Berechnen eines Wertes, welcher dem Kurbelwinkel entspricht (insbesondere ein Wert einer Kurbel-Zähleinrichtung, gezeigt in 4) den Kurbelwinkel. In diesem Fall wird jedes mal, wenn das Kurbelsignal Sc abnimmt, der Zählwert der Kurbel-Zähleinrichtung um „1” erhöht (zu den Zeitpunkten t11, t13 und t15). Zunahmen des Zählwertes, dargestellt durch die Kurbel-Zähleinrichtung, korrespondieren mit Zunahmen des Kurbelwinkels. Sobald der Kurbelwinkel 720° erreicht, wird der Zählwert auf einen Wert zurückgesetzt, welcher 0° entspricht.
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Darüber hinaus führt, wie nachfolgend detailliert beschrieben, die ECU 41 eine Referenzlückendurchlaufbestimmung zum Bestimmen, ob die Referenzlücke 53 als der Referenzwinkel vorbeigelaufen ist, beruhend auf einer Reihe von Zeitabständen zwischen Kurbelsignalen Sc durch. Falls bestimmt wird, dass die Referenzlücke 53 vorbeigelaufen ist, wird bestimmt, dass der Kurbelwinkel gleich dem Referenzwinkel (0° CA) geworden ist und der Zählwert der Kurbel-Zähleinrichtung wird auf einen Wert zurückgesetzt, welcher dem Referenzwinkel entspricht.
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5 zeigt die Korrelation zwischen dem von dem Hauptsensor 61 ausgegebenen Hauptsignal Sm, dem von dem Nebensensor 62 ausgegebenen Nebensignal Ss und dem Kurbelwinkel Sc, wenn sich die Kurbelwelle in Rückwärtsrichtung dreht.
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Wie in 5 gezeigt ist, nimmt das Kurbelsignal Sc ab, wenn BEDINGUNG B (siehe 3) erfüllt ist und verbleibt für eine vorgeschriebene Zeitspanne Δt2 (z. B. für mehrere hundert Millisekunden in der Zeitspanne zwischen, beispielsweise t21 bis t23, t24 bis t26, und t27 bis t29) auf dem niedrigen Niveau. Die vorgeschriebene Zeitspanne Δt2, während dieser das Kurbelsignal reduziert ist, weist auf die Impulsweite des Kurbelsignals Sc hin. Die vorgeschriebene Zeitspanne Δt2 wird länger eingestellt als die vorgeschriebene Zeitspanne Δt1 (siehe 5), welche verwendet wird, wenn sich die Kurbelwelle 31 in Vorwärtsrichtung dreht.
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Die ECU 41 bestimmt den Zählwert der Kurbel-Zähleinrichtung, wie nachfolgend beschrieben ist. Zuerst wird der Zählwert der Kurbel-Zähleinrichtung jedes mal, wenn das Kurbelsignal Sc abnimmt, um „1” erhöht (z. B. zu den Zeitpunkten t21, t24 und t27). Danach wird, falls die Zeitdauer, über welche das Kurbelsignal Sc auf dem niedrigen Niveau verbleibt, gleich einer Referenzzeitspanne wird, oder diese überschreitet (wobei (die vorgeschriebene Zeitspanne Δt1) < (die Referenzzeit) < (die vorgeschriebene Zeitspanne Δt2)) (z. B. zu den Zeitpunkten t22, t25 und t28), bestimmt, dass die Impulsweite des Kurbelsignals Sc darauf hinweist, dass sich die Kurbelwelle 31 in Rückwärtsrichtung dreht, und der Zählwert der Kurbel-Zähleinrichtung wird um „2” reduziert. Durch die Reihe von Vorgängen wird der Zählwert der Kurbel-Zähleinrichtung um „1” vermindert.
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Durch die Anwendung des vorstehend beschriebenen Kurbelpositionssensors 42 ist es möglich, den Absolutwert des Ausmaßes der Drehänderung der Kurbelwelle 31 durch Zählen des ausgegebenen Kurbelsignals Sc zu bestimmen und es ist ebenso möglich, die Drehrichtung der Kurbelwelle 31, beruhend auf der Impulsweite des Kurbelsignals Sc (das heißt die vorgeschriebene Zeitspanne Δt1 oder Δt2) zu bestimmen. Daher wird es möglich, den Kurbelwinkel der Kurbelwelle 31, welche sich sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung dreht, genau zu bestimmen, Unter Bezugnahme auf 6 wird ein Verfahren zur Bestimmung, ob die Referenzlücke an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, detailliert beschrieben. 6 zeigt Übergänge des Kurbelsignals Sc, einen Zustand, ob die Bedingung für die vorläufige Bestimmung erfüllt ist, oder nicht, einen Zustand, ob die Bedingung für die endgültige Bestimmung erfüllt ist, oder nicht, wenn der Kurbelpositionssensor 42 normal arbeitet.
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Wie in 6 gezeigt ist, unterscheiden sich in einer Reihe von Zeitabständen Tm (M = –1, 0, 1, 2, 3, 4) zwischen den aufeinanderfolgenden Impulssignalen des Kurbelsensors Sc, die Abstände T – 1 (Zeit t31 bis Zeit t32), T0 (Zeit t32 bis Zeit t33), T2 (Zeit t34 bis Zeit t35), T3 (Zeit t35 bis Zeit t36) und T4 (Zeit t36 bis Zeit t37), von denen jeder dazu benötigt wird, dass die Lücke zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen 52, welche äquidistant angeordnet sind, in der Nähe des Kurbelpositionssensors 42 vorbeiläuft, von dem Abstand T1 (Zeit t33 bis Zeit t34), welcher dazu benötigt wird, dass die Lücke zwischen den zwei Zähnen 52, die ungleich zu den anderen Zwischenzahn-Lücken ist, in der Nähe des Kurbelpositionssensors 42 vorbeiläuft.
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Unter Berücksichtigung dessen ist es durch Vergleichen eines Schwellwertes Kn mit den Quotienten aus einem später gemessenen Zeitabstand, von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, geteilt durch den früher gemessenen Zeitabstand (z. B. T4/(T – 1), T1/T0, T2/T1, T3/T2, T4/T3), möglich zu bestimmen, ob die Referenzlücke 53 in der Nähe des Kurbelpositionssensors 42 vorbeigelaufen ist.
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Insbesondere wird bestimmt, dass eine vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist, falls die beiden folgenden Bedingungen (a) und (b) erfüllt sind. T0/(T – 1) ≥ K1. (a) T1/T0 ≥ K2. (b)
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Im Allgemeinen ist der Quotient (T0/(T – 1)) gleich 1. Jedoch kann sich der Quotient (T0/(T – 1)) aufgrund von Drehschwankungen der Kurbelwelle 31 oder dergleichen auch in einem Bereich zwischen einem unteren Grenzwert unterhalb von 1 und einem oberen Grenzwert oberhalb von 1 bewegen. Daher wird unter Berücksichtigung des möglichen Bereiches des berechneten Quotienten der erste Schwellwert K1 geringfügig unterhalb dem unteren Grenzwert gesetzt.
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Im Allgemeinen ist der Quotient (T1/(T0) gleich 3. Jedoch kann sich der Quotient (T1/(T0) aufgrund von Drehschwankungen der Kurbelwelle 31 oder dergleichen auch in einem Bereich zwischen einem unteren Grenzwert unterhalb von 3 und einem oberen Grenzwert oberhalb von 3 bewegen. Daher wird unter Berücksichtigung des möglichen Bereiches des berechneten Quotienten der zweite Schwellwert K2 geringfügig unterhalb dem unteren Grenzwert gesetzt.
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Der zweite Schwellwert K2 ist größer als der erste Schwellwert K1 (K2 > K1) und dient, gemäß der Erfindung, als der untere Grenzschwellwert. Darüber hinaus können die Schwellwerte K1 und K2 zuvor durch Experimente, Simulationen, usw. bestimmt werden.
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Nachdem eine Bedingung für die vorläufigen Bestimmung erfüllt ist, bei der die vorgenannten beiden Bedingungen (a) und (b) erfüllt worden sind, wird die endgültige Bestimmung ausgeführt, wenn ferner alle der folgenden Bedingungen (c) bis (g) erfüllt werden. T1/T0 < K3. (c) T3/T2 > K4. (d) T4/T3 > K4. (e) T0/(T – 1) > K1. (f) T2/T1 < K5. (g)
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Es ist zu erkennen, dass es gelegentlich vorkommt, dass von zwei Zeitabständen (z. B. T3 und T4), welche nacheinander gemessen werden, wenn die Lücken zwischen äquidistant angeordneten Zähnen 52 in der Nähe des Kurbelpositionssensors 42 vorbeilaufen, der früher gemessene Zeitabstand T3 länger als der später gemessene Zeitabstand T4 ist, wenn der Wert der Änderung der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 31 groß ist, wie unmittelbar nachdem der Antrieb gestartet wurde. Wenn dies auftritt, kann eine falsch-positiv-Bestimmung, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, durchgeführt werden, falls bestimmt wird, dass die Referenzlücke 53 vorbeigelaufen ist, vorausgesetzt, dass die vorläufige Bestimmung ausgeführt worden ist. Insbesondere kann in diesem Fall der Quotient (T4/T3) der Division des später gemessenen Zeitabstandes T4 durch den früher gemessenen Zeitabstand T3, gleich dem zweiten Schwellwert K2 sein, oder diesen überschreiten, und falls dies eintritt, wird die vorläufige Bestimmung ausgeführt, selbst wenn die Referenzlücke 53 tatsächlich nicht am Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist.
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Daher wird ein dritter Schwellwert K3 höher als der obere Grenzwert aus der Reihe von Quotienten (T1/T0), welcher berechnet werden kann, eingestellt. Der vierte Schwellwert K4 wird kleiner als der untere Grenzwert aus dem möglichen Bereich des Quotienten, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitabständen (z. B. T4/T3), eingestellt, welche gemessen werden, während die Lücken zwischen äquidistant angeordneten Zähnen 52 in der Nähe des Kurbelpositionssensors 42 vorbeilaufen, wenn starke Veränderungen der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 31 auftreten.
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Der dritte Schwellert K3 ist höher als der zweite Schwellwert K2 (K3 > K2) und dient, gemäß der Erfindung, als eine obere Grenzschwelle. Ein vierter Schwellwert K4 wird verwendet, um zu überprüfen, dass die Quotienten T3/T2 und T4/T3 keine Fehlerwerte annehmen und ist niedriger als der zweite Schwellwert K2 (K4 < K2).
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Der Quotient (T2/T1) ist im Allgemeinen etwa gleich 0,33. Jedoch kann sich der Quotient (T2/T1) aufgrund von Drehschwankungen der Kurbelwelle 31 und dergleichen von einer Untergrenze unterhalb von 0,33 hin zu einer Obergrenze oberhalb von 0,33 bewegen. Daher wird unter Berücksichtigung des zulässigen Bereichs des berechneten Quotienten, der fünfte Schwellwert K5 höher als der obere Grenzwert des Quotienten (T2/T1) eingestellt.
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Die Schwellwerte K3 bis K5 werden zuvor durch Experimente, Simulationen, usw. eingestellt. Dann wird bestimmt, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, wenn die endgültige Bestimung durchgeführt worden ist. Mittels der Duchführung der oben beschriebenen Referenzlückendurchlaufbestimmung ist es möglich genau zu bestimmen, ob die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist.
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Wie in 7 gezeigt ist, kann eine Fehlfunktion in dem Kurbelpositionssensor 42 auftreten, bei der das Nebensignal Sc auf ein hohes Niveau festgelegt wird. In solch einem Fall, während einer Vorwärtsdrehung der Kurbelwelle 31, kann eine Fehlfunktion auftreten, bei der ein Signal mit einer kurzen Impulsweite, welches auf eine Vorwärtsdrehung hinweist, und ein Signal mit einer langen Impulsweite, welches auf eine Rückwärtsdrehung hinweist, abwechselnd als Kurbelsignal Sc ausgegeben werden, so dass jedes mal, wenn ein Zahn 52 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeiläuft, zwei Kurbelsignale Sc ausgegeben werden (nachfolgend als „Doppel-Signal-Fehlfunktion” bezeichnet). Daher bedeutet die Ungenauigkeit des von dem Kurbelpositionssensor ausgegebenen Kurbelsignals Sc, wenn eine Doppel-Signal-Fehlfunktion auftritt, dass die Bedingung (c) nicht erfüllt werden kann, selbst wenn die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor vorbeiläuft, was es dadurch erschwert zu bestimmen, ob die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist.
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Dadurch bestimmt in der Ausführungsform die ECU 41, ob die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. Des Weiteren wechselt die ECU 41 die Bestimmungsart, beruhend auf dem Zeitabstand Tm zwischen Kurbelsignalen Sc, welche von dem Kurbelpositionssensor zwischen der Bestimmung, dass die Fehlfunktion aufgetreten ist und der Bestimmung, dass die Fehlfunktion nicht aufgetreten ist, ausgegeben werden, wenn die Referenzlückendurchlaufestimmung durchgeführt wird. Insbesondere wird der Schwellwert Kn (n = 1, 2, 3, 4, 5) auf einen Fehlerzeit-Schwellwert Dn (n = 1, 2, 3, 4, 5) eingestellt, falls bestimmt wird, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, wenn die Referenzlückendurchlaufbestimmung durchgeführt wird. Im Gegensatz dazu wird der Schwellwert Kn auf einen Standard-Schwellwert Cn (n = 1, 2, 3, 4, 5) eingestellt, falls bestimmt wird, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion nicht aufgetreten ist.
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Nachfolgend werden die Vorgänge der Referenzlückendurchlaufbestimmung, entsprechend dieser Ausführungsform in Bezug zu 8 bis 10 beschrieben. 8 ist ein Flussdiagramm, welches die Vorgänge der Referenzlückendurchlaufbestimmung zeigt. Der Vorgang wird in vorbestimmten Abständen während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 11 durchgeführt, 9 ist ein Flussdiagramm, welches die Vorgänge eines vorläufigen Bestimmungsverfahrens der Refernzlückendurchlaufbestimmung zeigt. Das vorläufige Bestimmungsverfahren wird in Schritt 54, in dem in 8 gezeigten Flussdiagramm, durchgeführt. 10 ist ein Flussdiagramm, welches die Vorgänge eines endgültigen Bestimmungsverfahrens der Refernzlückendurchlaufbestimmung zeigt. Das endgültige Bestimmungsverfahren wird in Schritt S6, in dem in 8 gezeigten Flussdiagramm, durchgeführt.
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Wie in 8 gezeigt ist, wird in Schritt S1 zuerst bestimmt, ob eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. In Schritt S1 wird bestimmt, dass eine Doppel-Signal-Fahlfunktion aufgetreten ist, falls beispielsweise der Kurbelpositionssensor 42 zwei aufeinanderfolgende Kurbelsignale Sc von unterschiedlicher Impulsweite innerhalb einer vorgeschriebenen Zeitspanne (nachfolgend als „Bestimmungsphase” bezeichnet) ausgibt, während sich die Kurbelwelle 31 lediglich in Vorwärtsrichtung dreht. Insbesondere wird als Bestimmungsphase, innerhalb welcher sich die Kurbelwelle lediglich in Vorwärtsrichtung dreht, eine Phase angewendet, innerhalb welcher die Motordrehzahl NE höher oder gleich einer Referenz-Motordrehzahl (z. B. 400 U/min) ist, die eine Schwelle zum Bestimmen des Abschlusses des Startvorganges der Verbrennungskraftmaschine 11 darstellt. Dann wird bestimmt, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, falls der Kurbelpositionssensor 42 zu wenigstens einer vorbestimmte Anzahl von Zeitpunkten, abwechselnd ein Kurbelsignal Sc mit kurzer Impulsweite, welches Vorwärtsdrehung der Kurbelwelle zeigt, und ein Kurbelsignal Sc mit langer Impulsweite, welches Rückwärtsdrehung von selbiger zeigt, ausgibt, sobald die Motordrehzahl NE höher oder gleich der Referenz-Motordrehzahl ist.
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Falls in Schritt S1 bestimmt wird, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist (JA in Schritt S1), schreitet das Verfahren zu Schritt S2 fort, bei dem der Schwellwert Kn (n = 1, 2, 3, 4, 5) auf den Fehlerzeit-Schwellwert Dn (n = 1, 2, 3, 4, 5) eingestellt wird. Das Verfahren schreitet dann zu Schritt S4 fort.
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Andererseits schreitet das Verfahren zu Schritt S3 fort, bei dem der Schwellwert Kn (n = 1, 2, 3, 4, 5) auf einen Standard-Schwellwert Cn (n = 1, 2, 3, 4, 5) eingestellt wird, falls bestimmt wird, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion nicht aufgetreten ist, das heißt, das Signal normal ist (NEIN in Schritt S1). Dann schreitet das Verfahren zu Schritt S4 fort.
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Es ist anzumerken, dass sich Fehlerzeit-Schwellwerte Dn für einen einzelnen Quotienten von den entsprechenden Standard-Schwellwerten Cn unterscheiden. In 11 wird eine zum Zeitpunkt t53 auftretende Doppel-Signal-Fehlfunktion gezeigt. Nachdem eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, werden die Grade der Abweichungen zwischen dem Zeitabstand T1 (= t56 bis t55) und dem Zeitabstand T0 (Zeit t54 bis Zeit t55), und zwischen dem Zeitabstand T1 (= t56 bis t55) und dem Zeitabstand T2 (Zeit t56 bis Zeit t57) größer. Daher sind der obere Grenzwert und der untere Grenzwert aus dem möglichen Bereich des Quotienten T1/T0, aus dem Zeitabstand T1 und dem Zeitabstand T0, jeweils höher als diejenigen während eines normalen Zustandes. Im Gegensatz dazu sind der obere Grenzwert und der untere Grenzwert aus dem Bereich des Quotienten T2/T1, aus dem Zeitabstand T2 und dem Zeitabstand T1, jeweils niedriger als diejenigen während eines normalen Zustandes.
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Entsprechend der Ausführungsform kann beispielsweise der zweite Fehlerzeit-Schwellwert D2 höher als der zweite Standard-Schwellwert C2 eingestellt werden (D2 > C2). In ähnlicher Weise wird ein dritter Fehlerzeit-Schwellwert D3 höher als der dritte Standard-Schwellwert C3 eingestellt (D3 > C3). Des Weiteren wird ein fünfter Fehlerzeit-Schwellwert D5 niedriger als der fünfte Standard-Schwellwert C5 eingestellt (D5 < C5). Die anderen Schwellwerte werden durch Experimente ebenfalls auf entsprechende Werte, für die Zeit des Vorhandenseins der Doppel-Signal-Fehlfunktion, und auf entsprechende Werte, für die Zeit des nicht Vorhandenseins der Doppel-Signal-Fehlfunktion, eingestellt.
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Dann wird in Schritt S4 das in 9 gezeigte vorläufige Bestimmungsverfahren ausgeführt. Wie in 9 gezeigt ist, werden in Schritt S11 die Zeitabstände Tm (m = –1, 0, 1) zwischen Kurbelsignalen Sc eingelesen. Dann wird in Schritt S12 bestimmt, ob die vorstehend beschriebene Bedingung (a) erfüllt ist. Falls Bedingung (a) erfüllt ist, das heißt, falls der Quotient T0/(T – 1) größer oder gleich einem ersten Schwellwert K1 ist (JA in Schritt S12), schreitet das Verfahren zu Schritt S13 fort, bei dem bestimmt wird, ob Bedingung (b) erfüllt ist. Dann schreitet das Verfahren zu Schritt S14 fort, bei dem bestimmt wird, dass die Bedingung für die vorläufigen Bestimmung erfüllt ist, falls Bedingung (b) erfüllt ist, das heißt, falls der Quotient T1/T0 größer oder gleich einem zweiten Schwellwert K2 (JA in Schritt S13) ist. Danach endet dieses Verfahren.
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Das Verfahren schreitet jedoch zu Schritt S15 fort, bei dem bestimmt wird, dass die Bedingung für die vorläufigen Bestimmung nicht erfüllt ist, falls weder Bedingung (a) noch Bedingung (b) erfüllt ist (NEIN in Schritt S12 bzw. Schritt S13). Danach endet dieses Verfahren.
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Wenn die Ausführung des vorläufigen Bestimmmungsverfahrens abgeschlossen ist, schreitet das Verfahren, wie in 8 gezeigt, zu Schritt S5 fort, bei dem bestimmt wird, ob die Bedingung für die vorläufigen Bestimmung erfüllt ist. Falls die Bedingung für die vorläufigen Bestimmung erfüllt ist (JA in Schritt S5), schreitet das Verfahren zu Schritt S6 fort.
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Falls in Schritt S5 jedoch besimmt wird, dass die Bedingung für die vorläufigen Bestimmung nicht erfüllt ist (NEIN in Schritt S5), endet das Verfahren. Falls das Verfahren jedoch zu Schritt S6 fortschreitet, wird das in 10 gezeigte endgültige Bestimmungsverfahren ausgeführt.
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Wie in 10 gezeigt ist, werden in Schritt S21 zunächst Zeitabstände Tm (m = –1, 0, ..., 4) zwischen Kurbelsignalen Sc eingelesen. Dann wird in Schritt S22 bestimmt, ob Bedingung (c) erfüllt ist. Falls Bedingung (c) erfüllt ist, das heißt, falls der Quotient T1/T0 kleiner als ein dritter Schwellwert K3 ist (JA in Schritt S22), schreitet das Verfahren zu Schritt S23 fort, bei dem bestimmt wird, ob Bedingung (d) erfüllt ist. Dann schreitet das Verfahren zu Schritt S24 fort, bei dem bestimmt wird, ob Bedingung (e) erfüllt ist, falls bestimmt wird, dass Bedingung (d) erfüllt ist, das heißt, der Quotient T3/T2 größer oder gleich einem vierten Sehwellwert K4 ist (JA in Schritt S23). Dann schreitet das Verfahren zu Schritt S25 fort, bei dem bestimmt wird, ob Bedingung (f) erfüllt ist, falls bestimmt wird, dass Bedingung (e) erfüllt ist, das heißt, der Quotient T4/T3 größer oder gleich dem vierten Schwellwert K4 ist (JA in Schritt S24). Dann schreitet das Verfahren zu Schritt S26 fort, bei dem bestimmt wird, ob Bedingung (g) erfüllt ist, falls bestimmt wird, dass Bedingung (f) erfüllt ist, das heißt, der Quotient T0/(T – 1) größer oder gleich dem ersten Schwellwert K1 ist (JA in Schritt S25). Dann schreitet das Verfahren zu Schritt S27 fort, bei dem bestimmt wird, dass die Bedingung für die endgültige Bestimmung erfüllt ist, falls bestimmt wird, dass Bedingung (g) erfüllt ist, das heißt, der Quotient T2/T1 kleiner als ein fünfter Schwellwert K5 ist (JA in Schritt S26). Danach endet das Verfahren.
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Falls jedoch eine der Bedingungen (c) bis (g) nicht erfüllt ist, (NEIN in irgendeinem der Schritte S22 bis S26), schreitet das Verfahren zu Schritt S28 fort, bei dem bestimmt wird, dass die Bedingung für die endgültige Bestimmung nicht erfüllt ist. Danach endet das Verfahren.
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Nachdem das endgültige Bestimmungsverfahren abgeschlossen ist, schreitet das Verfahren, wie in 8 gezeigt, zu Schnitt S7 fort, bei dem bestimmt wird, ob die Bedingung für die endgültige Bestimmung erfüllt ist. Falls in Schritt S7 bestimmt wird, dass die Bedingung für die endgültige Bestimmung erfüllt ist (JA in Schritt S7), schreitet das Verfahren zu Schritt S8 fort, bei dem bestimmt wird, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist. Danach endet das Verfahren.
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Falls in Schritt S7 jedoch bestimmt wird, dass die Bedingung für die endgültige Bestimmung nicht erfüllt ist (NEIN in Schritt 57), endet das Verfahren an dieser Stelle. Auf diese Weise werden Wirkungsweise und Effekte der vorgenannten Ausführungsform, wie nachfolgend gezeigt, erreicht.
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Zuerst bestimmt die ECU 41 in dieser Ausführungsform, ob eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, bei der von dem Kurbelpositionssensor 42 jedes mal zwei Signale ausgegeben werden, wenn ein Zahn 52 an dem Sensor 42 vorbeiläuft. Dann wird zu dem Zeitpunkt der Referenzlückendurchlaufbestimmung, beruhend auf den Zeitabständen der Kurbelsignale Sc, welche von dem Kurelsensor 42 ausgegeben werden, die Bestimmungsart in Abhängigkeit davon verändert, ob bestimmt worden ist, dass die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, oder nicht. Insbesondere werden in der Referenzlückendurchlaufbestimmung Zeitabstände Tm (m = –1, 0, ..., 4) zwischen Kurbelsignalen Sc gemessen, welche aufeinanderfolgend von dem Kurbelpositionssensor 42 ausgegeben werden, und der Durchlauf der Referenzlücke 53 wird durch Vergleichen des Verhältnisses zwischen zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen (z. B. Zeitabstände (T – 1) und T0, Zeitabstände T0 und T1, ...) mit den entsprechenden Schwellwerten Kn (n = 1, 2, ...) bestimmt. Dann wird in der Referenzlückendurchlaufbestimmung der Schwellwert Kn auf den Fehlerzeit-Schwellwert Dn gesetzt, falls bestimmt wird, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. Im Gegensatz dazu wird der Schwellwert Kn auf den Standard-Schwellwerten Cn gesetzt, falls bestimmt wird, dass die Fehlfunktion nicht aufgetreten ist. Daher verändert die Vorrichtung dieser Ausführungsform, im Gegensatz zu der herkömmlichen Technologie, bei der der gleiche Schwellwert, ungeachtet dessen verwendet wird, ob eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist oder nicht, wenn bestimmt wird, dass die Referenzlücke an dem Kurbelpositionssensor vorbeigelaufen ist, den verwendeten Schwellwert, von dem Standard-Schwellwert Cn, hin zu dem Fehlerzeit-Schwellwert Dn, wenn bestimmt wird, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. Daher ist es möglich präzise zu bestimmen, ob die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor vorbeigelaufen ist, selbst wenn eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist.
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Zweitens wird die Referenzlückendurchlaufbestimmung in dieser Ausführungsform durch Vergleichen eines Quotienten (z. B. T0/(T – 1), T1/T0, usw.) aus dem später gemessenen, von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen (z. B. Zeitabstände (T – 1) und T0, Zeitabstände T0 und T1, ...), geteilt durch den früher gemessenen Zeitabstand, mit dem Schwellwert Kn, ausgeführt. Darüber hinaus wird eine vorläufige Bestimmung durchgeführt, falls der Quotient gleich dem zweiten Schwellwert K2 ist oder diesen überschreitet, welcher der untere Grenzschwellwert ist, der kleiner als der untere Grenzwert aus der Reihe von Werten für den Quotienten ist, wenn der früher gemessene Zeitabstand, von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, ein Abstand ist, welcher dem Durchlauf der Lücke zwischen äquidistant angeordneten Zähnen 52 und 52 entspricht, und der später gemessene Zeitabstand dieser beiden ein Abstand ist, welcher dem Durchlauf der Referenzlücke 53 entspricht. Wenn die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist, wird die endgültige Bestimmung durchgeführt, falls der Quotient kleiner als der dritte Schwellwert K3 ist, welcher der obere Grenzschwellwert ist, der größer ist als der obere Grenzwert aus der Reihe von Werten, die der Quotient annehmen kann. Dann wird, beruhend auf der so durchgeführten endgültigen Bestimmung, bestimmt, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist. Entsprechend beruht die Bestimmung, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, nicht ausschließlich auf der vorläufigen Bestimmung, welche von dem Abschnitt zur vorläufigen Bestimmung durchgeführt wird. Anstatt dessen wird die Bestimmung, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist nur dann ausgeführt, wenn die endgültige Bestimmung ausgeführt wird, nachdem die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist. Daher ist die der Erfindung entsprechende Ausführungsform im Vergleich zu einer Bauart, bei der bestimmt wird, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, wenn lediglich die vorläufige Bestimmung durchgeführt wird, weniger anfällig falsch-positiv-Bestimmungen, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, durchzuführen.
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Die ECU 41 der beschriebenen Ausführungsform bestimmt, dass die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, falls die Impulsweite zweier in der Bestimmungsphase, während einer Vorwärtsdrehung der Kurbelwelle 31, von dem Kurbelpositionssensor 42 aufeinanderfolgend ausgegebener Kurbelsignale Sc voneinander abweicht. Daher kann das Vorhandensein dieser Situation, auf Basis der Erfassung, dass zwei in der Bestimmungsphase, während dieser sich die Kurbelwelle 31 lediglich in Vorwärtsrichtung dreht, von dem Kurbelpositionssensor 42 aufeinanderfolgend ausgegebene Kurbelsignale Sc, sowohl ein Signal mit kurzer Impulsweite, welches die Vorwärtsrichtung zeigt, als auch ein Signal mit langer Impulsweite, welches die Rückwärtsrichtung zeigt, umfassen, präzise bestimmt werden, wenn eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist.
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Die Rotationserfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beispielhaft beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann ebenfalls durch folgende Konfiguration, bei der die beschriebene Ausführungsform verändert worden ist, vollendet werden. In der beschriebenen Ausführungsform wird auf Basis der endgültigen Bestimmung, welche durchgeführt wird, wenn die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist, bestimmt, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, um die Durchführung einer falschen Bestimmung, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, wenn die Referenzlücke 53 tatsächlich nicht an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, zu verhindern. Es gibt jedoch einige Fälle, in denen die endgültige Bestimmung aus irgendeinem Grund, trotz des tatsächlichen Durchlaufs der Referenzlücke 53, nicht ausgeführt wird. In solchen Fällen besteht ein Risiko des frühzeitigen Scheiterns der Bestimmung des Durchlaufs der Referenzlücke 53. Daher ist es sinnvoll, unabhängig von der endgültigen Bestimmung zu bestimmen, dass die Referenzlücke 53 an dem Sensor vorbeigelaufen ist, falls die folgende Bedingung, wenn die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist, erfüllt ist. Das heißt, dass der Nockenpositionssensor 43 derart konstruiert ist, um ein Signal G auszugeben, welches zumindest dem Durchlauf eines Referenzrotationswinkels der Einlass-Nockenwelle 26 entspricht, wenn die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeiläuft. Es ist sinnvoll, dass die ECU 41, beruhend auf der durchgeführten endgültigen Bestimmung, bestimmt, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist. Darüber hinaus kann die ECU 41, ungeachtet der von dem Abschnitt zur endgültigen Bestimmung durchgeführten Bestimmung, bestimmen, dass die Referenzlücke 53 an dem Kurbelpositionssensor 42 vorbeigelaufen ist, falls der Nockenpositionssensor 43 ein Signal G ausgibt, wenn die vorläufige Bestimmung durchgeführt worden ist. Daher wird es möglich eine schnelle Besimmung des Durchlaufs der Referenzlücke 53 durchzuführen, sogar wenn die endgültige Bestimmung, trotz des tatsächlichen Durchlaufs der Referenzlücke 53, aus einem bestimmten Grund nicht durchgeführt wird.
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In der beschriebenen Ausführungsform werden die Zeitabstände Tm zwischen aufeinanderfolgenden Kurbelsignalen Sc, welche von dem Kurbelpositionssensor 42 ausgegeben werden, gemessen, und es wird, beruhend auf dem Vergleich des Quotienten, aus dem später gemessenen Zeitabstand, von zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, geteilt durch den früher gemessenen Zeitabstand dieser beiden, mit dem Schwellwert, bestimmt, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist. Jedoch ist die Bestimmungsart der Referenzlückendurchlaufbestimmung gemäß der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Bestimmungsart beschränkt. Beispielsweise kann die Referenzlückendurchlaufbestimmung auf dem Vergleich des Quotienten, aus dem früher gemessenen Zeitabstand der beiden aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabstände mit dem später gemessenen Zeitabstand, mit dem Schwellwert, beruhen. In diesem Fall genügt es, dass die Bestimmungsart der vorläufigen Bestimmung und die Bestimmungsart der endgültigen Bestimmung nach Bedarf verändert werden.
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Obwohl die Bestimmungsphase in der beschriebenen Ausführungsform, das heißt eine Phase, während dieser sich die Kurbelwelle 31 lediglich in Vorwärtsrichtung dreht, eine Phase ist, nachdem die Motordrehzahl NE gleich oder größer als die Schwell-Drehgeschwindigkeit wird, wenn der Antrieb gestartet wird, ist die Bestimmungsphase gemäß der Erfindung nicht auf diese Phase beschränkt. Kurz gesagt genügt es, dass die Bestimmungsphase eine Phase ist, während dieser sich die Kurbelwelle 31 lediglich in Vorwärtsrichtung dreht, und die Bestimmungsphase kann einen Motordrehzahl-Bereich umfassen, welcher niedriger ist als die vorstehend beschriebene Schwell-Motordrehzahl.
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Obgleich die Kurbelwelle 31 in der beschriebenen Ausführungsform als Drehkörper der Rotationserfassungsvorrichtung angewendet wird, ist die Erfindung nicht auf die Kurbelwelle 31 beschränkt. Die Erfindung kann beispielsweise ebenso auf die Ausgangswelle eines Elektromotors angewendet werden.
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Die beschriebene Ausführungsform verwendet als Beispiel den Rotationssensor (Kurbelpositionssensor 42), der die Impulsweite des Impulssignals (Kurbelsignal Sc) verändert, welches gemäß der Richtungsänderung des Ausgangssignals des Hauptsensors 61 (Hauptsignal Sm) ausgegeben wird, wenn sich das von dem Nebensensor 62 ausgegebene Nebensignal Ss auf hohem Niveau befindet und sich das von dem Hauptsensor ausgegebene Hauptsignal Sm verändert hat. Falls die Impulsweite eines von zwei in der Bestimmungsphase, während dieser sich die Kurbelwelle lediglich in der vorbestimmten Richtung dreht, aufeinanderfolgend ausgegebener Kurbelsignale Sc, von der Impulsweite des anderen der beiden Kurbelsignale Sc abweicht, wird dann bestimmt, dass eine Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist. Jedoch ist die Bestimmungart der Doppel-Signal-Fehlfunktion nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist es möglich einen Rotationssensor zu verwenden, welcher ein Signal ausgibt, dessen Spannungspegel gemäß der Richtungsänderung des Ausgangssignals des Hauptsensors 61 abweicht, wenn sich das Ausgangssignal des Nebensensors 62 auf einem vorbestimmten Niveau befindet und sich das Ausgangssignal des Hauptsensors 61 verändert hat. In diesem Fall genügt es, dass bestimmt wird, dass die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist, falls der Spannungspegel eines von zwei in der Bestimmungsphase, während dieser sich die Kurbelwelle lediglich in der vorbestimmten Richtung dreht, von dem Rotationssensor aufeinanderfolgend ausgegebenen Signalen, von dem Spannungspegel des anderen der beiden Signale abweicht.
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In der beschriebenen Ausführungsform werden die vorläufige Bestimmung und die endgültige Bestimmung gesondert ausgeführt. Alternativ können die vorläufige Bestimmung und die endgültige Bestimmung kombiniert werden. In der Ausführungsform werden die Zeitabstände zwischen von dem Rotationssensor aufeinanderfolgend ausgegebenen Signalen gemessen, und die Referenzlückendurchlaufbestimmung wird auf Basis des Vergleichs des Verhältnisses zwischen den zwei aufeinanderfolgend gemesssenen Zeitnitervallen, mit dem Schwellwert, ausgeführt. Anstatt dessen kann die Referenzlückendurchlaufbestimmung auch auf Basis des Vergleichs einer Differenz, zwischen zwei aufeinanderfolgend gemessenen Zeitabständen, mit einem Schwellwert, durchgeführt werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Zeitabstände zwischen von dem Rotationssensor aufeinanderfolgend ausgegeben Signalen gemessen und die Referenzlückendurchlaufbestimmung wird, beruhend auf dem Vergleich des Grades der gegenseitigen Abweichung zweier aufeinanderfolgend gemessener Zeitabstände, mit dem Schwellwert, durchgeführt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kaum die Referenzlückendurchlaufbestimmung auch auf Basis des Zeitabstandes zwischen dem Ersten und dem Dritten von drei, von dem Rotationssensor auf einanderfolgend ausgegebenen Signalen, und einem Schwellwert ausgeführt werden.
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Obgleich die Referenzlückendurchlaufbestimmung in der Ausführungsform auf Basis des Zeitabstandes zwischen von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen und dem Schwellwert ausgeführt wird, ist die Bestimmungsart des Referenzlückendurchlaufs nicht darauf beschränkt. Jede geeignete Bestimmungsart kann verwendet werden, solange es möglich ist, beruhend auf den Zeitabständen zwischen von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen zu bestimmen, ob die Referenzlücke an dem Kurbelpositionssensor vorbeigelaufen ist. Dann genügt es, dass in der Bestimmung, ob die Referenzlücke vorbeigelaufen ist, verschiedene Bestimmungsarten, beruhend auf den Zeitabständen zwischen von dem Rotationssensor ausgegebenen Signalen, verwendet weden, wenn bestimmt wird, dass die Doppel-Signal-Fehlfunktion aufgetreten ist und wenn solch eine Bestimmung nicht gemacht wird.
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Während beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, versteht sich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen für einen Fachmann ersichtlich sind. Entsprechend sind die beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung, wie hiermit dargelegt, vorgesehen, um erklärend zu sein, nicht beschränkend. Modifikationen können ausgeführt werden ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
