DE19609872A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Betriebsakte eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Betriebstakte eines Ver­ brennungsmotors durch die Identifizierung von Referenzposi­ tionen individueller Motorzylinder. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf eine Steuervorrichtung für einen Ver­ brennungsmotor, welche rasch eine Zylinderidentifikation durchführen kann, die dann auf eine Taktsteuerung mit einer relativ vereinfachten Struktur abzubilden ist, während der Ableitung eines Referenzpositionssignals, welches sich auf eine Kurbelwelle bezieht, mit hoher Genauigkeit, um dadurch eine verbesserte Genauigkeit für die Taktsteuerung sicherzu­ stellen, und wobei die Vorrichtung in der Lage ist, eine Backupsteuerung des Verbrennungsmotors sogar in dem Fall durchzuführen, in welchem ein Winkelpositionssignal, welches das Referenzpositionssignal oder das Zylinderidentifikations­ signal enthält, nicht erhalten werden kann.

Im allgemeinen wird in einem Steuersystem für einen Verbren­ nungsmotor (im folgenden auch einfach als Motor bezeichnet) ein Referenzpositionssignal und ein Zylinderidentifikations­ signal verwendet, welche synchron mit der Umdrehung des Mo­ tors im Hinblick auf die Steuerung der Zündtakte sowie der in den Motor einzuspritzenden Treibstoffmenge und anderer Größen erzeugt werden. Gewöhnlich ist der Signalgenerator zur Erzeu­ gung dieser Signale auf einer Nockenwelle des Motors entspre­ chend ,der jeweiligen Motorzylinder montiert, zur indirekten Erfassung der Umdrehungs- oder Winkelpositionen einer Kurbel­ welle.

Zur Gewinnung eines besseren Verständnisses der vorliegenden Erfindung wird ihr technischer Hintergrund nun ausführlich beschrieben. Fig. 8 ist eine Perspektivansicht, welche eine mechanische Struktur eines Rotationssignalgenerators zeigt, welcher in bisher bekannten Motorsteuervorrichtungen verwen­ det wird, und Fig. 9 ist ein Schaltbild, welches eine Verar­ beitungsschaltung eines elektrischen Signals zeigt, welche zusammen mit der in Fig. 8 gezeigten Struktur vorgesehen ist, wobei beide in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungs­ veröffentlichung Nr. 68252/1994 (JP-A-6-68252) beschrieben werden. Zur Erklärung sei bemerkt, daß angenommen wird, daß der fragliche Verbrennungsmotor ein Sechszylinder-Motor ist.

Unter Bezugnahme auf die Figuren wird eine Nockenwelle 1 mit einer Geschwindigkeit betrieben, welche die Hälfte der Rota­ tionsgeschwindigkeit (U/min) einer Kurbelwelle (nicht abge­ bildet) ist, so daß die Steuertakte für alle sechs Zylinder durch eine einzige Umdrehung der Nockenwelle 1 abgedeckt wer­ den können.

Eine Rotationsscheibe 2, welche einteilig an der Nockenwelle 1 festgemacht ist, um so mit dieser zusammen zu rotieren, ist mit einer Reihe von Radialschlitzen 3a in ihrem äußeren Peri­ pherabschnitt ausgebildet, wobei diese um einen gleichen Win­ kelabstand voneinander entfernt sind, zur Erzeugung eines Winkelpositionssignals POS, welches aus einer Reihe von Pul­ sen besteht, die an jedem vorbestimmten Winkel während der Rotation der Rotationsscheibe 2 erzeugt werden, und die Scheibe ist mit einer Anzahl von Fenstern 3b ausgebildet, zur Erzeugung von Referenzpositionssignalpulsen REF jeweils in einer 1 : 1 Entsprechung zu den Motorzylindern.

Lichtaussendedioden (LEDs) 4a und 4b sind fest angeordnet an einer Position, welche einer zirkularen Anordnung der Schlit­ ze 3a gegenübersteht, und an einer Position, welche einer zirkularen Anordnung der Fenster 3b gegenübersteht. Ferner sind Photodioden 5a und 5b gegenüber den Lichtaussendedioden 4a und 4b angeordnet, wobei die Rotationsscheibe 2 dazwischen angeordnet ist, so daß die Lichtaussendediode 4a, 4b und die Photodioden 5a und 5b zusammenwirken zur Bildung von Photo­ kopplern.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 sind Verstärkerschaltungen 6a, 6b vorgesehen, welche mit Ausgabeanschlüssen der Photodioden 5a und 5b jeweils verbunden sind, und es sind Ausgabetransisto­ ren 7a und 7b vorgesehen, welche jeweils mit den Ausgabean­ schlüssen der Verstärkerschaltungen 6a und 6b verbunden sind.

Die Rotationsscheibe 2, die Photokoppler (4a; 5a) und (4b; 5b), die Verstärkerschaltungen 6a und 6b und die Ausgabetran­ sistoren 7a und 7b bilden einen Rotationssignalgenerator 8, zur Erzeugung des Winkelpositionssignals POS und des Refe­ renzpositionssignals REF.

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, welches ein bekanntes Motor­ steuersystem zeigt. Unter Bezugnahme auf die Figur, wird das Winkelpositionssignal POS, und das Referenzpositionssignal REF, welche von dem Rotationssignalgenerator 8 ausgegeben werden, einem Mikrocomputer 10 mittels einer Schnittstellen­ schaltung 9 zugeführt, um für die Steuerung der Zündtakte, der Treibstoffeinspritzmenge und anderer Motorparameter ver­ wendet zu werden.

Fig. 11 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschaulichung des Winkelpositionssignals POS und des Referenzpositionssignals REF, welche von dem Rotationssignalgenerator 8 ausgegeben werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 besteht das Winkelpositions­ signal POS aus einer Serie von Pulsen, welche entsprechend der in der Rotationsscheibe 2 ausgebildeten Schlitze 3a er­ zeugt werden, wobei die Pulse des Winkelpositionssignals POS beispielsweise an jedem Kurbelwinkel von 1° erzeugt werden. Somit kann das Winkelpositionssignal POS beispielsweise zur Messung der Winkelposition der Kurbewelle verwendet werden. Andererseits hat das Referenzpositionssignal REF eine Pulsse­ quenz, welche sich mit jeder Rotation der Kurbelwelle um ei­ nen Kurbelwinkel von 720° wiederholt. Genauer gesagt beinhal­ tet die Pulssequenz des Referenzpositionssignals REF sechs Pulse, welche alle an einem vorbestimmten Winkel in Überein­ stimmung mit jedem der Motorzylinder ansteigen, wobei die sechs Pulse jeweilige Pulsbreiten haben, welche sich von ei­ nem Motorzylinder zum nächsten unterscheiden, so daß sie je­ weils als Zylinder-Identifizier-Signalpulse verwendet werden können.

Die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 beschriebene konventionelle Motorsteuervorrichtung kann selektiv die indi­ viduellen Motorzylinder und Referenzpositionen (Kurbelwinkel) auf der Grundlage des Winkelpositionssignals POS und des Re­ ferenzpositionssignals REF identifizieren, um eine optimale Steuerung der Zündtakte, der Treibstoffeinspritzmenge und an­ derer Parameter in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen durchzuführen.

An diesem Punkt sei darauf hingewiesen, daß die Nockenwelle 1 von der Kurbelwelle mittels eines Übertragungsmechanismus an­ getrieben wird, wie ein Übertragungsrie­ men/Riemenscheibenmechanismus (nicht abgebildet) . Dementspre­ chend kann eine Phasendifferenz in der Rotation zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle auftreten, auch wenn sie von den Motorbetriebszuständen abhängt. Als Ergebnis hiervon kön­ nen die Winkelpositionen, die von den von dem Rotations­ signalgenerator 8 erzeugten Winkelpositionssignalen POS und Referenzpositionssignalen REF angezeigt werden, unerwünsch­ terweise von dem intrinsischen oder eigentlichen Kurbelwinkel abweichen bzw. verschoben sein. Wenn die Motorbetriebssteue­ rung auf der Grundlage des einer solchen Abweichung unterlie­ genden Signals durchgeführt wird, wird die Steuerung der Zündtakte und anderer Parameter natürlich von der entspre­ chenden Abweichung begleitet sein, wodurch es unmöglich wird, die gewünschte Motorbetriebscharakteristik zu erhalten.

Um dem oben erwähnten Problem zu begegnen, ist bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, welche so eingerichtet ist, um das Winkelpositionssignal POS und das Referenzpositions­ signal REF mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit dem Kurbelwinkel zu erzeugen, während nur die Zylinderidentifika­ tionssignalpulse, welche eine 1 : 1 Entsprechung zu dem indivi­ duellen Motorzylindern haben, in Übereinstimmung mit der Nockenwelle erzeugt werden, wie es beispielsweise in der unge­ prüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 68252/1994 (JP-A-6-68252) offenbart ist.

Die in der obigen Veröffentlichung offenbarte Motorsteue­ rungsvorrichtung hat jedoch darin Nachteile, daß sowohl ihr Sensor als auch ihre Periphervorrichtungen, welche in Zusam­ menhang mit der Kurbelwelle zur Erzeugung der Winkelpositi­ onssignale POS und der Referenzpositionssignale REF vorgese­ hen sind, kompliziert und teuer sind, und daß große Schwie­ rigkeiten bestehen bei der Verwirklichung einer Backupsteue­ rung (bzw. Reservesteuerung, im folgenden immer als Backup­ steuerung bezeichnet) in dem Fall, daß entweder das Winkelpo­ sitionssignal POS oder das Referenzpositionssignal REF auf­ grund des Auftretens einer Anormalität oder eines Fehlers in den Sensoren nicht erhältlich sind, welche Sensoren in Zusam­ menhang mit der Kurbelwelle vorgesehen sind, oder wenn das Zylinderidentifikationssignal nicht erhalten werden kann auf­ grund des Auftretens einer Anormalität oder eines Defekts in dem Sensor, welcher in Zusammenhang mit der Nockenwelle vor­ gesehen ist, was die Möglichkeit einer Abschaltung des Motor­ betriebs nach sich zieht.

Wie aus dem voranstehenden offensichtlich ist, haben die bis­ lang bekannten Motorsteuervorrichtungen ein Problem darin, daß die Erfassungsgenauigkeit des Winkelpositionssignals POS und des Referenzpositionssignals REF eingeschränkt ist, wenn der Rotationssignalgenerator 8 in Zusammenhang mit der Nockenwelle vorgesehen ist, aufgrund der Möglichkeit der Rotati­ onsphasendifferenz zwischen dem Rotationssignalgenerator 8 und der Kurbelwelle, woraus resultiert, daß eine Abweichung oder ein Fehler mit der Steuerung der Zündtakte und anderer Funktionen einhergeht, was ein großes Hindernis darstellt bei der Verwirklichung einer erwünschten Motorcharakteristik.

Andererseits, in dem Fall der Motorsteuerungsvorrichtung, wie sie in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungs- Veröffentlichung Nr. 68252/1994 (JP-A-6-68252) offenbart ist, in welcher das Winkelpositionssignal POS und das Referenzpo­ sitionssignal REF von dem in Zusammenhang mit der Kurbelwelle vorgesehenen Sensor erzeugt werden, während das Zylinderiden­ tifikationssignal von der in Zusammenhang mit der Nockenwelle vorgesehenen Erfassungsvorrichtung erzeugt wird, entsteht ein Problem darin, daß der Sensor und die peripheren Vorrichtun­ gen, welche in Zusammenhang mit der Kurbelwelle vorgesehen sind, sehr kompliziert sind, und daß die Backupsteuerung nicht durchgeführt werden kann, in dem Fall, daß das Winkel­ positionssignal POS, das Referenzpositionssignal REF oder das Zylinderidentifikationssignal nicht erhältlich sind aufgrund des Auftretens eines Fehlers in dem damit in Zusammenhang stehenden Erfassungssystem.

Im Lichte des oben beschriebenen Standes der Technik, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuervor­ richtung zu schaffen, welche in der Lage ist, schnell eine Motorzylinderidentifikation durchzuführen, welche auf die Taktsteuerung des Motors mit hoher Genauigkeit und Zuverläs­ sigkeit abzubilden ist und welche kostengünstig in einer re­ lativ einfachen Struktur implementiert werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuervorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, eine Backupsteuerung auch in dem Fall durchzuführen, in wel­ chem eine erste Signalserie (Winkelpositionssignal, welches Pegelintervalle entsprechend den Referenzpositionen enthält) oder eine zweite Signalserie (Zylinderidentifikationssignal) nicht erhältlich ist, aufgrund des Auftretens eines Fehlers in den relevanten Erfassungssystemen.

Im Hinblick auf die obigen und andere Aufgaben, welche mit dem Fortschreiten der Beschreibung offensichtlich werden, wird gemäß eines allgemeinen Aspekts der vorliegenden Erfin­ dung eine Vorrichtung zur Steuerung des Betriebes eines Ver­ brennungsmotors geschaffen, wobei die Vorrichtung eine erste Signalerfassungsvorrichtung enthält zur Erzeugung einer er­ sten Signalserie synchron mit der Rotation einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, eine zweite Signalerfassungsvorrich­ tung zur Erzeugung einer zweiten Signalserie synchron mit der Rotation einer Nockenwelle, welche mit einem Geschwindigkeits­ minderungsverhältnis von "1/2" relativ zur Kurbelwelle ange­ trieben wird, und eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Parameters oder von Parametern, die in Zusammenhang mit dem Betrieb des Verbrennungsmotors stehen, auf der Grundlage min­ destens einer der oben erwähnten ersten und zweiten Signalse­ rien. Die erste Signalserie enthält ein Winkelpositions­ signal, welches an jeder vorbestimmten Winkelposition der Kurbelwelle erzeugt wird, wobei ein erstes Pegelintervall ei­ ner Referenzposition einer spezifischen Zylindergruppe des Motors entspricht, und ein zweites Pegelintervall einer Refe­ renzposition einer anderen Zylindergruppe entspricht und eine Polarität hat, die sich von jener des ersten Pegelintervalls unterscheidet. Die zweite Signalserie wird aus Pulsen gebil­ det, die den individuellen Motorzylindern entsprechen, und enthält ein Zylinderidentifikationssignal für zumindest einen gegebenen Zylinder, wobei eine Pulsform des Zylinderidentifi­ kationssignals für einen gegebenen oder spezifischen Motorzy­ linder sich von jenen für die anderen Motorzylinder unter­ scheidet. Die Steuervorrichtung, welche von einem Mikrocompu­ ter oder Mikroprozessor gebildet sein kann, enthält eine Pe­ gelintervall-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der ersten und zweiten Pegelintervalle auf der Grundlage der ersten Si­ gnalserie, eine Referenzpositions-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Referenzpositionen der Motorzylinder auf der Grundlage des Winkelpositionssignals und der ersten und zwei­ ten Pegelintervalle, eine Zylindergruppen- Identifiziervorrichtung zur Identifizierung der Zylindergrup­ pen auf der Grundlage der ersten und zweiten Pegelintervalle, eine Zylinder-Identifiziervorrichtung zur selektiven Identi­ fizierung jeder der Motorzylinder auf der Grundlage minde­ stens der zweiten Signalserie und eine Steuertaktberechnungs­ vorrichtung zur arithmetischen Bestimmung der Steuertakte zur Steuerung des Parameters (der Parameter) auf der Grundlage der Resultate der Zylinderidentifikation, welche durch die Zylinderidentifikationsvorrichtung durchgeführt wird und der zweiten Signalserie.

Durch Vorsehen der ersten Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der ersten Signalserie (wobei das Winkelpositionssignal die Referenzpositionen für die Zylindergruppen enthält) in Zusam­ menhang mit der Kurbelwelle, wie oben beschrieben, ist es möglich, die Genauigkeit der Takte zur Steuerung des Betrie­ bes des Verbrennungsmotors zu verbessern. Darüber hinaus, durch das Vorsehen der zweiten Erfassungsvorrichtung zur Er­ fassung der zweiten Signalserie (Zylinderidentifikationssignal) in Zusammenhang mit der Nockenwelle) kann die Zylinderidentifikation leicht und zuver­ lässig verwirklicht werden. Überdies, durch Kombinieren des Zylinderidentifikationssignals, des Winkelpositionssignals und der Pegelintervalle, können sowohl die Zylindergruppen und Zylinder als auch die Referenzposition schnell identifi­ ziert werden, wobei das Resultat der Zylinderidentifikation schnell abgebildet werden kann auf die Taktsteuerung des Ver­ brennungsmotors. In diesem Zusammenhang sollte bemerkt wer­ den, daß mit dem Begriff "Zylindergruppe" eine Gruppe von je­ nen Zylindern gemeint ist, welche im wesentlichen gleichzei­ tig miteinander gesteuert werden können. Ferner kann eine Backupsteuerung durchgeführt werden durch Verwendung der Zy­ linder-Identifikationssignale, welche den individuellen Zy­ lindern entsprechen, so daß die Leistungsfähigkeit des Ver­ brennungsmotors zumindest in einem notwendigen Mindestmaß si­ chergestellt werden kann, sogar in dem Fall, in welchem die erste Signalserie (Zylinderidentifikationssignal) nicht er­ hältlich ist, wie später noch genauer ausgeführt werden wird.

In einem bevorzugten Modus zur Ausführung der Erfindung wird das Zylinderidentifikationssignal der zweiten Signalserie zur Identifikation des spezifischen oder gegebenen Zylinders durch einen Puls gebildet, welcher eine Phase hat, die mit jener des ersten Pegelintervalls überlappt, so daß die Zylin­ deridentifikationsvorrichtung den spezifischen oder gegebenen Zylinder auf der Grundlage eines Signalpegels der zweiten Si­ gnalserie zu einem Zeitpunkt identifizieren kann, an welchem die durch das erste Pegelintervall angezeigte Referenzpositi­ on erfaßt wird.

Aufgrund der Anordnung, in welcher die Phase des Zylinderi­ dentifikationssignals (zweite Signalserie) für den gegebenen oder spezifischen Motorzylinder mit jener des ersten Pegelin­ tervalls überlappt, kann der gegebene oder spezifische Zylin­ der schnell auf der Grundlage des Zylinderidentifikations­ signal-Pegels bei Erfassung der Referenzposition identifi­ ziert werden.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Ausführung der Erfin­ dung kann die Steuertaktberechnungsvorrichtung so ausgelegt sein, da sie arithmetisch die Steuertakte für die Parameter durch Zählen der Pulse des Winkelpositionssignals bestimmt.

Aufgrund der oben erwähnten Anordnung können die Steuertakte mit hoher Genauigkeit durch Zählen der Winkelpositions- Signalpulse arithmetisch bestimmt werden.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Ausführung der Erfin­ dung kann das erste Pegelintervall einem niedrigen ("L") Pe­ gelintervall entsprechen, während welchem das Winkelpositi­ onssignal nicht kontinuierlich erzeugt wird, während das zweite Pegelintervall ein hohes ("H") Pegelintervall ist, während welchem die Pulse des Winkelpositionssignals kontinu­ ierlich verkettet sind. In diesem Fall können Abschlußenden der ersten und zweiten Pegelintervalle so gewählt werden, um den Referenzpositionen der individuellen Zylindergruppen zu entsprechen.

Durch Vorsehen des niedrigen "L" Intervalls, welches der spe­ zifischen Zylindergruppe entspricht, und des hohen "H" Inter­ valls, welches der anderen Zylindergruppe entspricht, in der ersten Signalserie, wobei die Referenzposition für jede der Zylindergruppen an dem Zeitpunkt gesetzt ist, an welchem die Pegelintervalle abgeschlossen werden (der Zeitpunkt, an wel­ chem die Erzeugung des folgenden Winkelpositionssignales be­ gonnen wird), können sowohl die Zylindergruppen als auch die Referenzpositionen schnell identifiziert werden, trotz eines vereinfachten Geräteaufbaus.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Ausführung der Steu­ ervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfin­ dung, kann das in der zweiten Signalserie enthaltene Zylinde­ ridentifikationssignal so erzeugt werden, daß die Pulsflanke des Zylinderidentifikationssignals innerhalb des in der er­ sten Signalserie enthaltenen ersten oder zweiten Pegelinter­ valls erscheint, wobei die Pegelintervallerfassungsvorrich­ tung so ausgelegt sein kann, um das erste oder zweite Pege­ lintervall auf der Grundlage des Pegels der ersten Signalse­ rie zu dem Zeitpunkt zu erfassen, an welchem die Pulsflanke des Zylinderidentifikationssignals auftritt.

Mittels der oben beschriebenen Anordnung können die Zylinder­ gruppen schnell selektiv identifiziert werden, wobei die Re­ ferenzpositionen schnell erfaßt werden, während die Motor­ steuervorrichtung in einer vereinfachten Struktur implemen­ tiert werden kann.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Verwirklichung der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, kann das Zylinderiden­ tifikationssignal einen Puls enthalten zur Identifizierung des spezifischen oder gegebenen Zylinders, wobei die Puls­ breite des Pulses, welcher den spezifischen oder gegebenen Zylinder identifiziert, sich von jenen der anderen Pulse zur Identifizierung der anderen Motorzylinder unterscheidet.

Durch Einstellen der Pulsbreite des Zylinderidentifikations­ signals für den gegebenen oder spezifischen Motorzylinder, um so verschieden zu sein von jenen der anderen Zylinder, kann die Motorzylinderidentifikation leicht erreicht werden.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Verwirklichung der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, kann das Zylinderiden­ tifikationssignal einen zusätzlichen Puls enthalten, welcher innerhalb eines vorbestimmten Winkels in der Nähe des Zylin­ deridentifikationssignalpulses zur Identifikation des spezi­ fischen oder gegebenen Motorzylinders erzeugt wird.

Durch Erzeugen des zusätzlichen Impulses in der Nähe des Zy­ linderidentifikationssignalpulses zur Identifikation des spe­ zifischen oder gegebenen Zylinders, kann die Zylinderidenti­ fikation leicht und schnell durchgeführt werden.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Verwirklichung der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, kann die Zylinderiden­ tifikationsvorrichtung so implementiert sein, um ein Zeitin­ tervall zu messen, während welchem das Zylinderidentifikati­ onssignal auf der Grundlage eines Zählwerts der in dem Win­ kelpositionssignal während dieses Zeitintervalls enthaltenen Pulse erzeugt wird, um selektiv die individuellen Motorzylin­ der auf der Grundlage der Resultate der Messung zu identifi­ zieren.

Durch Messung der Dauer des Intervalls während welchem das Zylinderidentifikationssignal erzeugt wird durch Zählen der Winkelpositionssignalpulse, wie dies oben erwähnt ist, kann die Zylinderidentifikation mit hoher Zuverlässigkeit verwirk­ licht werden.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsmodus der Steuervor­ richtung gemäß der Erfindung, kann die Zylinderidentifikati­ onsvorrichtung so angeordnet werden, daß sie die individuel­ len Motorzylinder auf der Grundlage der Verhältnisse (Brüche) der Zeitintervalle, während welcher die Zylinderidentifikati­ onssignale erzeugt werden, identifiziert.

Durch arithmetisches Bestimmen des Schaltdauerverhältnisses der Zylinderidentifikationssignalpulse, wie oben erwähnt, kann die Zylinderidentifikation mit hoher Genauigkeit ver­ wirklicht werden, sogar wenn die erste Signalserie nicht er­ hältlich ist, wodurch eine Backupsteuerung mit hoher Genauig­ keit und Zuverlässigkeit verwirklicht werden kann.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Verwirklichung der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, kann die erste Signa­ lerfassungsvorrichtung eine erste Rotationsscheibe enthalten, welche fest auf der Kurbelwelle montiert ist und mit dieser drehbar ist, wobei die erste Rotationsscheibe einen äußeren peripheren Rand hat, welcher mit einer Anzahl von Zähnen aus­ gebildet ist, welche nach außen vorstehen, mit einem Abstand zueinander, welcher dem vorbestimmten Winkel der Kurbelwelle entspricht, und welche ein nicht-gezahntes Segment hat, das sich entlang der äußeren Peripherie der ersten Rotations­ scheibe über einen vorbestimmten Winkelbereich erstreckt und in welchem keine Zähne vorhanden sind, und ein kontinuierli­ ches Vorstehsegment, welches im wesentlichen diametral entge­ gengesetzt zu dem nicht-gezahnten Segment über einen vorbe­ stimmten Winkelbereich ausgebildet ist, wobei das kontinuier­ liche Vorstehsegment eine Höhe hat, die sich von jener des nicht-gezahnten Segments in der Blickrichtung der Radialrich­ tung der Rotationsscheibe unterscheidet, und eine erste Sen­ sorvorrichtung, welche stationär gegenüber dem äußeren peri­ pheren Rand der Rotationsscheibe zur Erfassung der Zähne, des nicht-gezahnten Segments und des kontinuierlichen Vorstehseg­ ments angeordnet ist, um so die erste Signalserie zu erzeu­ gen, welche das Winkelpositionssignal, das erste Pegelinter­ vall und das zweite Pegelintervall enthält. Die zweite Si­ gnaldetektorvorrichtung kann eine zweite Rotationsscheibe enthalten, welche fest auf einer Nockenwelle des Motors mon­ tiert ist, um zusammen mit dieser zu rotieren, wobei die Nockenwelle operativ mit der Kurbelwelle mittels einer Übertra­ gungsvorrichtung mit einem Minderungsverhältnis von "1/2" verbunden ist, wobei die zweite Rotationsscheibe einen äuße­ ren peripheren Rand hat, der mit einer vorbestimmten Anzahl von Fortsätzen (Vorkragungen) ausgebildet ist, welche sich radial nach außen erstrecken und winkelmäßig äquidistant an­ gebracht sind, wobei zumindest einer der Fortsätze eine Länge hat, welche sich von jener der anderen Fortsätze in der Blickrichtung einer Umfangsrichtung der zweiten Rotations­ scheibe unterscheidet, wobei die oben erwähnte vorbestimmte Anzahl gleich einer Zylinderzahl des Verbrennungsmotors ist, und eine zweite Sensorvorrichtung stationär gegenüber dem äu­ ßeren peripheren Rand der zweiten Rotationsscheibe angeordnet ist zur Erfassung der radialen Fortsätze, um dadurch die zweite Signalserie zu erzeugen, welche die Pulse enthält, wo­ bei der Puls des gegebenen Zylinders ansprechend auf die Er­ fassung des Fortsatzes unterschiedlicher Länge oder Breite erzeugt wird.

In einem weiteren bevorzugten Modus zur Verwirklichung der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, kann die Position ei­ ner Hinterflanke des nicht-gezahnten Segmentes, wie es in ei­ ner Rotationsrichtung der ersten Rotationsscheibe gesehen wird, so ausgewählt werden, um die Referenzposition zur Be­ stimmung der Steuertakte für die spezifische Zylindergruppe, welche die Motorzylinder enthält, die im wesentlichen gleich­ zeitig gezündet werden können, zu definieren, während die Po­ sition einer Hinterflanke des kontinuierlichen Vorstehsegmen­ tes, wie es in einer Rotationsrichtung der ersten Rotations­ scheibe gesehen wird, so gewählt werden kann, um die Refe­ renzposition zur Bestimmung der Steuertakte für die andere Zylindergruppe zu definieren, welche die Motorzylinder ent­ hält, die im wesentlichen gleichzeitig gezündet werden kön­ nen.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, wird eine Vor­ richtung zur Steuerung des Betriebes eines Verrennungsmotors geschaffen, wobei die Vorrichtung eine erste Signalerfas­ sungsvorrichtung enthält zur Erzeugung einer ersten Signalse­ rie synchron mit der Rotation einer Kurbelwelle des Verbren­ nungsmotors, eine zweite Signalerfassungsvorrichtung zur Er­ zeugung einer zweiten Signalserie synchron mit der Rotation einer Nockenwelle, welche mit einem Geschwindigkeitsminde­ rungsverhältnis von "1/2" relativ zur Kurbelwelle angetrieben wird, und eine Steuervorrichtung zur Steuerung mindestens ei­ nes Parameters, welcher im Zusammenhang mit dem Betrieb des Verbrennungsmotors steht, auf der Grundlage mindestens der ersten oder zweiten Signalserie. Die erste Signalserie ent­ hält ein Winkelpositionssignal, welches an jeder vorbestimm­ ten Winkelposition der Kurbelwelle erzeugt wird, ein erstes Winkelintervall, welches einer Referenzposition einer spezi­ fischen Zylindergruppe des Motors entspricht, und ein zweites Pegelintervall, welches einer Referenzposition einer anderen Zylindergruppe entspricht, und welches eine Polarität hat, die sich von jener des ersten Pegelintervalls unterscheidet. Die zweite Signalserie enthält Pulse, welche den jeweiligen Zylindern entsprechen und ein Zylinderidentifikationssignal für zumindest einen gegebenen Zylinder, wobei eine Pulsform des Zylinderidentifikationssignals für den gegebenen Zylinder sich von jener für die anderen Motorzylinder unterscheidet. Die Steuervorrichtung enthält eine Pegelintervallerfassungs­ vorrichtung zur Erfassung der ersten und zweiten Pegelinter­ valle auf der Grundlage der ersten Signalserie, eine Refe­ renzpositionserfassungsvorrichtung zur Erfassung der Refe­ renzpositionen der jeweiligen Motorzylinder auf der Grundlage des Winkelpositionssignals und der ersten und zweiten Pege­ lintervalle, eine Zylindergruppenidentifiziervorrichtung zur Identifizierung der Zylindergruppen auf der Grundlage der er­ sten und zweiten Pegelintervalle, eine Zylinderidentifikati­ onsvorrichtung zur selektiven Identifizierung jeder der Mo­ torzylinder auf der Grundlage mindestens der zweiten Signal­ serie, eine Steuertaktberechnungsvorrichtung zur arithmeti­ schen Bestimmung der Steuertakte zur Steuerung des Parameters (der Parameter) auf der Grundlage der Ergebnisse der durch die Zylinderidentifikationsvorrichtung durchgeführten Zylin­ deridentifikation und der zweiten Signalserie, und eine Anor­ malitätsentscheidungsvorrichtung zur Erzeugung und Ausgabe eines Anormalitätsentscheidungssignals an die Zylinderidenti­ fikationsvorrichtung, an die Zylindergruppenidentifikations­ vorrichtung und an die Steuertaktberechnungsvorrichtung, bei Erfassung eines Fehlers in einer der ersten oder zweiten Si­ gnalserien.

In der oben beschriebenen Steuervorrichtung kann eine solche Anordnung gewählt werden, daß wenn das Auftreten einer Anor­ malität in der zweiten Signalserie durch die Anormalitätsent­ scheidungsvorrichtung erfaßt wird, die Zylindergruppenidenti­ fiziervorrichtung auf die Ausgabe der Anormalitätsentschei­ dungsvorrichtung anspricht, um dadurch die spezifische Zylin­ dergruppe und die andere Zylindergruppe jeweils zu identifi­ zieren, auf der Grundlage der von der Pegelintervallerfas­ sungsvorrichtung erfaßten Pegelintervalle. Dann bestimmt die Steuertaktberechnungsvorrichtung arithmetisch die Steuertakte für die spezifische Zylindergruppe und die anderen Zylinder­ gruppen auf der Grundlage der Ausgabe der Zylindergruppendi­ dentifiziervorrichtung.

Ferner, wenn das Auftreten der Anormalität in der ersten Si­ gnalserie durch die Anormalitätsentscheidungsvorrichtung er­ faßt wird, kann die Zylinderidentifiziervorrichtung auf die Ausgabe der Anormalitätsentscheidungsvorrichtung ansprechen, um dadurch die jeweiligen Motorzylinder zu identifizieren, auf der Grundlage der Schaltdauern der in der zweiten Signal­ serie enthaltenen Pulse. Somit bestimmt die Steuertaktberech­ nungsvorrichtung arithmetisch die Steuertakte der jeweiligen Motorzylinder auf der Grundlage der Ausgabe der Zylinderiden­ tifikationsvorrichtung.

Mit den oben beschriebenen Anordnungen können Backup- Steuerfunktionen zur Bestimmung der Steuertakte zur Aufrecht­ erhaltung des Betriebes des Verbrennungsmotors sichergestellt werden, sogar wenn eine Anormalität in der ersten Signalserie (erste Erfassungsvorrichtung) oder der zweiten Signalserie (zweite Erfassungsvorrichtung) auftreten sollte.

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und begleitende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen besser verstanden werden, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, welche Beispiele darstellen.

Im Verlaufe der folgenden Beschreibung wird auf die Zeichnun­ gen Bezug genommen, in welchen:

Fig. 1 ein funktionales Blockdiagramm ist, welches schematisch eine allgemeine Anordnung einer Motorsteuervor­ richtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Ansicht, welche schematisch Struktu­ ren erster und zweiter Signaldetektoren zeigt, die in der Mo­ torsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführung der Erfin­ dung verwendet werden;

Fig. 3 ist eine fragmentale Perspektivansicht, welche übertrieben den in Fig. 2 gezeigten ersten Signaldetektor zeigt;

Fig. 4 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschauli­ chung des Betriebes der Motorsteuervorrichtung gemäß der er­ sten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschauli­ chung des Betriebes einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung;

Fig. 6 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschauli­ chung des Betriebes einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung;

Fig. 7 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschauli­ chung des Betriebes einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführung der Erfindung;

Fig. 8 ist eine Perspektivansicht, welche eine mecha­ nische Struktur eines Rotationssignalgenerators zeigt, wel­ cher in einer bekannten Motorsteuervorrichtung verwendet wird;

Fig. 9 ist ein Schaltbild, welches eine Verarbei­ tungsschaltung für elektrische Signale des Rotationssignalge­ nerators zeigt, welcher in der bekannten Motorsteuervorrich­ tung verwendet wird;

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, welches eine Struktur der bekannten Motorsteuervorrichtung zeigt; und

Fig. 11 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschauli­ chung des Betriebes der bekannten Motorsteuervorrichtung.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlich be­ schrieben, im Zusammenhang mit dem was gegenwärtig als bevor­ zugte oder typische Ausführungen hierfür angesehen wird, un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In der folgenden Be­ schreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ent­ sprechende Teile durch alle Ansichten hindurch.

Ausführung 1

Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 die Motorsteu­ ervorrichtung gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei Fig. 1 ein funktionales Block­ diagramm ist, welches schematisch eine allgemeine Anordnung der Motorsteuerung gemäß der ersten Ausführung der Erfindung zeigt, Fig. 2 ist eine Ansicht, welche schematisch Strukturen von Signaldetektoren zeigt, welche in der in Fig. 1 gezeigten Motorsteuervorrichtung verwendet werden. Fig. 3 ist eine fragmentale Perspektivansicht, welche übertrieben einen er­ sten Signaldetektor zeigt und Fig. 4 ist ein Signalformdia­ gramm zur Veranschaulichung der ersten und zweiten Signalse­ rie, welche in der Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine Nockenwelle 1 synchron mit einer Kurbelwelle 11 eines Verbrennungsmotors gedreht, mittels eines Übertragungsmechanismus, wie eines Riemenan­ triebsmechanismus, mit einem Geschwindigkeitsminderungsver­ hältnis von "1/2" relativ zur Kurbelwelle 11.

Ein erster Signaldetektor 81, welcher ausgelegt ist zur Aus­ gabe einer ersten Signalserie POSR synchron mit der Rotation der Kurbelwelle 11, umfaßt eine Rotationsscheibe 12, welche integral auf der Kurbelwelle 11 montiert ist, um mit dieser mitzurotieren, eine Vielzahl von Fortsätzen 81a, welche in der Rotationsscheibe 12 um ihren äußeren peripheren Rand mit einem vorbestimmten Winkelabstand (z. B. für jeden Kurbelwin­ kel in einem Bereich von 1° bis 10°) ausgebildet sind, und einen Sensor 81b, welcher durch eine elektromagnetische Auf­ nehmervorrichtung, ein Hall-Element, ein Magneto- Widerstandstypsensor oder dergleichen gebildet sein kann. Im Falle der in Fig. 3 gezeigten Struktur, wird als Beispiel an­ genommen, daß der Sensor 81b durch eine elektromagnetische Aufnehmervorrichtung gebildet wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 enthält die erste Signalserie POSR Winkelpositionssignalpulse, welche ansprechend auf die Fortsätze 81a erzeugt werden, an jeder vorbestimmten Winkel­ position der Kurbelwelle 11 synchron mit deren Rotation, ein erstes Pegelintervall τ1 des "L" Pegels, welches einer Refe­ renzposition θR einer bestimmten oder spezifischen Zylinder­ gruppe (welche die Zylinder #1 und #4 enthält, die gleichzei­ tig gesteuert werden können) des Verbrennungsmotors ent­ spricht, und ein zweites Pegelintervall τ2 des "H" Pegels (d. h. mit einer Polarität, welche entgegengesetzt ist zu der des ersten Pegelintervalls τ1), welches der anderen Motorzy­ lindergruppe (welche die Motorzylinder #3 und #4 enthält) entspricht.

Die ersten und zweiten Pegelintervalle 21 und 22 werden ab­ wechselnd an jedem Kurbelwinkel von 180° erzeugt. In diesem Zusammenhang wird angenommen, daß der Verbrennungsmotor, auf welchen die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausfüh­ rung der Erfindung angewendet wird, vier Zylinder enthält.

Das Winkelpositionssignal, welches in der ersten Signalserie POSR enthalten ist, enthält, eine Serie von Pulsen, welche entsprechend den individuellen Fortsätzen 81a erzeugt werden, welche nacheinander um den äußeren peripheren Rand der Rota­ tionsscheibe 12 ausgebildet sind, wobei in der umfänglichen Reihe der Fortsätze oder Zähne 81a, welche in dem äußeren pe­ ripheren Rand der Rotationsscheibe 12 ausgebildet sind, zum Zwecke der Erzeugung eines ersten Pegelintervalls τ1 ein nicht-gezahnter Abschnitt oder Segment 80 vorgesehen ist, in welchem die Fortsätze oder Zähne 81a über einen vorbestimmten Winkelbereich von 10 bis mehreren 10° des Kurbelwinkels kon­ tinuierlich fehlen, und in welchem die Pulse des Winkelposi­ tionssignals nicht kontinuierlich erzeugt werden. Man beach­ te, daß der nicht-gezahnte Abschnitt oder Segment 80 an einem Ort des äußeren peripheren Randes der Rotationsscheibe 12, welche integral auf der Kurbelwelle 11 vorgesehen ist (d. h. an jedem Kurbelwinkel von 360° montiert ist), wobei die Posi­ tion, an welcher der nicht-gezahnte Abschnitt bzw. das nicht­ gezahnte Segment 80 (und folglich das erste Pegelintervall τ1) abgeschlossen ist (d. h. die Position, an welcher die Er­ zeugung des folgenden Winkelpositionssignalpulses begonnen wird) einer Referenzposition θR der spezifischen Gruppe von Zylindern entspricht.

Auf ähnliche Weise sind zum Zweck der Erzeugung des zweiten Pegelintervalls τ2 über einen Kurbelwinkel, welcher in der ersten Signalserie POSR von zehn bis mehrere 10° reicht, in der umfänglichen Reihe der Fortsätze oder Zähne 81a, welche im äußeren peripheren Rand der Rotationsscheibe 12 ausgebil­ det sind, ein kontinuierliches Vorstehsegment 83 vorgesehen, in welchem die Fortsätze oder Zähne an einem Ort miteinander verknüpft (verkettet) sind (an jedem Kurbelwinkel von 360°), diametral entgegengesetzt dem oben erwähnten nicht-gezahnten Segment 80. Man beachte, daß die Position, an welcher das kontinuierliche Vorstehsegment 83 (und folglich der zweite Intervallpegel τ2) abgeschlossen ist (d. h. die Position, an welcher die Erzeugung des folgenden Winkelpositionssignalpul­ ses begonnen wird), einer Referenzposition θR für die andere Gruppe von Zylindern entspricht.

Andererseits ist in Zusammenhang mit der Nockenwelle 1, um synchron mit dieser zu rotieren, ein zweiter Signaldetektor 82 zur Erzeugung einer zweiten Signalserie SGC vorgesehen, wobei der zweite Signaldetektor 82 durch eine Rotationsschei­ be 2 gebildet ist, welche integral auf der Nockenwelle 2 mon­ tiert ist, um zusammen mit dieser zu rotieren, durch eine vorbestimmte Anzahl von Fortsätzen oder Zähnen 82a, welche um den äußeren peripheren Rand der Rotationsscheibe 2 in einer 1 : 1 Entsprechung zu den Motorzylindern ausgebildet sind, und aus einem Sensor 82b, welcher durch eine elektromagnetische Aufnehmervorrichtung gebildet sein kann. Wie bereits erwähnt wird angenommen, daß der Verbrennungsmotor, welcher jetzt be­ trachtet wird, vier Zylinder umfaßt. Dementsprechend ist die Anzahl der Fortsätze 82a gleich 4 (siehe Fig. 2)
Die zweite Signalserie SGC, welche oben erwähnt wurde, be­ steht aus Zylinderidentifikationspulsen (4 Pulse im Fall der gegenwärtigen Ausführung der Erfindung), welche entsprechend der individuellen Motorzylinder erzeugt werden, wobei der Puls, welcher einem gegebenen oder spezifischen Motorzylinder (z. B. dem Zylinder #1) entspricht, eine Pulsdauer oder Puls­ breite PW1 hat, welche länger ist als die Pulsbreite PW2 bis PW4 der anderen Zylinderidentifikationssignalpulse.

Die erste Signalserie POSR und die zweite Signalserie SGC, welche oben erwähnt wurden, werden einem Mikroprozessor 100 mittels einer Schnittstellenschaltung 90 zugeführt, wie in Fig. 1 gezeigt.

Der Mikrocomputer 100 bildet eine Steuervorrichtung zur Steuerung von Parametern P, welche in Beziehung zur Steuerung des Betriebes des Verbrennungsmotors stehen. Zu diesem Zweck umfaßt der Mikrocomputer 100 eine Pegelintervallerfassungs­ einrichtung 101 zur Erfassung der ersten und zweiten Pegelin­ tervalle τ1 und τ2, welche sich auf die jeweiligen Zylinder­ gruppen beziehen, aus der ersten Signalserie POSR, eine Refe­ renzpositionserfassungseinrichtung 101A zur Erfassung der Re­ ferenzpositionen der jeweiligen individuellen Motorzylinder auf der Grundlage des Winkelpositionssignals und der in der ersten Signalserie POSR enthaltenen Pegelintervallsignale τ1 und τ2, eine Zylindergruppenidentifiziereinrichtung 102 zur selektiven Identifizierung der Zylindergruppen auf der Grund­ lage der erfaßten Pegelintervallsignale τ1 und τ2, eine Zy­ linderidentifikationseinrichtung 103 zur Identifikation der individuellen Zylinder auf der Grundlage mindestens der zwei­ ten Signalserie SGC, eine Steuertaktberechnungseinrichtung 104 zur arithmetischen Bestimmung oder Berechnung der Steuer­ takte für den Motorbetriebsparameter P auf der Grundlage zu­ mindest des Resultats der Zylinderidentifikation, welche durch die Zylinderidentifikationsvorrichtung und der zweiten Si­ gnalserie SGC durchgeführt wird, und eine Anormalitätsent­ scheidungseinrichtung 105 zur Ausgabe eines Anormalitätsent­ scheidungssignales E an die Zylinderidentifikationseinrich­ tung 103, an die Zylindergruppenidentifikationseinrichtung 102 und an die Steuertaktberechnungseinrichtung 104 bei der Erfassung des Auftretens eines Fehlers in zumindest einer der ersten Signalserie POSR oder der zweiten Signalserie SGC.

Die Zylinderidentifikationseinrichtung 103 ist ausgelegt zur Identifizierung der individuellen Motorzylinder auf der Grundlage beispielsweise des Schaltdauerverhältnisses der zweiten Signalserie SGC (Zylinderidentifikationssignal), wäh­ rend die Steuertaktberechnungseinrichtung 104 so angeordnet ist, um arithmetisch die Steuertakte für den Steuerparameter P (für die Zündtakte und andere) durch Zählen der Pulse des in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Winkelpositions­ signales zu bestimmen.

Genauer gesagt, wenn das Motorsystem normal arbeitet, mißt die Zylinderidentifikationseinrichtung 103 die Zeitintervalle oder Perioden, während welcher die in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Zylinderidentifikationssignalpulse erzeugt werden, durch Zählen der Winkelpositionssignalpulse, welche in der ersten Signalserie POSR enthalten sind während der entsprechenden Zeitintervalle, um hierdurch selektiv die in­ dividuellen Motorzylinder auf der Grundlage der Resultate der Messung zu identifizieren. Andererseits, bei Auftreten einer Anormalität (wie dem Auftreten der nicht Verfügbarkeit oder des Fehlens der ersten Signalserie POSR), spricht die Zylin­ deridentifikationseinrichtung 103 auf das von der Anormali­ tätsentscheidungseinrichtung 105 abgegebene Anormalitätsent­ scheidungssignal P an, um dadurch selektiv den spezifischen oder gegebenen Zylinder und andere Motorzylinder auf der Grundlage des Resultats der Berechnung des Verhältnisses der zeitlichen Dauer des Zylinderidentifikationssignalpulses (z. B. dem Schaltdauerverhältnis zwischen der Dauer des "H"- Pegels und jener des "L"-Pegels, welche nebeneinanderliegen, zu identifizieren, indem nur die zweite Signalserie SGO ver­ wendet wird. Auf diese Weise kann eine Backupsteuerung ver­ wirklicht werden.

Ahnlich bestimmt oder berechnet die Steuertaktberechnungsein­ richtung 104 arithmetisch den Steuerparameter P (Steuertakte) durch Zählen der Winkelpositionssignalpulse, welche in der ersten Signalserie POSR enthalten sind, durch Ausnützen so­ wohl der in der ersten Signalserie POSR enthaltenen Referenz­ position θR als auch des in der zweiten Signalserie SGC ent­ haltenen Zylinderidentifikationssignales, so lange wie der Motorbetrieb normal ist. Im Gegensatz dazu, bei Auftreten der Anormalität (z. B. in dem Fall, daß die erste Signalserie POSR nicht erhältlich ist), spricht die Steuertaktberechnungsein­ richtung 104 auf das von der Anormalitätsentscheidungsein­ richtung 105 abgegebene Anormalitätsentscheidungssignal E an, um dadurch die Backupsteuerung zu verwirklichen, daß nur die zweite Signalserie SGC verwendet wird. Ferner, in dem Fall, in welchem eine Anormalität in der zweiten Signalserie SGC auftritt, führt die Steuertaktberechnungseinrichtung 104 die Backupsteuerung durch gleichzeitiges Zünden der Motorzylinder durch, welche zur gleichen Gruppe gehören, durch Ausnutzen nur des Ergebnisses der Zylindergruppenidentifikation, welche von der Zylindergruppenidentifikationseinrichtung 102 auf der Grundlage der ersten Signalserie POSR durchgeführt wird.

Es sei angemerkt, daß solange der Motorbetrieb normal ist, die Steuertaktberechnungseinrichtung 104 arithmetisch den Steuerparameter P, wie die Zündtakte, die Treibstoffeinpritz­ menge und andere durch Bezugnahme auf Daten bestimmt, welche in der Form einer Tabelle in einem Speicher (nicht abgebil­ det) gespeichert sind, auf der Grundlage von Betriebszustands­ signalen D, welche von einer Vielzahl von Sensoren (nicht ab­ gebildet) zugeführt werden, um dadurch die individuellen Mo­ torzylinder in Übereinstimmung mit dem bestimmten Steuerpara­ metern P zu steuern.

Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 eine ausführlichere Be­ schreibung der Motorsteuervorrichtung gegeben, welche in der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Struktur gemäß der ersten Aus­ führung der vorliegenden Erfindung implementiert ist.

Wie bereits erwähnt, ist die Rotationsscheibe 12, welche die Fortsätze oder Zähne 81a hat, die für jeden vorbestimmten Winkel ausgebildet sind, als auch das nicht-gezahnte Segment 80 und das kontinuierliche Vorstehsegment 83 entsprechend der jeweiligen Zylindergruppen hat, auf der Kurbelwelle 11 mon­ tiert, wobei der Sensor 81b gegenüberliegend zu den Fortsät­ zen 81a, dem nicht-gezahnten Segment 80 und dem kontinuierli­ chen Vorstehsegment 83 angeordnet ist, um dadurch den ersten Signaldetektor 81 zur Erzeugung der ersten Signalserie POSR zu bilden, welche Serie die Winkelpositionssignalpulse ent­ sprechend der jeweiligen Fortsätze oder Zähne 81a und die Re­ ferenzpositionen θR enthält.

In diesem Zusammenhang sollte daran erinnert werden, daß die Reihe von Zähnen 81a teilweise mit dem nicht-gezahnten Ab­ schnitt oder Segment 80 und dem kontinuierlichen Vorstehseg­ ment 83 (an diametral entgegengesetzten Orten auf dem äußeren peripheren Rand der Rotationsscheibe 12 in dem Fall des Vier- Zylindermotors) vorgesehen ist, so daß die erste Signalserie POSR nicht nur die Winkelpositionssignalpulse enthält, son­ dern auch die Pegelintervalle τ1 und T2, welche die Referenz­ positionen θR entsprechend der jeweiligen Zylindergruppen an­ zeigen.

Das nicht-gezahnte Segment 80 und das kontinuierliche Vor­ stehsegment 83 werden durch den Sensor 81b erfaßt, welcher das Vorliegen/Nicht-Vorliegen der Fortsätze oder Zähne 81a in die erste Signalserie POSR (elektrische Signalpulse) trans­ formiert, welche der in dem Mikrocomputer 100 enthaltenen Pe­ gelintervallerfassungseinrichtung einzugeben ist, wobei die Pegelintervalle τ1 und τ2 durch die Pegelintervallerfassungs­ einrichtung 101 erfaßt werden durch Vergleichen der Interval­ le oder Perioden in welchen die Winkelpositionssignalpulse und die Pegelintervallanzeigepulse jeweils erzeugt werden.

Somit enthält die erste Signalserie POSR (siehe Fig. 4), wel­ che bei der Rotation der Kurbelwelle 11 erzeugt wird, die Winkelpositionssignale, welche durch Pulse gebildet werden, die bei jedem vorbestimmten Winkel (z. B. an jedem Kurbelwin­ kel von 1° erzeugt werden, entsprechend der jeweiligen Zähne 81a, wobei das erste Pegelintervall τ1 im nicht-gezahnten Seg­ ment 80 entspricht und das zweite Pegelintervall τ2 dem konti­ nuierlichen Vorstehsegment 83 entspricht, worin die Referenz­ positionen θR der Zylindergruppen durch die Zeitpunkte ange­ zeigt werden, an welchen das erste Pegelintervall τ1 und das zweite Pegelintervall τ2 jeweils abgeschlossen sind.

An diesem Punkt sollte erwähnt werden, daß die Positionen, an welchen die Pegelintervalle τ1 und τ2 abgeschlossen sind, (d. h. die Positionen, an welchen das Erzeugen der darauf fol­ genden Winkelpositionssignale begonnen wird) in der arithme­ tischen Bestimmung der Steuertakte für die Zylindergruppen verwendet werden.

Genauer gesagt, ist die Zylindergruppenidentifikationsein­ richtung 102 so angeordnet, um die spezifische Zylindergruppe und die andere Zylindergruppe selektiv voneinander zu identi­ fizieren, auf der Grundlage nur der Pegelintervalle τ1 und τ2, welche von der Pegelintervallerfassungseinrichtung 101 erfaßt wurden. Somit kann die Steuertaktberechnungseinrich­ tung 104 schnell die Gruppe von Zylindern identifizieren, welche gleichzeitig auf einer Gruppen-zu-Gruppen-Basis gezün­ det werden können. Auf diese Weise kann die Motorsteuerlei­ stungsfähigkeit auf zumindest einem Mindestmaß sichergestellt werden.

Andererseits, solange die Motorsteuervorrichtung normal ar­ beitet, werden die Referenzpositionen θR, welche von der Re­ ferenzpositionserfassungseinrichtung 101A erfaßt werden, der Steuertaktberechnungseinrichtung 104 zusammen mit dem Resul­ tat der durch die Zylinderidentifikationseinrichtung 103 durchgeführten Zylinderidentifikation eingegeben, um für die arithmetische Bestimmung der Steuertakte für die individuel­ len Zylinder verwendet zu werden, wie es auf einer Zylinder­ zu-Zylinder-Basis durchgeführt wird.

Genauer gesagt, enthält die zweite Signalserie SGC, welche entsprechend der Fortsätze 82a erzeugt wird, welche in der auf der Nockenwelle 1 montierten Rotationsscheibe 2 ausgebil­ det sind, die Zylinderidentifikationssignalpulse, wobei der Puls, welcher dem spezifischen oder gegebenen Zylinder, d. h. dem Zylinder #1 entspricht, so eingestellt wird, daß er eine Pulsbreite PW1 hat, die länger ist als die Pulsbreiten PW2 bis PW4 der Pulse, die den anderen Motorzylindern entspre­ chen, dadurch, daß der Fortsatz 82a, welcher dem spezifischen Zylinder entspricht, länger ausgebildet ist als jene der an­ deren Zylinder. Somit kann die Zylinderidentifikationsein­ richtung 103 den spezifischen Zylinder und die anderen Zylin­ der selektiv bestimmen, wodurch die Steuertaktberechnungsein­ richtung 104 eine gewünschte Motorsteuerleistungsfähigkeit auf der Grundlage des Resultats der durch die Zylinderidenti­ fikationseinrichtung 103 ausgeführten Zylinderidentifikation verwirklichen kann.

Solange natürlich die erste Signalserie POSR und die zweite Signalserie SGC fehlerlos erhalten werden, kann die Zylinde­ ridentifikationseinrichtung 103 selektiv den spezifischen Mo­ torzylinder als auch die anderen Zylinder durch Messen der Pulsbreite der zweiten Signalserie SGC während des Zählens der Zahl der Winkelpositionssignalpulse, welche in der ersten Signalserie POSR enthalten sind, identifizieren, wie bereits beschrieben.

Dementsprechend kann die Steuertaktberechnungseinrichtung 104 die Referenzposition θR identifizieren, welche dem Zylinderi­ dentifikationssignalpuls folgt, der als Referenzposition für den gegebenen oder spezifischen Zylinder die maximale Puls­ breite hat, worauf die Referenzpositionen θR für weiter Zy­ linder nacheinander identifiziert werden können, um für die arithmetische Bestimmung des Steuerparamenters P verwendet zu werden.

Wenn jedoch die erste Signalserie POSR nicht normal erhalten werden kann, aufgrund eines Fehlers oder Defekts des in Zu­ sammenhang mit der Kurbelwelle 11 vorgesehenen Sensors 81b (z. B. wenn die erste Signalserie POSR kontinuierlich auf ei­ nem konstanten Pegel bleibt oder eine anormale Pulsbreite aufweist), erzeugt die Anormalitätsentscheidungseinrichtung 105 das Anormalitätsentscheidungssignal E, welches dann der Zylindergruppenidentifikationseinrichtung 102, der Zylinderi­ dentifikationseinrichtung 103 und der Steuertaktberechnungs­ einrichtung 104 eingegeben wird, wie in Fig. 1 ersichtlich ist.

Darauf ansprechend führt die Zylinderidentifikationseinrich­ tung 103 die Zylinderidentifikation auf der Grundlage nur der zweiten Signalserie SGC durch, um dadurch die Backupsteuerung des Steuerparameters P des Verbrennungsmotors zu ermöglichen.

Konkreter gesagt, führt die Zylinderidentifikationseinrich­ tung 103 eine Berechnung und einen Vergleich der Verhältnisse zwischen den "H"-Pegeldauern und den "L"-Pegeldauern der in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Pulse sequentiell durch, um dadurch den spezifischen Motorzylinder auf der Grundlage des Pulses mit der größten Pulsbreite PW1, während welcher die zweite Signalserie SGC auf dem "H"-Pegel ist, zu identifizieren, und dann nacheinander die übrigen Zylinder zu identifizieren.

In diesem Fall kann durch das Setzen der Takte, an welchen die individuellen Pulse der zweiten Signalserie SGC fallen, als Zündtakte für die individuellen Zylinder, die Verbren­ nungsmotor-Steuerleistungsfähigkeit sichergestellt werden, welche zumindest für ein Mindestmaß an Motorsteuerung erfor­ derlich ist.

Ferner, wenn die zweite Signalserie SGC nicht erhältlich ist, aufgrund eines Fehlers oder Defekts des Sensors 82b, welcher in Zusammenhang mit der Nockenwelle 1 vorgesehen ist, kann die Steuertaktberechnungsvorrichtung 104 die Backupsteuerung durchführen, durch Rückgriff auf die gruppenweise Simultan­ zündsteuerung auf der Grundlage nur des Resultats der Zylin­ dergruppenidentifikation, welche auf den in der ersten Si­ gnalserie POSR enthaltenen Pegelintervallen τ1 und τ2 ba­ siert. Somit kann die notwendige Motorsteuerleistungsfähig­ keit zumindest in einem Mindestmaß sichergestellt werden.

Wie man verstehen wird, findet durch das Vorsehen des ersten Signaldetektors 81 zur Erfassung der ersten Signalserie POSR, welche sowohl das Winkelpositionssignal als auch die Pegelin­ tervalle τ1 und τ2 (Referenzpositionen θR) enthält, in Zusam­ menhang mit der Kurbelwelle 11, keine Phasendifferenz auf­ grund des Zwischenschaltens des Übertragungsmechanismus, wie des Riemenantriebsmechanismus, statt. Daher können der Kur­ belwinkel und die Referenzposition θR mit hoher Genauigkeit erfaßt werden, was seinerseits bedeutet, daß sowohl die Zünd­ takte als auch die Treibstoffeinspritzmenge mit hoher Genau­ igkeit gesteuert werden kann.

Ferner, aufgrund der Einstellungen der verschiedenen Pegelin­ tervalle τ1 und τ2 für die jeweiligen Zylindergruppen, kann die spezifische Zylindergruppe bei jeder Erfassung der Refe­ renzposition θR identifiziert werden, wodurch die Gruppe der Motorzylinder, die gleichzeitig gesteuert werden können, schnell und leicht erfaßt werden kann. Somit kann die Zünd­ taktsteuerung und die Treibstoffeinspritzsteuerung schnell und korrekt durchgeführt werden, was insbesondere beim Beginn des Motorbetriebs vorteilhaft ist.

Zusätzlich, sogar in dem Fall, in welchem die erste Signalse­ rie POSR aufgrund eines Fehlers des ersten Signaldetektors 81, oder aus jeden anderen Grund nicht erhalten werden kann, kann die Backup-Funktion sowohl für die Motorzylinderidenti­ fikation als auch für die Referenzpositionsidentifikation verwirklicht werden auf der Grundlage der Schaltdauer der in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Impulse, wodurch die Zündtaktsteuerung und die Treibstoffeinspritzsteuerung durch die Backupsteuerung kontinuierlich aufrecht erhalten werden können.

Ausführung 2

In dem Fall der Motorbetriebstakt-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführung der Erfindung, wie oben beschrieben, wird die Pulsbreite PW1 des Zylinderidentifikationssignals für den gegebenen oder spezifischen Zylinder #1 unterschiedlich ge­ macht von jenen der Zylinderidentifikationssignale für die übrigen Motorzylinder, um dadurch zu erlauben, daß der spezi­ fische Motorzylinder selektiv von den anderen identifiziert wird. Jedoch kann die Identifikation des spezifischen Motor­ zylinders dadurch verwirklicht werden, daß der Zylinderiden­ tifikationssignalpuls für den spezifischen Zylinder die Refe­ renzposition θR in der Phase überlappt, so daß der spezifi­ sche Zylinder auf der Grundlage des Pegels der zweiten Si­ gnalserie SGC an der Referenzposition θR identifiziert werden kann.

In diesem Fall identifiziert der zweite Signalserienpuls (SGC), welcher den "H"-Pegel an der Referenzposition θR ein­ nimmt, die Referenzposition des spezifischen Zylinders (Zylinder #1), während die zweiten Signalserienpulse (SGC), welche auf dem "L"-Pegel an den Referenzpositionen θR sind, den Referenzpositionen für die übrigen Zylinder entsprechen.

Somit kann mit der in der vorliegenden Ausführung verwirk­ lichten Lehre der vorliegenden Erfindung, der Motorzylinder identifiziert werden durch Bezugnahme auf den Pegel der zwei­ ten Signalserienpulse (SGC) bei jeder Erfassung der Referenz­ position θR, so daß es unnötig ist, die Pulsbreite des Zylin­ deridentifikationssignals zu messen. Dementsprechend können die individuellen Motorzylinder schnell und leicht identifi­ ziert werden, wodurch die Zündtaktsteuerung als auch die Treibstoffeinspritzsteuerung des Verbrennungsmotors optimal und schnell ansprechend durchgeführt werden kann.

Ausführung 3

In der Motorbetriebssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung, wird eine Anordnung gewählt, so daß ein zusätzlicher Impuls zusätzlich zu dem Identifikationssignalpuls des spezifischen Zylinders in dessen Nähe in einem vorbestimmten Winkelbereich erzeugt wird. Fig. 5 ist ein Si­ gnalformdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebes der Mo­ torsteuervorrichtung gemäß der augenblicklichen Ausführung der Erfindung, in welcher ein zusätzlicher Puls Ps in der Nä­ he des Identifikationssignalpulses des spezifischen Motorzy­ linders erzeugt wird.

Obwohl gezeigt wird, daß ein zusätzlicher Puls unmittelbar vor dem Puls zur Identifizierung des spezifischen Zylinders erzeugt wird, sollte klar sein, daß solch ein zusätzlicher Puls in der Folge des den spezifischen Zylinder identifizie­ renden Signalpulses eingefügt werden kann. Ferner kann eine beliebige Anzahl solcher zusätzlichen Pulse eingefügt werden.

Mit der zweiten Signalserie SGC der in Fig. 5 gezeigten Si­ gnalform kann der spezifische oder gegebene Motorzylinder schnell selektiv identifiziert werden durch Erfassen des Vor­ liegens oder Nicht-Vorliegens des zusätzlichen Pulses Ps in­ nerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs in der Nähe des intrinsischen Motorzylinder-Identifikationssignalpulses für den spezifischen Zylinder, ohne die Notwendigkeit der Messung der Pulsbreite.

Genauer gesagt, solange die erste Signalserie POSR und die zweite Signalserie SGC normal erzeugt werden, ist es möglich, den zusätzlichen Puls Ps zu erfassen, welcher innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs relativ zu dem Identifikationspuls des spezifischen Motorzylinders erzeugt wird, welcher in der zweiten Signalserie SGC enthalten ist, durch Zählen der Win­ kelpositionssignalpulse, welche in der ersten Signalserie POSR enthalten sind, wie bereits beschrieben.

Andererseits, wenn die erste Signalserie POSR nicht erhalten werden kann, kann die Existenz des zusätzlichen Pulses Ps in­ nerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs selektiv erfaßt wer­ den durch Vergleichen der Schaltdauerverhältnisse der in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Pulse durch einen ähnli­ chen Vorgang wie oben beschrieben.

Auf diese Weise kann die Steuertaktberechnungseinrichtung 104 ohne Unterbrechung die gewünschte Backupsteuerung verwirkli­ chen durch Verwendung der Steuertakte der fallenden Zeitpunk­ te der in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Pulse (die oben erwähnten fallenden Zeitpunkte stimmen für die individu­ ellen Motorzylinder miteinander überein, wie durch Pfeile in Fig. 6 angedeutet), sogar wenn die erste Signalserie POSR nicht erhältlich ist.

Ausführung 4

In dem Fall der Motorbetriebssteuervorrichtung gemäß der bis­ herigen Ausführungen, sind die Pegelintervallerfassungsein­ richtung 101 und die Zylindergruppenidentifikationseinrich­ tung 102 so angeordnet, um die Zylindergruppen durch Erfassen der Pegelintervalle τ1 und T2 aus den Winkelpositionssignal auf der Grundlage nur der ersten Signalserie POSR zu identi­ fizieren. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, die Pegelin­ tervalle τ1 und τ2 und die Zylindergruppen durch Erfassen der Pulsflanken der in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Pulse zu identifizieren.

Fig. 6 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebes der Motorsteuervorrichtung gemäß einer vierten Aus­ führung der Erfindung. Unter Bezugnahme auf die Figur sind bei (a) und (b) jeweils Signalformen der zweiten Signalserie SGC veranschaulicht, welche sich voneinander unterscheiden. Genauer gesagt, ist in (a) in Fig. 6a eine Signalform der zweiten Signalserie SGC veranschaulicht, in welcher der Puls des Zylinderidentifikationssignals zur Identifizierung des spezifischen Zylinders eine größere Breite hat, während in (b) eine Signalform der zweiten Signalserie SGC veranschau­ licht ist, in welcher ein zusätzlicher Puls Ps zur Identifi­ zierung des spezifischen Zylinders unmittelbar vor dem Iden­ tifikationspuls des spezifischen Zylinders eingefügt ist, wo­ bei die fallenden Flanken der individuelle Zylinder identi­ fizierenden Signalpulse so eingestellt sind, um innerhalb des ersten Pegelintervalls τ1 oder des zweiten Pegelintervalls τ2 aufzutreten.

In diesem Fall prüft die Pegelintervallerfassungseinrichtung 101 den Pegel der ersten Signalserie POSR an Zeitpunkten, an welchen die in der zweiten Signalserie SGC enthaltenen Zylin­ deridentifikationspulse jeweils erfaßt werden. Wenn erfaßt wird, daß der Pegel der erfaßten ersten Signalserie niedrig oder "L" ist, dann kann des erste Pegelintervall τ1 sofort identifiziert werden, während wenn der Pegel der ersten Si­ gnalserie hoch oder "H" ist, kann das zweite Pegelintervall sofort identifiziert werden.

Ahnlich kann die Zylindergruppenidentifikationseinrichtung 102 sofort bestimmen, ob die Referenzposition θR, welche in der Folge jeder der folgenden Flanken für die Zylinderidenti­ fikationssignalpulse erfaßt wird, der spezifischen Zylinder­ gruppe oder der anderen Zylindergruppe entspricht.

Durch Ausnutzen des Resultats der oben beschriebenen Identi­ fikation kann die Steuertaktberechnungseinrichtung 104 schnell die gruppenbasierte, gleichzeitig Zylindersteuerung durchführen, beispielsweise beim Anlassen des Motors.

Ausführung 5

In den Motorbetriebssteuervorrichtungen gemäß der vorherge­ henden Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden die Zy­ lindergruppen und die individuellen Zylinder selektiv auf der Grundlage der Referenzpositionen θR identifiziert, welche in der Folge der fallenden Flanken der Zylinderidentifikations­ signalpulse erfaßt werden. Es ist jedoch gleichermaßen mög­ lich, die Zylindergruppen und die individuellen Zylinder auf der Grundlage der Referenzpositionen θR zu identifizieren, welche in der Folge der steigenden Flanken der Zylinderiden­ tifikationssignalpulse erfaßt werden.

Fig. 7 ist ein Signalformdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs der Motorsteuervorrichtung gemäß einer fünften Aus­ führung der Erfindung, welche so angeordnet ist, um die Zy­ lindergruppen und individuellen Zylinder zu identifizieren.

Genauer gesagt, wird in Fig. 7a eine Signalform gezeigt zur Veranschaulichung des Steuerbetriebs in dem Fall, in welchem die steigende Flanke jedes Motorzylinderidentifikationspulses während des Pegelintervalls τ1 oder τ2 auftritt, während in (b) eine Signalform gezeigt ist, in welcher die steigende Flanke jedes Motorzylinderidentifikationssignalspulses außer­ halb der Intervalle τl und τ2 auftritt, und einer der in Übereinstimmung mit jeder Zylindergruppe erzeugten Pulse hat eine längere Dauer als die des anderen Pulses. Ferner ist in (c) eine Signalform gezeigt zur Veranschaulichung des Steuer­ betriebs, in welchem ein zusätzlicher Puls Ps in der Nähe des den spezifischen Zylinder identifizierenden Signalpulses ein­ gefügt ist.

In jeder der Fig. 7(a) bis (c) sind die steigenden Flanken der individuellen Zylinderidentifikationssignalpulse so ein­ gestellt, um zu einem gleichen Zeitpunkt relativ zur Refe­ renzposition θR aufzutreten, so daß sie für die Backupsteue­ rung verwendet werden können, welche bei Auftreten eines Feh­ lers in der ersten Signalserie POSR durchgeführt wird.

Genauer gesagt können, unter Bezugnahme auf Fig. 7(a) bei Erfassung der ansteigenden Flanken der Zylinderidentifikati­ onspulse, die Zylindergruppen sofort selektiv identifiziert werden durch Überprüfen des Pegels der ersten Signalserie POSR.

Andererseits, in den in (b) und (c) veranschaulichten Fällen, können sowohl die Zylindergruppen als auch die Zylinder so­ fort identifiziert werden, auf der Grundlage der Referenzpo­ sitionen θR, welche in der Folge der steigenden Flanken der Zylinderidentifikationssignalpulse erfaßt werden. Insbesonde­ re kann in dem in (c) veranschaulichten Fall der spezifische Zylinder sicher erfaßt werden aufgrund des Vorliegens des zu­ sätzlichen Pulses Ps, wodurch die Zuverlässigkeit der Motor­ betriebssteuervorrichtung weiter verbessert werden kann. In jedem Fall kann die beschriebenen Backupsteuerung kontinuier­ lich aufrecht erhalten werden, sogar wenn die erste Signalse­ rie POSR oder die zweite Signalserie SGC eine Anormalität er­ fährt.

Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung offensichtlich, und es ist somit beabsichtigt, durch die angehängten Ansprüche alle Merkmale und Vorteile des Systems abzudecken, welche inner­ halb des wahren Geistes und Umfangs der Erfindung fallen. Ferner, da zahlreiche Modifikationen und Kombinationen dem Fachmann in den Sinn kommen werden, ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den exakten Be­ trieb, welche gezeigt und beschrieben wurden zu beschränken.

Im Wege eines Beispiels können die Funktionen der verschiede­ nen Einrichtungen 101, 101A, 102, 103, 104 und 105, welche zuvor erwähnt wurden, Software-artig durch Bereitstellen ent­ sprechender Programme implementiert werden, welche von einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU) des Mikrocomputers 100 aus­ zuführen sind, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfer­ nen. Ferner können die Fortsätze 82a der Rotationsscheibe 2 Längen haben, welche sich voneinander unterscheiden, zur Identifikation der jeweiligen individuellen Zylinder. Selbst­ verständlich können die zusätzlichen Pulse Ps erzeugt werden durch Bildung entsprechender Fortsätze auf den äußeren peri­ pheren Rand der Rotationsscheibe 2. Zusätzlich, obwohl die Erfindung unter der Annahme beschrieben wurde, daß sie auf einen Vierzylinderverbrennungsmotor angewendet wird, kann das grundlegende Konzept der Erfindung auf andere Arten von Verbrennungsmotoren angewendet werden. Es versteht sich von selbst, daß eine Alarmfunktion zur Anzeige des Auftretens ei­ ner Anormalität nach dessen Auftreten in der ersten oder zweiten Signalserie (POSR, SGC) eingefügt werden kann. Fer­ ner, obwohl beschrieben wurde, daß der Puls zur Identifizie­ rung des spezifischen oder gegebenen Motorzylinders oder der Zylindergruppe eine längere Dauer als die anderen Pulse hat, versteht sich von selbst, daß der Identifikationspuls auch eine kürzere Dauer haben kann.

Dementsprechend fallen alle geeigneten Modifikationen und Äquivalente, auf die man sich zurückziehen könnte, in den Geist und Umfang der Erfindung.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Verbren­ nungsmotors, umfassend:
eine erste Signalerfassungsvorrichtung zur Erzeugung ei­ ner ersten Signalserie synchron mit der Rotation einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors;
eine zweite Signalerfassungsvorrichtung zur Erzeugung einer zweiten Signalserie synchron mit der Rotation ei­ ner Nockenwelle, welche mit einem Geschwindigkeitsminde­ rungsverhältnis von "1/2" relativ zur Kurbelwelle ange­ trieben wird; und
eine Steuervorrichtung zur Steuerung mindestens eines mit dem Betrieb des Verbrennungsmotors in Verbindung stehenden Parameters, auf der Grundlage mindestens der ersten oder zweiten Signalserie;
wobei die erste Signalserie ein Winkelpositionssignal enthält, das an jeder vorbestimmten Winkelposition der Kurbelwelle erzeugt wird, ein erstes Pegelintervall, welches einer Referenzposition einer spezifischen Zylin­ dergruppe des Motors entspricht, und ein zweites Pege­ lintervall, welches einer Referenzposition einer weite­ ren Zylindergruppe entspricht, und eine Polarität hat, die sich von jener des ersten Pegelintervalls unter­ scheidet;
wobei die zweite Signalserie Pulse enthält, die den je­ weiligen Zylindern entsprechen, und ein Zylinderidenti­ fikationssignal zur Identifizierung mindestens eines ge­ gebenen Zylinders, worin eine Pulsform des Zylinderiden­ tifikationssignals für den gegebenen Zylinder sich von jener für die anderen Motorzylinder unterscheidet;
wobei die Steuervorrichtung umfaßt:
eine Pegelintervallerfassungseinrichtung zur Erfassung der ersten und zweiten Pegelintervalle auf der Grundlage der ersten Signalserie;
eine Referenzpositionserfassungseinrichtung zur Erfas­ sung der Referenzpositionen der jeweiligen Motorzylinder auf der Grundlage des Winkelpositionssignals und der er­ sten und zweiten Pegelintervalle;
eine Zylindergruppenidentifiziereinrichtung zur Identi­ fizierung der Zylindergruppen auf der Grundlage der er­ sten und zweiten Pegelintervalle;
eine Zylinderidentifiziereinrichtung zur selektiven Identifizierung jeder der Motorzylinder auf der Grundla­ ge mindestens der zweiten Signalserie; und
eine Steuertaktberechnungseinrichtung zur arithmetischen Bestimmung der Steuertakte zur Steuerung des Parameters auf der Grundlage des Ergebnisses der Zylinderidentifi­ kation, welche durch die Zylinderidentifikationsvorrich­ tung durchgeführt wird, und der zweiten Signalserie.

2. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zylinderidentifikationssignal der zweiten Signalse­ rie zur Identifizierung des gegebenen Zylinders durch einen Puls gebildet wird, welcher eine Phase hat, die jener des ersten Pegelintervallsignals überlappt,
die Zylinderidentifikationsvorrichtung den gegebenen Zy­ linder auf der Grundlage eines Signalpegels der zweiten Signalserie zu einem Zeitpunkt identifiziert, an welchem die von dem ersten Pegelintervall angezeigte Referenzpo­ sition erfaßt wird.

3. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuertaktberechnungseinrichtung so angeordnet ist, um arithmetisch die Steuertakte für den Parameter durch Zählen der Pulse des Winkelpositionssignals zu bestim­ men.

4. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Pegelintervall einem niedrigen Pegelintervall entspricht, während welchem das Pegelpositionssignal nicht kontinuierlich erzeugt wird, während das zweite Pegelintervall ein hohes Pegelintervall ist, während welchem Pulse des Winkelpositionssignals kontinuierlich verkettet sind; und
Abschlußenden der ersten und zweiten Pegelintervalle so gewählt sind, um den Referenzpositionen der jeweiligen individuellen Zylindergruppen zu entsprechen.

5. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zylinderidentifikationssignal, welches in der zwei­ ten Signalserie enthalten ist, so erzeugt wird, daß die Puls flanke des Zylinderidentifikationssignals innerhalb des in der ersten Signalserie enthaltenen ersten oder zweiten Pegelintervalls auftritt; und
die Pegelintervallerfassungsvorrichtung so ausgelegt ist, um das erste oder zweite Pegelintervall auf der Grundlage des Pegels der ersten Signalserie zu dem Zeit­ punkt zu erfassen, an welchem die Pulsflanke des Zylin­ deridentifikationssignals auftritt.

6. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zylinderidentifikationssignal einen Puls enthält zur Identifizierung des gegebenen Zylinders, wobei die Puls­ breite des Pulses, welche den gegebenen Zylinder identi­ fiziert, sich von jener der anderen Pulse zur Identifi­ zierung der anderen Motorzylinder unterscheidet.

7. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zylinderidentifikationssignal einen zusätzlichen Puls enthält, welcher innerhalb eines vorbestimmten Win­ kels in der Nähe des Zylinderidentifikationssignalpulses zur Identifizierung des gegebenen Zylinders erzeugt wird.

8. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylinderidentifikationsvorrichtung so implementiert ist, um ein Zeitintervall zu messen, während welchem das Zylinderidentifikationssignal erzeugt wird, auf der Grundlage eines Zählwerts der in dem Winkelpositions­ signal während des Zeitintervalls enthaltenen Pulses, um somit selektiv die individuellen Motorzylinder voneinan­ der auf der Grundlage der Resultate dieser Messung zu identifizieren.

9. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zylinderidentifikationsvorrichtung so implementiert ist, um die individuellen Motorzylinder auf der Grundla­ ge der Verhältnisse der Zeitintervalle, während welcher die Zylinderidentifikationssignale erzeugt werden, zu identifizieren.

10. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Signalerfassungseinrichtung enthält:
eine erste Rotationsscheibe, welche fest auf der Kurbel­ welle montiert ist, um mit dieser mit zu rotieren, wobei die erste Rotationsscheibe einen äußeren peripheren Rand hat, welcher mit einer Anzahl von radial nach außen von der ersten Rotationsscheibe vorstehenden Zähnen ausge­ bildet ist, welche einen Abstand haben, der dem vorbe­ stimmten Winkel der Kurbelwelle entspricht, ein nicht gezahntes Segment, welches sich entlang der äußeren Pe­ ripherie der ersten Rotationsscheibe über einen vorbe­ stimmten Winkelbereich erstreckt und in welchem keine Zähne vorhanden sind, und ein kontinuierliches Vorsteh­ segment, welches im wesentlichen diametral entgegenge­ setzt zu dem nichtgezahnten Segment über einen vorbe­ stimmten Winkelbereich ausgebildet ist, wobei das konti­ nuierliche Vorstehsegment einen Höhe hat, welche sich von jener des nichtgezahnten Segmentes in der Radial­ richtung der Rotationsscheibe betrachtet unterscheidet; und
eine erste Sensoreinrichtung, welche stationär gegenüber dem äußeren peripheren Rand der ersten Rotationsscheibe zur Erfassung der Zähne, des nichtgezahnten Segments und des kontinuierlichen Vorstehsegments angeordnet ist, um somit die erste Signalserie zu erzeugen, welche das Win­ kelpositionssignal, den ersten Pegelintervall und den zweiten Pegelintervall enthält;
wobei die zweite Signalerfassungsvorrichtung enthält:
eine zweite Rotationsscheibe, welche fest auf einer Nockenwelle des Motors montiert ist, um mit dieser mit zu rotieren, wobei die Nockenwelle operativ mit der Kurbel­ welle mittels einer Übertragungsvorrichtung verbunden ist, welche ein Minderungsverhältnis von "1/2" hat, wo­ bei die zweite Rotationsscheibe einen äußeren peripheren Rand hat, welcher mit einer vorbestimmten Anzahl von Vorkragungen ausgebildet ist, welche sich radial nach außen mit dazwischen liegendem Winkelgleichabstand er­ strecken, wobei mindestens eine der Vorkragungen eine Länge hat, welche sich von jener der anderen Vorkragun­ gen unterscheidet, in der Blickrichtung der Umfangsrich­ tung der zweiten Rotationsscheibe, wobei die vorbestimm­ te Anzahl gleich einer Anzahl von Zylindern des Verbren­ nungsmotors ist; und
eine zweite Sensorvorrichtung, welche stationär gegen­ über dem äußeren peripheren Rand der zweiten Rotations­ scheibe zur Erfassung der radialen Vorkragungen angeord­ net ist, um somit die zweite Signalserie zu erzeugen, welche die Pulse enthält, wobei der Puls für den gegebe­ nen Zylinder ansprechend auf die Erfassung der minde­ stens einen Vorkragung erzeugt wird.

11. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Position einer Hinterflanke des nichtgezahnten Seg­ mentes in der Blickrichtung einer Rotationsrichtung der ersten Rotationsscheibe so ausgewählt ist, um die Refe­ renzposition zur Bestimmung der Steuertakte für die spe­ zifische Zylindergruppe zu definieren, welche die Motor­ zylinder enthält, welche im wesentlichen gleichzeitig gesteuert werden können, während die Position einer Hin­ terflanke des kontinuierlichen Vorstehsegments in der Blickrichtung einer Rotationsrichtung der ersten Rotati­ onsscheibe so gewählt ist, um die Referenzposition zur Bestimmung der Steuertakte für die andere Zylindergruppe zu definieren, welche die Motorzylinder enthält, die im wesentlichen gleichzeitig gesteuert werden können.

12. Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Verbren­ nungsmotors, umfassend:
eine erste Signalerfassungsvorrichtung zur Erzeugung ei­ ner ersten Signalserie synchron mit der Rotation einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors;
eine zweite Signalerfassungsvorrichtung zur Erzeugung einer zweiten Signalserie synchron mit der Rotation ei­ ner Nockenwelle, welche mit einem Geschwindigkeitsminde­ rungsverhältnis von "1/2" relativ zur Kurbelwelle ange­ trieben wird; und
eine Steuervorrichtung zur Steuerung mindestens eines Parameters, welcher in Beziehung zum Betrieb des Ver­ brennungsmotors steht, auf der Grundlage mindestens ei­ ner der ersten und zweiten Signalserien;
wobei die erste Signalserie ein Winkelpositionssignal enthält, welches an jeder vorbestimmten Winkelposition der Kurbelwelle erzeugt wird, ein erstes Pegelintervall, welches einer Referenzposition einer spezifischen Zylin­ dergruppe des Motors entspricht, und ein zweites Pege­ lintervall, welches einer Referenzposition einer weite­ ren Zylindergruppe entspricht, und welches eine Polari­ tät, die sich von jener des ersten Pegelintervalls un­ terscheidet, hat;
wobei die zweite Signalserie Pulse enthält, welche den jeweiligen Zylindern entsprechen, und ein Zylinderiden­ tifikationssignal für zumindest einen gegebenen Zylin­ der, wobei eine Pulsform des Zylinderidentifikations­ signals für den gegebenen Zylinder sich von jener für die übrigen Motorzylinder unterscheidet;
wobei die Steuervorrichtung umfaßt:
eine Pegelintervallerfassungseinrichtung zur Erfassung der ersten und zweiten Pegelintervalle auf der Grundlage der ersten Signalserie;
eine Referenzpositionserfassungseinrichtung zur Erfas­ sung der Referenzpositionen der jeweiligen Motorzylin­ der, auf der Grundlage des Winkelpositionssignals und der ersten und zweiten Pegelintervalle;
eine Zylindergruppenidentifiziereinrichtung zur Identi­ fizierung der Zylindergruppen auf der Grundlage der er­ sten und zweiten Pegelintervalle;
eine Zylinderidentifiziereinrichtung zur selektiven Identifizierung jeder der Motorzylinder auf der Grundla­ ge zumindest der zweiten Signalserie;
eine Steuertaktberechnungseinrichtung zur arithmetischen Bestimmung der Steuertakte zur Steuerung des Parameters auf der Grundlage des Resultats der von der Zylinderi­ dentifiziereinrichtung durchgeführten Zylinderidentifi­ kation und der zweiten Signalserie; und
eine Anormalitätsentscheidungseinrichtung zur Erzeugung und Ausgabe eines Anormalitätsentscheidungssignals an die Zylinderidentifiziereinrichtung, die Zylindergruppe­ nidentifiziereinrichtung und die Steuertaktberechnungs­ einrichtung, nach Erfassung eines Fehlers in der ersten oder zweiten Signalserie.

13. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
nach Erfassen des Auftretens einer Anormalität in der zweiten Signalserie durch die Anormalitätsentscheidungs­ einrichtung, die Zylindergruppenidentifikationseinrich­ tung auf die Ausgabe der Anormalitätsentscheidungsein­ richtung anspricht, um dadurch die spezifische Zylinder­ gruppe und die andere Zylindergruppe auf der Grundlage der Pegelintervalle zu identifizieren, welche von der Pegelintervallerfassungseinrichtung erfaßt werden, wobei jede der Zylindergruppen die Zylinder enthält, welche im wesentlichen gleichzeitig gesteuert werden können; und
wobei die Steuertaktberechnungsvorrichtung arithmetisch die Steuertakte für die spezifische Zylindergruppe und die übrigen Zylindergruppen auf der Grundlage der Ausga­ be der Zylindergruppenidentifikationseinrichtung be­ stimmt.

14. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach An­ spruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
nach Erfassung des Auftretens einer Anormalität in der ersten Signalserie durch die Anormalitätsentscheidungs­ einrichtung, die Zylinderidentifikationseinrichtung auf die Ausgabe der Anormalitätsentscheidungseinrichtung an­ spricht, um dadurch die jeweiligen Motorzylinder auf der Grundlage der Schaltdauerverhältnisse der in der zweiten Signalserie enthaltenen Pulse zu identifizieren; und
die Steuertaktberechnungseinrichtung arithmetisch die Steuertakte für die jeweiligen Motorzylinder auf der Grundlage der Ausgabe der Zylinderidentifikationsein­ richtung bestimmt.