DE3618079C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Detektieren einer Abnormität bei einem Kurbelwinkelsignal, das bei einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit einer Brennkraftmaschine angewendet werden kann.

Bei einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit, wie z. B. einer Steuer- und Regeleinheit für die Kraftstoffeinspritzung oder für die Zündzeitpunkteinstellung, werden zur Steuerung des Betriebs der Maschine Steuersignale verwendet, die die Kurbelwinkelstellung der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine genau darstellen. Diese Steuersignale umfassen ein Zylinderunterscheidungssignal, um einen aus der Anzahl der Maschinenzylinder zu spezifizieren, ein Referenzpositionssignal, das eine vorbestimmte Kurbelwinkelposition anzeigt, z. B. den oberen Totpunkt (TDC) am Ende des Kompressionshubs, der als Referenz zum Steuern eines jeden Zylinders dient, und ein zweites Positionssignal (Winkelpositionssignal), das immer dann erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Winkel dreht, um eine Kurbelwinkelposition anzuzeigen.

Ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine ist mit einem Scheibenwischermotor, einem Zündsystem, einem Anlasser, Warneinrichtungen und dergleichen versehen. Diese Ausstattungselemente können während ihres Betriebes Rauschen erzeugen. Wird dieses Rauschen irgendeinem der drei obenerwähnten Steuersignale überlagert, so treten Schwierigkeiten bei der Steuerung der Maschine auf. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Rauschen dem Referenzpositionssignal oder dem Kurbelwinkelpositionssignal überlagert wird, denn eine Abnormität dieser Signale erschwert die genaue Bestimmung des Zündvorverstellungswinkels. Dieser Winkel wird für die Steuerung des Zündzeitpunktes benötigt.

Aus der DE 33 29 247 A1 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem eine Abnormität im Zylinderunterscheidungssignal detektiert wird. Ist dies der Fall, so wird in eine Sicherheitsbetriebsart umgeschaltet, um einen fortlaufenden Betrieb der Maschine sicherzustellen. Diese Sicherheitsbetriebsart wird lediglich auf der Grundlage des Referenzpositionssignals durchgeführt. Eine Abnormität des Referenzsignals kann bei diesem bekannten Verfahren nicht festgestellt werden und wirkt sich sowohl auf die Normalbetriebsart als auch auf die Sicherheitsbetriebsart nachteilig aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Detektieren einer insbesondere rauschbedingten Abnormität in einem Kurbelwinkelsignal einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei dem eine Abnormität zumindest bei einem Kurbelwellenreferenzpositionssignal und einem Winkelpositionssignal durch eine einfach aufgebaute Anordnung detektiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es kann somit auf der Basis des ersten und zweiten Flags durch eine einfache Anordnung genau bestimmt werden, ob das erste Referenzpositionssignal oder das zweite Positionssignal der Maschine abnorm ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf eine elektronische Steuer- und Regeleinheit angewendet werden, das eine erste Zündsteuereinrichtung zum Einstellen des Zündzeitpunktes auf einen optimalen Wert in Abhängigkeit von Maschinenbetriebsparametern und eine zweite Zündsteuereinrichtung zur Bewirkung einer Zündungssteuerung lediglich in Abhängigkeit von dem ersten Referenzpositionssignal besitzt. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch den Schritt, daß eine Umstellung von der ersten Zündsteuereinrichtung zur zweiten Zündsteuereinrichtung bewirkt wird, wenn im Kurbelwinkelsignal eine Abnormität festgestellt wird. Hierdurch wird ein Failsafe-Betrieb der Maschine erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben oder ähnliche Elemente in sämtlichen Figuren und es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm, in dem die Gesamtanordnung eines Steuer- und Regelsystems für die Zündzeitpunkteinstellung für eine Brennkraftmaschine veranschaulicht ist, auf das das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das die Zeitsteuerung veranschaulicht, mit der ein T04-Signal und ein T24-Signal erzeugt werden, sowie die Zeitsteuerung mit der ein Zündvorverstellwinkelwert RIG berechnet wird;

Fig. 3 (A) bis (D) Wellenformdiagramme, die jeweils das Erscheinen der T04- und T24-Signale darstellen, wenn diese Signale einen abnormen Zustand zeigen; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine Art und Weise der Detektion einer Abnormität in den T04- und T24-Signalen veranschaulicht.

Es wird im folgenden ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben.

In Fig. 1 ist die Gesamtanordnung eines Steuer- und Regelsystems für die Zündzeitpunkteinstellung veranschaulicht, auf das das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Das veranschaulichte Steuer- und Regelsystem für die Zündzeitpunkteinstellung dient zur Steuerung und Regelung der Zündzeitpunkteinstellung bei einer nicht gezeigten 4-Zylinder-Brennkraftmaschine und umfaßt eine Zentraleinheit (im folgenden als "CPU" bezeichnet) 10, mit deren Eingangsseite Sensoren zum Abtasten verschiedener Parameter über einen Eingangskreis 11 verbunden sind. Diese Sensoren umfassen einen T04- Sensor 17, der in gegenüberliegender Beziehung in bezug auf beispielsweise eine nicht gezeigte Maschinennockenwelle angeordnet ist, um einen T04-Signalimpuls zu erzeugen, der eine Referenzkurbelwinkelposition eines jeden Maschinenzylinders anzeigt. Der T04-Signalimpuls (Fig. 2) besitzt eine Impulsbreite T, deren Übergang in die negative Richtung bei einer ersten Kurbelwinkelposition von beispielsweise 50° vor dem oberen Totpunkt (als "BTDC" bezeichnet) am Ende des Kompressionshubs eines jedes Zylinders auftritt und deren Übergang in die positive Richtung bei einer zweiten Kurbelwinkelposition von beispielsweise 10° BTDC auftritt. Der T04- Sensor 17 ist über einen Wellenformerkreis 11e im Eingangskreis 11 mit der CPU 10 verbunden. Der Wellenformerkreis 11e empfängt T04-Signalimpulse vom T04-Sensor 17 und formt die Impulse in Rechteckimpulse Sa4, Sa2, die in Fig. 2 (a) gezeigt sind und der CPU 10 zugeführt werden.

Ein wie der T04-Sensor 17 in gegenüberliegender Beziehung zur Nockenwelle angeordneter T24-Sensor 16 ist dazu geeignet, während einer vollen Umdrehung der Nockenwelle, nämlich während zweier voller Umdrehungen der nicht gezeigten Kurbelwelle, 24 gleich mit Abstand angeordnete Impulse zu erzeugen, (d. h. Impulse, die in Einheiten des Kurbelwinkels ausgedrückt, bei einem 30°- Intervall erzeugt werden). Der T24-Sensor 16 ist mit der CPU 10 über einen Wellenformerkreis 11d verbunden, durch den die T24-Signalimpulse, die in Fig. 2 (b) gezeigt sind, geformt werden, bevor sie der CPU 10 zugeführt werden.

Die restlichen Sensoren umfassen einen Absolutdrucksensor 12 (PBA-Sensor), um den Absolutdruck PBA in einem Ansaugrohr stromabwärts des Maschinendrosselventils (alle nicht gezeigt) abzutasten, einen Maschinenkühlmitteltemperatursensor 13 (TW-Sensor), der am Maschinenkörper in der Umfangswand eines mit dem Kühlwasser oder dem Kühlmittel gefüllten Zylinders angebracht ist, um die Kühlmitteltemperatur TW abzutasten und einen Ansauglufttemperatursensor 14 (TA-Sensor), um die Ansauglufttemperatur TA im Ansaugrohr stromabwärts des Maschinendrosselventils abzutasten. Die Sensoren 12, 13, 14 sind über eine Pegelverschiebeeinheit 11a und einen A/D-Wandler 11b des Eingangskreises 11 mit der CPU 10 verbunden. Der Absolutdrucksensor 12, der Maschinenkühlmitteltemperatursensor 13 und der Ansauglufttemperatursensor 14 erzeugen analoge Ausgangssignale, die durch die Pegelverschiebeeinheit 11a jeweils auf einen vorbestimmten Spannungspegel verschoben werden. Jedes so verschobene Analogsignal wird dann durch den A/D-Wandler 11b in ein digitales Signal umgewandelt, bevor es in die CPU 10 eingegeben wird.

Mit der Ausgangsseite der CPU 10 ist ein Zündstromkreis 20 verbunden, um einer Primärwicklung 22a einer Zündspule 22 Energie zur Wicklungserregung zuzuführen. Die Zündspule 22 besitzt eine Sekundärwicklung 22b, die über einen Verteiler 24 mit Zündkerzen 25a-25d entsprechender Zylinder verbunden ist.

Zwischen dem Wellenformerkreis 11e und dem Zündstromkreis 20 ist ein fester Zündstromkreis 29 angeschlossen, der zusammen mit der CPU 10 mit dem T04-Signal vom Wellenformerkreis 11e versorgt wird. Der feste Zündstromkreis 29 ist auch mit der Ausgangsseite der CPU 10 verbunden und wird zwischen einer die Funktion sperrenden Betriebsart und einer funktionsfähigen Betriebsart in Abhängigkeit von einem Umschaltsignal geschaltet, das von der CPU 10 ausgegeben wird. Wenn er sich in der funktionsfähigen Betriebsart befindet, führt der feste Zündstromkreis 29 der Primärwicklung 22a über den Zündstromkreis 20 Energie zur Wicklungserregung während einer Zeitdauer zu, die der Impulsbreite T des T04-Signals äquivalent ist.

Ein ROM 27 zum Speichern eines Betriebsprogramms und dergleichen und ein RAM 28 zum zeitweiligen Speichern der Ergebnisse von durch die CPU 10 ausgeführten Berechnungen entsprechend dem Betriebsprogramm sowie anderer Daten sind über einen Bus 26 ebenfalls mit der CPU 10 verbunden.

Im folgenden wird die Funktion des wie oben dargelegt aufgebauten Systems zur Steuerung und Regelung der Zündzeitpunkteinstellung beschrieben. Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, um die Steuerung und Regelung der Zündzeitpunkteinstellung bei normalen Betriebsbedingungen zu beschreiben, d. h. wenn die T04- und die T24- Signale beide normal sind.

Auf der Basis des T04-Signals vom T04-Sensor 17 und des T24-Signals vom T24-Sensor 16 tastet die CPU 10 Kurbenlwinkelstufen (im folgenden einfach als "Stufenpositionen" bezeichnet) ab, die zwischen der Referenzkurbelwinkelposition eines jeden Zylinders der Maschine, die unmittelbar vor Vollendung eines Kompressionshubs erreicht wird, und der Referenzkurbelwinkelposition des nächsten Zylinders liegen, innerhalb von denen eine Kerzenzündung bewirkt werden sollte. Mehr im einzelnen, es wird angenommen, daß die T24-Signalimpulse S40 und S20 (vgl. (b) in Fig. 2), die jeweils abgetastet werden, unmittelbar nachdem die T04-Signalimpulse Sa4, Sa2 (vgl. (a) in Fig. 2) erzeugt worden sind, bei der TDC- Position am Ende des Kompressionshubs des vierten bzw. des zweiten Zylinders der Maschine erzeugt werden. Dann tastet die CPU 10 ansprechend auf die Erzeugung des T04-Signalimpulses Sa4 die Referenzkurbelwinkelposition des vierten Zylinders ab und sie tastet ansprechend auf den T24-Signalimpuls S40 unmittelbar nach der Erzeugung des T04-Signals Sa4 eine Anfangskurbelwinkelposition ab, nämlich eine #0-Stufenposition, die eine von sechs Stufen ist, in die das Intervall zwischen der Referenzkurbelwinkelposition des vierten Zylinders und der folgenden Referenzkurbelwinkelposition des zweiten Zylinders unterteilt ist. Die Zeitdauer zwischen der Vorderflanke des T24-Signalimpulses S40 (der beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel bei der TDC-Position erzeugt wird) und dem T24-Signalimpuls S41 in Fig. 2 (b) ist als die oben erwähnte #0-Stufenposition definiert. Die anderen Stufenpositionen #1-#5 sind in gleicher Weise definiert. Die CPU 10 schreitet zum Abtasten einer #1-Stufenposition, einer #2-Stufenposition usw. im Ansprechen auf die jeweiligen T24-Signalimpulse S41, S42 . . . fort, die ihr zugeführt werden.

Bei Abtasten einer vorbestimmten Stufenposition (z. B. der #1-Stufenposition) führt die CPU 10 Berechnungen basierend auf den Ausgangssignalen von Parametersensoren aus, um eine Zündzeitpunkteinstellung oder einen Vorverstellwinkel RIG, eine Zündspulenwicklungs- Leitungszeit DUTY und andere benötigte Größen zu bestimmen. Der Zündvorverstellwinkel RIG wird unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

RIG = RMAP + RIGCR (1)

Der Zündvorverstellwinkel RIG wird in Einheiten des Kurbelwinkels vor einer Kurbelwinkelposition, z. B. der TDC-Position, ausgedrückt, bei der ein T24-Signalimpuls, z. B. der Impuls S20 in (b) von Fig. 2, unmittelbar nach einem T04-Signalimpuls, z. B. dem Impuls Sa2 (vgl. Fig. 2 (a)), erzeugt wird, der die Referenzkurbelwinkelposition eines Zylinders, z. B. des zweiten Zylinders, anzeigt, innerhalb von dem eine Zündung bewirkt werden sollte. RMAP stellt eine Grundzündzeit-Einstellung oder einen Zündvorverstellwinkel dar, der als Funktion der Maschinendrehzahl (U/min) Ne und eines Parameters bestimmt wird, der die Maschinenlast darstellt, wie z. B. des Absolutdrucks PBA im Ansaugrohr.

Mehr im einzelnen, ein mit dem abgetasteten Wert PBA des Absolutdrucks und dem abgetasteten Wert Ne der Maschinendrehzahl vergleichbarer bzw. im Einklang stehender Wert wird als RMAP-Wert aus einer Ne-PBA-RIG-Liste ausgelesen, die im ROM 27 gespeichert ist. Es sei festgestellt, daß die Maschinendrehzahl Ne berechnet wird, indem das Zeitintervall einer jeden Stufe, nämlich das Impulserzeugungsintervall ME6i der T24-Signalimpulse, gemessen wird, indem Taktimpulse einer vorbestimmten Dauer während dieses Intervalls gezählt werden, wobei ein ME-Wert (=ME60+ME61+ . . . +ME65) erhalten wird, der die Summe der für jede Stufe gewählten ME6i-Werte ist, und der Reziprokwert des erhaltenen Me-Werts genommen wird. RIGCR stellt eine Korrekturgröße für den Vorverstellverzögerungswinkel dar, die durch solche Faktoren wie die Maschinenkühlmitteltemperatur TW und die Ansauglufttemperatur TA bestimmt wird.

Als nächstes berechnet die CPU 10 die Leitungszeit DUTY der Primärwicklung 22a der Zündspule 22. Die Leitungszeit DUTY wird auf einen Wert gesetzt, von dem vom Gesichtspunkt der Verhinderung sowohl einer Überhitzung der Spule als auch einer Fehlzündung der Zündkerzen her angenommen wird, daß er optimal ist. Gewöhnlich wird DUTY als eine Funktion der Maschinendrehzahl Ne erhalten.

Die CPU 10 schreitet dann fort, um die zeitliche Einteilung für die Initiierung des Leitendseins TDUT und die zeitliche Einteilung für die Beendigung des Leitendseins TIG der Primärwicklung 22a zu berechnen, basierend auf dem Zündvorverstellwinkel RIG und der Leitungszeit DUTY, die auf die oben beschriebene Weise ermittelt wurde. Um dies auszuführen, zählt die CPU 10 als erstes von einer TDC-Position unmittelbar nach der Referenzkurbelwinkelposition des zweiten Zylinders, innerhalb von dem die Zündung bewirkt werden sollte, eine Kurbelwinkelposition zurück (eine Position entsprechend einem Augenblick t1 in Fig. 2 (c)), bei dem das Leitendsein der Primärwicklung 22a beginnen sollte, basierend auf dem Zündvorverstellwinkel RIG und der Leitungszeit DUTY, und sie bestimmt, welche Stufenposition die Kurbelwinkelposition ist, bei der das Leitendsein beginnen soll. Die CPU 10 findet dann die Zeitdauer, die benötigt wird, damit diese Kurbelwinkelposition durch Drehung der Kurbelwelle von dem Augenblick t0 (vgl. Fig. 2 (c)) an erreicht wird, bei der der T24-Signalimpuls S42 in der bestimmten Stufenposition (im veranschaulichten Ausführungsbeispiel in der #2-Stufenposition) in die CPU 10 eintritt. Diese Zeitdauer ist die Zeiteinteilung zur Initiierung des Leitendseins TDUT. In gleicher Weise bestimmt die CPU 10, welches Stufenposition die Kurbelwinkelposition ist (eine Position entsprechend dem Augenblick t3 in Fig. 2 (c)), bei der das Leitendsein der Wicklung 22a beendet werden sollte, basierend auf dem Zündwinkel RIG. Die CPU 10 findet dann die Zeitdauer, die dazu benötigt wird, damit diese Kurbelwinkelposition durch Drehung der Kurbelwelle vom Augenblick t2 erreicht wird, bei der der T24-Signalimpuls S44 in der bestimmten Stufenposition (im veranschaulichten Ausführungsbeispiel in der #4-Stufenposition) in die CPU 10 eintritt. Diese Zeitdauer ist die Zeiteinteilung für die Beendigung des Leitendseins TIG.

Die CPU 10 besitzt nicht gezeigte interne Zähler, die beim Verfahren zur Initiierung und Beendigung des Leitendseins der Primärwicklung 22a verwendet werden. Unter Verwendung des Zählers zum Initiieren des Leitendseins wartet die CPU 10 auf das Verstreichen der Leitungszündzeitdauer TDUTY, die sich von der Detektion (Augenblick t0) des T24-Signalimpulses (S42) der Stufenposition erstreckt, bei der das Leitendsein der Primärwicklung 22a beginnen soll, und sie führt dem Zündstromkreis 20 beim Augenblick (t1) des Verstreichens der Zeitdauer TDUT ein Leitungssteuersignal zu. Unter Verwendung des Zählers zur Beendigung des Leitendseins wartet die CPU 10 dann auf das Verstreichen der Zeitdauer für die Beendigung des Leitendseins RIG, die sich von der Detektion (Augenblick t2) des T24-Signalimpulses (S44) der Stufenposition erstreckt, bei der das Leitendsein der Primärwicklung 22a enden soll, und sie entfernt das Leitungssteuersignal von dem Zündstromkreis 20 in dem Augenblick (t3), in dem die Zeitdauer RIG verstreicht.

Der Zündstromkreis 20 führt der Primärwicklung 22a der Zündspule 22 Spulenerregungsenergie für die Zeitdauer zu, während der die CPU 10 dem Zündstromkreis 20 das Leitungssteuersignal zuführt. Wenn die Zufuhr der Spulenerregerenergie durch den Zündstromkreis 20 abgeschaltet wird, wird eine Hochspannung in der Sekundärwicklung 22b der Zündspule 22 erzeugt und durch den Verteiler 24 einer Zündkerze (im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Zündkerze 25c) zugeführt, wodurch die Zündkerze aktiviert, d. h. gezündet, wird, indem bewirkt wird, daß sie einen Funkenüberschlag erzeugt.

In dem Fall, daß das T04-Signal oder das T24-Signal eine Abnormität entwickelt, z. B. fehlerhaft ist, umfaßt die Zündeinstellzeitsteuerung, daß die Abnormität abgetastet wird und sie dann über den festen Zündstromkreis 29 kompensiert wird.

Ein mit einer Brennkraftmaschine ausgestattetes Kraftfahrzeug hat verschiedene Quellen für Rauschen, z. B. ein Zündsystem, einen Anlasser und einen Scheibenwischermotor, wie oben erwähnt wurde. In Fig. 3 sind Beispiele für die Arten einer Abnormität gezeigt, die das T04-Signal oder das T24-Signal erzeugen kann, wenn es durch von diesen Rauschquellen ausgegebenem Rauschen beeinflußt wird. Im Diagramm (A) von Fig. 3 ist das T24-Signal normal, aber das T04-Signal erzeugt einen rauschinduzierten unrichtigen Impuls an einer durch die gestrichelten Linien gezeigten Position, die keine normale Position für die Erzeugung eines Impulses ist. Die ausgezogene Linie zeigt die Positionen der normalen Impulserzeugung an. Im Diagramm (B) in Fig. 3 ist umgekehrt das T04-Signal normal, aber das T24-Signal umfaßt Rauschen, wie durch die gestrichelten Linien angezeigt ist, so daß mehr als die korrekte Anzahl von Impulsen erzeugt wird. In gleicher Weise ist das T04-Signal in Fig. 3 (C) normal, aber beim T24-Signal fehlt ein Impuls, so daß weniger als die korrekte Anzahl von Impulsen erzeugt wird. Im Diagramm (D) von Fig. 3 wird beim T04-Signal ein Impuls an einer nicht korrekten Position erzeugt, die durch die gestrichelten Linien angezeigt ist und auf dem Einfluß von Rauschen beruht, und das T24-Signal umfaßt einen Rauschimpuls von der Art, die durch die gestrichelten Linien angezeigt ist. Diese Abnormitäten in den T04- und den T24-Signalen werden auf die im Flußdiagramm von Fig. 4 gezeigte Art und Weise detektiert.

Der erste Schritt dieses Flußdiagramms ist ein Schritt 41, bei dem die CPU 10 immer aufgerufen wird, einen Stufenzähler zu aktualisieren bzw. fortzuschreiben, wenn ein T24-Signalimpuls erzeugt wird. Der Stufenzähler zählt die #0-Stufe ansprechend auf einen T24-Signalimpuls (beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 auf den Impuls S40), der unmittelbar nach dem Übergang des normalen T40-Signalimpulses in die positive Richtung erzeugt worden ist, und sie zählt anschließend der Reihe nach die #1-Stufe ansprechend auf den S41-Impuls, die #2-Stufe ansprechend auf den S42-Impuls usw. Während der Stufenzähler diesen Zählvorgang ausführt, bestimmt die CPU 10 beim Schritt 42, ob die augenblicklich vorliegende Zählstufe ein Wert 6 ist, nämlich ob die augenblicklich vorliegende Zählung ein die 6. Stufe anzeigender numerischer Wert ist, nämlich das Ende der #5-Stufe. Wenn die beim Schritt 42 erzielte Entscheidung negativ ist, wird beim Schritt 43 bestimmt, ob ein T04-Signalimpuls erzeugt worden ist. Wenn die hier erhaltene Antwort Nein ist, kehrt das Programm zum Schritt 41 zurück; wenn die Antwort Ja ist, dann bedeutet dies, daß der T04-Signalimpuls an einer nicht korrekten Position erzeugt worden ist, was durch die Beziehung zwischen den Positionen angezeigt ist, bei denen der T24- und der T04-Signalimpuls erzeugt werden. Wenn dies der Fall ist, setzt die CPU 10 bei einem Schritt 44 ein eine Fehlfunktion anzeigendes Flag PHER0 auf logische "1", wonach das Programm zum Schritt 41 zurückkehrt. Das Flag PHER0 wird auf "1" gesetzt, wenn der T04-Signalimpuls auftritt, bevor sechs der T24-Signalimpulse erzeugt werden.

Wenn die vorliegende Zählstufe im Stufenzähler einen Wert sechs erreicht, wird als nächstes beim Schritt 42 eine Antwort Ja erhalten, so daß der Stufenwert im Stufenzähler beim Schritt 45 auf Null gebracht wird. Das Programm schreitet dann zu einem Schritt 46 fort, bei dem bestimmt wird, ob ein T04-Signalimpuls erzeugt worden ist, d. h. ob der Stufenwert Null unmittelbar nach Erzeugung eines T04-Signalimpulses vorliegt. Wenn die Antwort Ja ist, dann wird entschieden, daß die T04- und T24-Signalimpulse in der korrekten Positionsbeziehung erzeugt worden sind, und das Programm überspringt einen Schritt 47 und schreitet zu einem Schritt 48 fort. Wenn die Antwort beim Schritt 46 jedoch Nein ist, dann wird beim Schritt 47 ein Flag PHER1 auf logische "1" gesetzt, bevor das Programm zum Schritt 48 fortschreitet.

Wenn das Flag PHER0 und PHER1 auf die oben beschriebene Weise entweder auf "0" oder "1" gesetzt worden sind, schreitet das Programm zu einem Schritt 48 fort, um zu bestimmen, ob das Flag PHER0 "1" ist, und dann schreitet es zu einem Schritt 49 oder einem Schritt 50 fort, um zu bestimmen, ob das Flag PHER1 "1" ist. Die Verarbeitung, die folgt, hängt von der Kombination der logischen Zustände dieser Flags PHER0, PHER1 ab.

Als erstes: Wenn die Antwort beim Schritt 48 Ja und die Antwort beim Schritt 50 Nein ist, d. h. wenn das Flag PHER0 eine logische "1" und das Flag PHER1 eine logische "0" ist (was dem im Diagramm (A) von Fig. 3 gezeigten Fall entspricht), dann werden ein Gesamtfehlerzähler PHTE0 und ein Konsekutivfehlerzähler PHSER0, die unten beschrieben werden, bei den Schritten 51 bzw. 52 jeweils um 1 erhöht. Der Gesamtfehlerzähler PHTE0 dient zum Zählen der Anzahl von Malen, bei denen die Flags PHER0, PHER1 die Kombination der logischen Zustände (1,0) während einer vorbestimmten Überwachungszeitdauer (z. B. 150 s) zeigen. Der Konsekutivfehlerzähler PHSER0 dient zum Zählen der Anzahl von Malen, die die Flags PHER0, PHER1 die Kombination (1,0) aufeinanderfolgend während einer Zeitdauer zeigen, während der eine vorbestimmte Anzahl (z. B. 15) der T04-Signalimpulse erzeugt werden.

Bei einem Schritt 53 wird eine Bestimmung aufgerufen, ob die im Augenblick vorliegende Zählung im Konsekutivfehlerzähler PHSER0 größer als ein oder gleich einem Diskriminationswert PHDFD0 (z. B. der oben erwähnte Wert 15) ist, mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob die Kombination "1", "0" fortgesetzt während einer Zeitdauer aufgetreten ist, während der 15 der T04-Impulse erzeugt worden sind. Wenn die Antwort beim Schritt 53 Ja ist, dann wird bei einem Schritt 54 entschieden, daß sich das Referenzpositionssignal (das T04-Sginal) in einem abnormen Zustand aufgrund des Einflusses von Rauschen oder dergleichen befindet, und das Programm schreitet zu einem Schritt 55 fort, bei dem die Zündsteuerung von der oben beschriebenen Zündzeiteinstellsteuerung (im folgenden als "berechnete Zündsteuerung" bezeichnet), die während des Normalbetriebs vorliegt, auf eine feste Zündsteuerung umgestellt wird. Mehr im einzelnen, die CPU 10 gibt ein Umschaltsignal (Umstellsignal) a (vgl. Fig. 1) in den festen Zündstromkreis 29 ein, um ihn in die funktionsfähige Betriebsart zu versetzen. Der feste Zündstromkreis 29 schreitet dann fort, um einen sogenannten "Failsafe"-Betrieb auszuführen, in dem das Leitendsein der Zündspule 22 über ein Zeitintervall hinweg, das der Impulsbreite T äquivalent ist, bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition gesteuert wird, die durch die Position bestimmt ist, bei der ein T04-Signalimpuls erzeugt wird. Obwohl das T04-Signal einen abnormen Zustand zeigt, nämlich das Auftreten eines Impulses an einer nicht korrekten Position aufgrund des Einflusses von Rauschen in dem augenblicklich diskutierten Fall, ist die Breite dieses fehlerhaften Impulses ausreichend klein im Vergleich zu der Impulsbreite T des T04-Signals. Demgemäß kann der Einfluß des Rauschens eliminiert werden, indem die Zündsteuerung von der berechneten Zündsteuerung auf die feste Zündsteuerung umgestellt wird.

Wenn die Antwort beim Schritt 48 Nein ist und die Antwort beim Schritt 49 Ja ist, d. h. wenn die logischen Zustände der Flags PHER0, PHER1 eine Kombination (0,1) (die dem im Diagramm (B) von Fig. 3 gezeigten Fall entspricht) ist oder wenn die Antwort beim Schritt 48 Ja und die Antwort beim Schritt 50 Ja ist, d. h. wenn die logischen Zustände der Flags PHER0, PHER1 eine Kombination (1,1) (die den Diagrammen (C) und (D) in Fig. 3 entsprechen) sind, dann werden der Gesamtfehlerzähler PHTE1 und ein Konsekutivfehlerzähler PHSER1 bei den Schritten 56 bzw. 57 jeweils um 1 erhöht. Der Gesamtfehlerzähler PHTE1 dient zum Zählen der Anzahl von Malen, die die Kombination (0,1) oder (1,1) während einer vorbestimmten Überwachungszeitdauer (z. B. 150 s) auftritt. Der Konsekutivfehlerzähler PHSER1 dient zum Zählen der Anzahl von Malen, die die Kombination (0,1) oder (1,1) nacheinander während einer Zeitdauer auftritt, während der eine vorbestimmte Anzahl (z. B. 5) der T04-Signalimpulse erzeugt werden.

Folgend auf den Schritt 57 schreitet das Programm zum Schritt 58 fort, bei dem bestimmt wird, ob die augenblicklich vorliegende Zählung im Konsekutivfehlerzähler PHSER1 größer als ein oder gleich einem Diskriminationswert PHDFD1 (z. B. 5) ist, d. h. ob die Kombination (0,1) oder (1,1) fortwährend während einer Zeitdauer aufgetreten ist, während der fünf Impulse des T04-Signals erzeugt worden sind. Wenn beim Schritt 58 eine bestätigende Entscheidung gefällt wird, wird bei einem Schritt 59 entschieden, daß sich das Winkelpositionssignal (das T24-Signal) aufgrund des Einflusses von Rauschen in einem abnormen Zustand befindet. Das Programm schreitet dann zum Schritt 55 fort, bei dem die CPU 10 aufgerufen wird, den Betrieb mit der festen Zündsteuerung fortzusetzen. Wenn beim Schritt 58 eine Antwort Nein erhalten wird, dann wird bei einem Schritt 60 bestimmt, ob der Übergang des T04-Signalimpulses in die negative Richtung detektiert worden ist. Wenn die Antwort beim Schritt 60 Nein ist, wartet die CPU 10 auf die Erzeugung des T04-Signalimpulses. Wenn der T04-Signalimpuls so erzeugt wird, daß beim Schritt 60 eine Antwort Ja erhalten wird, dann wird der Stufenzähler bei einem Schritt 61 auf solche Weise zurückgesetzt, daß die Zählstufe im Stufenzähler einen Wert erreicht, der die #5-Stufe im Augenblick anzeigt, bei dem der Übergang des T04-Signalimpulses in die negative Richtung auftritt. Beim Schritt 62 werden die Flags PHER0, PHER1 dann auf "0" zurückgesetzt und das Programm schreitet zu einem Schritt 64 fort. Es sei festgestellt, daß die Zählung im Stufenzähler beim Schritt 61 zurückgesetzt wird, um einen Fehler der beim T24-Signal erzeugten Anzahl von Impulsen aufgrund des Einflusses von Rauschen zu korrigieren.

Wenn bei dem Schritt 48 und beim Schritt 49 eine Antwort Nein erhalten worden ist, zeigt dies an, daß die T04- und T24-Signale in der korrekten Positionsbeziehung erzeugt worden sind, so daß die Konsekutivfehlerzähler PHSER0, PHSER1 bei einem Schritt 63 beide auf "0" zurückgesetzt werden, wonach das Programm zum Schritt 64 fortschreitet.

Das Vorstehende bezieht sich auf die Verarbeitung, die in einem Fall ausgeführt wird, in dem Abnormitäten der in Fig. 3 gezeigten Weise fortgesetzt auftreten. Wenn eine Abnormität intermittierend, d. h. diskontinuierlich, und häufig auftritt, wird jedoch eine Überwachungszeitdauer eingestellt, ein Zeitgeber PH (z. B. eingestellter Zeitgeber- bzw. Zeitmeßwert 150 s) wird gestartet, und es wird beim Schritt 64 bestimmt, ob ein derzeit vorliegender Zeitgeberwert TALT größer als oder gleich dem eingestellten Zeitgeberwert TPH ist. Bis der augenblicklich vorliegende Zeitgeberwert TALT den eingestellten Zeitgeberwert TPH erreicht, ist die beim Schritt 64 erhaltene Antwort Nein und das Programm schreitet zu einem Schritt 73 fort, bei dem die berechnete Zündsteuerung ausgeführt wird, ohne daß Schritte 65 bis 72 ausgeführt werden. Wenn der augenblickliche Zeitgeberwert TALT den eingestellten Zeitgeberwert TPH erreicht, wird beim Schritt 64 eine Entscheidung Ja erhalten. Dementsprechend wird der Zeitgeber TPH beim Schritt 65 zurückgesetzt und es wird beim Schritt 66 bestimmt, ob die Zählung im Gesamtfehlerzähler PHTE0, die jedesmal um 1 erhöht wird, wenn der Schritt 51 ausgeführt wird, größer als oder gleich einem Diskriminationswert TPHTAL ist (z. B. einem Wert äquivalent zur Erzeugung von 40 der T04-Impulse). Wenn beim Schritt 66 eine Antwort Ja erhalten wird, dann wird beim Schritt 67, ebenso wie beim Schritt 54, entschieden, daß das Referenzpositionssignal (T04-Sginal) abnorm ist, und es wird beim Schritt 68 eine Umstellung auf die feste Zündsteuerung bewirkt, ebenso wie oben dargelegt wurde. Wenn beim Schritt 66 eine Antwort Nein erhalten wird, wird der Gesamtfehlerzähler PHTE0 beim Schritt 69 auf Null zurückgesetzt. Als nächstes wird beim Schritt 70 diskriminiert, ob die Zählung im Gesamtfehlerzähler PHTE1, der jedesmal um 1 erhöht wird, wenn der Schritt 56 ausgeführt wird, größer als oder gleich dem Diskriminationswert TPHTAL ist. Wenn die Antwort Ja ist, dann wird beim Schritt 71, ebenso wie beim Schritt 59, entschieden, daß das Winkelpositionssignal (T24-Signal) abnorm ist, und das Programm schreitet zum Schritt 68 fort. Wenn beim Schritt 70 eine negative Entscheidung gefällt wird, wird beim Schritt 72 die Zählung im Gesamtfehlerzähler PHTE1 auf "0" zurückgesetzt und die berechnete Zündsteuerung wird beim Schritt 73 fortgesetzt.

Es sei festgestellt, daß obwohl die Konsekutivfehlerzähler PHSER0, PHSER1 in der Lage sind, die Anzahl der Male zu zählen, die eine vorbestimmte Kombination fortgesetzt während der Zeit auftritt, in der eine vorbestimmte Anzahl der T04-Signalimpulse erzeugt wird, es auch zulässig ist, diese Zähler anzuordnen, um die Anzahl von Malen zu zählen, die eine vorbestimmte Kombination fortgesetzt während der Zeit auftritt, in der eine vorbestimmte Anzahl der T24-Signalimpulse erzeugt werden.

Zusammengefaßt

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detektion einer Abnormität bei einem Kurbelwinkelsignal einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle. Das Verfahren umfaßt die Schritte, daß der Zustand eines ersten Referenzpositionssignals, das bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition der Kurbelwelle erzeugt wird, und der Zustand eines zweiten Positionssignals, das immer erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle durch einen vorbestimmten Drehwinkel dreht, überwacht werden, daß ein erstes Flag auf einen vorbestimmten logischen Zustand gesetzt wird, wenn das erste Referenzpositionssignal erzeugt wird, bevor das zweite Positionssignal eine vorbestimmte Anzahl von Malen nach Erzeugung des ersten Referenzpositionssignals erzeugt worden ist, daß ein zweites Flag auf einen vorbestimmten logischen Zustand gesezt wird, wenn das erste Referenzpositionssignal nicht erzeugt wird, nachdem das zweite Positionssignal die vorbestimmte Anzahl von Malen nach Erzeugung des ersten Referenzpositionssignals erzeugt worden ist, und vor einer unmittelbar nachfolgenden Erzeugung des zweiten Positionssignals; und daß eine Abnormität im ersten Referenzpositionssignal oder im zweiten Positionssignal basierend auf einer vorbestimmten Kombination von logischen Zuständen detektiert wird, die durch das erste und zweite Flag gezeigt werden.

Da offensichtlich im weiten Maße verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung ausgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf die speziellen hier beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer Abnormität in einem ein erstes Referenzpositionssignal (T04) und ein zweites Positionssignal (T24) enthaltenden Kurbelwinkelsignal einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, wobei die Abnormität von der Art ist, daß ein Impuls des Kurbelwinkelsignals fehlt oder daß ein überzähliger Impuls dem Kurbelwinkelsignal überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Signalimpuls im ersten Referenzpositionssignal (T04), das bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition der Kurbelwelle als Referenzkurbelwinkelposition eines jeden Zylinders der Maschine erzeugt wird, und daß ein Signalimpuls des zweiten Positionssignals (T24) immer erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Bruchteil einer vollen Umdrehung weitergedreht hat, überwacht werden;
• - ein erstes Flag (PHER0) auf einen vorbestimmten logischen Zustand (PHER0=1) gesetzt wird, wenn das erste Referenzpositionssignal (T04) erzeugt wird, bevor das zweite Positionssignal (T24) eine vorbestimmte Anzahl von Malen nach Erzeugung des ersten Referenzpositionssignals (T04) erzeugt worden ist;
• - ein zweites Flag (PHER1) auf einen vorbestimmten logischen Zustand (PHER1=1) gesetzt wird, wenn das erste Referenzpositionssignal (T04) nicht erzeugt wird, nachdem das zweite Positionssignal (T24) die vorbestimmte Anzahl von Malen nach Erzeugung des ersten Referenzpositionssignals (T04) erzeugt worden ist, und vor Erzeugung des nächsten Positionssignals (T24) unmittelbar folgend auf die vorbestimmte Anzahl von Erzeugungen des zweiten Positionssignals (T24),
• - bestimmt wird, daß aus einer Anzahl von vorbestimmten Kombinationen von logischen Zuständen (0,0; 0,1; 1,0; 1,1), die das erste und zweite Flag (PHER0, PHER1) anzeigen, die Kombination von den logischen Zuständen mit keinem gesetzten Flag eine Normalität bei den Erzeugungen des ersten Referenzpositionssignals (T04) und des zweiten Positionssignals (T24), (0,0), und die Kombinationen von logischen Zuständen mit mindestens einem gesetzten Flag, eine Abnormität bei der Erzeugung des ersten Referenzpositionssignals (T04) (1,0) und eine Abnormität bei der Erzeugung des zweiten Positionssignals (T24) (0,1; 1,1) anzeigen; und
• - eine Abnormität im ersten Referenzpositionssignal (T04) oder im zweiten Positionssignal (T24) basierend auf der bestimmten vorbestimmten Kombination von logischen Zuständen festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte (52, 57; 53, 58), daß die Anzahl von Malen (PHSER0, PHSER1) gezählt wird, die die bestimmte vorbestimmte Kombination entsprechend dem logischen Zustand des ersten und zweiten Flags nacheinander auftritt, und die Abnormität festgestellt wird, wenn der Wert der Zählung einen gesetzten Wert (PHDFD0, PHDFD1) überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Schritte (51, 56, 64; 66, 70), daß die Anzahl von Malen (PHTE0, PHTE1) gezählt wird, die die bestimmte vorbestimmte Kombination entsprechend dem logischen Zustand des ersten und zweiten Flags während einer vorbestimmten Überwachungsdauer (TPH) auftritt, und die Abnormität festgestellt wird, wenn der Wert der Zählung einen gesetzten Wert (TPHTAL) überschreitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine elektronische Steuer- und Regeleinheit zum Steuern der Maschine umfaßt

• - eine erste Zündsteuereinrichtung (10) zum Einstellen des Zündzeitpunktes auf einen optimalen Wert in Abhängigkeit von Maschinenbetriebsparametern (12-17) und
• - eine zweite Zündsteuereinrichtung (29) zum Bewirken der Zündsteuerung lediglich in Abhängigkeit vom ersten Referenzpositionssignal (T04),

gekennzeichnet durch den Schritt (55, 68), daß eine Umstellung von der ersten Zündsteuereinrichtung (10) zur zweiten Zündsteuereinrichtung (29) bewirkt wird, wenn im Kurbelwinkelsignal (T04, T24) eine Abnormität festgestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abnormität im ersten Referenzpositionssignal (T04) festgestellt wird, wenn das erste Flag (PHER0), nicht aber das zweite Flag (PHER1) auf seinen vorbestimmten logischen Zustand (PHER0=1, PHER1=0) gesetzt ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abnormität im zweiten Positionssignal (T24) festgestellt wird, wenn das zweite Flag (PHER1), nicht aber das erste Flag (PHER0) auf seinen vorbestimmten logischen Zustand (PHER1=1, PHER0=0) gesetzt ist, oder wenn das erste und das zweite Flag (PHER0, PHER1) auf ihre vorbestimmten logischen Zustände (PHER0=1, PHER1 =1) gesetzt sind.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, gekennzeichnet durch die Schritte (52, 53; 57, 58), daß die Anzahl von Malen (PHSER0), die die bestimmte vorbestimmte, eine Abnormität bei der Erzeugung des ersten Referenzpositionssignals (T04) anzeigende Kombination entsprechend einem logischen Zustand des ersten und zweiten Flags (1,0), nacheinander auftritt, und die Anzahl von Malen (PHSER1) gezählt wird, die die bestimmte vorbestimmte, eine Abnormität bei der Erzeugung des zweiten Positionssignals (T24) anzeigende Kombination entsprechend dem logischen Zustand des ersten und zweiten Flags (0,1; 1,1), nacheinander auftritt, und die Abnormität festgestellt wird, wenn jede der Zählungen einen ersten oder zweiten Wert (PHDFD0, PHDFD1) übersteigt, die jeweils für die bestimmten vorbestimmten Kombinationen gesetzt worden sind, wobei der erste gesetzte Wert (PHDFD0) größer als der zweite gesetzte Wert (PHDFD1) ist.