DE10318839B3

DE10318839B3 - Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit

Info

Publication number: DE10318839B3
Application number: DE10318839A
Authority: DE
Inventors: Carsten Bruns
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2023-04-26
Also published as: EP1620642B1; US6931317B2; EP1620642A1; US20050061064A1; WO2004097201A1; DE502004003051D1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit, die eine Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle, benötigt, um sich um eine definierte Winkelspanne zu drehen. DOLLAR A Um zylinderindividuell Korrekturwerte zu bestimmen, wird erfindungsgemäß der folgende Zusammenhang ausgewertet: DOLLAR A AZ¶n¶ = [(TG¶n¶-TG¶0¶)-(n/z)*(TG¶0'¶-TG¶0¶)]/[TG¶0¶+(n/z)*(TG¶0'¶-TG¶0¶)], DOLLAR A wobei DOLLAR A z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist, DOLLAR A n die Nummer des gerade betrachteten Zylinders ist, DOLLAR A TG¶n¶ die gemessene Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist, DOLLAR A TG¶0¶ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments eines Bezugszylinders ist, DOLLAR A TG¶0'¶ die zwei Kurbelwellenumdrehungen nach der Segmentzeit TG¶0¶ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments des Bezugszylinders ist und DOLLAR A AZ¶n¶ ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist. DOLLAR A Diese Lösung ermöglicht die Bestimmung der Korrekturwerte unabhängig davon, ob eventuelle Drehzahlgradienten vorhanden sind.

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit, die eine Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle benötigt, um sich um eine definierte Winkelspanne zu drehen.
Dabei erfolgt die Messung der Segmentzeit, indem die Welle selbst oder ein damit verbundenes Geberrad Markierungen aufweist, die von Sensoren abgetastet werden. Das Gebersystem kann beispielsweise einen Induktiv- oder Hallgeber und ein Segmentrad umfassen. Gemessen wird die Zeit, die die Welle braucht, um sich um einen bestimmten Drehwinkel zu drehen. Allgemein kann somit die Drehzahl der Welle gemessen werden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, Drehzahlschwankungen zu erfassen, wobei die Genauigkeit der Auflösung vom Abstand der Markierungen auf dem Umfang der Welle oder des Geberrades abhängt, das heißt von der Segmentgröße. Derartige Messungen werden insbesondere dazu eingesetzt, die Laufunruhe von Brennkraftmaschinen zu ermitteln, wobei beispielsweise eine kurzzeitige Verlangsamung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle mit einem Verbrennungsaussetzer in Verbindung gebracht werden kann. Dies gilt insbesondere, wenn die Markierungen auf der Kurbelwelle oder dem Geberrad in einem Abstand angebracht sind, der den Arbeitshüben der einzelnen Zylinder entspricht.
In der Praxis können jedoch die Markierungen oder das Geberrad mechanische Fehler oder Ungenauigkeiten aufweisen, beispielweise Winkelfehler der Segmente oder Markierungszähne des Geberrades, einen Scheibenschlag oder Abweichungen in der Zahnform. Derartige Fehler oder Ungenauigkeiten führen dazu, dass das Ergebnis der Winkelgeschwindigkeitsmessungen verfälscht wird.

Zur Lösung dieses Problems ist es aus der EP 0 583 495 A1 bereits bekannt, die durch die genannten mechanischen Fehler oder Ungenauigkeiten verursachten Fehler bei der Messung der Segmentzeiten zu erkennen und zu kompensieren.

Gemäß einer ersten in der EP 0 583 495 A1 beschriebenen Ausführungsform werden für ein Bezugssegment im Abstand von zwei Kurbelwellenumdrehungen die Segmentzeiten gemessen. Die weiteren zwischen diesen beiden Messungen gemessenen Segmentzeiten werden mit dem Bezugssegment verglichen, und in Abhängigkeit von der errechneten Zeitdifferenz wird ein Korrekturwert ermittelt, der zylinderindividuell eine Korrektur der gemessenen Segmentzeit ermöglicht. Zu diesem Zweck wird der folgende mathematische Zusammenhang ausgewertet: AZ'n = (TGn – TG0)/TG0 + [n/(z·TG0)]·(TGo – TG0') = [(TGn – TG0) – (n/z)·(TG0' – TGo)]/TG0, (Formel 1)wobei
z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist,
n die Nummer des gerade betrachteten Zylinders ist,
TG_n die gemessene Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist,
TG₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments eines Bezugszylinders ist,
TG_0' die zwei Kurbelwellenumdrehungen nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments des Bezugszylinders ist, und
AZ'_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist .

Bei diesem Ausdruck entspricht TG_n – TG₀ einem Vergleich der Segmentzeit des Segments n mit der Segmentzeit des Bezugsseg ments n = 0. Die beiden Zeiten TG₀ und TG_0' werden am selben Segment gemessen, so dass aus ihrer Differenz direkt auf eine Drehzahländerung geschlossen werden kann. Es wirkt jedoch nicht der Drehzahlabfall der vollen 720°KW, die zwischen 0' und 0 liegen, auf das zu adaptierende Segment. Daher wird der Korrekturfaktor n/z berücksichtigt.

Bei einer zweiten in der EP 0 583 495 A1 beschriebenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Segmentzeiten für ein Bezugssegment im Abstand von einer Kurbelwellenumdrehung gemessen werden. Die weiteren zwischen diesen beiden Messungen gemessenen Segmentzeiten werden mit diesem Bezugssegment verglichen, und in Abhängigkeit von der errechneten Zeitdifferenz wird ein Korrekturwert ermittelt, der segmentindividuell eine Korrektur der gemessenen Segmentzeit ermöglicht. Zu diesem Zweck wird der folgende Zusammenhang ausgewertet: BZ'n = (TBn – TB0)/TB0 + [n/((z/2)·TB0)]·(TB0 – TB0') = [(TBn – TB0) – (2n/z)·(TB0' – TB0)]/TB0, (Formel 2)wobei
z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist,
n die Nummer des gerade betrachteten Segments ist,
TB_n die gemessene Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist,
TB₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments ist,
TB_0' die eine Kurbelwellenumdrehung nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments ist, und
BZ'_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist .

Dabei unterscheidet sich das Bezugssegment von dem Bezugssegment gemäß dem ersten Verfahren der EP 0 583 495 A1 dadurch, dass es sich nicht mehr einem bestimmten Zylinder zuordnen lässt, sondern dass es sich um ein bestimmtes markiertes Seg ment der Kurbelwelle handelt, das als fehlerfrei definiert wird.

Die beiden aus der EP 0 583 495 A1 bekannten Verfahren zur Erkennung und Korrektur von Fehlern bei der Bestimmung der Segmentzeit arbeiten nur bei kleinen Drehzahlgradienten zufriedenstellend. Diese Beschränkung der Adaption auf kleine Drehzahlgradienten ergibt sich aus der Tatsache, dass die beiden vorstehend genannten Zusammenhänge eine Drehzahländerung nur unzureichend berücksichtigen.

Nachstehend wird dies für die erste Ausführungsform des aus der EP 0 583 495 A1 bekannten Verfahrens gezeigt. Das Segment n weist gegenüber dem Bezugssegment den relativen Fehler F auf, der zur adaptieren ist. Bei konstanter Drehzahl gilt: TGn = TG0·(1 + F). (Formel 3)

Bei nicht konstanter Drehzahl muss anteilig die Segmentzeitänderung zwischen 0 und 0' berücksichtigt werden. Dann gilt: TGn = [TG0 + (n/z)·(TG0' – TG0)]·(1 + F). (Formel 4)

Setzt man die Formel 4 in die Formel 1 ein, so erhält man nach entsprechender Umformung: AZ'n = {F·[TG0 + (n/z)·(TG0' – TG0)]}/TG0. (Formel 5)

Formel 5 ist zu entnehmen, dass der ermittelte Adaptionswert AZ_n nur für den Fall TG_0' – TG₀ = 0, das heißt bei konstanter Drehzahl, dem Fehler F entspricht. Anderenfalls ergibt sich eine Abweichung, die mit zunehmenden Drehzahlgradienten steigt und zu Fehlern führt.

In der DE 196 22 042 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen und Korrigieren von Fehlern bei der Bestimmung der Segmentzeit, die eine Welle, insbesondere eine Kurbelwelle oder eine damit verbundene Welle in einer Brennkraftmaschine, benötigt, um sich um eine definierte Winkelspanne zu drehen, beschrieben. Diese Welle oder ein damit verbundenes Geberrad weist Markierungen auf, die von einem zugeordneten Sensor abgetastet werden. Dabei wird die Segmentzeit eines Bezugssegmentes eines Bezugszylinders gemessen und gespeichert, nacheinander für alle Zylinder die Segmentzeiten der den einzelnen Zylindern zugehörigen Segmente gemessen und abgespeichert, die Segmentzeit des Segments desselben Bezugszylinders zwei Kurbelwellenumdrehungen später gemessen und gespeichert. Anschließend werden nacheinander für alle Zylinder der Brennkraftmaschine aus diesen Segmentzeiten und aus einem die aktuelle Drehzahl der Brennkraftmaschine berücksichtigenden Korrekturwert jeweils ein Korrekturwert berechnet und der jeweilige Korrekturwert einer Mittelung unterzogen und anschließend gespeichert. Die tatsächlich gemessenen Segmentzeiten werden mit diesem Bemittelten Korrekturwert korrigiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Verfahren und die gattungsgemäßen Vorrichtungen derart wei terzubilden, dass ein geeigneter Korrekturwert auch bei beliebigen Drehzahlgradienten bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen genannten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens baut auf den gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass bei der Bestimmung des Korrekturwertes der folgende Zusammenhang ausgewertet wird: AZn = [(TGn – TG0) – (n/z)·(TG0' – TG0)]/[TG0 + (n/z)·(TG0' – TG0)], (Formel 6)wobei
z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist,
n die Nummer des gerade betrachteten Zylinders ist,
TG_n die gemessene Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist,
TG₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments eines Bezugszylinders ist,
TG_0' die zwei Kurbelwellenumdrehungen nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments des Bezugszylinders ist, und
AZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist.

Setzt man die Formel 4 in die Formel 6 ein, so erhält man nach entsprechender Umformung: F = AZn, das heißt der ermittelte Adaptionswert entspricht genau dem vorgegebenen Fehler F, unabhängig von eventuell vorhandenen Drehzahlgradienten. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Adaptionswerte bei einigen Verbrennungsmotoren einem drehzahlabhängigen Drift unterliegen, was es erforderlich macht, den beim Stand der Technik beschränkten Bereich der Adaptionsmöglichkeiten aufzuweiten, um Verbrennungsaussetzer genauer erkennen zu können. Dadurch wird nicht nur die Kundenzufriedenheit erhöht, sondern auch die Erfüllung gesetzlicher Vorgaben wird vereinfacht.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren, baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass bei der Bestimmung des Korrekturwertes der folgende Zusammenhang ausgewertet wird: BZn = [(TBn – TB0) – (2n/z)·(TB0' – TB0)]/[TB0 + (2n/z)·(TB0' – TB0)], (Formel 7)wobei
z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist,
n die Nummer des gerade betrachteten Segments ist,
TB_n die gemessene Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist,
TB₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments ist,
TB_0' die eine Kurbelwellenumdrehung nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments ist, und
BZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist.

Auch in diesem Fall entspricht der berechnete Korrekturwert exakt dem Fehler, unabhängig von eventuell vorhandenen Drehzahlgradienten.

Ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform des zitierten Standes der Technik lässt sich das Bezugssegment auch bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr einem bestimmten Zylinder zuordnen. Weiterhin werden die Korrekturwerte für alle Segmente bestimmt, die sich im Verlauf einer Umdrehung der Kurbelwelle auf der Kurbelwelle befinden. Als Obergrenze für die Segmentzahl wird dabei die Hälfte der Zylinderanzahl z verwendet, das heißt z/2. Aus diesem Grund eignet sich die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren in erster Linie für geradzahlige Zylinderanzahlen z. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zur ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.

Die folgenden bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich sowohl für die erste als auch für die zweite Ausführungsform.

Dabei sieht eine erste bevorzugte Weiterbildung vor, dass die korrigierten Segmentzeiten TK_n über den folgenden Zusammenhang bestimmt werden:
TK_n = TG_n·(1 – AZ_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZn).

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die korrigierten Segmentzeiten TK_n über den folgenden Zusammenhang bestimmt werden:
TK_n = TG_n·(1 – AZM_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZMn),wobei AZM_n beziehungsweise BZM_n Bemittelte Korrekturwerte sind. Allgemein ist eine Mittelung empfehlenswert, da die systematischen Fehler der Segmente mit zufälligen Fehlern wie Schwankungen des dem Steuerungssystem zugrundeliegenden Systemtakts, Toleranzen bei der Schaltgenauigkeit der Sensoren, allgemeinen Schwingungen oder Störungen vom Antriebsstrang und so weiter, überlagert sein können.

Im vorstehend erläuterten Zusammenhang wird weiterhin bevorzugt, dass die gemittelten Korrekturwerte AZM_n beziehungsweise BZM_n durch eine gleitende Mittelung über den Zusammenhang
AZM_n = AZM_n-1·(1 – MITKO) + AZ_n·MITKO beziehungsweise BZMn = BZMn -1·(1 – MITKO) + BZn·MITKObestimmt werden, wobei MITKO eine wählbare Mittelungskonstante mit einem Wertebereich zwischen Null und Eins darstellt.

Eine ebenfalls bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren sieht vor, dass der Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder der gemittelte Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n mit einem Initialisierungswert, vorzugsweise mit Null, vorbesetzt wird, wenn kein oder kein geeigneter Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder kein geeigneter gemittelter Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n vorliegt. Ein Zustand, in dem kein geeigneter Korrekturwert vorliegt, ist beispielsweise der allererste Start des Verbrennungsmotors. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, die Korrekturwertbestimmung beispielsweise nach einer Reparatur des Verbrennungsmotors zurückzusetzen.

Für die erfindungsgemäßen Verfahren wird ebenfalls bevorzugt, dass der Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder der gemittelte Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n bei einem Motorstart auf den zuletzt ermittelten und gespeicherten Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder den zuletzt ermittelten und gespeicherten gemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n gesetzt wird, und dass die Korrektur der Segmentzeiten erst nach einer vorgegebenen Zahl ZS von Schritten zur Berechnung von Korrekturwerten AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder gemittelten Korrekturwerten AZM_n beziehungsweise BZM_n durchgeführt wird. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass sich während der Anlaufphase des Verbrennungsmotors stärker vorhandene Drehzahlschwankungen zu stark auf die Korrekturwerte auswirken, was insbesondere bei gemittelten Korrekturwerten von Bedeutung sein kann.

Sofern gemittelte Korrekturwerte eingesetzt werden, sieht eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens im vorstehend erläuterten Zusammenhang weiterhin vor, dass die vorgegebene Zahl ZS von Schritten umgekehrt proportional zur Mittelungskonstante MITKO ist.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass sie bei der Bestimmung des Korrekturwertes den folgenden Zusammenhang auswertet: AZn = [(TGn – TG0) – (n/z)·(TG0' – TG0)]/[TG0 + (n/z)·(TG0' – TG0)]wobei
z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist,
n die Nummer des gerade betrachteten Zylinders ist,
TG_n die gemessene Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist,
TG₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments eines Bezugszylinders ist,
TG_0' die zwei Kurbelwellenumdrehungen nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments des Bezugszylinders ist, und
AZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist.

Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Eigenschaften und Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.

Gleiches gilt sinngemäß für die nachfolgend genannte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie für die bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen, die sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklicht werden können.

Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass sie bei der Bestimmung des Korrekturwertes den folgenden Zusammenhang auswertet: BZn = [(TBn – TB0) – (2n/z)·(TB0' – TB0)]/[TB0 + (2n/z)·(TB0' – TB0)],wobei
z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist,
n die Nummer des gerade betrachteten Segments ist,
TB_n die gemessene Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist,
TB₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments ist,
TB_0' die eine Kurbelwellenumdrehung nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments ist, und
BZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist.

Bei beiden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass sie die korrigierten Segmentzeiten (TK_n) über den folgenden Zusammenhang bestimmt:
TK_n = TG_n·(1 – AZ_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZn).

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass sie die korrigierten Segmentzeiten TK_n über den folgenden Zusammenhang bestimmt:
TK_n = TG_n·(1 – AZM_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZMn), wobei AZM_n beziehungsweise BZM_n Bemittelte Korrekturwerte sind.

Auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt, dass sie die Bemittelten Korrekturwerte AZM_n beziehungsweise BZM_n durch eine gleitende Mittelung über den Zusammenhang
AZM_n = AZM_n _-1·(1 – MITKO) + AZ_n·MITKO beziehungsweise BZMn = BZMn-1·(1 – MITKO) + BZn·MITKObestimmt, wobei MITKO eine wählbare Mittelungskonstante mit einem Wertebereich zwischen Null und Eins darstellt.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass sie den Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder den Bemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n mit einem Initialisierungswert, vorzugsweise mit Null, vorbesetzt, wenn kein oder kein geeigneter Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder kein geeigneter Bemittelter Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n vorliegt.

Auch bei beiden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass sie den Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder den Bemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n bei einem Motorstart auf den zuletzt ermittelten und gespeicherten Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder den zuletzt ermittelten und gespeicherten Bemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n setzt, und dass sie die Korrektur der Segmentzeiten erst nach einer vorgegebenen Zahl ZS von Schritten zur Berechnung von Korrekturwerten AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder Bemittelten Korrekturwerten AZM_n beziehungsweise BZM_n durchführt.

In diesem Fall wird weiterhin. bevorzugt, dass die vorgegebene Zahl ZS von Schritten umgekehrt proportional zur Mittelungskonstante MITKO ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm, das eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht;
2 ein Flussdiagramm, das eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht;
3 ein Blockschaltbild, das schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht, wobei dieser Ausführungsform zur Durchführung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist; und
4 ein Blockschaltbild, das schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht, wobei dieser Ausführungsform zur Durchführung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wobei die in 1 dargestellte Ausführungsform zur Ermittlung von zylinderindividuellen Korrekturwerten vorgesehen ist. Das dargestellte Verfahren beginnt beim Schritt S1, in dem die gemittelten Korrekturwerte AZM₀ bis AZM_z auf die gespeicherten, zuletzt ermittelten Werte gesetzt werden, so dass die gemittelten Korrekturwerte AZM₀ bis AZM_z die Werte aufweisen, die beim letzten Motorbetrieb vorlagen. Im Verfahrensschritt S2 wird die Segmentzeit TG_n des aktuellen Segments n gemessen. Anschließend wird im Verfahrensschritt S3 überprüft, ob die gemessene Segmentzeit die Zeit des Bezugssegments war. Als Bezugssegment kann ein beliebiges Segment gewählt werden, vorteilhafterweise das erste in der Zündreihenfolge der Zylinder. Dieses Bezugssegment wird als fehlerfrei definiert beziehungsweise angenommen. Wurde im Schritt S3 festgestellt, dass das Bezugssegment nicht vorliegt, so wird zurück zum Schritt S2 verzweigt, und es wird die nächste Segmentzeit TG_n gemessen. Sobald im Schritt S3 festgestellt wird, dass das Bezugsegment vorliegt, wird zum Schritt S4 verzweigt. Im Schritt S4 wird die gemessene Segmentzeit als Segmentzeit des Bezugssegments TG₀ gespeichert. In den folgenden Schritten S5 bis S8 werden anschließend und nacheinander die Segmentzeiten der nachfolgenden Segmente gemessen, die den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine logisch zugeordnet sind. Zu diesem Zweck wird im Verfahrensschritt S7 zunächst n := 1 gesetzt. Anschließend wird im Verfahrensschritt S6 die aktuelle Segmentzeit TG_n gemessen und gespeichert. Danach wird im Schritt S7 n := n + 1 gesetzt. Wurde die Segmentzeit für alle den einzelnen Zylindern zugeordnete Segmente ermittelt, so wird zum Verfahrensschritt S9 verzweigt, in welchem erneut die Segmentzeit des Bezugssegments TG_0' gemessen und gespeichert wird, und zwar zwei Kurbelwellenumdrehungen nach der Messung von TG₀. In den Verfahrensschritten S10 bis S15 werden anschließend die Korrekturwerte AZ_n beziehungsweise die gemittelten Korrekturwerte AZM_n für die einzelnen den Zylindern zugeordneten Segmente bestimmt. Zu diesem Zweck wird im Schritt S10 zunächst n := 0 gesetzt. Anschließend wird im Schritt S11 der Korrekturwert AZ_n für das Segment beziehungsweise den Zylinder n über den Zusammenhang AZn = [(TGn – TG0) – (n/z)·(TG0' – TG0)]/[TG0 + (n/z)·(TG0' – TG0)]bestimmt, wobei z – wie erwähnt – die Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors angibt. Im Schritt S12 wird aus einem früheren gemittelten Korrekturwert AZM_n – 1, einer Mittelungskonstante MITKO sowie dem Korrekturwert AZ_n ein gemittelter Korrekturwert AZM_n berechnet. Im Schritt S13 wird der im Schritt S12 berechnete gemittelte Korrekturwert AZM_n durch Über schreiben des alten Wertes gespeichert. Im Schritt S14 wird n um Eins erhöht. Sind alle (gemittelten) Korrekturwerte ermittelt, das heißt ist im Schritt S15 n > z, so wird zurück zum Schritt S6 verzweigt. Damit gleich die nächsten Segmentzeiten zur Ermittlung von Korrekturwerten herangezogen werden können, wird die zuletzt gemessene Segmentzeit TG_0' des Bezugssegments als neue im nächsten Zyklus zu messende Segmentzeit TG₀ verwendet.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei mit dieser Ausführungsform segmentindividuelle Korrekturwerte ermittelt werden. Die Schritte S1 bis S7 entsprechen den anhand der 1 erläuterten Schritten S1 bis S7, wobei die gemittelten Korrekturwerte bei dieser Ausführungsform mit BZM₀ bis BZM_z und die gemessenen Segmentzeiten mit TB_n bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Segmente auf der Kurbelwelle oder auf dem Geberrad auf die Hälfte der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine beschränkt, das heißt auf z/2. Daher wird vom Schritt S8 zum Schritt S9 verzweigt, wenn die Bedingung n < z/2 nicht erfüllt ist. Im Schritt S9 wird erneut die Segmentzeit des Bezugssegments gemessen und als TB₀ gespeichert. Im Gegensatz zu der anhand von 1 erläuterten Ausführungsform erfolgt die erneute Messung der Segmentzeit des Bezugssegments bereits nach einer Kurbelwellenumdrehung. In den nachfolgenden Schritten S10 bis S15 werden die Korrekturwerte BZ_n beziehungsweise die gemittelten Korrekturwerte BZM_n berechnet und gespeichert. Zu diesem Zweck wird im Schritt S10 zunächst n := 0 gesetzt. Anschließend erfolgt im Schritt S11 die Bestimmung von BZ_n über den Zusammenhang BZn = [(TBn – TB0) – (2n/z)·(TB0' – TB0)]/[TB0 + (2n/z)·(TB0' – TB0)].
Danach wird im Schritt S12 der gemittelte Korrekturwert BZM_n über den Zusammenhang BZMn = BZMn-1·(1 – MITKO) + BZn·MITKO bestimmt. Dieser gemittelte Korrekturwert wird im Schritt S13 durch Überschreiben des alten Wertes gespeichert. Anschließend wird n im Schritt S14 um Eins erhöht und im Schritt S15 wird überprüft, ob die Berechnung für alle Segmente durchgeführt wurde, das heißt ob n > z/2 ist. Sofern die Berechnung für alle Segmente durchgeführt wurde, wird wieder zum Schritt S6 verzweigt, wobei auch in diesem Fall die zuletzt gemessene Segmentzeit des Bezugssegments TB_0' als neuer Wert für TB₀ gewählt werden kann, um das Verfahren direkt weiterführen zu können.
3 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht, wobei diese Ausführungsform zur Durchführung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Dabei berechnet der Block 30 in Abhängigkeit von den diesem zugeführten Segmentzeiten TG_n und der ebenfalls zugeführten Zylinderanzahl z die Korrekturwerte AZ_n, die dem Block 32 zugeführt werden. Der Block 32 bestimmt aus dem Korrekturwert AZ_n, einer Korrekturkonstante MITKO sowie einem vorhergehenden gemittelten Korrekturwert AZM_n-1 den gemittelten Korrekturwert AZM_n. Dem Block 34 wird sowohl die gemessene Segmentzeit TG_n als auch der gemittelte Korrekturwert AZM_n zugeführt. Daraus bestimmt der Block 34 eine korrigierte Segmentzeit TK_n. Die in 3 dargestellte Ausführungsform ist dazu vorgesehen, zylinderindividuelle korrigierte Segmentzeiten TK_n zu liefern.
4 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht, wobei dieser Ausführungsform zur Durchführung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Im Gegensatz zu der in 3 dargestellten Vorrichtung ist die in 4 dargestellte Vorrichtung dazu vorgesehen, segmentindividuelle Korrekturwerte zu ermitteln. Diesbezüglich wird auf die anhand der 1 und 2 erläu terten Unterschiede hingewiesen. Gemäß der Darstellung von 4 berechnet ein Block 40 die Korrekturwerte BZ_n. Der jeweilige Korrekturwert BZ_n wird dem Block 42 zugeführt, ebenso wie die Mittelungskonstante MITKO, woraus der Block 42 einen gemittelten Korrekturwert BZM_n berechnet. Entsprechend dem Block 34 von 3 wird im Block 44 die korrigierte Segmentzeit TK_n berechnet.
Die in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen können in besonders bevorzugter Weise durch eine Kombination von geeigneter Hard- und Software realisiert werden, was der Fachmann problemlos erkennt. Dies schließt jedoch den Einsatz irgendwelcher anderer geeigneter Schaltungstechniken nicht aus.

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit, die eine Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle, benötigt, um sich um eine definierte Winkelspanne zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Korrekturwertes der folgende Zusammenhang ausgewertet wird: AZn = [(TGn – TG0) – (n/z)·(TG0' – TG0)]/[TG0 + (n/z)·(TG0' – TG0)],wobei z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist, n die Nummer des gerade betrachteten Zylinders ist, TG_n die gemessene Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist, TG₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments eines Bezugszylinders ist, TG_0' die zwei Kurbelwellenumdrehungen nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments des Bezugszylinders ist, und AZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist.
Verfahren zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit, die eine Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle, benötigt, um sich um eine definierte Winkelspanne zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Korrekturwertes der folgende Zusammenhang ausgewertet wird: BZn = [(TBn – TB0) – (2n/z)·(TB0' – TB0)]/[TB0 + (2n/z)·(TB0' - TB0)],wobei z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist, n die Nummer des gerade betrachteten Segments ist, TB_n die gemessene Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist, TB₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments ist, TB_0' die eine Kurbelwellenumdrehung nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments ist, und BZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierten Segmentzeiten (TK_n) über den folgenden Zusammenhang bestimmt werden: TK_n = TG_n·(1 – AZ_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZn).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierten Segmentzeiten TK_n über den folgenden Zusammenhang bestimmt werden: TK_n = TG_n·(1 – AZM_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZMn),wobei AZM_n beziehungsweise BZM_n gemittelte Korrekturwerte sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelten Korrekturwerte AZM_n beziehungsweise BZM_n durch eine gleitende Mittelung über den Zusammenhang AZM_n = AZM_n- ₁·(1 – MITKO) + AZ_n·MITKO beziehungsweise BZMn = BZMn-1·(1 – MITKO) + BZn·MITKO bestimmt werden, wobei MITKO eine wählbare Mittelungskonstante mit einem Wertebereich zwischen Null und Eins darstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder der gemittelte Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n mit einem Initialisierungswert, vorzugsweise mit Null, vorbesetzt wird, wenn kein oder kein geeigneter Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder kein geeigneter Bemittelter Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass der Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder der gemittelte Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n bei einem Motorstart auf den zuletzt ermittelten und gespeicherten Korrekturwert AZn beziehungsweise BZ_n und/oder den zuletzt ermittelten und gespeicherten gemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n gesetzt wird, und dass die Korrektur der Segmentzeiten erst nach einer vorgegebenen Zahl ZS von Schritten zur Berechnung von Korrekturwerten AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder gemittelten Korrekturwerten AZM_n beziehungsweise BZM_n durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zahl ZS von Schritten umgekehrt proportional zur Mittelungskonstante MITKO ist.
Vorrichtung zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit, die eine Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle, benötigt, um sich um eine definierte Winkelspanne zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei der Bestimmung des Korrekturwertes den folgenden Zusammenhang auswertet: AZn = [(TGn – TG0) – (n/z)·(TG0' – TG0)]/[TG0 + (n/z)·(TG0' – TG0)],wobei z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist, n die Nummer des gerade betrachteten Zylinders ist, TG_n die gemessene Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist, TG₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments eines Bezugszylinders ist, TG_0' die zwei Kurbelwellenumdrehungen nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments des Bezugszylinders ist, und AZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Zylinders mit der Nummer n ist.
Vorrichtung zur Bestimmung eines Korrekturwertes für eine gemessene Segmentzeit, die eine Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle, benötigt, um sich um eine definierte Winkelspanne zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei der Bestimmung des Korrekturwertes den folgenden Zusammenhang auswertet: BZn = [(TBn – TB0) – (2n/z)·(TB0' – TB0)]/[TB0 + (2n/z)·(TB0' – TB0)],wobei z die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine ist, n die Nummer des gerade betrachteten Segments ist, TB_n die gemessene Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist, TB₀ die gemessene Segmentzeit eines Bezugssegments ist, TB_0' die eine Kurbelwellenumdrehung nach der Segmentzeit TG₀ gemessene Segmentzeit des Bezugssegments ist, und BZ_n ein Korrekturwert für die Segmentzeit des Segments mit der Nummer n ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie die korrigierten Segmentzeiten (TK_n) über den folgenden Zusammenhang bestimmt: TK_n = TG_n·(1 – AZ_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZn)
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie die korrigierten Segmentzeiten TK_n über den folgenden Zusammenhang bestimmt TK_n = TG_n·(1 – AZM_n) beziehungsweise TKn = TBn·(1 – BZMn),wobei AZM_n beziehungsweise BZM_n gemittelte Korrekturwerte sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie die gemittelten Korrekturwerte AZM_n beziehungsweise BZM_n durch eine gleitende Mittelung über den Zusammenhang AZM_n = AZM_n- ₁·(1 – MITKO) + AZ_n·MITKO beziehungsweise BZMn = BZMn -1·(1 – MITKO) + BZn·MITKObestimmt, wobei MITKO eine wählbare Mittelungskonstante mit einem Wertebereich zwischen Null und Eins darstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder den gemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n mit einem Initialisierungswert, vorzugsweise mit Null, vorbesetzt, wenn kein oder kein geeigneter. Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder kein geeigneter gemittelter Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n vorliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder den gemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n bei einem Motorstart auf den zuletzt ermittelten und gespeicherten Korrekturwert AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder den zuletzt ermittelten und gespeicherten gemittelten Korrekturwert AZM_n beziehungsweise BZM_n setzt, und dass sie die Korrektur der Segmentzeiten erst nach einer vorgegebenen Zahl ZS von Schritten zur Berechnung von Korrekturwerten AZ_n beziehungsweise BZ_n und/oder gemittelten Korrekturwerten AZM_n beziehungsweise BZM_n durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zahl ZS von Schritten umgekehrt proportional zur Mittelungskonstante MITKO ist.