DE2742055A1 - Geraet und verfahren zum bestimmen der anzahl von kennzeichen an einem rotierenden teil eines verbrennungsmotors, insbesondere der zaehnezahl des schwungrades - Google Patents

Description

UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION Hartford, Connecticut 06101, V.St.A.

Gerät und Verfahren zum Bestimmen der Anzahl von Kennzeichen an einem rotierenden Teil eines Verbrennungsmotors, insbesondere der Zähnezahl des Schwungrades

Die Erfindung betrifft die Bestimmung der Anzahl von Kennzeichen an einem rotierenden Teil eines Verbrennungsmotors, insbesondere der Zähnezahl des Schwungrades, durch Auswertung der Kurve der Schwungradzahngeschwindigkeit oder stattdessen durch Motorarbeitsspielsignale.

Die Anmelderin hat bereits die Verwendung der Schwungradzähne zur Bestimmung der Drehzahl eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, um eine genaue Verbrennungsmotordiagnose zu ermöglichen.

und außerdem die Art der Bestimmung der Zähnezahl des Schwungrades für die entsprechenden Drehzahlberechnungen. GemäB diesen Vorschlag wird die Zähnezahl an den Schwungrad ermittelt, indem die Zähne in einem vollen Arbeitsspiel oder einer Motorumdrehung gezählt werden, was mit Hilfe eines Annäherungsfühlers durchgeführt wird, der an einen Teil (z.B. an einen Kipphebel) des Motors befestigt ist und in aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen an einen identischen Punkt ein Signal liefert.

Es kann Fälle geben, in denen ein geeigneter Annäherungsfühler nicht an einen Motor angebracht werden kann, an den eine Diagnose vorzunehmen ist. Insbesondere dann, wenn nur ein oder zwei Tests auszuführen sind, bei welchen die Drehzahl benötigt wird, kann es zu aufwendig sein, einen Geber in geeigneter Welse an einen Motor anzubringen, insbesondere wenn Löcher gebohrt oder andere Veränderungen vorgenommen werden nüssen, um den Geber anbringen zu können.

Das Ziel der Erfindung ist die Messung der Zähnezahl eines Schwungrades eines Verbrennungsmotors ohne ein Arbeitsspielbestimmungssignal und weiter die Bestimmung der Zähnezahl als eine automatische Alternative zu einer mit Hilfe eines Arbeitsspielbestittstungsslgnals durchgeführten Bestimmung der Schwungradzähne.

GernäS der Erfindung werden die Zeitintervalle zwischen den Vorbeigang von Zähnen eines Schwungrades an einer Zahnabfühlelnrichtung benutzt, um den zyklischen Charakter der Drehzahl des Motors auszuwerten und um dadurch das Zählen der Zähne in eine bekannte Beziehung zu einer

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Motordrehzahl zu zerlegen. Weiter wird gemäß der Erfindung die vorgenannte Auswertung der Zahnzeiten als eine automatische Alternative zur Zählung von Zähnen zwischen Motorarbeitsspielsignalen benutzt, so daß Motorarbeitsspielsignale benutzt werden können, wenn sie zur Verfügung stehen, während die Zahnzeitauswertung sonst automatisch angewandt wird.

Die Erfindung schafft die Möglichkeit, die Zähnezahl des Schwungrades zu bestimmen, ungeachtet dessen, ob Motorarbeitsspielkennsignale bei dem im Test befindlichen Motor zur Verfügung stehen oder nicht. Das erleichtert das Durchführen von wenigen Tests, die eine Zeitauswertung von Zahn zu Zahn für Drehzahlbestimmungen erfordern, ohne daß es erforderlich ist, einen Geber zur Bestimmung des Arbeitsspiels an dem Motor anzubringen. Die Erfindung ist in verfügbarer Technologie leicht ausführbar und kann vorteilhaften Gebrauch von der genauen Zahnbestimmung durch Vergleich mit Tabellen von Standardschwungradzähnezahlen machen, die die Industrie liefert.

Die Erfindung kann eine Rohauswertung von Zahn-zu-Zahn-Zeitintervallen anwenden oder kann durch Vergleich der gemessenen Daten die Qualität derselben erhöhen, je nach den vier beschriebenen Ausführungsformen, die wahlweise benutzt werden können.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines

Diagnosesystems mit Parameterabfühlgeräten und elektronischen Verarbeitungsgeräten, in welchem die Erfindung angewendet werden kann,

Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild von

Motorparameterabfühlgeräten, die in der Ausführungsform von Fig. 1 verwendbar sind,

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer

Zahnzeitgeberschaltung zur Erzielung eines Istwertes einer Teilarbeitsspiel-Motordrehzahl in der Ausführungsform von Fig. 1,

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Das in Fig. 1 dargestellte System, in welchem die Erfindung angewandt werden kann, zeigt den Aufbau eines typischen Datenverarbeitungssystems oder Rechners zusammen mit Spezialgeräten eines Motordiagnosesystems der erfindungsgemäßen Art. Insbesondere enthält das System Motormeßfühler und Signalvorbehandlungsschaltungen 10 bekannter Art, die in der Lage sind, auf verschiedene Parameter oder diskrete Zustände eines im Test befindlichen Motors anzusprechen, wie im folgenden noch ausführlicher dargelegt. Einige der Meßfühler messen Drücke, Temperaturen und dgl. und liefern Analogsignale, deren Größe ein Maß für den abgefühlten Parameter ist. Die Ausgangssignale der Meßfühler werden über Leitungen 13 einem Analog/Digital-(A/D)-Wandler 12 zugeführt, wenn sie durch einen A/D-Multiplexer 12 auf eine besondere Meßfühleradresse hin ausgewählt worden sind, die diesem durch das Programm des Datenprozessors geliefert worden ist. Außerdem kann ein ZahnmeB-fühler den Vorbeigang von Zähnen des Schwungrades des Motors abfühlen und ein Zahnsignal auf einer Leitung 14 liefern, wobei das zwischen zwei Zähnen gelegene Zeitintervall (wenn der Motor läuft) durch einen Zahnzeitgeber 15 gemessen und über Zahnzählleitungen 16 abgegeben wird. Ein weiteres diskretes Signal ist ein Zylinder- oder Arbeitsspielkennsignal(AKS-Signal) auf einer Leitung 17, das an eine AKS-Zentrierschaltung 18 angelegt wird, ua ein AKS-Signal an eine Leitung 19 abzugeben. Das AKS-Rohsignal auf der Leitung 17 ist ein Signal aus einen Annäherungsroeßfühler, der die Bewegung eines Motorteils einmal in jedem Arbeitsspiel des Motors bei Bedarf abfühlt,beispielsweise die Bewegung des Kipphebels für das Einlaßventil eines der Zylinder oder die Bewegung eines Nockens. Das ergibt Zylinder für Zylinder eine Information über die Zylinderposition des Motors in jedem Zeitpunkt in derselben Heise wie das Zünden des Zylinders Nr. 1 in einem Motor mit Funkenzündung

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und liefert außerdem Arbeitsspiel für Arbeitsspiel die Unterteilung der Motorwinkelposition, wenn der Motor läuft oder angelassen wird.

Gemäß der Erfindung können die Parameter des Motors, die über den A/D-Wandler 11 geliefert werden, und die Istpositionsinformation in bezug auf den Motor, die durch das AKS-Signal auf der Leitung 18 und die Zahnsignale auf der Leitung 14 geliefert wird, bei der erfindungsgemäßen Diagnose des Motors benutzt werden.

Zusätzliche Spezialgeräte, die benutzt werden können (obgleich ihre Benutzung nicht unbedingt erforderlich ist, wie im folgenden beschrieben)»sind eine Zahnzähler- und Decodierschaltung 20, zwei Zähler 20a, 20b, die als Zähler 1 und Zähler 2 bezeichnet werden, ein Intervallzeitgeber 20c und Spezialregister 22, die statt eines Speichers benutzt werden können, um gewisse Faktoren zu speichern, die so häufig benutzt werden, daß es ratsam ist, sie direkt für das Programm verfügbar zu haben, statt in einem Speicher auf sie zugreifen zu müssen, um die Verarbeitungszeit und die Komplexität der Programmierung zu verringern. Solche Register können Faktoren enthalten, die bei der Datenverarbeitung benutzt werden (wie etwa Multiplikanden, die bei der digitalen Filterung von Daten benutzt werden, und dgl.),und Informationen, die sich auf den besonderen Motor beziehen, welcher sich im Test befindet (wie beispielsweise die Takt- und Zylinderzahlen), welche über Schalter, die durch eine Bedienungsperson betätigt werden, eingegeben werden, wobei diese Schalter primäre Decodierschaltungen derart versorgen, daß der decodierte Wert die Position des Schalters auf Beharrungszustandsbasis nach Art eines Registers ständig widerspiegelt.

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Der übrige Teil von Fig. 1 zeigt einen Typ von Datenverarbeitungsgerät, welcher zur Veranschaulichung dargestellt ist, da es sich um einen Typ handelt, dessen Verwendung vorteilhaft sein kann, wenn keine Allzweck-Programmierung erforderlich ist, sondern vielmehr begrenzte Funktionen auszuführen sind. Ein Rechner enthält bekanntlich einen Speicher, auf dessen Inhalt zugegriffen werden kann, eine arithmetische Einheit, eine Programmsteuereinheit, die notwendigen Gatter, Datenfluß- und Ereignisdecodier- oder -Überwachungsschaltungen, damit die auszuführenden Schritte in logischer Reihenfolge ausgeführt werden können. Insbesondere kann eine Vielzahl von Eingangssignalen, die als Datenfluß dargestellt sind, unter der Steuerung eines Speichermultiplexers 25 in einen Speicher 24(MEM) geladen werden, wobei der Speichermultiplexer durch das Programm so freigegeben und adressiert wird, daß er auswählt, welche der möglichen Eingangssignale des Speichers diesem gegebenenfalls zuzuführen sind. Der Speicher 24 spricht auf ein Speicheradreßregister

26 an, das auf einen Zähler ansprechen kann, der in der üblichen Weise bei der Programmsteuerung benutzt wird. Das Ausgangssignal des Speichers steht an anderen Teilen des Datenflusses zur Verfügung, beispielsweise an einem Druck- und Sichtgerät

27 und arithmetischen Geräten, welche Eingaberegister für die arithmetische Einheit enthalten, die im folgenden als A-Register 30 und B-Register 31 bezeichnet werden, und zwar unter der Steuerung von Registergattern 32, die durch das Programm in bekannter Weise gesteuert werden. Das Ausgangssignal des Α-Registers und des B-Registers steht an den Registergattern 32 und an dem Hauptdatenfluß zur Verfügung, so daß ihre Inhalte zwischen den Registern 30,31 oder zu dem Speicher 24 verschoben werden können. Das dient zur Erleichterung der besonderen Art der Verarbeitung, die in einem Motordiagnosesystem

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benutzt werden kann, wie im folgenden noch näher beschrieben. Die Register 30,31 versorgen eine arithmetische Einheit bekannter Art, die, gesteuert durch das Programm, die Aufgabe hat, zu addieren, zu subtrahieren, zu multiplizieren oder zu dividieren, um Antworten an ein RSLT- oder Ergebniaregister 36 abzugeben und um Angaben über das Vorzeichen des Ergebnisses zu liefern. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 kann das Ergebnisregister an dem Eingang der arithmetischen Einheit über die Gatter 32 verfügbar sein. Stattdessen könnte, wie bei vielen Rechnern üblich, das Ergebnisregister automatisch einer der Eingänge der arithmetischen Einheit sein,und es kann auf einen richtigen Befehl hin direkt aus dem Speicher geladen werden.

Um den Speicher mit Dateneingaben für die Initialisierung zu versorgen und um einen Grad an Kontrolle über das System während der Verarbeitung zu gestatten, kann eine Tastatur 38 üblicher Bauart vorgesehen sein. Zusätzlich zu den Dateneingabetasten kann die Tastatur Steuerfunktionstasten haben, die der Bedienungsperson die Wahl lassen, den Speicher aus dem Ergebnisregister zu laden oder den Speicher über die Tastatur zu laden, je nach den Bedingungen, die von dem Druck- und Sichtgerät 27 angezeigt werden.

Für die ziemlich begrenzte Anzahl von Tests, die in dem Gerät nach der Erfindung ausgeführt werden, kann das Programm auf verschiedene Weise gesteuert werden. Eine Möglichkeit ist ein Programm-ROM 40, der Eingabegatteradressen liefert, um die Eingaben in den Speicher, die arithmetischen Eingaberegister und den A/D-Wandler, usw. zu steuern ,-ferner die Speicheradresse; die durch die arithmetische Einheit auszuführenden

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Funktionen und andere Befehle, z.B. Befehle an den Speicher, damit dieser gelesen oder in diesen eingeschrieben wird (R bzw.W) , damit der A/D-Wandler 11 gestartet wird, und dgl. Der Ablauf wird durch unbedingte Verzweigungsbefehle (die eine Verzweigungsadresse liefern) und durch Uberspringbefehle (die von Bedingungen abhängig sind) gesteuert, die einer Verzweigungs-/ Uberspringsteuereinheit 42 an dem Eingang des Programmzählers 44 zugeführt werden, der außerdem auf Systemtaktgeber 46 anspricht. In bekannter Weise kann daher für jedes aus den Systemtaktgebern empfangene Programmtaktsignal der Programmzähler fortgeschaltet oder einmal oder zweimal übersprungen oder zur Verzweigungsadresse rückgesetzt werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Verzweigungs- oder Uberspringbefehlen.

Das besondere Verarbeitungsgerät, das benutzt wird, und der Grad der Verwendung von Spezialgeräten hängt selbstverständlich von der besonderen Implementierung der Erfindung ab, die vorzunehmen ist, und bildet keinen Teil der Erfindung. Wenn die Erfindung in einem komplexen, anspruchsvollen Diagnosesystem benutzt wird, in welchem eine Vielzahl von Diagnosefunktionen erforderlich ist, so können die für die Verarbeitung gewählten Geräte anspruchsvoller und einer Allzweck-Verwendung angepaßt sein, um die Spezialanforderungen sämtlicher Diagnoseprozeduren, die auszuführen sind, zu erfüllen. Die Kosten der Programmkomplexität eines solchen Verarbeitungssystems können jedoch in einem Diagnosesystem ungerechtfertigt sein, das entweder relativ wenige oder relativ einfache Tests ausführt. Die folgende ausführliche Betriebsbeschreibung wird zeigen, daß bekannte Verarbeitungssysteme, wie etwa NOVA und PDP/11, bei welchen nur in bekannter Technik erstellte

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Programme verwendet werden, in Verbindung mit den Motormeßfühlern und Signalvorbehandlungsschaltungen 10, geeigneten Eingabe- und Ausgabegeräten (wie der Tastatur 38 und dem Druck- und Sichtgerät 27) verwendet werden können. In Abhängigkeit von der Verarbeitungsleistung des gewählten Datenverarbeitungssystems kann Spezialhardware benutzt werden, deren Verwendung ratsam sein kann, wie etwa der Zahnzeitgeber 15,der Zahnzähler 20 und einige Spezialregister 22. Die bekannten Verarbeitungssysteme, auf die hier Bezug genommen wird, können jedoch eine ausreichende Speicherkapazität zur Erfüllung der Zahnsteuer- und Zahnzählfunktionen und zur Speicherung sämtlicher erforderlichen Parameter und Motorfunktionen in dem Speicher haben.

Fig. 2 zeigt mehrere Triebwerksmeßfühler in einem Diagnosesystem nach der Erfindung, und zwar neben anderen, in Fig. 2 nicht gezeigten, einen Anlasserspannungsmeßfühler 46, einen Anlasserstrommeßfühler 47, einen Atmosphärendruckgeber 48, der in der Nähe des im Test befindlichen Motors angeordnet sein wird, einen Druckgeber 49 zum Messen des Ansaugleitungsluftdruckes, einen Filterdruckgeber 50 zum Messen des Druckes stromabwärts des Kraftstoffeinlaßfilters,einen Kraftstoffdruckgeber 51 zum Messen des Druckes an der Einlaßschiene der Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Motors,einen Kühlmitteldruckgeber 52, der vorzugsweise den Kühlmitteldruck an dem Einlaß des Kühlmittelthermostaten messen kann,und einen Kühlmitteltemperaturgeber zum Messen der Kühlmitteltemperatur, vorzugsweise an dem Einlaß des Thermostaten. In einem Diagnosesystem nach der Erfindung kann es außerdem einen Annäherungsmeßfühler 54 geben, bei welchem es sich um einen magnetischen Annäherungsfühler der Fa. Electro Corporation, Sarasota, Florida, USA (RGT Model 3010-AN) handeln kann und welcher zum Abfühlen des Vorbei ganges der Schwungradzähne an einem bestimmten Punkt neben dem

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Schwungradgehäuse dient, und einen Annäherungsmeßfühler 55 (z.B. das von der Fa. Electro Corporation vertriebene Modell 4947) zum Abfühlen des Vorhandenseins eines Motorteils, das sich in besonderer Weise einmal in jedem Arbeitsspiel des Motors bewegt, bei dem es sich um eine Umdrehung bei einem Zweitaktmotor oder um zwei Umdrehungen bei einem Viertaktmotor handelt. Der Annäherungsmeßfühler 55 kann vorzugsweise durch den Ventildeckel neben einem Kipphebel des Einlaßventils eines der Zylinder des Motors hindurchgeführt sein, so daß eine Information über den besonderen Punkt eines Motorarbeitssniels einmal in jedem Arbeitsspiel erhalten wird und aufeinanderfolgende Motorarbeitsspiele aufgezeichnet werden, wenn der Motor läuft,

Die Ausgänge der Fühler von Fig. 2 sind jeweils mit einer von mehreren Signalvorbehandlungsschaltungen 56, 57 verbunden, die unerwünschtes Rauschen ausfiltern und über einen Verstärker für eine geeignete Pegeleinstellung sorgen, welche zu den durch sie versorgten Schaltungen paßt. Beispielsweise werden die Ausgangssignale der Meßfühler durch die Signalvorbehandlungsschaltungen 56 mit einem Faktor derart multipliziert, daß sie den richtigen Wert erhalten, so daß jedes von ihnen einem gemeinsamen A/D-Wandler 11 (Fig. 1) zugeführt werden kann. Die Signalvorbehandlungsschaltungen 56,57 sind bekannte Schaltungen und bilden keinen Teil der Erfindung.

Gemäß Fig. 3 enthält der Zahnzeitgeber 15 einen Zähler 60, der in wiederholter Weise Taktimpulse auf einer Leitung 61 zählt, die durch die Systemtaktgeber 46 in Fig. 1 geliefert werden können. Die Ausgangssignale des Zählers werden parallel einem Puffer 62 zugeführt, dessen Ausgangssignal die Zahnzählwerte enthält. Der Zähler läuft im wesentlichen während

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der gesamten Zeit, da ein Taktsignal sehr hoher Frequenz auf der Leitung 61 benutzt werden kann (irgendeine Frequenz zwischen 10 kHz und einigen 10 MHz), während bei Drehzahlen von 300 U/min bis 2000 U/min die Frequenz der Zahnsignale auf der Leitung 14 in der Größenordnung von 10Hz bis 100 Hz liegen kann, je nach der Zähnezahl. Daher sind die wenigen Taktsignale, die während der von Zahn zu Zahn erfolgenden Rückstellung des Zählers verlorengehen, minimal.

Jedesmal dann, wenn ein Zahnsignal auf der Leitung 14 erscheint, wird das nächste Taktsignal ein D-Flipflop 63 setzen, dessen Q-Ausgangssignal einem D-Flipflop 64 zugeführt wird. Das zweite Taktsignal, das dem Zahnsignal folgt, setzt daher das D-Flipflop 64 und, da dessen Q-Ausgang einem D-Flipflop 6 5 zugeführt wird, wird es aufgrund des dritten Taktsignals gesetzt. Das allererste Taktsignal nach dem Erscheinen des Zahnsignals wird durch eine UND-Schaltung 66 decodiert, da sie auf das Q-Ausgangssignal des Flipflops 63 und die Q-Ausgangssignale der Flipflops 64 und 65 anspricht. Sie liefert ein Laden-Puffer-Signal auf einer Leitung 67, damit der Puffer 62 durch den Zähler 60 parallel geladen wird. Das zweite Taktsignal im Anschluß an das Erscheinen des Zahnsignals veranlaßt eine UND-Schaltung 68, auf die Q-Ausgangssignale der Flipflops 63 und 64 und auf das Q-Ausgangssignal des Flipflops 65 anzusprechen, so daß ein Löschen-Zähler-Eingangssignal für den Zähler 60 auf einer Leitung 69 erzeugt wird, durch das dieser auf Null gelöscht wird.Das dritte Taktsignal beseitigt durch Setzen des Flipflops 65 einfach das I.öschen-Zähler-Signal auf der Lcitunq 69, so daß die nächste Vorderflanke des Taktsignals und alle späteren Taktsignale in dem Zähler 60 gezählt werden. Immer dann, wenn das Zahnsignal verschwindet (was vollkommen unwesentlich ist) ,verursachen die nächsten drei Taktsignale in einer Reihe nacheinander das Rücksetzen der Flipflops 63 bis

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65, da jedes ihrer D-Eingangssignale einen L-Wert annimmt. Der Zähler und der Puffer sind von dem Rücksetzen der Flipflops 63 bis 65 unabhängig, da beide UND-Schaltungen 66 und 68 nur während einer Folge mit leitendem Flipflop 63 und gesperrtem Flipflop 65 arbeiten, was während des Rücksetzens der Flipflops nicht vorkommt.

Der Zahnzeitgeber 15 liefert daher Zahnzählwerte auf der Leitung 16, die im wesentlichen während jedes Intervalls zwischen zwei Zähnen stabil sind. Das Verarbeitungsgerät von Fig. 1 kann daher die Zahnzählwerte beliebig abfragen.

Der Zahnzeitgeber 15 sorgt dadurch Zahn für Zahn für eine sehr genaue Teilarbeitsspiel-Drehzahlmessung, die mehrmals innerhalb jedes einzelnen Zylindertaktteils jedes Motorarbeitsspiels Drehzahlangaben liefert.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Verarbeitung wird der Ausdruck "Zahnkranz" manchmal anstelle von "Schwungrad" benutzt. Sie bedeuten das gleiche. Die Abkürzung "SRZ" bedeutet "Schwungradzähne", wobei es sich um einen gespeicherten Faktor handelt, der die Anzahl der Zähne an dem Schwungrad des im Test befindlichen Motors angibt. Diese kann aus Motorspezifikationen ermittelt und eingegeben werden. Andere Abkürzungen sind: "RSLT" = Ergebnisregister; "MEM" = Speicher; "Ctr" = Zähler; "Faktor" bedeutet einen Speicherplatz oder ein Register, wo der Faktor verfügbar ist; "CMPLT" bedeutet, daß die A/D-Umwandlung abgeschlossen ist; "Drz" bedeutet Drehzahl; weitere Abkürzungen ergeben sich aus der Zeichnung. Klammern hinter "MEM", wie beispielsweise "(Freq)", geben Adressen an, die durch den Programmierer nach Bedarf gewählt oder zum Teil durch den Zähler 2 bestimmt werden, wenn so angegeben.

Die Erfindung wird allgemein unter Bezugnahme auf ein Diagnosesystem für einen 6-Zylinder-Viertaktmotor beschrieben. Es werden jedoch im folgenden Faktoren beschrieben, die in Anpassung an andere Arten von Motoren (unterschiedliche Zylinderzahlen, Zweitaktmotoren,und dgl.) geändert werden können. 8 0 9 8 2 W 0 5 R ί

Die Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber der Bestimmung der Schwungradzähne gemäß dem eingangs genannten Vorschlag dar. In jenem Fall wird ein Zylinderkennsignal benutzt, um ein vollständiges Motorarbeitsspiel zu bestimmen (bei welchem es sich bei einem Viertaktmotor um zwei Umdrehungen handelt), und die Zähne an dem Schwungrad werden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zylinder- oder Arbeitsspielkennsignalen gezählt. Die Erfindung schafft die Möglichkeit, die Zähnezahl eines Schwungrades zu bestimmen, wenn kein Fühler an dem Motor angebracht ist, um Zylinderkennsignale zu liefern.

Die erste Aufgabe besteht darin, festzustellen, ob ein Zylinder- oder Arbeitsspielkennsignal (AKS-Signal) innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls abgefühlt wird. Wenn das der Fall ist, erfolgt die Zahnzählung gemäß den Befehlen 3-8. Wenn das nicht der Fall ist, wird das Programm zu dem Befehl 40 verzweigen, der für die Kurvenauswertung der Drehzahl sorgt, bei welcher Zähne an einem Zahnfühler vorbeigehen, um das zyklische Profil der Motordrehzahl zu bestimmen, aufgrund dessen Umdrehungen des Motors dargestellt und die Zahnzählung durchgeführt werden kann. Wenn die Zahnzählung beendet ist (in einem Ausführungsbeispiel bei dem Befehl 98a und in einem mehr verfeinerten Ausführungsbeispiel bei dem Befehl 134),so kann ungeachtet dessen, wie die Zähnezahl am Anfang gemessen worden ist, der Vergleich mit Standardzahlen, beginnend bei dem Befehl 8, in derselben Weise durchgeführt werden, wie anhand der Befehle 8-39 angegeben.

Um festzustellen, ob das AKS- oder Zylinderkennsignal innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls vorhanden ist

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oder nicht, können folgende Befehle benutzt werden: 1a. Intervallzeitgeber voreinstellen 1b. Überspringe 1, wenn AKS 1c. Verzweige nach 2a 1d. Verzweige nach 3 2a. überspringe eins, wenn Zeitsperre 2b. Verzweige nach 1b 2c. Verzweige nach 40

Wenn das Zylinderkennsignal abgefühlt ist, hat das Programm zum Befehl 3 verzweigt und die Messung der Zähne erfolgt durch Abfühlen der Zähne und durch Zählen derselben von einem Zylinderkennsignal zum nächsten. Bei Bedarf kann das Zylinderkennsignal mit wiederholbarerer Genauigkeit mit Hilfe der AKS-Zentrierschaltung 18 von Fig. 1 erzeugt werden, was aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Es wird hier angenommen, daß die Zahnzählerund Decodierschaltung 20 ein Zähler ist, der durch das Programm gestartet und gestoppt wird und dazwischen sämtliche Zahnsignale auf der Leitung 14 zählt. Die Bestimmung der Zahl der Zähne zwischen AKS-Signalen kann gemäß folgenden Befehlsschritten erfolgen:

3. Starte Zahnzähler

4. überspringe eins,wenn AKS

5. Verzweige nach 4

6. Stoppe Zahnzähler

7. Lade Inhalte des Zahnzählers in das A-Register

8. Lade Faktor 2 in das B-Register

9. Dividiere

10. Lade RSLT in MEM (Zählwert)

Andererseits verzweigt in dem Fall, in dem kein AKS-Signal zu der Zeit abgefühlt wird, zu der die Zeitsperre des

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Intervallzeitgebers eintritt, das Programm zu dem Befehl 40, um die Zähnezahl gemäß der Erfindung durch die Kurvenauswertung der Teilarbeitsspieldrehzahl des Schwungrades zu messen.

Um die Trennung der Lehren des eingangs genannten Vorschlages von denen der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, wird in der folgenden Beschreibung dieselbe Reihenfolge wie in dem älteren Vorschlag eingehalten und beschrieben, wie der Zahnvergleich gemäß dem älteren Vorschlag erfolgt. Anschließend wird ein Beispiel für die erfindungsgemäße Verarbeitung unter Bezugnahme auf die Befehle 40-139 beschrieben.

Die Zähnezahl in einem vollen Motorarbeitsspiel wird gemessen und auf eine einzige Umdrehung bezogen (für einen Viertaktmotor) ,indem durch zwei dividiert wird. Dann wird ein Vergleich mit einer Standardzähnezahl ausgeführt, die in den Speicher geladen worden ist oder in anderer geeigneter Weise geliefert wird, beginnend mit der niedrigsten Zähnezahl und fortschreitend zu der höheren Zahl. Der erste Durchgang über die gesamte Zähnezahl wird ausgeführt, indem die gemessene Zahl mit genau den Zahlen in der Tabelle verglichen wird, ohne jeglichen Spielraum. Wenn keine genaue Übereinstimmung ermittelt wird, wird der Vergleich innerhalb eines Zahns durchgeführt, beginnend mit der niedrigsten Zahl und endend mit der höchsten Zahl. Wenn immer noch keine Übereinstimmung vorliegt, wird ein dritter Durchgang ausgeführt, in welchem die Zahl, die gemessen wird, mit jeder der Standardzahlen plus oder minus zwei Zähnen verglichen wird (ein 5-Zahn-Spielraum), beginnend mit der niedrigsten Zahl und endend mit der höchsten Zahl. Wenn das nicht aufgeht, wird die gemessene

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Zahl angezeigt. Das ergibt eine Fehleranzeige und bietet außerdem der Bedienungsperson die Möglichkeit, die gemessene Zahl zu wählen, wenn sie vielleicht meint, daß die gemessene Zahl aus irgendeinem Grund korrekt ist, oder eine Zahl zu wählen, die die Bedienungsperson als am wahrscheinlichsten korrekte Zahl ansieht. Zusätzlich zu der Fehleranzeige durch Anzeigen der gemessenen Zahl kann der Bedienungsperson eine weitere Fehlermeldung, beispielsweise in Form eines Lichtes oder einer Fehlernachricht, bei Bedarf geliefert werden.

Bei dem hier als Beispiel beschriebenen Zahnvergleichsprozeß werden zwei Zähler benutzt. Der Zähler 1 wird einfach benutzt, um festzustellen, ob der Vergleich plus oder minus Null, plus oder minus eins oder plus oder minus zwei auszuführen ist. Der Zähler 2 wird benutzt, um die besondere Standardzähnezahl laufend zu verfolgen, die in der Tabelle im Speicher untergebracht ist und gerade in diesem Moment verglichen wird. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird vorausgesetzt, daß es acht mögliche Standardzähnezahlen gibt, die das Schwungrad des getesteten Motors haben kann. Diese entsprechen Industriestandards bei einem sehr großen Prozentsatz der gegenwärtig im Gebrauch befindlichen Dieselmotoren: 92, 102, 103, 113, 118, 119, 142 und 152. Weil diese Zahlen in einigen Fällen nur um einen Zahn voneinander abweichen, ist es erwünscht, zuerst zu vergleichen, um zu sehen, ob einige von ihnen genau gleich sind, bevor der Vergleich mit 3- und 5-Zahn-Spielräumen (plus oder minus 1, plus oder minus 2) durchgeführt wird. Um eine übliche arithmetische Einheit für Vergleichszwecke zu benutzen, bei welchen das Vorzeichen sich nur dann ändert, wenn eine umgekehrte Subtraktion ausgeführt wird, wird darüberhinaus

in dem hier als Beispiel beschriebenen Prozeß jede der Standardzahlen mit der gemessenen Zahl verglichen, indem zuerst bestimmt wird, ob die gemessene Zahl größer als die Standardzahl ist, und zwar durch Subtrahieren (Befehl 20) der gemessenen Zahl von der Standardzahl weniger 1, in welchem Fall ein negatives Ergebnis das Gelingen des Tests anzeigt, weil die gemessene Zahl größer sein muß als die Standardzahl minus 1. Anschließend wird beim Befehl 24 die Standardzahl plus 1 von der gemessenen Zahl subtrahiert und sie muß größer sein als die gemessene Zahl, um den Test gelingen zu lassen. Die gemessene Zahl wird also tatsächlich mit einem Ausdruck der Standardzahl verglichen, um festzustellen, ob sie größer als die Standardzahl minus und kleiner als die Standardzahl plus 1 ist. Immer wenn entweder der erste oder der zweite Test mißlingt, wird in dem Prozeß ermittelt, ob es durch den Vergleich der Fall ist oder nicht, und wenn nicht, geht der Prozeß zurück, um den Vergleich mit dem nächsten Wert in der Tabelle auszuführen, bis die Tabelle vollständig überprüft ist. Immer,wenn ein Versagen für die letzte Zahl in der Tabelle angezeigt wird, falls zwei Gruppen von Vergleichen nicht dreimal durchgeführt worden sind (plus oder minus Null, plus oder minus Eins, plus oder minus Zwei), wird das zulässige Inkrement erhöht, indem vom Befehl 32 zum Befehl 13 verzweigt wird. Wenn aber alle drei Durchgänge ausgeführt worden sind, wird die gemessene Zahl angezeigt und der Prozeß ist beendet. Immer dann, wenn der zweite Test anzeigt, daß er gelingt, endet der Prozeß durch Laden des Wertes der Tabelle, der erfolgreich beide Tests durchlaufen hat, in den Speicherplatz, wo die gemessene Zahl gespeichert war.

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START DES
VERGLEICHS

Ein Detailprozeß in dem oben als Beispiel beschriebenen Diagnosegerät kann mit folgenden Befehlen durchgeführt werden:

Zähler 1 rücksetzen

Zähler 1 fortschalten

Zähler 2 rücksetzen

Zähler 2 fortschalten

Lade MEM (Ctr 2) in das A-Register

Lade Inhalt des Zählers 1 in das B-Register

Subtrahiere

Lade RSLT in das A-Register

Lade MEM (Zählwert) in das B-Register

Subtrahiere; überspringe eins, wenn -

Verzweige nach

Lade MEM (Ctr 2)in das A-Register

Lade Inhalt des Zählers 1 in das B-Register

Addiere

Lade RSLT in das B-Register

Lade MEM (Zählwert) in das A-Register

Subtrahiere; überspringe eins, wenn +

Verzweige nach

überspringe eins, wenn Zähler 2=8

Verzweige nach

überspringe eins, wenn Zähler 1=

Verzweige nach

Lade MEM (Zählwert) in das Sichtgerät

Zeige FEHLER an

ENDE

B-Register rücksetzen

Lade MEM (Ctr 2) in das B-Register

Lade Inhalt des B-Registers in MEM (Zählwert)

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

GELINGEN L 20. MISSLINGEN L 21.

22.

23.

24.

25.

26,

MISSLINGSNH 27, GELINGEN H 28

29,

30,

31

GLEICH

32. 33. 34. 35. 36, 37, 38

39. Verzweige nach

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In dem als Beispiel beschriebenen Datenverarbeitungsgerät, in welchem die Erfindung angewandt wird, soll die Zähnezahl des Schwungrades gewöhnlich bestimmt werden, wenn ein Drehzahlprogramm oder ein anderes Programm, das eine Drehzahl- oder Winkelinformation aus dem Zahnzähler entnimmt, gewünscht wird. Da ein Programm nach dem Auffinden der Zähnezahl weitergeht, ungeachtet der Routine, die für die Zahnzählung erforderlich war, ist es nicht erforderlich, den aus der Tabelle ausgewählten Wert anzuzeigen. Der Zweck der Anzeige des gemessenen Wertes, wenn er nicht mit irgendeinem der Tabellenwerte übereinstimmt, ist es,der Bedienungsperson zu melden, daß etwas nicht in Ordnung ist, um anzuzeigen, warum das Programm gestoppt hat (es wird stoppen, wenn eine Drehzahlroutine auf die Zahnzählung wartet), und um der Bedienungsperson die Gelegenheit zu geben, von der Tastatur aus einen Zahnwert einzugeben, wenn sie es wünscht. Diese Funktion ist einfach eine Datenladeoperation, die in bekannter Weise ausgeführt werden kann und hier nicht beschrieben wird.

Der vorstehende Prozeß ist abgeschlossen und verläuft so wie bei dem eingangs genannten Vorschlag. Wenn jedoch kein Zylinderkennsignal vorhanden ist (entweder aufgrund einer Störung oder des NichtVorhandenseins eines geeigneten Gebers an dem im Test befindlichen Motor), liefert die Erfindung einen Zähnezahlmeßwert, der in dem Prozeß, welcher mit Bezug auf die Befehle 11-39 beschrieben worden ist, benutzt werden kann, um eine genaue Zähnezahl zu bestimmen, wenn möglich.

In dem ersten Schritt in einem Prozeß, in welchem das oben als Beispiel beschriebene System benutzt wird, werden Zahn taktsignale gesammelt (d.h. Zählwerte von Taktimpulsen, die

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Zahn für Zahn gewonnen werden), und zwar für eine ausreichende Anzahl von Zähnen, um wenigstens eine volle Umdrehung eines Schwungrades zu erfassen, das eine maximale Zähnezahl hat (beispielsweise 152). Da sich die Motordrehzahl infolge von Kompressionsänderungen (sowohl im Leerlauf als auch beim Anlassen durch einen Anlasser) sowie infolge von Arbeitshüben im Leerlauf ändert, ändert sich auch die Zeit, die in den Intervallen von Zahn zu Zahn beim Passieren der Zahnabfühlvorrichtung verstreicht, in periodischer Weise. Wenn der Motor vorübergehend eine relativ höhere Drehzahl hat, wird die Anzahl von Taktimpulsen (diese Anzahl wird im folgenden als Zahntaktsignale bezeichnet) kleiner sein. Ebenso werden die Zahntaktsignale, wenn die Augenblicksdrehzahl niedriger ist, höher sein. Befehle, welche einen Prozeß zum Gewinnen von Zahntaktsignalen über wenigstens einer vollen Umdrehung eines im Test befindlichen Motors veranschaulichen, sind folgende:

40. Zähler 1 rücksetzen

41. Zähler 2 rücksetzen

42. Überspringe eins, wenn ZAHN

43. Verzweige nach 42

44. Lade Inhalt des Zahnzeitgebers in MEM (Zahn-Ctr 2)

45. Zähler 2 fortschalten

46. Überspringe eins, wenn Zähler 2 = 200

47. Verzweige nach 42

48. Zähler 2 rücksetzen

Der nächste Schritt, der bei der Erfindung auszuführen ist, besteht darin, die Minima von Zahntaktsignalen zu ermitteln, die das Muster von Zahntaktsignalen Zylinder für zylinder in Gruppen unterteilen. Bei dem hier beschriebenen Prozeß werden die Minima ermittelt, indem das niedrigste Zahntaktsignal für die ersten vierzig Zähne genommen wird und in dem die Kennzeichnung desjenigen Zahns festgehalten wird, für den es ermittelt worden ist, wobei die Zähnezählung

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im Zähler 2 aufbewahrt wird.

Das kann in dem hier beschriebenen Prozeß beispielsweise gemäß folgenden Befehlen erfolgen:

49. Lade MEN (Zahn-Ctr 2) in das A-Register

50. Zähler 2 fortschalten

51. Lade MEM (Zahn-Ctr 2) in das B-Register

52. Subtrahiere

53. überspringe zwei, wenn +

54. Lade Inhalt des Zählers 2 in MEM (Min-Ctr 1)

55. Lade Inhalt des B-Registers in das A-Register

56. Zähler 2 fortschalten

57. überspringe eins, wenn Zähler 2=

58. Verzweige nach 51

Es wird ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob das für die erforderliche Anzahl von Zylindern durchgeführt worden ist, und zwar in folgender Weise:

59. Zähler 1 fortschalten

59a.Lade Inhalt des Registers (ZYL.ZAHL) in das

B-Register
59b.Lade Inhalt des Zählers 1 in das A-Register

60. Subtrahiere

61. überspringe 1, wenn -

62. Verzweige nach 72.

Wenn nicht, kehrt der Prozeß zu dem zuletzt bestimmten Minimum zurück, überspringt die nächsten zehn Zähne (weil kein gültiges Minimum zehn Zähne nach einem vorhergehenden gültigen Minimum auftreten könnte) und prüft wieder die nächsten vierzig Zähne für den Minimumzahnzählwert.

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Das Überspringen von zehn Zähnen kann gemäß folgendem Prozeß erfolgen:

63. Lade MEM (Min-Ctr 1) in den Zähler 2

64. Lade Faktor 9 in das A-Register

65. Lade Faktor 1 in das B-Register

66. Zähler 2 fortschalten

67. Subtrahiere

68. Lade RSLT in das A-Register 69 Uberpsringe eins, wenn -

70. Verzweige nach 65

71. Verzweige nach 4 9

Wenn so viele Durchgänge ausgeführt worden sind, wie Zylinder vorhanden sind, verursacht der mit den Befehlen 59-62 ausgeführte Test das Verzweigen zu dem Befehl 72. Der nächste Schritt in dem Prozeß besteht darin, die Zahnidentität des jenigen Zahns, für welchen ein Minimum festgestellt wurde, von der Zahnidentität desjenigen Zahns, für den das nächste Minimum danach festgestellt wurde, zu subtrahieren, so daß Zahlen gebildet werden, die die Zähnezahl zwischen den Minima angeben. Da die Kennung der Zähne, wo Minima gefunden worden sind, durch den Befehl 54 in einen besonderen Platz im Speicher gespeichert wird, der sich auf Minima bezieht und durch den Zähler als einer gekennzeichnet wird, der zu dem Minimum gehört (offenbar einer für jeden Zylinder, wenn alles richtig funktioniert), kann die Subtraktion kettenweise weitergehen. Da es aber normalerweise nicht leicht ist,den Inhalt eines Zählers zu verringern, sondern nur, ihn zu erhöhen oder fortzuschalten, wird der Zähler 2 (der nicht mehr dazu benutzt wird, laufend die Zähnezahlen zu verfolgen) benutzt, um hinter dem Zähler

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um einen Zählwert zurückzubleiben. Das Setzen des Zählers 2 ist daher immer um eins hinter dem Zähler 1 und wird daher auf die niedrigere der beiden Zahlen bei der Subtraktion zeigen. Das kann gemäß folgenden Befehlen geschehen:

72. Zähler 1 rücksetzen

73. Zähler 2 rücksetzen

74. Zähler 1 fortschalten

75. Lade MEM (Min-Ctr 1) in das A-Register

76. Lade MEM (Min-Ctr 2) in das B-Register

77. Subtrahiere

78. Lade RSLT in MEM (Min-Ctr 2)

79. Zähler 2 fortschalten

Wieder wird der Test ausgeführt, um festzustellen, wann die Anzahl von durchgeführten Subtrakionen gleich der Zylinderzahl des im Test befindlichen Motors ist, und zwar folgendermaßen:

80. Lade Registerinhalt (ZYL.ZAHL) in das B-Register

81. Lade Inhalt des Zählers 1 in das A-Register

82. Subtrahiere

83. überspringe 1, wenn +

84. Verzweige nach 74

85. Zähler 2 rücksetzen.

Wenn die Zählwerte der Zähnezahl zwischen den Minima, offenbar eines pro Zylinder, alle im Speicher an der dem Minimum zugewiesenen Adresse gespeichert sind, besteht der nächste Schritt darin, diese zu addieren, um die Gesamtzähnezahl für eine volle Umdrehung zu bestimmen (was dieselbe

Funktion ist, die bei den Befehlen 3-7 ausgeführt wird und

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gemäß dem eingangs genannten Vorschlag, wenn ein Zylinderkennsignal verfügbar ist). Das kann beispielsweise gemäß folgendem Prozeß geschehen:

86. Zähler 1 rücksetzen

87. Lade MEM (Sum) in das A-Register

88. Lade MEM (Min-Ctr 1) in das B-Register

89. Addiere

90. Lade RSLT in MEM (Sum)

91. Zähler 1 fortschalten

92. Lade Register (ZYL.ZAHL) in das B-Register

93. Lade Inhalt des Zählers 1 in das A-Register

94. Subtrahiere

95. überspringe 1, wenn +

96. Verzweige nach 86

97a.Lade MEM (Sum) in das A-Register 98a.Verzweige nach 8

Das Vorstehende gilt jedoch nicht bei radikalen Fehlern bei dem Abfühlen des Minimums, die infolge von Rauschen in den Daten auftreten können, welche durch die Zahnzeitgeber, der die Annäherungsabfühlung des Vorbeiganges von Schwungradzähnen erwartet, infolge von Rauschschwankungen ermittelt werden. In einer rudimentären Ausführungsform der Erfindung kann der mit den Befehlen 86-98a gebildete Zählwert ausreichend sein und bei Bedarf benutzt werden. Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung enthält jedoch eine weitere Ausführungsform der Erfindung nicht die Befehle 97a und 98a, die oben angegeben sind, sondern führt stattdessen einen Test durch (beginnend mit den Befehlen 97b und 98b), um festzustellen, wie genau die Information ist, und um sie bei Bedarf zu

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modifizieren, um sie genauer zu machen. Zum Prüfen der Qualität des gemessenen Zahnzählwertes wird der für die Gesamtzahl von Zylindern (wie oben bestimmt) gemessene Zahnzählwert gemittelt, um den mittleren Zahnzählwert pro Zylinder zu ermitteln, und jeder Zahnzählwert pro Zylinder wird mit 20 % dieses Mittelwertes verglichen. Das besondere Befehlsformat zum Finden des Mittelwerts enthält einen Kniff, der ihm gestattet, zum Finden des Mittelwertes benutzt zu werden, um die Prüfung gegenüber 20 % derselben durchzuführen und letzteren Wert zu benutzen, um die korrigierten Daten zu normieren,wie im folgenden ausführlicher beschrieben. Der Kniff besteht darin, den Zählwert im Zähler 2 von der Zylinderzahl zu subtrahieren, so daß, wenn die korrekten Daten herausgemittelt werden, um einen normierten Wert herzustellen, er die Tatsache berücksichtigt, daß einige der Daten, die sich auf einige Zylinder beziehen, nicht benutzt werden, so daß eine kleinere Zahl benutzt werden muß, um einen korrektenMittelwert zu bestimmen, der dann mit der Gesamtzylinderzahl multipliziert werden kann, um einen genormten Wert zu erhalten. Während des ersten Durchgangs, wenn der Mittelwert für die 20 %-Prüfung bestimmt wird, wird aber der Zähler 2 auf Null gesetzt (durch den oben genannten Befehl 85), so daß er den Mittelwertbildungsprozeß nicht beeinflußt. Dieser Mittelwert kann folgendermaßen bestimmt werden.

97b. Lade Register (ZYL.ZAHL) in das A-Register 98b. Lade Inhalt des Zählers 2 in das A-Register 99. Subtrahiere

100. Lade RSLT in das B-Register

101. Lade MEM (Sum) in das A-Register

102. Dividiere

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Wenn der Mittelwert als ein Vor-Positionsanzeigesymbol gebildet wird, um die 20 %-Prüfung auszuführen, ist der Zähler 2 durch den Befehl 85 noch auf Null gesetzt, so daß er keine Verzweigung zu der Normierungsroutine verursacht, sondern stattdessen mit der Datenprüfroutine beim Befehl 105 beginnt. Das kann folgendermaßen geschehen:

103. überspringe 1, wenn Zähler 2=0

104. Verzweige nach 135

Zur Durchführung des Tests werden 20 % des Mittelwertes durch Dividieren durch fünf ermittelt und dann mit jedem Zahnzählwert von Minimum zu Minimum verglichen, die in der oben beschriebenen Weise erhalten wurden. Der Vergleich erfolgt durch Subtrahieren der Quadrate, da er sich mit Absolutwerten befaßt und es unerheblich ist, ob irgendeiner der Meßwerte um 20 % oberhalb oder unterhalb des Mittelwertes liegt,und durch Quadrieren werden die Vorzeichen eliminiert. Die ersten Prozeduren bestehen deshalb darin, das Quadrat von 20 % des Mittelwertes folgendermaßen zu finden:

105. Lade RSLT in MEM (Mittelwert)

106. Lade Faktor 5 in des B-Register

107. Dividiere

108. Lade RSLT in das A-Register

109. Lade RSLT in das B-Register

110. Multipliziere

111. Lade RSLT in MEM (20 %)

Anschließend wird jeder von Minimum zu Minimum bestimmte Zahnzählwert ausgebracht, der Mittelwert wird davon subtrahiert, das Ergebnis wird quadriert und das Quadrat der 20 % wird davon subtrahiert, und zwar folgendermaßen:

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112. Zähler 1 rücksetzen

113. Lade MEM (Min-Ctr 1) in das A-Register

114. Lade MEM (Mittelwert) in das B-Register

115. Subtrahiere

116. Lade RSLT in das A-Register

117. Lade RSLT in das B-Register

118. Multipliziere

119. Lade RSLT in das A-Register

120. Lade MEM (20 %) in das B-Register

121. Subtrahiere

Jedesmal dann, wenn die Differenz zwischen einem der von Minimum zu Minimum bestimmten Zahnzählwerte und dem Mittelwert davon größer als 20 % ist, wird das Resultat negativ und kann außer Betracht gelassen werden (d.h. die Daten haben den Test bestanden. Wenn aber das Resultat positiv ist, bedeutet das, daß die einzelne Ablesung um mehr als 20 % von dem Mittelwert verschieden ist, so daß der Zähler 2 fortgeschaltet wird, um anzuzeigen, daß die Ablesung für einen der Zylinder um mehr als 20 % abweicht, und diese Ablesung wird in Null geändert, so daß sie bei einer weiteren Summierung der Ablesungen außer Betracht gelassen wird, wie im folgenden ausführlicher beschrieben. Dann wird der Prozeß wiederholt, bis entsprechend der Zylinderzahl alle Zylinder des Motors getestet worden sind, um sicher zu sein, daß sie innerhalb von 20 % des Mittelwertes der Daten liegen. Beispiele für Befehle für diese Funktionen sind folgende:

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122. überspringe zwei, wenn -

123. Zähler 2 fortschalten

124. Lade Nullen in MEM (Min-Ctr 1)

125. Zähler 1 fortschalten

126. Lade Register ( ZYL.ZAHL) in das B-Register

127. Lade Inhalt des Zählers 1 in das A-Register

128. Subtrahiere

129. überspringe 1, wenn +

130. Verzweige nach 113

Wenn am Ende des Tests der Zähler 2 nicht gesetzt worden ist,bedeutet das,daß alle Daten den Test bestanden haben. Andererseits, wenn irgendwelche Daten den Test nicht bestehen,wird eine neue Summierung durchführt, wobei alle fehlerhaften Daten auf Null reduziert worden sind und wobei der Zähler 2 angibt, wie viele Einheiten von fehlerhaften Daten auf Null reduziert worden sind. Wenn aber der Zähler 2 Null ist, existiert ein korrektes Resultat in dem Summierungsspeicherplatz des Speichers (der zu dem Zähnezählwert äquivalent ist, welcher gemäß den Befehlen 3-7 erhalten worden ist), so daß das Programm zu dem Befehl 8 zurückkehren kann, das kann folgendermaßen geschehen:

131. überspringe 1, wenn Zähler 2=0

132. Verzweige nach 86

133. Lade MEM (Sum) in das A-Register

134. Verzweige nach 8

Sollten fehlerhafte Daten vorhanden sein, die in ihren Speicherplätzen auf Null reduziert worden sind und deren Zahl, die für fehlerhaft befunden worden ist, in den Zähler 2 eingegeben worden ist, wird eine neue Summierung mit den

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Befehlen 86-96 durchgeführt, wie oben beschrieben. Dieses Mal wird jedoch der Zähler 2 nicht auf Null gesetzt, wenn die Summierung beendet wird, so daß bekannt ist, daß die Summierung normiert werden muß, indem die Summierung durch eine Zahl dividiert wird, die kleiner als die Zylinderzahl ist, und zwar um eine Größe, die gleich der Anzahl von Einheiten fehlerhafter Daten ist, die auf Null reduziert wurden. Das liefert einen Mittelwert pro Zylinder für jene Daten, die als in Ordnung ermittelt wurden, der dann auf die volle Zahl von Zylindern normiert werden muß, indem er mit der Zahl in dem Zylinderregister multipliziert wird, das kann folgendermaßen geschehen:

135. Lade RSLT in das A-Register

136. Lade Register (ZYL.ZAHL) in das B-Register

137. Multipliziere

138. Lade RSLT in MEM (Sum)

139. Verzweige nach 133

Bei der verbesserten Ausführungsform wird daher eine erste Prüfung der Daten durchgeführt und Daten, die um mehr als 20 % von dem Mittelwert abweichen, werden entfernt, während die verbleibenden Daten normiert werden, um einen genaueren Zählwert zu bilden. Anschließend kehrt das Programm zu dem Befehl 8 zurück, um bei Bedarf den normalen Zahnvergleich vorzunehmen. Es ist jedoch klar, daß die Bestimmung von Kennzeichen an dem rotierenden Teil eines Verbrennungsmotors durch Auswertung des periodischen Verhaltens der Drehzahl desselben bei Bedarf ohne Verwendung der Zahnzählwertvergleiche gemäß dem eingangs genannten Vorschlag ausgeführt werden kann.

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In der vorstehend beschriebenen Auswertung ist die Anzahl von Zylindern als Anzahl von zu analysierenden Minma genommen worden. Es können jedoch auch andere Zahlen benutzt werden, solange sie laufend verfolgt werden. Beispielsweise können 8 Minima oder 13 Minima oder 20 Minima bei Bedarf benutzt werden, vorausgesetzt nur, daß genug Zahnzählwerte ermittelt werden, so daß eine breite Auswertung möglich ist, und die betreffende Zahl wird, wenn geeignet, statt der Zylinderzahl benutzt. Ebenso ist es nicht erforderlich, ein volles Arbeitsspiel des Motors zu benutzen, denn eine einzige Umdrehung oder sogar weniger als eine Umdrehung könnte benutzt werden, wenngleich zweifelhaft ist, ob dadurch genaue Daten gewonnen werden können.

Es ist klar,daß es unwesentlich ist, ob der Motor langsam im Leerlauf läuft oder ob er angelassen wird, wenn die Zahnzählwertbestimmung erfolgt.

Bei Bedarf können Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, daß der Motor läuft, indem eine angenommene Zähnezahl in einem Drehzahlmeßprozeß benutzt wird· Es ist klar, daß keine Information gewonnen wird und sich deshalb kein Nachteil ergibt, wenn die Durchführung des Tests unbeabsichtigt bei stehendem Motor versucht werden sollte. Diese Überlegungen liegen in jedem Fall außerhalb des Rahmens der Erfindung.

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3?

Le e r s e i t e

Claims (9)

UNITED TECHNOLOGIES CORPORATION Hartford, Connecticut 06101, V.St.A. Patentansprüche :

1.)Gerät zum Bestimmen der Anzahl von Kennzeichen an einem Teil eines Verbrennungsmotors, das direkt mit dessen Kurbelwelle verbunden ist und mit dieser rotiert, gekennzeichnet durch eine Abfühleinrichtung, die den Vorbeigang der Kennzeichen des Motorteils abfühlt, wenn der Motor läuft, und ein Abfühlsignal jedesmal dann liefert, wenn ein Kennzeichen des Teils in der Nähe der Abfühleinrichtung vorbeigeht; und durch eine Verarbeitungseinrichtung, die auf die Abfühlsignale hin, welche die Abfühleinrichtung liefert, Angaben erzeugt, die die Zeitintervalle zwischen dem Abfühlen von aufeinanderfolgenden Kennzeichen durch die Abfühleinrichtung über eine Zeitspanne darstellen, welche zumindest ein signifikanter Teil einer Umdrehung des Motors ist, und auf die Änderungen in den Zeitintervallen hin die Anzahl von Kennzeichen identifiziert, die in einer ganzen Zahl von zylinderbezogenen Teilarbeitsspielen eines Motorarbeitsspiels abgefühlt worden sind, und eine Datenangabe erzeugt, die die Gesamtzahl der Kennzeichen an dem Teil angibt, die in einer vollständigen Umdrehung des Motors abgefühlt werden können.

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2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil ein Schwungrad ist, daß die Kennzeichen Zähne an dem Schwungrad sind und daß die Abfühleinrichtung ein Zahnannäherungsfühler ist, der als Abfühlsignal ein Zahnsignal liefert.

3. Gerät zum Bestimmen der Zähnezahl des Schwungrades eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch eine Zahnabfühleinrichtung, die den Vorbeigang jedes Zahns des Schwungrades des Verbrennungsmotors abfühlt, wenn der Motor läuft, und ein Zahnsignal jedesmal dann liefert, wenn ein Zahn des Schwungrades in der Nähe der Zahnabfühleinrichtung vorbeigeht; und durch eine Verarbeitungseinrichtung, die auf die Zahnsignale hin, welche die Zahnabfühleinrichtung liefert, Angaben erzeugt, die die Zeitintervalle angeben« in denen die Zahnabfühleinrichtung über eine Zeitspanne, die wenigstens ein signifikanter Teil einer Umdrehung des Motors ist, aufeinanderfolgende Zähne abfühlt, und auf Änderungen in den Zeitintervallen hin die Anzahl von Zähnen identifiziert, die innerhalb jeder ganzen Zahl von zylinderbezogenen Teilarbeitsspielen eines Motorarbeitsspiels abgefühlt worden sind, um daraus eine Angabe der Gesamtζahnezahl des Schwungrades des Motors zu erzeugen.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung weiter eine Einrichtung enthält zum Bestimmen der mittleren Zahl von Zähnen, die innerhalb eines zylinderbezogenen Teilarbeitsspiels abgefühlt werden, um die Zähnezahl, die innerhalb von jedem der zylinder bezogenen Teilarbeitsspiele abgefühlt worden sind, mit

der mittleren Zahl zu vergleichen und um eine korrigierte Angabe der Gesamtζahnezahl des Schwungrades des Motors nur aus denjenigen Zahlen von Zähnen zu bilden, die für jedes zylinderbezogene Teilarbeitsspiel abgefühlt worden sind, das innerhalb einer bestimmten Größe der mittleren Zahl liegt.

5.Gerät zum Bestimmen der Zähnezahl des Schwungrades eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch eine Zahnabfühleinrichtung, die den Vorbeigang jedes Zahns des Schwungrades an einem Verbrennungsmotor abfühlt, wenn der Motor läuft, und ein Zahnsignal jedesmal dann liefert, wenn ein Zahn des Schwungrades in ihrer Nähe vorbeigeht; durch eine Einrichtung zum Registrieren von mehreren Standarddatenangaben, die jeweils eine Zahl darstellen, welche eine zulässige Zähnezahl an einem Schwungrad eines Verbrennungsmotors des getesteten Typs angibt, die Industrienormen entspricht; durch eine Verarbeitungseinrichtung, die auf die Zahnsignale aus der Zahnabfühleinrichtung hin Angaben erzeugt, die die Zeitintervalle angeben, in denen die Abfühleinrichtung über eine Zeitspanne, die wenigstens ein signifikanter Teil einer Umdrehung des Motors ist, aufeinanderfolgende Zähne abfühlt, und auf

Änderungen in den Zeitintervallen hin die Zahl von Zähnen, die über eine ganze Zahl von zylinderbezogenen Teilarbeitsspielen eines Motorarbeitsspiels abgefühlt worden sind, identifiziert und eine Meßdatenangabe daraus bildet und ferner auf die Registriereinrichtung hin die Meßdatenangabe mit jeder der Standarddatenangaben vergleicht und eine der Standarddatenangaben als Ergebnis des Vergleiches auswählt; und durch eine Einrichtung zum Darstellen der ausgewählten Standarddatenangabe als die bestimmte Zähnezahl

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des Schwungrades des in Test befindlichen Motors.

6. Gerät zum Bestimmen der Zähnezahl des Schwungrades eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch eine Zahnabfühleinrichtung zum Abfühlen des Vorbeigangs jedes Zahns des Schwungrades des Verbrennungsmotors, wenn der Motor läuft, und zum Erzeugen eines Zahnsignals jedesmal dann, wenn ein Zahn des Schwungrades in ihrer Nähe vorbeigeht; durch eine Identifizierungseinrichtung, die auf das Vorhandensein eines besonderen Teils des im Test befindlichen Motors hin ein Signal liefert, das einem bekannten Drehwinkel des Motors entspricht, welcher größer ist als der Winkel, den mehrere Zähne bilden, und ein Kennsignal liefert, wenn das Motorteil in der Nähe der Identifizierungseinrichtung ist; und durch eine Verarbeitungseinrichtung, die auf die Zahnsignale aus der Zahnabfühleinrichtung und auf die Identifizierungseinrichtung hin, wenn diese auf das Motorteil anspricht, die Zahl der Zahnsignale miBt, die geliefert werden, wenn sich der Motor um einen bekannten Winkel dreht, der durch die Kennsignale festgelegt ist, und eine Meßdatenangabe liefert, die die Zähnezahl des Schwungrades angibt, wenn die Kennsignale vorhanden sind, und alternativ, wenn die Kennsignale nicht vorhanden sind, auf die Zahnsignale anspricht, die durch die Zahnabfühleinrichtung geliefert werden, und Angaben erzeugt, die die Zeitintervalle angeben, welche zwischen dem Abfühlen von aufeinanderfolgenden Zähnen durch die Abfühleinrichtung für eine Anzahl von Zähnen liegen, die wenigstens einem signifikanten Teil einer Umdrehung des Motors entspricht, sowie auf die Änderungen in den Zeitintervallen anspricht,um die Zähnezahl zu identifizieren, die über einer ganzen Zahl von zylinderbezogenen Teilarbeitsspielen eines Motorarbeitsspiels abgefühlt worden sind,

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-S-

und um daraus die Meßdatenangabe zu erzeugen.

7. Verfahren zum Bestimmen der Zähnezahl des Schwungrades eines langsam laufenden Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

elektronisches Messen der Zeitintervalle zwischen dem Vorbeigang von entsprechenden Zähnen des Schwungrades an einem festen Punkt;

Aufrechterhalten eines laufenden Zahnzählwertes, der jedem Zeitintervall entspricht;

aus der Größe der Zeitintervalle unterteilendes laufenden Zahnzählwertes in zylinderbezogene Teilarbeitsspiele einer Motorumdrehung;

Bestimmen der Zähnezahl in bezug auf jedes Teilarbeitsspiel; und

Beziehen der Zähnezahl in jedem Teilarbeitsspiel auf eine Zähnezahl, die einer vollen Umdrehung des Motors entspricht, um eine gemessene Zähnezahl des Schwungrades zu bilden.

8. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

Vergleichen der Zähnezahl,bezogen auf jedes Teilarbeitsspiel, mit einer mittleren Zähnezahl pro Teilarbeitsspiel; und

Beziehen der Zähnezahl für jedes Teilarbeitsspiel, das sich von dem Mittelwert der Teilarbeitsspiele um nicht mehr als eine bestimmte Größe zu einer vollen Umdrehung des Motors ändert, um eine korrigierte gemessene Zähnezahl

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des Schwungrades zu bilden.

9. Verfahren zum Bestimmen der Zähnezahl an dem Schwungrad eines langsam laufenden Verbrennungsmotors unter Verwendung von elektronischen Datenverarbeitungsgeräten einschließlich einer Kennzeichnungseinrichtung, die auf das Vorhandensein eines besonderen Teil des Motors anspricht und ein Arbeitsspielsignal liefert, das einem vollen Motorarbeitsspiel entspricht, und mit einer Zahnabfühleinrichtung, die den Vorbeigang jedes Zahns des Schwungrades des Verbrennungsmotors abfühlt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Feststellen, ob die Identifizierungseinrichtung das Arbeitsspielsignal liefert;

wenn das Arbeitsspielsignal vorhanden ist, Zählen der Anzahl von Zähnen, die durch die Zahnabfühleinrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsspielsignalen abgefühlt worden sind, um ein MaB für die Zähnezahl des Schwungrades zu bilden, und stattdessen,

wenn das Arbeitsspielsignal nicht vorhanden ist, Erzeugen von Angaben der Zeitintervalle zwischen dem Abfühlen von aufeinanderfolgenden Zähnen über eine Anzahl von Zähnen, die wenigstens einem signifikanten Teil, einer Umdrehung des Motors entspricht, und,auf die Änderung in den Zeitintervallen hin, Identifizieren der Anzahl von Zähnen, die über eine ganze Zahl von zylinderbezogenen Teilarbeitsspielen eines Motorarbeitsspiels abgefühlt worden sind, und

Beziehen der Zahl auf eine volle Umdrehung des Motors, um ein MaS für die Zähnezahl des Schwungrades zu bilden.

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