DE3618079C2 - - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02P7/0775—Electronical verniers
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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.
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.
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