DE19714963A1 - Motorzeitsteuereinrichtung und Betriebsverfahren dafür - Google Patents
Motorzeitsteuereinrichtung und Betriebsverfahren dafürInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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Description
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrich
tung und ein Verfahren zur Motorzeitsteuerung und ins
besondere auf eine Einrichtung und ein Verfahren, welches
eine Motorzeitsteuerung durch Abfühlen der Drehung von
der Nockenwelle oder der Kurbelwelle vorsieht.
Die Zeitsteuerung eines Verbrennungsmotors muß genau ge
steuert werden, so daß Emissionen minimiert werden und
daß der Motor mit dem höchsten Wirkungsgrad läuft. Bei
Kompressions-Dieselmotoren tritt eine Zündung auf, und
zwar auf ein Einspritzen des Brennstoffes in einen Zylin
der hin, der Luft enthält, die von einem Kolben zusammen
gedrückt worden ist, der im Zylinder beweglich ist. Die
"Zeitsteuerung" eines solchen Motors ist definiert als
die Zeit, zu der eine Brennstoffeinspritzvorrichtung be
trieben wird, um Brennstoff in den Zylinder einzusprit
zen, und zwar relativ zu der Zeit, zu der der Kolben eine
Position erreicht, die als "oberer Totpunkt" im Zylinder
bekannt ist, der das Ende des Kolbenhubes erreicht hat.
Gegenwärtige Motoren des Standes der Technik weisen typi
scherweise elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritz
vorrichtungen auf, was einen wirkungsvollen Motorbetrieb
unter maximaler Leistung bewirkt.
Bei solchen Motoren, die elektronische Brennstoffein
spritzvorrichtungen verwenden, muß die Position des Kol
bens innerhalb des Zylinders relativ zum oberen Totpunkt
gemessen werden. Diese Messungen müssen genau sein, um
den Motorbetriebswirkungsgrad zu maximieren. Sobald je
doch das hochgenaue Meßsystem versagt, wird die gesamte
Motorsteuerung abgeschaltet werden. Folglich ist es wün
schenswert, Redundanz in das System einzuführen, um ein
katastrophales Versagen des Motorsteuersystems zu verhin
dern.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines
oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine
Einrichtung zur Bestimmung der Zeitsteuerung eines Ver
brennungsmotors mit einer Kurbelwelle, einer Nockenwelle
und einer Vielzahl von Zylindern offenbart, die jeweils
eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrich
tung besitzen. Eine Kurbelwellenabfühlvorrichtung über
wacht die Drehung der Motorkurbelwelle und erzeugt darauf
ansprechend eine Kurbelwellen-Impulsabfolge. Zusätzlich
überwacht eine Nockenwellen-Abfühlvorrichtung die Drehung
der Motornockenwelle und erzeugt darauf ansprechend eine
Nockenwellen-Impulsabfolge. Eine Motorsteuerung empfängt
die Kurbelwellen- und Nockenwellenimpulsabfolgen und be
stimmt darauf ansprechend die Periode jedes Impulses, be
stimmt die Drehposition der Kurbelwelle und der Nocken
welle und erzeugt ein Einspritzsignal relativ zu einer
der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen an die
Einspritzvorrichtung, um die Brennstoffeinspritzung ein
zuleiten.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei
Bezug auf die Begleitzeichnungen genommen, in denen die
Figuren folgendes darstellen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches einen Verbrennungsmotor
in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltung,
die mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung assoziiert ist; und
Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches die Programmsteuerung
darstellt, die mit dem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung assoziiert ist.
Mit Bezug auf die Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 105
gezeigt, der eine Vielzahl von Zylindern 110 aufweist.
Jeder Zylinder weist einen Kolben 115 auf, der mit einer
Kurbelwelle 120 verbunden ist, ein Einlaß- und ein Aus
laßventil 125, 130, die mit einer Nockenwelle 135 verbun
den sind, und eine elektronische elektromagnetbetriebene
Brennstoffeinspritzvorrichtung 140. Jede Brennstoffein
spritzvorrichtung 140 weist eine Elektromagnetspule auf,
die von einer Elektromagnetantriebsschaltung bzw.
-treiberschaltung erregt wird, die Teil einer Motorsteue
rung 145 ist.
Kurbelwellenabfühlmittel 150 überwachen die Drehung der
Motorkurbelwelle 120 und erzeugen darauf ansprechend eine
Kurbelwellenimpulsabfolge. Die Kurbelwellenabfühlmittel
150 weisen ein Kurbelwellenabfühlrad 155 mit einer Viel
zahl von voneinander beabstandeten Zähnen auf, die mit
der Kurbelwelle 120 verbunden sind. Zusätzlich weisen die
Kurbelwellenabfühlmittel eine erste Magnetaufnehmervor
richtung 160 auf, die benachbart zum Kurbelwellenabfühl
rad 155 gelegen ist. Die Drehung der Kurbelwelle bewirkt,
daß die Zähne des Kurbelwellenabfühlrades an der Kurbel
wellen-Magnetaufnehmervorrichtung vorbeilaufen. Die er
ste Magnetaufnehmervorrichtung fühlt jedes Vorbeilaufen
eines Zahns des Kurbelwellenabfühlrades ab und erzeugt
darauf ansprechend die Kurbelwellen-Impulsabfolge. Jeder
Impuls der Kurbelwellen-Impulsabfolge zeigt einen Kurbel
wellen-Abfühlradzahn an.
Nockenwellenabfühlmittel 160, die den Kurbelwellenabfühl
mitteln 150 ähnlich sind, überwachen die Drehung der Mo
tornockenwelle 135 und erzeugen darauf ansprechend eine
Nockenwellen-Impulsabfolge. Die Nockenwellenabfühlmittel
160 weisen ein Nockenwellenabfühlrad 165 mit einer Viel
zahl von voneinander beabstandeten Zähnen auf, welches
mit der Nockenwelle 135 verbunden ist. Zusätzlich weisen
die Nockenwellenabfühlmittel 160 eine zweite Magnetauf
nehmervorrichtung 170 auf, die benachbart zum Nockenwel
lenabfühlrad 165 gelegen ist. Die Drehung der Nockenwelle
bewirkt, daß die Zähne des Nockenwellenabfühlrades an
der zweiten Magnetaufnehmervorrichtung vorbeilaufen. Die
zweite Magnetaufnehmervorrichtung fühlt jeden vorbeilau
fenden Zahn des Nockenwellenabfühlrades ab und erzeugt
darauf ansprechend die Nockenwellen-Impulsabfolge. Jeder
Impuls dem Nockenwellen-Impulsabfolge zeigt ein Nocken
wellen-Abfühlradzahn an.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzen sowohl das
Kurbelwellenabfühlrad als auch das Nockenwellenabfühlrad
36 gleich beabstandete Zähne. Die Beabstandung von Zahn
zu Zahn des Nockenwellenabfühlrades ist 20 Motorgrad,
während die Beabstandung von Zahn zu Zahn des Kur
belwellenabfühlrades 10 Motorgrad ist. Darüber hinaus
weist das Nockenwellenabfühlrad zusätzlich entweder einen
oder drei Referenz- bzw. Bezugszähne auf, die um die 36
Zähne in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind, wäh
rend das Kurbelwellenabfühlrad einen oder drei zusätzli
che Schlitze aufweist, die an vorbestimmten Stellen um
die 36 Zähne herum angeordnet sind. Ein Schlitz wird als
die Beabstandung zwischen zwei benachbarten Zähnen defi
niert. Das vorbestimmte Muster jedes der Abfühlräder ent
spricht der oberen Totpunktposition (TDC = top-dead-center)
des Zylinders Nr. 1. Folglich zeigt die Detektie
rung des vorbestimmten Musters die vollständige Drehung
der speziellen Welle an, d. h. der Kurbelwelle oder der
Nockenwelle. Somit stellt jeder Impuls der jeweiligen Im
pulsabfolge die Winkelposition der speziellen Welle dar,
und stellt zusätzlich die Wellendrehzahl und daher die
Motordrehzahl dar.
Es sei bemerkt, daß ein zusätzliches Zahnmuster für das
Nockenwellenabfühlrad bevorzugt wird, da eine vorbestimm
te Auflösungsgröße beibehalten wird. Jedoch wird ein Mu
ster mit einem fehlenden Zahn auf dem Kurbelwellenabfühl
rad verwendet, da ein Muster mit zusätzlichem Zahn auf
Grund der hohen Drehgeschwindigkeiten der Kurbelwelle bei
hohen Motordrehzahlen nicht detektierbar wäre. (Eine ein
zige Umdrehung des Nockenwellenabfühlrades stellt 720 Mo
torgrade oder einen vollständigen Motorzyklus dar; wäh
rend eine einzige Umdrehung des Kurbelwellenabfühlrades
360 Grad oder einen halben Motorzyklus darstellt.) Jedoch
opfert das Muster mit fehlendem Zahn des Kurbelwellenab
fühlrades keine beträchtliche Auflösung, da die Beabstan
dung von Zahn zu Zahn der Kurbelwelle ein größeres Ausmaß
an Auflösung bietet, auch bei dem Muster mit fehlendem
Zahn.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Teils der
Motorsteuerung 145 gezeigt, der mit der vorliegenden Er
findung assoziiert ist. Die spezielle Schaltungskonfigu
ration zur Ausführung der Erfindung ist eine Angelegen
heit der Konstruktionsauswahl und ist bei der vorliegen
den Erfindung nicht kritisch.
Eine digitale Logikschaltung 205 empfängt die Kurbelwel
len- und Nockenwellenimpulsabfolge. Ein Mikroprozessor
210 bestimmt, welche Impulsabfolge als Bezug für die
Brennstoffeinspritzung zu verwenden ist, und liefert ein
Auswahlsignal an die digitale Logikschaltung 205. Anspre
chend auf das Auswahlsignal liefert die digitale Logik
schaltung 205 ein Clock- bzw. Taktsignal mit einer Fre
quenz, die gleich der ausgewählten Impulsabfolge ist, und
zwar an eine programmierbare Timer- bzw. Zeitsteuerungs
schaltung 215. Die programmierbare Zeitsteuerungsschal
tung 215 empfängt zusätzlich die Kurbelwellen- und Noc
kenwellen-Impulsabfolgen und bestimmt darauf ansprechend
die Periode jedes Impulses. Eine Periode ist als das Zei
tintervall zwischen den ansteigenden Kanten der aufeinan
derfolgenden Impulse definiert. Insbesondere empfängt die
programmierbare Zeitsteuerschaltung 215 die Kurbelwellen-
und Nockenwellen-Impulsabfolgen, sampelt bzw. nimmt jeden
Impuls jeder Impulsabfolge mit einer Sample- bzw. Auf
nahmerate auf, die von einem Clock- bzw. Taktsignal vor
gesehen wird, und liefert ein gemessenes Periodensignal,
welches die Periode jedes Impulses an den Mikroprozessor
210 anzeigt.
Der Mikroprozessor 210 überwacht die Drehposition der
Kurbelwelle und der Nockenwelle durch Überwachen bzw.
Verfolgen der Position des jeweiligen Abfühlrades. Bei
spielsweise empfängt der Mikroprozessor 210 die gemessene
Periode jedes Impulses der Kurbelwellen- und Nockenwel-
len-Impulsabfolge von der programmierbaren Zeitsteuer
schaltung 215 und zählt den Empfang jedes Impulses. Auf
diese Weise verfolgt der Mikroprozessor die Drehposition
jedes Abfühlrades und die Drehposition der Kurbelwelle
und der Nockenwelle. Basierend auf entweder der Kurbel
wellen- oder der Nockenwellen-Position liefert der Mikro
prozessor ein Einspritz-Anforderungssignal an die pro
grammierbare Zeitsteuerschaltung 215. Darauf ansprechend
liefert die programmierbare Zeitsteuerungsschaltung ein
Einspritzsignal an die geeignete Einspritzvorrichtung, um
eine Brennstoffeinspritzung in den jeweiligen Zylinder
einzuleiten.
Die vorliegende Erfindung sieht zumindest zwei Merkmale
vor: Eines ist eine hohe Auflösung und das andere ist die
Redundanz. Da beispielsweise die Beabstandung von Zahn zu
Zahn des Kurbelwellenabfühlrades 155 ein großes Ausmaß an
Auflösung vorsieht, ist die von den Kurbelwellenabfühl
mitteln 150 gelieferte Information sehr genau. Folglich
wird die vom Kurbelwellenabfühlrad gelieferte Information
immer verwendet, wenn möglich. Sollten jedoch die Kurbel
wellenabfühlmittel versagen oder sollten Probleme auftre
ten, die die Information beeinträchtigen, die von dem
Kurbelwellenabfühlrad geliefert wird, dann können die
Nockenwellenabfühlmittel 160 adequat verwendet werden, um
die Brennstoffeinspritzung zu steuern.
Es sei nun Bezug auf Fig. 3 genommen, die die Programm
steuerung zeigt, die mit dem Mikroprozessor 210 assozi
iert ist, der bestimmt, welche Impulsabfolge gewählt wer
den soll, um die Brennstoffeinspritzung zu steuern. Die
Programmsteuerung beginnt im Block 305 und schreitet zum
Block 310 voran, wo die Steuerung bestimmt, ob der Motor
gegenwärtig startet, und zwar durch Bestimmen der Motor
drehzahl. Wenn der Motor nicht gerade startet, dann geht
die Steuerung zum Block 315, wo die Steuerung bestimmt,
ob der Motor gerade läuft, und zwar durch Bestimmen der
Motordrehzahl. Wenn der Motor gerade läuft, dann bestimmt
die Steuerung, ob die Kurbelwellen-Impulabfolge verläß
lich ist, und zwar im Block 320. Die Steuerung kann die
Verläßlichkeit der Impulsabfolge mit einem von mehreren
Verfahren bestimmen, welche folgendes aufweisen: Bestim
men, ob das gemessene Periodensignal jedes Impules eine
ordnungsgemäße Dauer besitzt; Zählen der Anzahl der Kur
belwellenimpulse, die von der programmierbaren Zeitsteu
erschaltung 215 empfangen wird, und bestimmen, ob die An
zahl der Kurbelwellenimpulse der Anzahl von Zähnen auf
dem Kurbelwellenabfühlrad entspricht; und Zählen der An
zahl der Kurbelwellenimpulse, die von der programmierba
ren Zeitsteuerschaltung 215 empfangen wird, Berechnen der
Dauer jedes Impulses und Bestimmen, ob die Kurbelwellen
impulse ordnungsgemäß den vorbestimmten Stellen des (der)
zusätzlichen Schlitzes (Schlitze) entsprechen. Es sei be
merkt, daß zumindest eine Kurbelwellenumdrehung auftreten
muß, bevor die Kurbelwellen-Impulsabfolge als verläßlich
befunden wird.
Wenn die Kurbelwellen-Impulsabfolge als verläßlich befun
den wird, dann schreitet die Steuerung zum Block 325 vor
an, wo die Kurbelwellen-Impulsabfolge zur hohen Genauig
keit ausgewählt wird. Wenn jedoch die Kurbelwellen-Im
pulsabfolge als unverläßlich befunden wird, oder wenn
herausgefunden wird, daß der Motor startet, dann geht die
Steuerung zum Block 330, wo die Steuerung bestimmt, ob
die Nockenwellen-Impulsabfolge verläßlich ist (und zwar
durch Verwendung von ähnlichen Verfahren wie den oben be
schriebenen). Wenn die Nockenwellen-Impulsabfolge als
verläßlich befunden wird, dann wird die Nockenwellen-Impulsabfolge
ausgewählt. Es sei bemerkt, daß mindestens
eine Nockenwellenumdrehung auftreten muß, bevor die Noc
kenwellen-Impulsabfolge als verläßlich befunden wird.
Wenn jedoch die Nockenwellen-Impulsabfolge als nicht ver
läßlich befunden wird, dann wird die Kurbelwellen-Impulsabfolge
im Block 325 ausgewählt.
Wenn somit der Motor startet, wird die Nockenwellen-Impulsabfolge
als die Referenz zur Brennstoffeinspritzung
ausgewählt. Sobald der Motor läuft, wird die Kurbelwel
len-Impulsabfolge ausgewählt, da sie einen größeren Auf
lösungsgrad bietet. Die Kurbelwellen-Impulsabfolge wird
danach verwendet werden, außer wenn die Kurbelwellen-Impulsabfolge
als unzuverlässig befunden wird. Dann wird
die Nockenwellen-Impulsabfolge verwendet werden, da sie
ein zufriedenstellendes Ausmaß an Auflösung vorsieht.
In einer Situation, wo der Motor gegenwärtig startet, wo
jedoch die Nockenwellen-Impulsabfolge als unzuverlässig
gezeigt wurde, muß die Programmsteuerung eine korrigie
rende Wirkung annehmen, und zwar auf Grund der Tatsache,
daß die Kurbelwellen-Impulsabfolge nicht sofort den Be
ginn des Verbrennungshubes oder den Beginn des Einlaßhu
bes bzw. Ansaughubes bezeichnen wird. In anderen Worten,
da eine Umdrehung der Kurbelwellen-Impulsabfolge nur 360
Motorgrade darstellt, oder eine Hälfte des Motorzyklus,
wird die Programmsteuerung noch nicht wissen, welcher Zy
linder in der Kurbelwellen-Impulsabfolge eine Verbrennung
am oberen Totpunkt erfährt. Wenn folglich der Motor erst
mals gestartet wird, wird die Programmsteuerung die Hälf
te der Zylinder in einem Zwei-Takt-Betriebs-zustand lau
fen lassen, anstelle eines Vier-Takt-Betriebszustandes,
um zu bestimmen, welche Hälfte des Motorzyklus detektiert
wird. Dementsprechend bestimmt die Programmsteuerung die
Motordrehzahl unter Verwendung der Kurbelwellen-Impulsab
folge während jeder Einspritzanforderung, berechnet die
Motorbeschleunigung entsprechend jeder Einspritzanforde
rung und bestimmt, welche Hälfte des Motorzykluses detek
tiert wird. Wenn die Steuerung beispielsweise bestimmt
hat, daß eine Einspritzanforderung bewirkt hat, daß der
Motor abbremst, dann hat die entsprechende Einspritzan
forderung keine Verbrennung im Zylinder bewirkt. Wenn al
ternativ die Steuerung bestimmt hat, daß eine Einspritz
anforderung bewirkt hat, daß der Motor beschleunigt, dann
hat die entsprechende Einspritzanforderung eine Verbren
nung in dem Zylinder bewirkt. Sobald die Programmsteue
rung bestimmt, daß drei aufeinanderfolgende Zylinder feu
ern bzw. laufen, oder alternativ, daß drei aufeinander
folgende Zylinder nicht feuern bzw. anspringen (für einen
Sechs-Zylindermotor), dann "weiß" die Programmsteuerung,
welche Hälfte des Motorzykluses aufgetreten ist oder de
tektiert wird. Danach können die Motorzylinder ordnungs
gemäß im Vier-Takt-Betriebszustand betrieben werden, da
die Programmsteuerung bestimmt hat, welcher Zylinder in
der Kurbelwellen-Impulsabfolge eine Verbrennung am oberen
Totpunkt darstellt.
Während somit die vorliegende Erfindung teilweise gezeigt
und mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
oben beschrieben worden ist, wird es dem Fachmann klar
sein, daß verschiedene zusätzliche Ausführungsbeispiele
in Betracht gezogen werden können, ohne vom Geiste und
Umfang dem vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Mit der Einführung von elektronisch gesteuerten Motoren
wird es immer wichtiger, eine Zeitsteuerinformation mit
hoher Genauigkeit zu liefern. Vorteilhafterweise über
wacht die vorliegende Erfindung präzise die Drehung der
Kurbelwelle und sieht eine genaue Zeitsteuerinformation
vor. Wenn jedoch ein Versagen bei den Kurbelwellenabfühl
mitteln auftritt, dann sieht die vorliegende Erfindung
vor, daß der Motor in Betrieb bleibt, und zwar durch Vor
sehen einer Zeitsteuerinformation relativ zur Drehung der
Nockenwelle.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Er
findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of
fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.
Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Eine Einrichtung zum Bestimmen der Zeitsteuerung eines Verbrennungsmotors mit einer Kurbelwelle, einer Nocken welle und einer Vielzahl von Zylindern, die jeweils eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung besitzen, wird offenbart. Eine Kurbelwellenabfühlvor richtung überwacht die Drehung der Motorkurbelwelle und erzeugt darauf ansprechend eine Kurbelweilen-Impulsabfol ge. Zusätzlich überwacht eine Nockenwellenabfühlvorrich tung die Drehung der Motornockenwelle und erzeugt darauf ansprechend eine Nockenwellen-Impulsabfolge. Eine Motor steuerung empfängt die Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen und bestimmt darauf ansprechend die Pe riode jedes Impulses, bestimmt die Drehposition der Kur belwelle und der Nockenwelle und erzeugt ein Einspritz signal mit Bezug auf eine der Kurbelwellen- und Nocken wellen-Impulsabfolgen an die Brennstoffeinspritzvorrich tung, um eine Brennstoffeinspritzung einzuleiten.
Eine Einrichtung zum Bestimmen der Zeitsteuerung eines Verbrennungsmotors mit einer Kurbelwelle, einer Nocken welle und einer Vielzahl von Zylindern, die jeweils eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung besitzen, wird offenbart. Eine Kurbelwellenabfühlvor richtung überwacht die Drehung der Motorkurbelwelle und erzeugt darauf ansprechend eine Kurbelweilen-Impulsabfol ge. Zusätzlich überwacht eine Nockenwellenabfühlvorrich tung die Drehung der Motornockenwelle und erzeugt darauf ansprechend eine Nockenwellen-Impulsabfolge. Eine Motor steuerung empfängt die Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen und bestimmt darauf ansprechend die Pe riode jedes Impulses, bestimmt die Drehposition der Kur belwelle und der Nockenwelle und erzeugt ein Einspritz signal mit Bezug auf eine der Kurbelwellen- und Nocken wellen-Impulsabfolgen an die Brennstoffeinspritzvorrich tung, um eine Brennstoffeinspritzung einzuleiten.
Claims (12)
1. Einrichtung zur Bestimmung der Zeitsteuerung eines
Verbrennungsmotors mit einer Kurbelwelle, einer Noc
kenwelle und einer Vielzahl von Zylindern, die je
weils eine elektronisch gesteuerte Brennstoffein
spritzvorrichtung besitzen, wobei die Einrichtung
folgendes aufweist:
Kurbelwellenabfühlmittel, um die Drehung der Motor kurbelwelle zu überwachen und um darauf ansprechend eine Kurbelwellen-Impulsabfolge zu erzeugen;
Nockenwellenabfühlmittel, um die Drehung der Motor nockenwelle abzufühlen, und um darauf ansprechend eine Nockenwellen-Impulsabfolge zu erzeugen; und
Motorsteuermittel zum Empfang der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen, und um darauf anspre chend die Periode für jeden Impuls zu bestimmen, um die Drehposition der Kurbelwelle und der Nockenwelle zu bestimmen, und um ein Einspritzsignal mit Bezug auf eine der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impuls abfolgen an die Brennstoffeinspritzvorrichtung zu erzeugen, um die Brennstoffeinspritzung einzuleiten.
Kurbelwellenabfühlmittel, um die Drehung der Motor kurbelwelle zu überwachen und um darauf ansprechend eine Kurbelwellen-Impulsabfolge zu erzeugen;
Nockenwellenabfühlmittel, um die Drehung der Motor nockenwelle abzufühlen, und um darauf ansprechend eine Nockenwellen-Impulsabfolge zu erzeugen; und
Motorsteuermittel zum Empfang der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen, und um darauf anspre chend die Periode für jeden Impuls zu bestimmen, um die Drehposition der Kurbelwelle und der Nockenwelle zu bestimmen, und um ein Einspritzsignal mit Bezug auf eine der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impuls abfolgen an die Brennstoffeinspritzvorrichtung zu erzeugen, um die Brennstoffeinspritzung einzuleiten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwellen
abfühlmittel folgendes aufweisen:
ein Kurbelwellenabfühlrad mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Zähnen, die mit der Kur belwelle verbunden sind; und
eine erste Magnetaufnehmervorrichtung, die benach bart zum Kurbelwellenabfühlrad gelegen ist, wobei die erste Magnetaufnehmervorrichtung jeden vorbei laufenden Zahn des Kurbelwellenabfühlrades abfühlt, und darauf ansprechend die Kurbelwellen-Impulsabfolge erzeugt, wobei jeder Impuls der Kur belwellen-Impulsabfolge einen Kurbelwellenabfühlrad zahn anzeigt.
ein Kurbelwellenabfühlrad mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Zähnen, die mit der Kur belwelle verbunden sind; und
eine erste Magnetaufnehmervorrichtung, die benach bart zum Kurbelwellenabfühlrad gelegen ist, wobei die erste Magnetaufnehmervorrichtung jeden vorbei laufenden Zahn des Kurbelwellenabfühlrades abfühlt, und darauf ansprechend die Kurbelwellen-Impulsabfolge erzeugt, wobei jeder Impuls der Kur belwellen-Impulsabfolge einen Kurbelwellenabfühlrad zahn anzeigt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Noc
kenwellenabfühlmittel folgendes aufweisen:
ein Nockenwellenabfühlrad mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Zähnen, die mit der Noc kenwelle verbunden sind; und
eine zweite Magnetaufnehmervorrichtung, die benach bart zum Nockenwellenabfühlrad gelegen ist, wobei die zweite Magnetaufnehmervorrichtung jeden vorbei laufenden Zahn des Nockenwellenabfühlrades abfühlt, und darauf ansprechend die Nockenwellen-Impulsab folge erzeugt, wobei jeder Impuls der Nockenwellen-Impulsabfolge einen Nockenwellenabfühlradzahn an zeigt.
ein Nockenwellenabfühlrad mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Zähnen, die mit der Noc kenwelle verbunden sind; und
eine zweite Magnetaufnehmervorrichtung, die benach bart zum Nockenwellenabfühlrad gelegen ist, wobei die zweite Magnetaufnehmervorrichtung jeden vorbei laufenden Zahn des Nockenwellenabfühlrades abfühlt, und darauf ansprechend die Nockenwellen-Impulsab folge erzeugt, wobei jeder Impuls der Nockenwellen-Impulsabfolge einen Nockenwellenabfühlradzahn an zeigt.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 3, die folgendes auf
weist:
eine digitale Logikschaltung zum Empfang der Kurbel wellen- und Nockenwellen-Impulsabfolge;
einen Mikroprozessor, um zu bestimmen, welche der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen als eine Referenz für die Brennstoffeinspritzung zu ver wenden ist, und um ein Auswahlsignal an die digitale Logikschaltung zu liefern, wobei die digitale Logik schaltung ein Clock- bzw. Taktsignal mit einer Fre quenz erzeugt, die gleich der ausgewählten Impulsab folge ist; und
eine programmierbare Zeitsteuerschaltung zum Empfang der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen und des Clock- bzw. Taktsignals, zum Aufnehmen bzw. Sampeln jedes Impulses jeder Impulsabfolge, und zwar mit einer Sampling- bzw. Aufnahmerate, die von dem Clock-Signal vorgesehen wird, und zum Erzeugen eines gemessenen Periodensignals, welches die Periode je des Impulses anzeigt.
eine digitale Logikschaltung zum Empfang der Kurbel wellen- und Nockenwellen-Impulsabfolge;
einen Mikroprozessor, um zu bestimmen, welche der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen als eine Referenz für die Brennstoffeinspritzung zu ver wenden ist, und um ein Auswahlsignal an die digitale Logikschaltung zu liefern, wobei die digitale Logik schaltung ein Clock- bzw. Taktsignal mit einer Fre quenz erzeugt, die gleich der ausgewählten Impulsab folge ist; und
eine programmierbare Zeitsteuerschaltung zum Empfang der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen und des Clock- bzw. Taktsignals, zum Aufnehmen bzw. Sampeln jedes Impulses jeder Impulsabfolge, und zwar mit einer Sampling- bzw. Aufnahmerate, die von dem Clock-Signal vorgesehen wird, und zum Erzeugen eines gemessenen Periodensignals, welches die Periode je des Impulses anzeigt.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 4, wobei der Mikroprozes
sor die gemessene Periode jedes Impulses der Kurbel
wellen- und Nockenwellen-Impulsabfolge von der pro
grammierbaren Zeitsteuerschaltung aufnimmt, und den
Empfang jedes Impulses zählt, die Drehposition der
Kurbelwellen- und Nockenwellenabfühlräder bestimmt,
und ein Einspritzanforderungssignal an die program
mierbare Zeitsteuerschaltung liefert, wobei die pro
grammierbare Zeitsteuerschaltung ein Einspritzsignal
an die geeignete Einspritzvorrichtung liefert, um
die Brennstoffeinspritzvorrichtung in den jeweiligen
Zylinder einzuleiten.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 5, wobei sowohl das Kur
belwellenabfühlrad als auch das Nockenwellenabfühl
rad (36) gleichmäßig beabstandete Zähne besitzt, wobei
die Beabstandung von Zahn zu Zahn auf dem Nockenwel
lenabfühlrad 20 Motorgrad ist, und wobei die Beab
standung von Zahn zu Zahn auf dem Kurbelwellenab
fühlrad 10 Motorgrad ist, wobei das Nockenwellenab
fühlrad zusätzlich drei Referenzzähne aufweist, die
um die 36 Zähne in einem vorbestimmten Muster ange
ordnet sind, und wobei das Kurbelwellenabfühlrad
drei zusätzliche Schlitze aufweist, die an vorbe
stimmten Stellen um die 36 Zähne herum angeordnet
sind.
7. Verfahren zur Bestimmung der Zeitsteuerung eines
Verbrennungsmotors mit einer Kurbelwelle, einer Noc
kenwelle und einer Vielzahl von Zylindern, die je
weils eine elektronisch gesteuerte Brennstoff
einspritzvorrichtung besitzen, wobei das Verfahren
folgende Schritte aufweist:
Überwachen der Drehung der Motorkurbelwelle und dar auf ansprechend Erzeugen einer Kurbelwellen-Im pulsabfolge;
Überwachen der Drehung der Motornockenwelle und dar auf ansprechend Erzeugen einer Nockenwellen-Impulsabfolge; und
Empfangen der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Im pulsabfolgen und darauf ansprechend Bestimmen der Periode jedes Impulses, Bestimmen der Drehposition der Kurbelwelle und der Nockenwelle und Erzeugen ei nes Einspritzsignals relativ zu einer der Kurbel wellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen an die Brennstoffeinspritzvorrichtung, um die Brennstoff einspritzung einzuleiten.
Überwachen der Drehung der Motorkurbelwelle und dar auf ansprechend Erzeugen einer Kurbelwellen-Im pulsabfolge;
Überwachen der Drehung der Motornockenwelle und dar auf ansprechend Erzeugen einer Nockenwellen-Impulsabfolge; und
Empfangen der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Im pulsabfolgen und darauf ansprechend Bestimmen der Periode jedes Impulses, Bestimmen der Drehposition der Kurbelwelle und der Nockenwelle und Erzeugen ei nes Einspritzsignals relativ zu einer der Kurbel wellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen an die Brennstoffeinspritzvorrichtung, um die Brennstoff einspritzung einzuleiten.
8. Verfahren nach Anspruch 7, welches folgende Schritte
aufweist:
Bestimmen der Motordrehzahl ansprechend auf eine der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen;
Auswählen der Nockenwellen-Impulsabfolge als Refe renz, um zu bestimmen, wann die Brennstoffeinsprit zung einzuleiten ist; und danach
Auswählen der Kurbelwellen-Impulsabfolge als eine Referenz, um zu bestimmen, wann die Brennstoffein spritzung einzuleiten ist.
Bestimmen der Motordrehzahl ansprechend auf eine der Kurbelwellen- und Nockenwellen-Impulsabfolgen;
Auswählen der Nockenwellen-Impulsabfolge als Refe renz, um zu bestimmen, wann die Brennstoffeinsprit zung einzuleiten ist; und danach
Auswählen der Kurbelwellen-Impulsabfolge als eine Referenz, um zu bestimmen, wann die Brennstoffein spritzung einzuleiten ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schritt
der Auswahl der Nockenwellen-Impulsabfolge die
Schritte aufweist, zu bestimmen, ob die Nockenwel
len-Impulsabfolge eine verläßliche Information an
zeigt, und Auswählen der Kurbelwellen-Impulsabfolge
ansprechend darauf, daß die Nockenwellen-Impulsabfolge
unzuverlässig ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 9, wobei der Schritt des
Auswählens der Kurbelwellen-Impulsabfolge die
Schritte aufweist, zu bestimmen, ob die Kurbelwel
len-Impulsabfolge verläßliche Information anzeigt,
und Auswählen der Nockenwellen-Impulsabfolge anspre
chend darauf, daß die Kurbelwellen-Impulsabfolge un
zuverlässig ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 10, wobei der Schritt der
Auswahl der Kurbelwellen-Impulsabfolge während der
Motor startet, ansprechend darauf, daß die Nocken
wellen-Impulsabfolge unzuverlässig ist, den Schritt
aufweist, zu bestimmen, welche Hälfte des Motor
zykluses durch die kurbelwellen-Impulsabfolge darge
stellt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 11, wobei der Schritt zum
Bestimmen, welche Hälfte des Motorzykluses von der
Kurbelwellen-Impulsabfolge dargestellt wird, die
folgenden Schritte aufweist:
Anfordern, daß die Hälfte der Zylinder in einem 2-Takt-Betriebszustand arbeitet;
Bestimmen der Motordrehzahl unter Verwendung der Kurbelwellen-Impulsabfolge während jeder Einspritz anforderung, Berechnen der Motorbeschleunigung ent sprechend jeder Einspritzanforderung und Bestimmen, welche Hälfte des Motorzylinderbetriebes die Kurbel wellen-Impulsabfolge darstellt; und danach
Anfordern, daß alle Motorzylinder im 4-Takt-Be triebszustand arbeiten.
Anfordern, daß die Hälfte der Zylinder in einem 2-Takt-Betriebszustand arbeitet;
Bestimmen der Motordrehzahl unter Verwendung der Kurbelwellen-Impulsabfolge während jeder Einspritz anforderung, Berechnen der Motorbeschleunigung ent sprechend jeder Einspritzanforderung und Bestimmen, welche Hälfte des Motorzylinderbetriebes die Kurbel wellen-Impulsabfolge darstellt; und danach
Anfordern, daß alle Motorzylinder im 4-Takt-Be triebszustand arbeiten.
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