DE4030433A1 - Zylindererkennungseinrichtung fuer eine mehrzylinder-brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die den Betriebs­ zustand oder die Drehlage jedes Maschinenzylinders auf der Basis von Ausgangssignalen eines Signalgebers erkennen kann.

Für den richtigen Betrieb einer Mehrzylinder-Brennkraft­ maschine müssen die Kraftstoffeinspritzung, die Zündung und dergleichen für jeden Zylinder bei vorbestimmten Drehlagen oder Winkeln der Kurbelwelle der Maschine, d. h. zu den Zeitpunkten erfolgen, zu denen jeder Kolben der Maschine eine jeweils vorbestimmte Lage in bezug auf den oberen Tot­ punkt bzw. OT hat. Daher ist eine Maschine mit einem Dreh­ lagesensor wie etwa einem Signalgeber ausgestattet, der den Drehwinkel oder die Drehlage der Kurbelwelle der Maschine erfaßt.

Das Blockschaltbild von Fig. 4 zeigt eine konventionelle Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder-Brenn­ kraftmaschine. Die Einrichtung umfaßt einen Signalgeber 8, der ein Lagesignal L erzeugt, das aus einer Vielzahl von Lageimpulsen entsprechend den jeweiligen Zylindern der Maschine besteht, eine Schnittstelle 9 und einen Mikrocom­ puter 10, der das Lagesignal L vom Signalgeber 8 über die Schnittstelle 9 empfängt und auf dieser Basis den Betriebs­ zustand (d. h. den Kurbelwinkel oder die Drehlage) jedes Zylinders erkennt.

Fig. 5 zeigt ein typisches Beispiel eines solchen Signal­ gebers 8. Der gezeigte Signalgeber 8 umfaßt eine drehbare Scheibe 2, die auf einer Welle 1 (z. B. der Verteilerwelle) angeordnet ist, die synchron mit der Kurbelwelle der Ma­ schine umläuft. Die drehbare Scheibe 2 hat eine Gruppe von ersten Schlitzen 3a, die in ihr an vorbestimmten Stellen gebildet sind. Die Schlitze 3a sind gleichbeabstandet in Umfangsrichtung der Scheibe 2 angeordnet. Die Schlitze 3a, deren Anzahl der Anzahl Zylinder entspricht, sind so ange­ ordnet, daß sie vorbestimmten Drehwinkeln der Kurbelwelle und somit vorgegebenen Lagen jedes Kolbens in bezug auf den OT entsprechen, so daß erfaßt werden kann, wenn die Kurbel­ welle eine vorbestimmte Drehlage für jeden Zylinder er­ reicht. Ein weiterer oder zweiter Schlitz 3b ist in der drehbaren Scheibe 2 nahe einem der ersten Schlitze 3a an einer in bezug darauf radial innen liegenden Stelle gebil­ det, so daß erfaßt werden kann, wenn der Drehwinkel der Kurbelwelle so ist, daß der Kolben eines bestimmten Bezugs­ zylinders eine vorbestimmte Lage hat.

Eine erste und eine zweite lichtaussendende Diode bzw. LED 4a, 4b sind auf einer Seite der Scheibe 2 auf einem ersten äußeren Kreis bzw. einem zweiten inneren Kreis angeordnet, auf dem die äußeren Schlitze 3a bzw. der innere Schlitz 3b angeordnet sind. Ein erster und ein zweiter Lichtsensor 5a, 5b jeweils in Form einer Fotodiode sind auf der anderen Seite der Scheibe 2 in Ausrichtung mit der ersten bzw. der zweiten LED 4a bzw. 4b angeordnet. Der erste Lichtsensor 5a erzeugt jedesmal ein Ausgangssignal, wenn einer der äußeren Schlitze 3a zwischen dem ersten Lichtsensor 5a und der ersten LED 4a durchläuft. Ferner erzeugt der zweite Licht­ sensor 5b jedesmal ein Ausgangssignal, wenn der innere Schlitz 3b zwischen dem zweiten Lichtsensor 5b und der zweiten LED 4b durchläuft. Wie Fig. 6 zeigt, werden die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lichtsensors 5a, 5b den Eingängen entsprechender Verstärker 6a, 6b zuge­ führt, deren Ausgänge jeweils mit der Basis eines entspre­ chenden Endstufentransistors 7a bzw. 7b gekoppelt sind, dessen offener Kollektor mit der Schnittstelle 9 (Fig. 4) gekoppelt und dessen Emitter geerdet ist.

Nachstehend wird unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 7, die die Signalverläufe der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lichtsensors 5a, 5b zeigt, der Betrieb der vor­ stehend erläuterten konventionellen Zylindererkennungsein­ richtung beschrieben.

Wenn die Maschine im Fahrbetrieb läuft, wird die betriebs­ mäßig mit der Kurbelwelle (nicht gezeigt) verbundene Welle 1 zusammen mit der drehfest darauf angeordneten Scheibe 2 gedreht, so daß der erste und der zweite Lichtsensor 5a, 5b des Signalgebers 8 ein erstes und ein zweites Signal L1 bzw. L2 in Form eines Rechteckimpulses erzeugen. Das erste Signal L1 ist ein als SGT-Signal bezeichnetes Kurbelwinkel­ signal, und seine Vorderflanke entspricht dem vorderen Rand eines der äußeren Schlitze 3a (d. h. einem ersten vorbe­ stimmten Kurbelwinkel bzw. einer Drehlage eines entspre­ chenden Kolbens), und seine Hinterflanke entspricht dem hinteren Rand dieses Schlitzes (d. h. einem zweiten vorbe­ stimmten Kurbelwinkel des entsprechenden Kolbens). Bei dem gezeigten Beispiel steigt jeder Rechteckimpuls des SGT-Si­ gnals L1 bei einem Kurbelwinkel von 75° vor OT (einer ersten Bezugslage B 75°) jedes Kolbens an und fällt bei dem Kurbelwinkel von 5° vor OT (einer zweiten Bezugslage B 5°) ab.

Das zweite Signal L2 ist ein als SGC-Signal bezeichnetes Zylindererkennungssignal, dessen Vorderflanke dem vorderen Rand des inneren Schlitzes 3b und dessen Hinterflanke dem hinteren Rand dieses Schlitzes entspricht. Das SGC-Signal L2 wird im wesentlichen gleichzeitig mit einem SGT-Signal­ impuls entsprechend dem bestimmten Bezugszylinder #1 zu dessen Identifizierung ausgegeben. Dazu ist der innere Schlitz 3b so ausgeführt, daß sein vorderer Rand einem Kur­ belwinkel vor dem ersten Bezugswinkel des entsprechenden SGT-Signalimpulses entspricht (d. h. einem Kurbelwinkel, der größer als 75° vor OT ist) und sein hinterer Rand einem Kurbelwinkel nach dem zweiten Bezugswinkel des entsprechen­ den SGT-Signalimpulses entspricht (d. h. einem Kurbelwin­ kel, der kleiner als 5° vor OT ist). Daher tritt die Vor­ derflanke eines SGC-Signalimpulses tatsächlich vor derjeni­ gen eines entsprechenden SGT-Signalimpulses auf, und die Hinterflanke des SGC-Signalimpulses tritt nach derjenigen des entsprechenden SGT-Signalimpulses auf.

Die so erhaltenen zwei Arten von ersten und zweiten Signa­ len L1, L2 werden über die Schnittstelle 9 dem Mikrocompu­ ter 10 zugeführt, der den bestimmten Bezugszylinder #1 auf der Basis des zweiten Signals L2 und die Betriebslagen (d. h. Kurbelwinkel oder Drehlagen) der übrigen Zylinder #2 bis #4 auf der Basis des ersten Signals L1 erkennt, so daß diverse Betriebsabläufe in der Maschine wie die Zündzeit­ punkte, die Einspritzzeitpunkte usw. richtig steuerbar sind.

Bei der so aufgebauten konventionellen Zylindererkennungs­ einrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine sind jedoch zwei Paare von LEDs 4a, 4b und Lichtsensoren 5a, 5b notwendig, um die beiden Arten von Ausgangssignalen L1, L2, umfassend das Kurbelwinkelbezugssignal SGT und das Zylin­ dererkennungssignal SGC, zu erzeugen. Dadurch ergibt sich das Problem, daß der Gesamtaufbau der Zylindererkennungs­ einrichtung kompliziert wird, wodurch die Herstellungsko­ sten steigen.

Die Erfindung dient dem Zweck, das vorgenannte Problem der konventionellen Zylindererkennungseinrichtung zu besei­ tigen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer neuen und verbesserten Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, unter Nutzung nur eines einzigen Ausgangssignals eines Si­ gnalgebers einen bestimmten Zylinder sowie die übrigen Zylinder zu erkennen.

Ein Vorteil dieser Einrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß sie kostengünstig herstellbar ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Bereitstel­ lung eines neuen und verbesserten Signalgebers, der bei einer Zylindererkennungseinrichtung einsetzbar und einfach aufgebaut ist und ein einziges Ausgangssignal erzeugt, das eine Vielzahl von ersten Impulsen, die jeweils vorbestimmte Drehlagen eines entsprechenden Zylinders bezeichnen, sowie einen zweiten Impuls zur Erkennung eines bestimmten Zylin­ ders umfaßt.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine angegeben, die umfaßt: einen Signalge­ ber, der ein einziges Ausgangssignal synchron mit der Rota­ tion der Maschine erzeugt, wobei das Ausgangssignal eine Vielzahl von Lageimpulsen, die jeweils vorbestimmte Dreh­ lagen eines entsprechenden Zylinders bezeichnen, und einen Zylindererkennungsimpuls an einer Stelle nahe einem be­ stimmten der Lageimpulse entsprechend einem bestimmten Zylinder aufweisen, und eine Zylindererkennungseinrichtung zur Diskriminierung des Zylindererkennungsimpulses aus den im Ausgangssignal des Signalgebers enthaltenen Impulsen zur Erkennung des dem bestimmten Zylinder entsprechenden be­ stimmten Lageimpulses.

Bevorzugt sind dabei die Lageimpulse im Ausgangssignal des Signalgebers Rechteckimpulse mit im wesentlichen gleicher Impulsdauer, und jeder Lageimpuls hat eine Vorder- und eine Hinterflanke, die einer ersten bzw. einer zweiten Drehlage eines jeweiligen Zylinders entsprechen.

Bevorzugt ist dabei der Zylindererkennungsimpuls im Aus­ gangssignal des Signalgebers ein Rechteckimpuls mit einer Vorder- und einer Hinterflanke, wobei der Zylindererken­ nungsimpuls eine kleinere Impulsdauer als die Lageimpulse hat.

Bei einem Ausführungsbeispiel folgt der Zylindererkennungs­ impuls im Ausgangssignal des Signalgebers dem bestimmten Lageimpuls.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel geht der Zylinder­ erkennungsimpuls im Ausgangssignal des Signalgebers dem bestimmten Lageimpuls voran.

Bevorzugt berechnet die Zylindererkennungseinrichtung die Impulsdauer jedes Impulses im Ausgangssignal des Signal­ gebers sowie das Impulsintervall zwischen den Vorder- oder Hinterflanken aufeinanderfolgender Impulse, berechnet das Verhältnis der Impulsdauer zum Impulsintervall für jeden Impuls und diskriminiert den Zylindererkennungsimpuls auf der Basis des so erhaltenen Verhältnisses.

Bei einer Ausführungsform berechnet die Zylindererkennungs­ einrichtung die Impulsdauer tn jedes Impulses im Ausgangs­ signal des Signalgebers und das Impulsintervall Tn zwischen den Vorder- oder Hinterflanken aufeinanderfolgender Impul­ se, berechnet das Verhältnis (t/T)n der Impulsdauer tn zum Impulsintervall Tn für jeden Impuls und die Differenz zwi­ schen dem momentanen Verhältnis (t/T)n für den momentanen Impuls und dem vorhergehenden Verhältnis (t/T)n-1 für den vorhergehenden Impuls, vergleicht den Absolutwert der Dif­ ferenz (t/T)n-(t/T)n-1 mit einem vorbestimmten Bezugswert α und bestimmt, daß der momentane Impluls der Zylinderer­ kennungsimpuls ist, wenn (t/T)n-(t/T)n-1<α.

Das momentane Verhältnis (t/T)n kann durch das momentane Verhältnis [t/(T-t)]n der Impulsdauer tn zu der Differenz (T-t)n zwischen dem Impulsintervall Tn und der Impuls­ dauer tn für den momentanen Impuls ersetzt werden, und das vorhergehende Verhältnis (t/T)n-1 kann durch das vorher­ gehende Verhältnis [t/(T-t)]n-1 der Impulsdauer tn-1 zu der Differenz (T-t)n-1 zwischen dem Impulsintervall Tn-1 und der Impulsdauer tn-1 für den vorhergehenden Impuls ersetzt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform berechnet die Zylinder­ erkennungseinrichtung die Impulsdauer tn jedes Impulses im Ausgangssignal des Signalgebers und das Impulsintervall Tn zwischen den Vorder- oder Hinterflanken aufeinanderfolgen­ der Impulse, berechnet das Verhältnis (t/T)n der Impuls­ dauer tn zum Impulsintervall Tn für jeden Impuls, ver­ gleicht das Verhältnis (t/T)n mit einem vorbestimmten Be­ zugswert β und bestimmt, daß ein Impuls der Zylindererken­ nungsimpuls ist, wenn das Verhältnis (t/T)n für den Impuls <β.

Das Verhältnis (t/T)n kann durch das Verhältnis [t/(T-t)]n der Impulsdauer tn zu der Differenz (T-t)n zwischen dem Impulsintervall Tn und der Impulsdauer tn für jeden Impuls ersetzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Signal­ geber angegeben, der umfaßt: eine Welle, eine drehfest auf der Welle angeordnete Scheibe, in der eine Vielzahl von ersten Schlitzen und ein zweiter Schlitz gebildet sind, wobei die ersten und zweiten Schlitze auf einem Kreis um die Achse der Welle angeordnet sind, die ersten Schlitze im wesentlichen gleiche umfangsmäßige Länge haben und in Um­ fangsrichtung voneinander im wesentlichen gleichbeabstandet sind und der zweite Schlitz nahe einem der ersten Schlitze angeordnet ist; und einen optoelektronischen Koppler, der nahe der drehbaren Scheibe angeordnet ist und ein Ausgangs­ signal erzeugt, wenn er erfaßt, daß während der Rotation der Scheibe einer der ersten oder zweiten Schlitze in der Scheibe an einer vorbestimmten Stelle vorbeiläuft.

Bevorzugt hat dabei der zweite Schlitz eine kleinere um­ fangsmäßige Länge als die ersten Schlitze. Der zweite Schlitz kann hinter oder vor dem einen ersten Schlitz in einer vorbestimmten Drehrichtung der Welle angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Perspektivansicht, die schematisch die Auslegung eines Signalgebers nach der Erfin­ dung zeigt;

Fig. 2 ein Impulsschema des Ausgangssignals des Si­ gnalgebers von Fig. 1;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das den Betrieb einer Zylin­ dererkennungseinrichtung für eine Mehrzylin­ der-Brennkraftmaschine mit dem Signalgeber von Fig. 1 beschreibt;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer konventionellen Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehr­ zylinder-Brennkraftmaschine;

Fig. 5 eine Perspektivansicht, die die allgemeine Auslegung eines konventionellen Signalgebers in der konventionellen Einrichtung von Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 ein Schaltbild des konventionellen Signal­ gebers von Fig. 5; und

Fig. 7 ein Impulsschema eines Kurbelwinkelbezugs­ signals L1 und eines Zylindererkennungssignals L2.

Es ist zu beachten, daß die allgemeine Auslegung der Zylin­ dererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraft­ maschine derjenigen der konventionellen Einrichtung nach Fig. 4 gleicht. Ein Signalgeber 108 (Fig. 1) unterscheidet sich jedoch hinsichtlich Aufbau und Betrieb von dem kon­ ventionellen Signalgeber nach Fig. 5.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt der Signalgeber 108 eine Welle 101, die mit der Kurbelwelle (nicht gezeigt) einer Mehr­ zylinder-Brennkraftmaschine betriebsmäßig verbunden ist, und eine drehfest auf der Welle 101 befestigte Scheibe 102 wie bei dem konventionellen Signalgeber 8 nach Fig. 5. Die Scheibe 102 hat eine Vielzahl von ersten Schlitzen 103a an Stellen, die umfangsmäßig voneinander gleichbeabstandet sind, wobei jeder Schlitz 103a einem entsprechenden Zylin­ der der Maschine zugeordnet ist. Die ersten Schlitze 103a sind auf einem Kreis um die Achse der Welle 101 angeordnet und haben im wesentlichen gleiche umfangsmäßige Länge. In der Scheibe 102 ist an einer Stelle nahe einem bestimmten ersten Schlitz 103a (der z. B. einem bestimmten Bezugszy­ linder #1 entspricht) ein zweiter Schlitz 103b gebildet.

Der zweite Schlitz 103b liegt auf dem gleichen Kreis, auf dem die ersten Schlitze 103a angeordnet sind. Bei dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel hat der zweite Schlitz 103b einen vorbestimmten begrenzten Abstand in Umfangsrichtung von dem bestimmten ersten Schlitz 103a in einer der Dreh­ richtung der Welle 101 entgegengesetzten Richtung. Gemäß Fig. 1 ist die umfangsmäßige Länge des zweiten Schlitzes 103b kleiner als diejenige der ersten Schlitze 103a, aber seine umfangsmäßige Länge kann auch gleich oder größer als diejenige der ersten Schlitze 103a sein. Es ist jedoch be­ vorzugt, daß die umfangsmäßige Länge des zweiten Schlitzes 103b erheblich kleiner als die der ersten Schlitze 103a ist, um dadurch das Zylindererkennungsverfahren zu verein­ fachen, das noch unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 erläutert wird. Ferner kann der zweite Schlitz 103b so angeordnet sein, daß er in Drehrichtung der Welle 101 von dem bestimmten ersten Schlitz 103a umfangsmäßig beab­ standet ist.

Nahe der Scheibe 102 ist ein optoelektronischer Koppler 104 vorgesehen, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn er erfaßt, daß während der Rotation der Scheibe 102 einer der ersten bzw. zweite Schlitze 103a, 103b eine vorbestimmte Stelle passiert. Der optoelektronische Koppler 104 besteht aus einem einzigen Paar von Elementen, und zwar einer LED 105a und einem Lichtsensor 105b in Form einer Fotodiode, die beide auf entgegengesetzten Seiten der Scheibe 102 in Fluchtung miteinander auf dem Kreis angeordnet sind, auf dem die ersten und zweiten Schlitze 103a, 103b liegen. Der Lichtsensor 105b erzeugt ein Ausgangssignal in Form eines Rechteckimpulses, wenn er das Licht empfängt, das von der LED 105a emittiert wird und durch die ersten bzw. zweiten Schlitze 103a bzw. 103b tritt, d. h., zu dem Zeitpunkt, zu dem einer der Schlitze 103a, 103b in Fluchtung mit der LED 105a und dem Lichtsensor 105b gebracht ist.

Wie Fig. 2 zeigt, enthält also das Ausgangssignal des Lichtsensors 105b eine Vielzahl von ersten oder Lageimpul­ sen L1′ jeweils in Form eines einem ersten Schlitz 103a entsprechenden breiten Impulses und einen zweiten oder Zylindererkennungsimpuls L2′ in Form eines dem zweiten Schlitz 103b entsprechenden schmalen Impulses. Jeder der breiten Lageimpulse L1′ hat eine Vorderflanke, die am vor­ deren Rand eines der ersten Schlitze 103a auftritt (z. B. bei einem Kurbelwinkel von 75° vor OT), und eine Hinter­ flanke, die am hinteren Rand des Schlitzes auftritt (z. B. bei einem Kurbelwinkel von 5° vor OT). Bei dem gezeigten Beispiel folgt der schmale Zylindererkennungsimpuls L2′ einem bestimmten der breiten Lageimpulse L1′ entsprechend dem bestimmten Bezugszylinder und hat eine Vorderflanke, die am vorderen Rand des zweiten Schlitzes 103b auftritt (z. B. etwas später als die Hinterflanke des bestimmten der ersten breiten Impulse L1′), und eine Hinterflanke, die am hinteren Rand des zweiten Schlitzes 103b auftritt (z. B. bei dem Kurbelwinkel von 5° nach OT) .

Das Ausgangssignal des Signalgebers 108 wird von einem nicht gezeigten Verstärker verstärkt und dann der Basis eines nicht gezeigten Endstufentransistors zugeführt, des­ sen Kollektor mit einer Schnittstelle einer Zylindererken­ nungseinrichtung in Form eines Mikrocomputers gekoppelt und dessen Emitter geerdet ist, wie das bei der konventionellen Zylindererkennungseinrichtung nach Fig. 6 der Fall ist.

Aufbau und Betrieb dieses Ausführungsbeispiels sind mit Ausnahme der oben beschriebenen Unterschiede im wesentli­ chen gleich wie bei der konventionellen Einrichtung der Fig. 4-7.

Nachstehend wird der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels im einzelnen unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 erläutert.

Während die Scheibe 102 in Richtung eines Pfeils A in Fig. 1 synchron mit der Rotation der Maschine umläuft, erzeugt der Lichtsensor 105b des Signalgebers 108 ein Ausgangssi­ gnal, das erste Impulse L1′ und zweite Impulse L2′ entspre­ chend Fig. 2 umfaßt. Der Mikrocomputer (nicht gezeigt) emp­ fängt über die nicht gezeigte Schnittstelle das Ausgangs­ signal des Signalgebers 108 und verarbeitet es in der in dem Flußdiagramm von Fig. 3 gezeigten Weise entsprechend einem im Mikrocomputer gespeicherten Steuerprogramm.

Dabei werden in Schritt S1 die Länge bzw. Impulsdauer t jedes Impulses L1′ oder L2′ des Ausgangssignals des Signal­ gebers sowie das Impulsintervall T zwischen den Vorderflan­ ken aufeinanderfolgender Impulse berechnet, um so zu dis­ kriminieren, ob es sich um einen Lageimpuls L1′ oder einen Zylindererkennungsimpuls L2′ handelt. In Schritt S2 wird auf der Basis der so berechneten Impulsdauer t und des Im­ pulsintervalls T das Tastverhältnis t/T für jeden Impuls berechnet. Anschließend wird in Schritt S3 auf der Basis des so berechneten Tastverhältnisses t/T die Differenz zwi­ schen der momentanen oder neuesten Tastverhältnisinforma­ tion (t/T)n für den momentanen oder neuesten Impuls Ln und der vorhergehenden Tastverhältnisinformation (t/T)n-1 für den vorhergehenden Impuls Ln-1 berechnet, und es wird be­ stimmt, ob der Absolutwert der Differenz {(t/T)n-(t/T)n-1} größer als ein vorbestimmter Wert α ist. Bei (t/T)n-(t/T)n-1<α (wenn also das momentane oder neueste Tastverhältnis (t/T)n für den momentanen Zylinder­ erkennungsimpuls L2 sich gegenüber dem vorhergehenden Tast­ verhältnis (t/T)n-1 für den bestimmten Lageimpuls L1 stark geändert hat, kann z. B. die Impulsdauer eines Zylinderer­ kennungsimpulses L2 (d. h. die umfangsmäßige Länge des zweiten Schlitzes 103b) so vorgegeben sein, daß sie viel kürzer als diejenige eines Lageimpulses L1′ (d. h. die um­ fangsmäßige Länge der ersten Schlitze 103a) ist) geht das Programm zu Schritt S4 weiter, in dem der momentane Impuls Ln als ein zweiter Impuls L2′ bestimmt und somit der dem zweiten Impuls L2′ entsprechende bestimmte Bezugszylinder #1 erkannt oder diskriminiert wird. Nachdem der bestimmte Bezugszylinder #1 somit diskriminiert ist, wird automatisch bestimmt, welchen Zylindern die nachfolgenden Impulse (Ln+1, Ln+2, ...) entsprechen, da die Arbeitsfolge der Zy­ linder vorbestimmt ist. Nachdem auf diese Weise der be­ stimmte Bezugszylinder #1 erkannt worden ist, wird in einem Register im Mikrocomputer ein den bestimmten Zylinder #1 bezeichnendes Flag gesetzt, und der Vorgang der Zylinder­ erkennung ist beendet.

Wenn dagegen in Schritt S3 bestimmt wird, daß (t/T)n-(t/T)n-1α, springt das Programm sofort zu Schritt S1 zurück, und die Schritte S1-S3 werden wieder­ holt, bis der bestimmte Zylinder #1 erkannt ist.

In diesem Zusammenhang kann in Schritt S3 anstelle der Ab­ frage, ob (t/T)n-(t/T)n-1<α, auch das Tastverhältnis t/T für jeden Impuls L1, L2 mit einem vorbestimmten Wert β ver­ glichen werden, und bei t/T<β wird bestimmt, daß der Im­ puls ein bestimmter Lageimpuls ist, der dem bestimmten Zylinder #1 entspricht. Denn das Tastverhältnis t/T eines bestimmten Lageimpulses ist allgemein viel größer als das eines anderen Lageimpulses oder eines Zylindererkennungs­ impulses. Andererseits ist es in Fällen, in denen das Tast­ verhältnis t/T eines Zylindererkennungsimpulses viel klei­ ner als das der Lageimpulse vorgegeben ist, auch möglich, einen Impuls als Zylindererkennungsimpuls zu bestimmen, wenn das Tastverhältnis t/T des Impulses kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

Nachdem ein dem bestimmten Zylinder #1 entsprechender Zylindererkennungsimpuls L2′ in der beschriebenen Weise erkannt ist, wird es möglich, die übrigen Zylinder auf der Basis der anschließenden Lageimpulse L1′zu diskriminieren, so daß verschiedene Vorgänge in der Maschine wie die Zün­ dung, die Kraftstoffeinspritzung usw. auf der Basis der Vorder- und/oder Hinterflanke jedes Lageimpulses L1′ rich­ tig gesteuert werden können. Beispielsweise kann die Zün­ dung so gesteuert werden, daß die Stromzufuhr zu der Zünd­ spule der Maschine bei der Hinterflanke jedes Lageimpulses L1′ unterbrochen wird, so daß der Zündzeitpunkt eines ent­ sprechenden Zylinders richtig steuerbar ist. Wenn aller­ dings in diesem Fall ein bestimmter Lageimpuls L1′, der dem bestimmten Zylinder #1 entspricht, noch nicht diskriminiert bzw. erkannt ist, wird die Zündung so gesteuert, daß sie bei der Hinterflanke jedes Impulses L1′ oder L2′ des Aus­ gangssignals des Signalgebers erfolgt. Wenn ein Zylinder­ erkennungssignal L2′ kurz nach der Hinterflanke eines be­ stimmten Lageimpulses L1′ folgt, wie Fig. 2 deutlich zeigt, findet eine erste Zündung in dem bestimmten Zylinder #1 bei der Hinterflanke (z. B. bei 5° vor OT) eines bestimmten Lageimpulses L1′ entsprechend dem bestimmten Zylinder #1 statt, aber eine anschließende Zündung erfolgt nicht bei der Hinterflanke (z. B. bei 5° nach OT) eines Zylinderer­ kennungsimpulses L2′, der dem bestimmten Lageimpuls L1′ folgt, weil die erste Zündung bereits kurz vor der Hinter­ flanke des Zylindererkennungsimpulses L2′ stattgefunden hat und sich in der kurzen Zeit zwischen den Hinterflanken (z. B. zwischen 5° vor OT und 5° nach OT) der anschließen­ den Impulse L1′, L2′ an der Zündspule keine ausreichende Spannung aufgebaut hat. Es ist daher notwendig, den Zylin­ dererkennungsimpuls L2′ und damit die Lage des zweiten Schlitzes 103b in der Scheibe 102 derart zu bestimmen, daß die Hinterflanke des Zylindererkennungsimpulses L2′ aus­ reichend nahe an der Hinterflanke des vorhergehenden be­ stimmten Lageimpulses L1′ liegt, um die Ausbildung einer hohen Spannung an der Zündspule während der Zeitdauer zwi­ schen beiden zu verhindern, aber ausreichend weit entfernt von der Vorderflanke des folgenden Lageimpulses L1′ liegt, um die Ausbildung einer hohen Spannung in der Zeitdauer dazwischen zu ermöglichen. Infolgedessen tritt das Problem einer falschen Zündung oder eines Zündaussetzers nicht auf.

Hierbei ist zu beachten, daß zur Steuerung von anderen, nicht die vorgenannte Zündung betreffenden Maschinenbe­ triebsvorgängen wie etwa der Kraftstoffeinspritzung ein Zylindererkennungsimpuls L2′ vor einem bestimmten Lageim­ puls L1′, der dem bestimmten Zylinder #1 entspricht, d. h. zwischen einem bestimmten Lageimpuls und dem vorhergehenden Lageimpuls, auftreten kann. Auch in diesem Fall ist der Vorgang der Diskriminierung bzw. Erkennung eines bestimmten Lagesignals und damit des bestimmten Zylinders #1 im we­ sentlichen der gleiche wie der in dem Flußdiagramm von Fig. 3 beschriebene Vorgang.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird zwar in Schritt S2 in Fig. 3 das Tastverhältnis t/T jedes Impulses L1 oder L2 des Ausgangssignals des Signalgebers 108 zur Diskriminierung eines bestimmten Lagesignals entsprechend dem bestimmten Zylinder #1 genützt, aber statt dessen kann das Verhältnis t/(T-t) der Hochpegel-zu-Niedrigpegel-Perio­ de jedes Impulses L1′, L2′ genützt werden. In diesem Fall wird eine Änderung des Hochpegel-zu-Niedrigpegel-Perioden­ verhältnisses t/(T-t) zwischen dem Lagesignal L1′ und einem Zylindererkennungssignal L2′ größer als eine Änderung des Tastverhältnisses t/T zwischen beiden, so daß die Diskri­ minierungs- bzw. Erkennungsempfindlichkeit für den bestimm­ ten Zylinder #1 dementsprechend verbessert wird.

Claims (19)

1. Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch
einen Signalgeber (108), der synchron mit der Rotation der Maschine ein einziges Ausgangssignal erzeugt, das eine Vielzahl von Lageimpulsen, die jeweils vorbestimmte Dreh­ lagen eines entsprechenden Zylinders bezeichnen, sowie einen Zylindererkennungsimpuls an einer Stelle nahe einem bestimmten der Lageimpulse, der einem bestimmten Zylinder entspricht, umfaßt; und
eine Zylindererkennungseinheit, die unter den im Aus­ gangssignal des Signalgebers (108) enthaltenen Impulsen den Zylindererkennungsimpuls diskriminiert und so den dem be­ stimmten Zylinder entsprechenden bestimmten Lageimpuls erkennt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageimpulse im Ausgangssignal des Signalgebers Rechteckimpulse mit im wesentlichen gleicher Impulsdauer sind, wobei die Vorder- bzw. die Hinterflanke jedes Lage­ impulses einer ersten bzw. einer zweiten Drehlage eines jeweiligen Zylinders entspricht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindererkennungsimpuls im Ausgangssignal des Signalgebers ein Rechteckimpuls mit einer Vorder- und einer Hinterflanke ist und seine Impulsdauer kürzer als die der Lageimpulse ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindererkennungsimpuls im Ausgangssignal des Signalgebers dem bestimmten Lageimpuls folgt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindererkennungsimpuls im Ausgangssignal des Signalgebers dem bestimmten Lageimpuls vorhergeht.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindererkennungseinheit die Impulsdauer jedes Impulses im Ausgangssignal des Signalgebers und das Impuls­ intervall zwischen den Vorder- oder Hinterflanken aufein­ anderfolgender Impulse berechnet, das Verhältnis von Im­ pulsdauer zu Impulsintervall für jeden Impuls berechnet und auf der Basis des so gebildeten Verhältnisses den Zylinder­ erkennungsimpuls diskriminiert.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindererkennungseinheit die Impulsdauer tn jedes Impulses im Ausgangssignal des Signalgebers und das Impuls­ intervall Tn zwischen den Vorder- oder Hinterflanken auf­ einanderfolgender Impulse berechnet, das Verhältnis (t/T)n der Impulsdauer tn zum Impulsintervall Tn für jeden Impuls und die Differenz zwischen dem momentanen Verhältnis (t/T)n für den momentanen Impuls und das vorhergehende Verhältnis (t/T)n-1 für den vorhergehenden Impuls berechnet und den Absolutwert der Differenz (t/T)n-(t/T)n-1 mit einem vor­ gegebenen Bezugswert α vergleicht und bei (t/T)n-(t/T)n-1<α bestimmt, daß der momentane Impuls der Zylindererkennungsimpuls ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindererkennungseinheit die Impulsdauer tn jedes Impulses im Ausgangssignal des Signalgebers und das Impuls­ intervall Tn zwischen den Vorder- oder Hinterflanken auf­ einanderfolgender Impulse berechnet, das Verhältnis (t/T)n der Impulsdauer tn zum Impulsintervall Tn für jeden Impuls berechnet, das Verhältnis (t/T)n mit einem vorgegebenen Bezugswert β vergleicht und einen Impuls als den Zylinder­ erkennungsimpuls bestimmt, wenn das Verhältnis (t/T)n für den Impuls <β ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das momentane Verhältnis (t/T)n durch das momentane Verhältnis [t/(T-t)]n der Impulsdauer tn zu der Differenz (T-t)n zwischen dem Impulsintervall Tn und der Impuls­ dauer tn für den momentanen Impuls ersetzt wird und das vorhergehende Verhältnis (t/T)n-1 durch das vorhergehende Verhältnis [t/(T-t)]n-1 der Impulsdauer tn-1 zu der Dif­ ferenz (T-t)n-1 zwischen dem Impulsintervall Tn-1 und der Impulsdauer tn-1 für den vorhergehenden Impuls ersetzt wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (t/T)n durch das Verhältnis [t/(T-t)]n der Impulsdauer tn zu der Differenz (T-t)n zwischen dem Impulsintervall Tn und der Impulsdauer tn für jeden Impuls ersetzt wird.

11. Zylindererkennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (108) umfaßt:
eine mit der Maschine betriebsmäßig verbundene und syn­ chron damit umlaufende Welle (101);
eine auf der Welle (101) drehfest angeordnete Scheibe (102) mit einer darin gebildeten Vielzahl von ersten Schlitzen (103a), die den jeweiligen Zylindern der Maschine entsprechen, und einem zweiten Schlitz (103b) zur Erkennung des bestimmten Zylinders, wobei die ersten und zweiten Schlitze (103a, 103b) auf einem Kreis um die Achse der Welle (101) liegen, die ersten Schlitze (103a) im wesent­ lichen die gleiche umfangsmäßige Länge haben und in Um­ fangsrichtung voneinander im wesentlichen gleichbeabstandet sind, wobei jeder erste Schlitz (103a) einen einer ersten Drehlage eines jeweiligen Zylinders entsprechende Kante und eine einer zweiten Drehlage des jeweiligen Zylinders ent­ sprechende zweite Kante hat, und der zweite Schlitz (103b) nahe einem der ersten Schlitze (103a) angeordnet ist; und
einen optoelektronischen Koppler (104), der nahe der Scheibe (102) angeordnet ist und ein Ausgangssignal er­ zeugt, wenn er erfaßt, daß einer der ersten und zweiten Schlitze (103a, 103b) in der Scheibe (102) während deren Rotation eine vorbestimmte Stelle passiert.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsmäßige Länge des zweiten Schlitzes (103b) kleiner als die der ersten Schlitze (103a) ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlitz (103b) in einer vorgegebenen Dreh­ richtung der Welle (101) hinter dem einen ersten Schlitz (103a) angeordnet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlitz in einer vorgegebenen Drehrichtung der Welle vor dem einen ersten Schlitz angeordnet ist.

15. Signalgeber, gekennzeichnet durch
eine Welle (101);
eine drehfest auf der Welle (101) angeordnete Scheibe (102) mit einer Vielzahl von darin gebildeten ersten Schlitzen (103a) und einem zweiten Schlitz (103b), wobei die ersten und zweiten Schlitze auf einem Kreis um die Achse der Welle liegen, die ersten Schlitze (103a) im wesentlichen gleiche umfangsmäßige Länge haben und in Um­ fangsrichtung voneinander im wesentlichen gleichbeabstandet sind und der zweite Schlitz (103b) nahe einem der ersten Schlitze (103a) angeordnet ist; und
einen optoelektronischen Koppler (104) nahe der umlau­ fenden Scheibe (102), der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn er erfaßt, daß einer der ersten und zweiten Schlitze in der Scheibe während deren Rotation eine vorbestimmte Stelle passiert.

16. Signalgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsmäßige Länge des zweiten Schlitzes (103b) kleiner als die der ersten Schlitze (103a) ist.

17. Signalgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlitz (103b) in einer vorbestimmten Dreh­ richtung der Welle (101) hinter einem der ersten Schlitze (103a) liegt.

18. Signalgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlitz in einer vorbestimmten Drehrichtung der Welle vor einem der ersten Schlitze liegt.

19. Signalgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der optoelektronische Koppler (104) einen Lichtsender (105a) und einen Lichtempfänger (105b) aufweist, die mit­ einander fluchtend auf entgegengesetzten Seiten der umlau­ fenden Scheibe (102) angeordnet sind, wobei der Lichtemp­ fänger (105b) ein Ausgangssignal erzeugt, wenn er das vom Lichtsender (105a) ausgesandte Licht, das während der Rota­ tion der Scheibe (102) durch einen der ersten und zweiten Schlitze (103a, 103b) tritt, empfängt.