DE19925449C2 - Vorrichtung zum Erfassen von Drehstellungen eines Rotors - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehwinkelstellung-Erfassungs­ vorrichtung zum Erfassen der Drehstellung einer Drehung eines Rotors.

Stand der Technik und Probleme

Bei der Steuerung einer Kraftstoffeinspritzzeitgebung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor unter Verwendung einer Einspritz­ vorrichtung und einer Zündungszeitgebung zur Abgabe von Funken an einer Zündkerze wird die Drehstellung der Drehung einer Kurbelwelle des Motors unter Verwendung einer Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung erfaßt. Eine erfaßte Drehstellung der Drehung wird zum Einstellen dieser Arten von Zeitgebungen eingesetzt. Die Drehstellung der Drehung wird durch eine als Stadium bezeichnete Zahl repräsentiert. Eine Referenzdrehstellung der Drehung wird als Stadium 0 bezeichnet, wie es in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho 61-277845 offenbart ist.

Bei der herkömmlichen Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung sind zwei scheibenförmige Rotoren vorgesehen. Der erste Rotor wird in einer Drehung gedreht, die mit der Drehung der Kurbelwelle gekoppelt ist. Am Umfang des ersten Rotors sind mehrere zu erfassende Erfassungsstücke, wie Vorsprünge, in gleichen Intervallen ausgebildet. Der zweite Rotor wird mit einer Geschwindigkeit gedreht, die halb so groß ist wie diejenige der Drehung der Kurbelwelle. Am Umfang des zweiten Rotors ist ein einziges zu erfassendes Erfassungsstück an einer Stelle ausgebildet, die einer Referenzdrehwinkelstellung entspricht. Ein erster Aufnehmer ist an einer Position in nächster Nähe zu einer Drehortskurve der mehreren, am ersten Rotor vorgesehenen Erfassungsstücke vorgesehen. Der erste Aufnehmer erzeugt ein erstes Erfassungssignal, wenn die Nähe irgendeines der Erfassungsstücke wahrgenommen wird. Andererseits ist ein zweiter Aufnehmer an einer Position in nächster Nähe zu einer Drehortskurve des Erfassungsstücks an dem zweiten Rotor vorgesehen. Der zweite Aufnehmer erzeugt ein zweites Erfassungssignal, wenn die Nähe des Erfassungsstücks wahrgenommen wird. Ein erstes Erfassungssignal, das durch den ersten Aufnehmer genau nach einem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem der zweite Aufnehmer ein zweites Erfassungssignal erzeugt, wird als ein Signal angesehen, welches das Stadium 0 anzeigt. Dann wird die Anzahl von nachfolgend erzeugten ersten Erfassungssignalen gezählt und aus dem Zählwert wird ein Stadium der Drehwinkelstellung bestimmt.

Bei der herkömmlichen Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung kann jedoch die Drehwinkelstellung nicht festgestellt werden, solange nicht ein zweites Erfassungssignal durch den zweiten Aufnehmer erzeugt wurde, um die Referenzdrehwinkelstellung anzuzeigen. Zum Beispiel gibt es daher einen Fall, in dem das zweite Erfassungssignal nicht erzeugt wird, bis der erste Rotor eine Stelle in nächster Nähe zu einer Drehstellung von 720 Grad seit dem Beginn der Drehungen des ersten und zweiten Rotors erreicht. In einem derartigen Fall entsteht das Problem einer langen Zeitdauer zum Feststellen einer Winkelstellung der Drehung.

Eine Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 196 38 338 A1 bekannt.

Bei der bekannten Erfassungsvorrichtung ist eine mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene erste Geberscheibe sowie eine mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbundene zweite Geberscheibe vor­ gesehen. Die erste Geberscheibe weist an ihrem Umfang äquidistante Winkel­ marken sowie zusätzlich zwei Bezugsmarken auf. Die zweite Geberscheibe weist äquidistant vier (entsprechend der Anzahl der Zylinder der Brennkraft­ maschine) Segment-Winkelmarken und zusätzlich Synchronisations-Winkel­ marken auf. In einem Steuergerät werden die Signalverläufe ausgewertet, wobei zum Bestimmen der Drehwinkelstellung der ersten Geberscheibe zu­ nächst anhand lediglich des von der zweiten Geberscheibe stammenden Erfassungssignals eine Segment-Winkelmarke oder Synchronisations-Winkel­ marke erkannt werden muß. Diese Erkennung basiert auf einer laufenden Bildung eines Quotienten der vorhergehenden Periodendauer mit der aktuellen Periodendauer des zweiten Erfassungssignals.

Nach erfolgter Erkennung einer bestimmten Segment-Winkelmarke oder Synchronisations-Winkelmarke kann in Verbindung mit dem ersten Erfas­ sungssignal die Drehwinkelstellung der ersten Geberscheibe bestimmt wer­ den.

Die bekannte Erfassungsvorrichtung ist in ihrer Gestaltung an die Anzahl der Zylinder der betreffenden Brennkraftmaschine angepaßt und verwendet zur Erkennung einer bestimten Segment-Winkelmarke oder Synchronisations- Winkelmarke eine vergleichsweise aufwendige Quotientenbildung. Trotz dieses hohen Aufwands erfolgt die Drehwinkelerfassung in keiner denkbaren Motorstartsituation besonders rasch, da für die Quotientenbildung wenigstens drei Winkel- bzw. Segmentmarken der zweiten Geberscheibe "abgewartet" werden müssen. Ferner ist die Zylindererkennung mittels Quotientenbildung störanfällig.

Aus der DE 43 10 460 A1 ist eine Geberanordnung zur schnellen Zylinder­ erkennung bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine bekannt. Bei dieser Anordnung wird eine segmentierte zweite Geberscheibe mit unterschiedlichen Segmentlängen eingesetzt, wobei Pulse erzeugt werden, die sich zeitlich über eine Vielzahl von Pulsen eines ersten Erfassungssignals erstrecken.

Verfahren zur Feststellung einer Fehlfunktion bei einer Drehwinkelstellung- Erfassungsvorrichtung sind aus der DE 36 02 994 C2 sowie aus der DE 33 07 833 C2 bekannt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Drehwinkel­ stellung-Erfassungsvorrichtung für einen Rotor bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Winkelstellung einer Drehung des Rotors innerhalb einer relativ kurzen Zeitdauer nach einem Beginn der Drehung festzustellen.

Mittel zum Lösen des technischen Problems

Diese Aufgabe wird mit einer Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die abhängigen An­ sprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Für die Erfindung wesentlich ist zunächst, daß Pulse des zweiten Erfassungs­ signals jeweils während einer Zeitperiode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des ersten Erfassungssignals erzeugt werden, wobei Erfassungsmittel vorgesehen sind, die bei jeder Erzeugung eines Pulses des ersten Erfassungs­ signals erfassen, ob zwischenzeitlich ein Puls des zweiten Erfassungssignals erzeugt wurde oder nicht. Dies ist Grundlage für eine einfache Bestimmung spezifischer Drehwinkelstellungen entsprechend einer Mehrzahl von gespei­ cherten Ergebnissen der Erfassung der bislang erzeugten Pulse des zweiten Erfassungssignals.

Die erfindungsgemäße Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung besitzt einen einfachen Aufbau und ermöglicht dennoch eine vergleichsweise rasche Erfas­ sung der Drehwinkelstellung nach einem Start der Drehung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Bestimmung des Stadiums darstellt.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm der Fortsetzung des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Zylinderpuls, einem Kurbelpuls, einem gespeicherten Wert a, einem Zylinderdatenwert CYLRAM und einem Stadium STAGE zeigt, die erhalten wird, wenn die Stadien normal bestimmt werden.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Zylinderpuls, dem Kurbelpuls, dem gespeicher­ ten Wert a, dem Zylinderdatenwert CYLRAM und dem Stadium STAGE zeigt, die erhalten wird, wenn eine Leitung unterbrochen ist.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf schematische Darstellungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Motorsteuersystem eines Verbrennungsmotors zeigt, das eine Drehwinkelstellung-Erfassungs­ vorrichtung einsetzt, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird. Bei dem Motorsteuersystem besitzt ein Kurbelwinkelsensor 1 zwei Rotoren 2 und 3 sowie zwei elektromagnetische Aufnehmer 4 und 5. Der erste Rotor 2 wird in einer Drehung gedreht, die mit einer Kurbelwelle 6 des Verbrennungsmotors gekoppelt ist, und zwar in einer durch einen Pfeil A gekennzeichneten Richtung und mit der gleichen Drehgeschwindigkeit wie die der Kurbelwelle 6. Am Umfang des Rotors 2 sind 12 jeweils aus einem magnetischen Material gebildete Vorsprünge (erste Erfassungsstücke) 2a aufeinanderfolgend in Winkelintervallen von 30 Grad vorgesehen. Ein elektromagnetischer Aufnehmer (erster Aufnehmer) 4 ist an einer Stelle in nächster Nähe zu dem Rotor 2 eingerichtet. Jedes Mal, wenn der Rotor 2 sich in einer Drehung gekoppelt mit der Kurbelwelle 6 des Motors um 30 Grad dreht, erzeugt bei dieser Anordnung der elektromagnetische Aufnehmer 4 einen Kurbelpuls (erstes Erfassungssignal). Der zweite Rotor 3 ist an einer Nockenwelle 7 befestigt, die sich in einer durch einen Pfeil B gekennzeichneten Richtung mit der Hälfte der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 6 dreht. Am Umfang des Rotors 3 sind drei jeweils aus einem magnetischen Material gebildete Vorsprünge (zweite Erfassungsstücke) 3a vorgesehen, und zwar bei Winkelpositionen von 30, 150 bzw. 180 Grad. Ein elektromagnetischer Aufnehmer (zweiter Aufnehmer) 5 ist an einer Stelle in nächster Nähe zu dem Rotor 3 eingerichtet. Der Rotor 3 wird in einer Drehung gedreht, die mit der Kurbelwelle 6 des Motors gekoppelt ist. Wenn ein Vorsprung 3a an dem Rotor 3 sich dem elektromagnetischen Aufnehmer 5 nähert, wird bei dieser Anordnung ein Zylinderpuls (zweites Erfassungssignal) durch den elektromagnetischen Aufnehmer 5 erzeugt. Die Zylinderpulse werden bei Drehwinkeln von 60, 300 und 360 Grad der Kurbelwelle 6 erzeugt. Außerdem sind die Rotoren 2 und 3 derart eingestellt, daß die Zylinderpulse jeweils während einer Zeitperiode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurbelpulsen erzeugt werden.

Die Ausgänge der elektromagnetischen Aufnehmer 4 und 5 des Kurbelwinkelsensors 1 sind mit einer ECU (elektrische Steuereinheit) 11 verbunden. Die ECU 11 umfaßt eine CPU 12, eine RAM-Einheit 13, eine ROM-Einheit 14, einen Zähler 15, eine Ausgangsschnittstellen (I/F)- Schaltung 16 sowie einen A/D-Wandler 17. Ein durch den elektro­ magnetischen Aufnehmer 4 ausgegebener Kurbelpuls wird der CPU 12 und dem Zähler 15 zugeführt. Der Zähler 15 wird durch einen durch den elektromagnetischen Aufnehmer 4 ausgegebenen Kurbelpuls zurückgestellt und zählt dann die Anzahl von Taktpulsen, die durch einen in der Figur nicht gezeigten Taktgenerator ausgegeben werden. Die Anzahl von erzeugten Taktpulsen wird gezählt, um ein Signal zu erzeugen, das eine Umdrehungsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors repräsentiert. Es ist zu bemerken, daß die CPU 12, die RAM-Einheit 13, die ROM-Einheit 14, der Zähler 15, die Ausgangsschnittstellenschaltung 16 und der A/D-Wandler 17 durch einen mit BUS bezeichneten Bus miteinander verbunden sind.

Außerdem ist die ECU 11 mit einem Schieberegister 18 versehen. Das Schieberegister 18 besitzt drei 1-Bit-Speichereinrichtungen 18a bis 18c. Ein Ausgangssignal des elektromagnetischen Aufnehmers 5 wird dem Schieberegister 18 zugeführt. Wie es oben beschrieben ist, wird ein Zylinderpuls erzeugt, wenn ein Vorsprung 3a an dem mit der Hälfte der Drehgeschwindigkeit des Rotors 2 drehenden Rotors 3 sich dem elektromagnetischen Aufnehmer 5 nähert. Wenn der Zylinderpuls dem Schieberegister 18 zugeführt wird, so werden "1" repräsentierende Bit- Daten in einem Puffer in dem Schieberegister 18 vorübergehend gespeichert, bevor sie synchron mit einem Kurbelpuls in die Speichereinrichtung 18a übertragen werden. Es ist zu bemerken, daß der Puffer selbst in der Figur nicht gezeigt ist. Wenn dem Schieberegister 18 kein Zylinderpuls zugeführt wird, so werden andererseits "0" repräsentierende Bit-Daten vorübergehend in dem Puffer im Schieberegister 18 gespeichert, bevor sie synchron mit einem Kurbelpuls in die Speichereinrichtung 18a übertragen werden. Außerdem werden synchron mit einem Kurbelpuls in der Speichereinrichtung 18b gespeicherte Bit-Daten in die Speichereinrichtung 18c verschoben und in der Speichereinrichtung 18a gespeicherte Bit-Daten in die Speichereinrichtung 18b verschoben. In den Speichereinrichtungen 18a bis 18c des Schieberegisters 18 gespeicherte Bit-Datenelemente können zu dem BUS ausgegeben werden.

Der A/D-Wandler 17 wandelt Analogsignale, die durch eine Mehrzahl von Sensoren zum Erfassen von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bei der Steuerung des Motors erforderlich sind, in Digitalsignale um. Die Betriebsparameter umfassen einen Einlaßverzweigungsdruck P_B, eine Kühlwassertemperatur TW, einen Drosselöffnungsgrad θ_TH und eine Sauerstoffkonzentration O₂ im Abgas. Die CPU 12 führt eine Kraftstoff­ einspritzung-Steuerroutine aus, die in der ROM-Einheit 14 vorab gespeichert wurde, um eine Kraftstoffeinspritzdauer Tout basierend auf diesen Motorbetriebsparametern und der Motordrehzahl Ne zu bestimmen. Die CPU 12 gibt dann einen die Einspritzeinrichtung ansteuerenden Befehl aus, der die Einspritzung von Kraftstoff für eine Zeitdauer anfordert, die durch die bestimmte Kraftstoffeinspritzdauer Tout angegeben wird. Die Ausgangs­ schnittstellenschaltung 16 steuert ihrerseits eine Einspritzeinrichtung 19 entsprechend dem von der CPU 12 empfangenen Befehl zur Ansteuerung der Einspritzeinrichtung an. An einer Stelle in nächster Nähe zu einem Einlaßrohr des Verbrennungsmotors eingerichtet spritzt die Einspritz­ einrichtung 19 Kraftstoff ein, wenn eine Ansteuerung durch die Ausgangsschnittstellenschaltung 16 erfolgt.

Es werden verschiedene Arten von Zeitgebungen wie eine Zeitgebung zum Einspritzen von Kraftstoff und eine Zeitgebung der Zündung durch eine Zündkerze entsprechend einem Stadium bestimmt, das durch die Bezeichnung STAGE bezeichnet ist. Das Stadium repräsentiert eine Winkelstellung der Drehung, die durch Ausführen einer Stadium- Bestimmungsroutine bestimmt wird. Es gibt 24 Stadien, nämlich STAGE = 0 bis STAGE = 23, die unter Verwendung von Kurbelpulsen erkannt werden. STAGE = 0 repräsentiert eine Referenzdrehwinkelstellung. Die Stadium-Bestimmungsroutine wird durch die CPU 12 wie folgt als eine Interrupt-Verarbeitungsroutine in Reaktion auf einen erzeugten Kurbelpuls ausgeführt.

Wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, beginnt die Stadium-Bestimmungs­ routine mit einem Schritt S1, bei dem die CPU 12 Werte a, b und c holt, die in den jeweiligen Speichereinrichtungen 18a bis 18c des Schieberegisters 18 gespeichert sind. Der gespeicherte Wert a ist eine aktuelle Eingabe von dem elektromagnetischen Aufnehmer 5 und der gespeicherte Wert b ist eine unmittelbar vorausgehende Eingabe. Der gespeicherte Wert c ist eine Eingabe, die der unmittelbar vorausgehenden Eingabe vorausgeht. Die geholten Werte a, b und c werden als eine 3-stellige Binärzahl behandelt, wobei die Werte a, b und c die erste, zweite bzw. dritte Wertigkeit repräsentieren. Der Verlauf der Routine schreitet dann zu einem Schritt S2, bei dem die Binärzahl in einen Dezimalwert umgewandelt wird, der in einem Zylinderdatenwert CYLRAM zu speichern ist. Der Zylinderdatenwert CYLRAM wird sozusagen unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

CYLRAM = 4c + 2b + a.

Der Verlauf der Routine schreitet dann zu einem Schritt S3, bei dem die CPU 12 eine Beurteilung darüber vornimmt, ob der Zylinderdatenwert CYLRAM gleich 5 ist oder nicht. Falls CYLRAM = 5, setzt sich der Verlauf der Routine zu einem Schritt S4 fort, um eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob ein Erstbeurteilungsflag FFIRST = 1 ist oder nicht. FFIRST = 0 zeigt an, daß der Zylinderdatenwert CYLRAM im Schritt S3 das erste Mal seit dem Start des Verbrennungsmotors als gleich 5 beurteilt wurde. In diesem Fall schreitet der Verlauf der Routine zu einem Schritt S5, bei welchem das Erstbeurteilungsflag FFIRST auf 1 gesetzt wird. Der Verlauf der Routine schreitet dann zu einem Schritt S6, bei dem das aktuelle Stadium auf 0 gesetzt wird (STAGE ← 0). STAGE = 0 repräsentiert eine spezifische Drehwinkelstellung. Ein Resultat der in Schritt S4 vorgenommenen Beurteilung, das zeigt, daß FFIRST = 1, zeigt andererseits an, daß die im Schritt S3 vorgenommene Beurteilung, die anzeigt, daß ein Zylinderdatenwert CYLRAM gleich 5 ist, oder eine in einem später zu beschreibenden Schritt S9 vorgenommene Beurteilung, die anzeigt, daß ein Zylinderdatenwert CYLRAM gleich 1 ist, bereits vorher vorgenommen wurde. In diesem Fall setzt sich der Verlauf der Routine zu einem Schritt S7 fort, um eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob das unmittelbar vorausgehende Stadium 23 ist (STAGE = 23) oder nicht. Ein Resultat dieser Beurteilung, das zeigt, daß das unmittelbar vorausgehende Stadium 23 ist (STAGE = 23), zeigt an, daß die Stadien normal bestimmt wurden. In diesem Fall schreitet der Verlauf der Routine zu dem Schritt S6, bei dem das aktuelle Stadium auf 0 gesetzt wird (STAGE ← 0). Ein Resultat der Beurteilung, das zeigt, daß das unmittelbar vorausgehende Stadium nicht 23 ist (STAGE ≠ 23), zeigt andererseits an, daß es ganz im Bereich des Möglichen ist, daß die Routine aufgrund einer Erzeugung von Rauschen unrichtig gearbeitet hat. In diesem Fall schreitet der Verlauf der Routine zu einem Schritt S8, bei welchem ein Rauschflag FNOISE auf 1 gesetzt wird. Dann schreitet der Verlauf der Routine unmittelbar zu dem Schritt S6, bei welchem das aktuelle Stadium auf 0 gesetzt wird (STAGE ← 0).

Falls das Resultat der im Schritt S3 vorgenommenen Beurteilung anzeigt, daß der Zylinderdatenwert nicht gleich 5 ist (CYLRAM ≠ 5), so schreitet der Verlauf der Routine andererseits zu dem Schritt S9, um eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob der Zylinderdatenwert CYLRAM gleich 1 ist oder nicht. Falls CYLRAM = 1, setzt sich der Verlauf der Routine zu einem Schritt S10 fort, um eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob das Erstbeurteilungsflag FFIRST gleich 1 ist. FFIRST = 0 zeigt an, daß der Zylinderdatenwert CYLRAM im Schritt S9 das erste Mal seit dem Start des Verbrennungsmotors als gleich 1 beurteilt wurde. In diesem Fall schreitet der Verlauf der Routine zu einem Schritt S11, bei welchem das Erstbeurteilungsflag FFIRST auf 1 gesetzt wird. Der Verlauf der Routine schreitet dann zu einem Schritt S12, bei dem das aktuelle Stadium auf 12 gesetzt wird (STAGE ← 12). STAGE = 12 repräsentiert eine andere spezifische Drehwinkelstellung.

Ein Resultat der in dem Schritt S10 vorgenommenen Beurteilung, das zeigt, daß FFIRST = 1, zeigt andererseits an, daß die im Schritt S3 vorgenommene Beurteilung, die anzeigt, daß ein Zylinderdatenwert CYLRAM gleich 5 ist, oder die im Schritt S9 vorgenommene Beurteilung, die zeigt, daß ein Zylinderdatenwert CYLRAM gleich 1 ist, bereits vorher vorge­ nommen wurde. In diesem Fall setzt sich der Verlauf der Routine bei einem Schritt S13 fort, um eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob das unmittelbar vorausgehende Stadium 21 ist (STAGE = 21) oder nicht. Falls das unmittelbar vorausgehende Stadium nicht 21 ist (STAGE ≠ 21), setzt sich der Verlauf der Routine bei einem Schritt S14 fort, um eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob das unmittelbar vorausgehende Stadium 11 ist (STAGE = 11) oder nicht. Ein Resultat der Beurteilung des Schritts S14, das zeigt, daß das unmittelbar vorausgehende Stadium 11 ist (STAGE = 11), zeigt an, daß die Stadien normal bestimmt wurden. In diesem Fall schreitet der Verlauf der Routine zu dem Schritt S12, bei dem das aktuelle Stadium auf 12 gesetzt wird (STAGE ← 12). Ein Resultat der Beurteilung von Schritt S14, das andererseits zeigt, daß das unmittelbar vorausgehende Stadium nicht 11 ist (STAGE ≠ 11), zeigt an, daß es ganz im Bereich des Möglichen liegt, daß die Routine aufgrund einer Erzeugung von Rauschen unrichtig gearbeitet hat. In diesem Fall schreitet der Verlauf der Routine zu einem Schritt S15, bei welchem ein Rauschflag FNOISE auf 1 gesetzt wird. Dann schreitet der Verlauf der Routine unmittelbar zu dem Schritt S12, bei dem das aktuelle Stadium auf 12 gesetzt wird (STAGE ← 12).

Falls das Resultat der in dem Schritt S9 vorgenommenen Beurteilung anzeigt, daß CYLRAM ≠ 1 gilt, so schreitet der Verlauf andererseits zu einem Schritt S16, bei dem das aktuelle Stadium berechnet wird, indem das unmittelbar vorausgehende Stadium um 1 inkrementiert wird (STAGE ← STAGE + 1). Auch wenn das Resultat der im Schritt S13 vorgenommenen Beurteilung anzeigt, daß das unmittelbar vorausgehende Stadium gleich 21 ist (STAGE = 21), so schreitet der Verlauf ebenfalls zu dem Schritt S16. Dann setzt sich der Verlauf der Routine bei einem Schritt S17 fort, um eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob das aktuelle Stadium 24 ist (STAGE = 24) oder nicht. Falls das aktuelle Stadium 24 ist (STAGE = 24), setzt sich der Verlauf der Routine bei einem Schritt S18 fort, bei dem das aktuelle Stadium auf 0 gesetzt wird (STAGE ← 0). Der Verlauf der Routine schreitet dann zu einem Schritt S19, bei dem ein Leitungsunterbrechungsflag FDANSEN auf 1 gesetzt wird, um einen andauernden Zustand anzuzeigen, in dem aufgrund einer unterbrochenen Verbindungsleitung des elektromagnetischen Aufnehmers 5 keine Zylinderpulse erzeugt werden.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Zylinderpuls, dem Kurbelpuls, dem gespeicherten Wert a, dem Zylinder­ datenwert CYLRAM und dem Stadium STAGE zeigt, die erhalten wird, wenn die Stadien normal bestimmt werden. Wie es in der Figur gezeigt ist, wird das Stadium auf 0 zurückgestellt (STAGE ← 0), wenn CYLRAM gleich 5 wird, um gespeicherte Werte a von 1, b von 0 und c von 1 zu reprä­ sentieren, wie es in der Figur dargestellt ist. Wenn CYLRAM gleich 1 wird, um gespeicherte Werte a von 1, b von 0 und c von 0 zu repräsentieren, wird andererseits das Stadium auf 12 gesetzt (STAGE ← 12), vorausgesetzt, das unmittelbar vorausgehende Stadium ist nicht 21 (STAGE ≠ 21).

Für CYLRAM = 5 wird das unmittelbar vorausgehende Stadium überprüft, um herauszufinden, ob das Stadium gleich 23 ist (STAGE = 23). STAGE ≠ 23 zeigt an, daß das Stadium nicht korrekt herausgefunden wurde. Da es ganz im Bereich des Möglichen liegt, daß aufgrund einer Erzeugung von Rauschen eine Fehlfunktion aufgetreten ist, wird das Rauschflag FNOISE gesetzt. Außerdem wird für einen Zylinderdatenwert, der gleich 1 ist (CYLRAM = 1), und ein Stadium, das ungleich 21 ist (STAGE ≠ 21), das unmittelbar vorausgehende Stadium überprüft, um herauszufinden, ob das Stadium gleich 11 ist (STAGE = 11). STAGE ≠ 11 zeigt an, daß das Stadium nicht korrekt herausgefunden wurde. Da es ganz im Bereich des Möglichen liegt, daß aufgrund einer Erzeugung von Rauschen eine Fehlfunktion aufgetreten ist, wird auch in diesem Fall das Rauschflag FNOISE gesetzt.

Wenn eine den elektromagnetischen Aufnehmer 5 mit der ECU 11 ver­ bindende Leitung zu einem Zeitpunkt unterbrochen wird, der in Fig. 5 als ein Zeitpunkt des Auftretens einer Leitungsunterbrechung gezeigt ist, wird danach kein Zylinderpuls erzeugt, wie es durch eine in derselben Figur gezeigte gestrichelte Linie dargestellt ist. In diesem Fall wird das Stadium für jeden empfangenen Kurbelpuls lediglich inkrementiert (STAGE ← STAGE + 1). Zu einem Zeitpunkt, bei dem das Stadium 24 erreicht (STAGE = 24), wird das Stadium zwangsweise auf 0 zurückgestellt (STAGE = 0). Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 5 als ein Zeitpunkt der Erfassung einer Leitungsunterbrechung gezeigt. Dann wir das Leitungsunterbrechungsflag FDANSEN gesetzt. Es ist zu bemerken, daß das Leitungsunterbrechungsflag FDANSEN ebenso auch dann gesetzt wird, wenn aufgrund eines in dem elektromagnetischen Aufnehmer 5 auftretenden Versagens oder einer angehaltenen Drehung des Rotors 3 keine Zylinderpulse erzeugt werden.

Wenn das Rauschflag FNOISE oder das Leitungsunterbrechungsflag FDANSEN gesetzt ist, wird typischerweise eine Warnung ausgegeben. Demzufolge ist es möglich, ein Versagen zu erfassen und die Funktion in einfacher Weise bei Wartungsarbeiten zu überprüfen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Erfassungsstück durch einen Aufnehmer elektromagnetisch erfaßt. Es ist zu bemerken, daß ein Erfassungsstück auch optisch erfaßt werden kann. Obwohl hier ein Erfassungsstück als ein Vorsprung ausgebildet ist, ist darüber hinaus die Form des Erfassungsstücks nicht auf einen derartigen Vorsprung einge­ schränkt. Ein Erfassungsstück für einen Rotor kann z. B. magnetisch am Rotor angefügt sein.

Ferner sind die Intervalle, in denen die Erfassungsstücke an dem zweiten Rotor ausgebildet sind, nicht auf die bei der Ausführungsform angenommenen Winkel eingeschränkt. Die Erfassungsstücke können in anderen Intervallen ausgebildet sein. Zudem muß die Anzahl der Erfassungsstücke nicht 3 sein. Insbesondere können auch 4 oder mehr Erfassungsstücke ausgebildet sein.

Außerdem werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform mehrere spezifische Drehwinkelstellungen des ersten Rotors entsprechend den Erfassungsergebnissen einschließlich den zwei jüngsten Ergebnissen der bisherigen Erfassung der Erzeugung des Zylinderpulses (des zweiten Erfassungssignals) bestimmt. Es ist jedoch zu bemerken, daß eine Bestimmung der spezifischen Winkelstellungen nicht auf derartige Erfassungsergebnisse eingeschränkt ist. Beispielsweise können die spezifischen Drehwinkelstellungen des ersten Rotors auch entsprechend einem aktuellen Erfassungsergebnis und 3 oder mehr jüngsten Ergebnissen der bisherigen Erfassung der Erzeugung des Zylinderpulses bestimmt werden.

Wirkungen

Wie es oben beschrieben ist, ist die Drehwinkelstellung-Erfassungs­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen mit: einem zweiten Rotor, der in einer Drehung gedreht wird, die mit einem ersten Rotor, der mehrere in gleichen Intervallen in einer Drehrichtung des ersten Rotors ausgebildete erste Erfassungsstücke aufweist, mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis relativ zu dem ersten Rotor gekoppelt ist, und der mehrere in ungleichen Intervallen in einer Drehrichtung des zweiten Rotors ausgebildete zweite Erfassungsstücke aufweist; und einem zweiten Aufnehmer zum Erzeugen eines zweiten Erfassungssignals, wenn die Nähe eines der am zweiten Rotor vorgesehenen zweiten Erfassungsstücke wahrgenommen wird.

Bei der Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung wird die Erzeugung des zweiten Erfassungssignals von dem zweiten Aufnehmer für jede Erzeugung des ersten Erfassungssignals von dem ersten Aufnehmer aufgrund einer Drehung des ersten Rotors erfaßt und mehrere spezifische Drehwinkel­ stellungen des ersten Rotors werden jeweils entsprechend einer Mehrzahl von bislang erhaltenen Ergebnissen der Erfassung einschließlich einem zu diesem Zeitpunkt erhaltenen Ergebnis der Erfassung der Erzeugung des zweiten Erfassungssignals bestimmt. Die Anzahl von Malen, die das erste Erfassungssignal erzeugt wird, nachdem eine der spezifischen Drehwinkelstellungen bestimmt wurde, wird bei der beschriebenen Ausführungsform gezählt, um eine Drehwinkelstellung des ersten Rotors zu bestimmen, die verschieden ist von den spezifischen Drehwinkelstellungen. Wenn einmal eine der spezifischen Drehwinkelstellungen bestimmt wurde, kann somit eine Winkelstellung der Drehung festgestellt werden. Demzufolge kann eine Winkelstellung einer Drehung des ersten Rotors in einer relativ kurzen Zeitdauer nach einem Beginn der Drehung festgestellt werden.

Außerdem besitzt die beschriebene Drehwinkelstellung-Erfassungs­ vorrichtung Drehwinkelstellung-Bestimmungsmittel, die dazu verwendet werden, eine Beurteilung darüber vorzunehmen, ob eine bei einer Bestimmung, die einem Zeitpunkt zum Bestimmen einer Drehwinkelstellung unmittelbar vorausgeht, bestimmte Drehwinkelstellung eine der spezifischen Drehwinkelstellung unmittelbar vorausgehende Drehwinkelstellung ist oder nicht. Falls eine bei der unmittelbar vorausgegangenen Bestimmung bestimmte Drehwinkelstellung nicht eine Drehwinkelstellung ist, die der spezifischen Drehwinkelstellung unmittelbar vorausgeht, so wird beurteilt, daß eine durch die Erzeugung von Rauschen bewirkte Fehlfunktion aufgetreten ist. Demzufolge ist es möglich, ein Versagen zu erfassen und die Funktion in einfacher Weise bei einer Wartung zu überprüfen.

Gemäß der beschriebenen Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung werden ferner Mittel zum Vornehmen einer Beurteilung darüber vorgesehen, ob die Anzahl der gezählten Male, die das erste Erfassungssignal erzeugt wurde, die Gesamtanzahl von Drehwinkelstellungen des ersten Rotors übersteigt oder nicht. Ein Resultat der Beurteilung, das angibt, daß die Anzahl von gezählten Malen, die das erste Erfassungssignal erzeugt wurde, die Gesamtanzahl von Drehwinkelstellungen des ersten Rotors übersteigt, kann somit als eine Leitungsunterbrechung in einem Verbindungssystem des zweiten Aufnehmers interpretiert werden. Demzufolge ist es möglich, ein Versagen zu erfassen und die Funktion in einfacher Weise bei einer Wartung zu überprüfen.

Zusammenfassend soll eine Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung für einen Rotor bereitgestellt werden, die in der Lage ist, eine Winkelstellung einer Drehung des Rotors in einer relativ kurzen Zeitdauer nach einem Beginn der Drehung festzustellen. Die erfindungsgemäße Drehwinkel­ stellung-Erfassungsvorrichtung umfaßt: einen zweiten Rotor, der sich in einer dem ersten Rotor gekoppelten Drehung mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis relativ zu dem ersten Rotor dreht, der mehrere, in gleichen Intervallen in einer Drehrichtung des ersten Rotors ausgebildete erste Erfassungsstücke aufweist, und der mehrere zweite Erfassungsstücke aufweist, die in ungleichen Intervallen in einer Drehrichtung des zweiten Rotors ausgebildet sind; und einen zweiten Aufnehmer zum Erzeugen eines zweiten Erfassungssignals, wenn die Nähe eines der zweiten Er­ fassungsstücke an dem zweiten Rotor wahrgenommen wird. Bei der Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung wird die Erzeugung des zweiten Erfassungssignals von dem zweiten Aufnehmer für jede Erzeugung des ersten Erfassungssignals von dem ersten Aufnehmer aufgrund einer Drehung des ersten Rotors erfaßt, und mehrere spezifische Drehwinkel­ stellungen des ersten Rotors werden jeweils bestimmt entsprechend einer Mehrzahl von bislang erhaltenen Ergebnissen der Erfassung einschließlich einem zu dieser Zeit erhaltenen Ergebnis der Erfassung der Erzeugung des zweiten Erfassungssignals. Die Anzahl von Malen, die das erste Erfassungssignal erzeugt wurde, nachdem eine der spezifischen Drehwinkel­ stellungen bestimmt wurde, wird gezählt, um eine Drehwinkelstellung des ersten Rotors zu bestimmen, die von den spezifischen Drehwinkelstellungen verschieden ist.

Claims (4)

1. Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung, umfassend:
einen ersten Rotor (2), der mit mehreren ersten Erfassungsstücken (2a) in gleichen Intervallen in einer Drehrichtung (A) des ersten Rotors (2) versehen ist,
einen ersten Aufnehmer (4), der an einer Position in nächster Nähe zu einer Drehortskurve der mehreren am ersten Rotor (2) vorgesehe­ nen ersten Erfassungsstücke (2a) vorgesehen ist und dazu verwen­ det wird, Pulse eines ersten Erfassungssignals zu erzeugen, wenn die Nähe eines der ersten Erfassungsstücke (2a) wahrgenommen wird,
einen zweiten Rotor (3), der sich in einer mit dem ersten Rotor (2) gekoppelten Drehung mit einem vorbestimmten Geschwindigkeits­ verhältnis relativ zu dem ersten Rotor (2) dreht und der mehrere in ungleichen Intervallen in einer Drehrichtung (B) des zweiten Rotors (3) vorgesehene zweite Erfassungsstücke (3a) aufweist,
einen zweiten Aufnehmer (5), der an einer Position in nächster Nähe zu einer Drehortskurve der mehreren am zweiten Rotor (3) vorgese­ henen zweiten Erfassungsstücke (3a) vorgesehen ist und dazu ver­ wendet wird, Pulse eines zweiten Erfassungssignals zu erzeugen, wenn die Nähe eines der zweiten Erfassungsstücke (3a) wahrgenom­ men wird,
Drehwinkelstellung-Bestimmungsmittel (ECU) zum Bestimmen der Drehwinkelstellung des ersten Rotors (2) mittels des ersten Erfas­ sungssignals und des zweiten Erfassungssignals,
dadurch gekennzeichnet, dass
Pulse des zweiten Erfassungssignals jeweils während einer Zeitpe­ riode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des ersten Erfas­ sungssignals erzeugt werden, wobei Erfassungsmittel (ECU), die bei jeder Erzeugung eines Pulses des ersten Erfassungssignals erfassen, ob zwischenzeitlich ein Puls des zweiten Erfassungssignals erzeugt wurde oder nicht, und eine Speichereinrichtung (18) zum Speichern einer Mehrzahl von Ergebnissen (a, b, c) der Erfassung der bislang erzeugten Pulse des zweiten Erfassungssignals vorgesehen sind, wobei die Drehwinkelstellung-Bestimmungsmittel (ECU) mehrere spezifische Drehwinkelstellungen (STAGE = 0, STAGE = 12) des ersten Rotors (2) jeweils entsprechend der gespeicherten Ergebnisse (a, b, c) bestimmen.

2. Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelstellung-Bestimmungsmittel (ECU) Mittel aufweisen, die, nachdem eine der spezifischen Dreh­ winkelstellungen (STAGE = 0, STAGE = 12) bestimmt wurde, die Anzahl der erzeugten Pulse des ersten Erfassungssignals zählen (S16), um eine Drehwinkelstellung (STAGE) des ersten Rotors (2) zu bestimmen, die von den spezifischen Drehwinkelstellungen (STAGE = 0, STAGE = 12) verschieden ist.

3. Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelstellung-Bestimmungs­ mittel (ECU) mit Mitteln versehen sind, die, nachdem eine der spezi­ fischen Drehwinkelstellungen (STAGE = 0, STAGE = 12) bestimmt wurde, beurteilen, ob eine unmittelbar vorher bestimmte Drehwinkel­ stellung (STAGE) die erwartete Drehwinkelstellung (STAGE = 23, STAGE = 11) ist, die der spezifischen Drehwinkelstellung (STAGE = 0, STAGE = 12) unmittelbar vorausgeht, und falls nicht, fest­ stellen (S8, S15), dass eine durch die Erzeugung von Rauschen verursachte Fehlfunktion aufgetreten ist (FNOISE).

4. Drehwinkelstellung-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelstellung-Bestimmungs­ mittel (ECU) Mittel (S17) umfassen, die beurteilen, ob die Anzahl der erzeugten Pulse des ersten Erfassungssignals die gesamte An­ zahl von Drehwinkelstellungen (STAGE) des ersten Rotors (2) über­ steigt oder nicht, und wobei ein Resultat der Beurteilung, das angibt, dass die Anzahl der erzeugten Pulse des ersten Erfassungssignals die gesamte Anzahl von Drehwinkelstellungen des ersten Rotors (2) übersteigt, als eine Leitungsunterbrechung in einem Verbindungs­ system des zweiten Aufnehmers (5) interpretiert wird (FDANSEN).