DE4031128C2 - Verfahren zur Zylindererkennung in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zylindererkennung in einer Mehrzylinder- Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Für den ordnungsgemäßen Betrieb einer Mehrzylinder-Brenn­ kraftmaschine müssen die Kraftstoffeinspritzung, die Zün­ dung und dergleichen für jeden Zylinder bei vorgegebenen Drehlagen bzw. Winkeln der Kurbelwelle der Maschine statt­ finden, d. h., zu den Zeitpunkten, zu denen jeder Kolben der Maschine jeweils eine vorbestimmte Lage in bezug auf den oberen Totpunkt (OT) einnimmt. Aus diesem Grund ist eine Brennkraftmaschine mit einem Drehlagegeber wie etwa einem Signalgeber ausgerüstet, der den Drehwinkel bzw. die Drehlage der Kurbelwelle der Maschine erfaßt.

Das Blockschaltbild von Fig. 5 zeigt eine konventionelle Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder-Brenn­ kraftmaschine. Die Einrichtung hat einen Signalgeber 8, der ein Lagesignal L erzeugt, das eine Vielzahl von Lageimpul­ sen umfaßt, die den jeweiligen Zylindern der Maschine ent­ sprechen, eine Schnittstellenschaltung 9 und einen Mikro­ computer 10, der das Lagesignal L vom Signalgeber 8 über die Schnittstellenschaltung 9 empfängt und auf dieser Basis den Betriebszustand (d. h. den Kurbelwinkel bzw. die Dreh­ lage) jedes Zylinders erkennt.

Ein typisches Beispiel eines solchen Signalgebers 8 ist in Fig. 6 gezeigt. Dabei hat der Signalgeber 8 eine Scheibe 2, die auf einer synchron mit der Kurbelwelle der Maschine umlaufenden Welle 1 (z. B. der Verteilerwelle) drehfest befestigt ist. Die Scheibe 2 hat eine Gruppe von ersten durchgehenden Schlitzen 3a, die an vorgegebenen Stellen in der Scheibe gebildet sind. Die Schlitze 3a sind gleichbe­ abstandet in Umfangsrichtung der Scheibe 2 vorgesehen. Die Schlitze 3a, deren Zahl gleich der Zahl der Zylinder ist, sind so angeordnet, daß sie vorbestimmten Drehwinkeln der Kurbelwelle und damit vorbestimmten Lagen jedes Kolbens in bezug auf den OT entsprechen, so daß erfaßt werden kann, wenn die Kurbelwelle eine für jeden Zylinder vorbestimmte Drehlage erreicht. Ein weiterer bzw. zweiter Schlitz 3b ist in der Scheibe 2 nahe einem der ersten Schlitze 3a an einer relativ dazu radial innenliegenden Stelle gebildet, so daß erfaßt werden kann, wenn die Kurbelwelle eine solche Dreh­ lage hat, daß der Kolben eines bestimmten Bezugszylinders eine vorbestimmte Lage hat.

Eine erste und eine zweite lichtemittierende Diode bzw. LED 4a, 4b sind auf einer Seite der Scheibe 2 auf einem ersten äußeren Kreis bzw. einem zweiten inneren Kreis angeordnet, auf denen die äußeren Schlitze 3a bzw. der innere Schlitz 3b liegen. Ein erster und ein zweiter Lichtempfänger 5a, 5b jeweils in Form einer Fotodiode liegen auf der anderen Seite der Scheibe 2 in Ausrichtung mit der ersten bzw. der zweiten LED 4a bzw. 4b. Der erste Lichtempfänger 5a erzeugt jedesmal ein Ausgangssignal, wenn ein äußerer Schlitz 3a zwischen dem ersten Lichtempfänger 5a und der ersten LED 4a durchläuft. Ferner erzeugt der zweite Lichtempfänger 5b jedesmal ein Ausgangssignal, wenn der innere Schlitz 3b zwischen dem zweiten Lichtempfänger 5b und der zweiten LED 4b durchläuft. Wie Fig. 7 zeigt, werden die Ausgangssignale der beiden Lichtempfänger 5a, 5b den Eingängen entsprechen­ der Verstärker 6a, 6b zugeführt, deren Ausgänge jeweils mit der Basis eines entsprechenden Endstufentransistors 7a bzw. 7b gekoppelt sind, dessen offener Kollektor mit der Schnittstellenschaltung 9 (Fig. 5) gekoppelt und dessen Emitter geerdet ist.

Nachstehend wird der Betrieb der oben beschriebenen konven­ tionellen Zylindererkennungseinrichtung gemäß den Fig. 5-7 unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert, die die Verläufe der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lichtempfängers 5a, 5b zeigt.

Bei laufender Maschine läuft die betriebsmäßig mit der Kur­ belwelle (nicht gezeigt) verbundene Welle 1 gemeinsam mit der darauf drehfest angeordneten Scheibe 2 um, so daß der erste und der zweite Lichtempfänger 5a, 5b des Signalgebers 8 ein erstes und ein zweites Signal L1, L2 jeweils in Form eines Rechteckimpulses erzeugen. Das erste Signal L1 ist ein als SGT-Signal bezeichnetes Kurbelwinkelsignal, und seine Anstiegsflanke entspricht der Vorderkante eines der äußeren Schlitze 3a (d. h. einem ersten vorbestimmten Kur­ belwinkel bzw. einer Drehlage eines entsprechenden Kol­ bens), und seine Abfallflanke entspricht der Hinterkante des Schlitzes (d. h. einem zweiten vorbestimmten Kurbel­ winkel des entsprechenden Kolbens). Bei dem gezeigten Bei­ spiel steigt jeder Rechteckimpuls des SGT-Signals L1 bei einem Kurbelwinkel von 75° vor OT (einer ersten Bezugslage B75°) jedes Kolbens an und fällt bei einem Kurbelwinkel von 5° vor OT (einer zweiten Bezugslage B5°) ab.

Das zweite Signal L2 ist ein als SGC-Signal bezeichnetes Zylindererkennungssignal, dessen Anstiegsflanke der Vorder­ kante des inneren Schlitzes 3b und dessen Abfallflanke der Hinterkante dieses Schlitzes entspricht. Das SGC-Signal L2 wird im wesentlichen gleichzeitig mit der Erzeugung eines SGT-Signalimpulses, der dem bestimmten Bezugszylinder #1 entspricht, erzeugt, so daß letzterer identifizierbar ist. Dazu ist der innere Schlitz 3b so ausgebildet, daß seine Vorderkante einem Kurbelwinkel vor dem ersten Bezugswinkel des entsprechenden SGT-Signalimpulses (d. h. einem Kurbel­ winkel von mehr als 75° vor OT) entspricht und seine Hin­ terkante einem Kurbelwinkel nach dem zweiten Bezugswinkel des entsprechenden SGT-Signalimpulses (d. h. einem Kurbel­ winkel von weniger als 5° vor OT) entspricht. Die Anstiegs­ flanke eines SGC-Signalimpulses tritt somit tatsächlich vor derjenigen eines entsprechenden SGT-Signalimpulses auf, und die Abfallflanke des SGC-Signalimpulses tritt nach derjeni­ gen des entsprechenden SGT-Signalimpulses auf.

Die so gebildeten beiden Signalarten des ersten und und des zweiten Signals L1 und L2 werden über die Schnittstellen­ schaltung 9 dem Mikrocomputer 10 zugeführt, der auf der Basis des zweiten Signals L2 den bestimmten Bezugszylinder #1 und auf der Basis des ersten Signals L1 die Betriebs­ lagen (d. h. die Kurbelwinkel oder Drehlagen) der übrigen Zylinder #2 bis #4 erkennt, so daß verschiedene Maschinen­ parameter wie Zündzeitpunkte, Einspritzzeitpunkte usw. rich­ tig steuerbar sind.

Bei der so aufgebauten bekannten Zylindererkennungseinrich­ tung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine wird jedoch jeweils ein Paar von LED 4a, 4b und von Lichtempfängern 5a, 5b benötigt, um zwei Arten von Ausgangssignalen L1, L2, die das Kurbelwinkelbezugssignal SGT und das Zylindererkennungs­ signal SGC enthalten, zu erzeugen. Infolgedessen ergibt sich das Problem einer komplizierten Gesamtkonstruktion der Ein­ richtung, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden sowie ein höherer Aufwand bei der Signalauswertung.

Aus der DE 38 12 281 A1 ist eine Kraftstoffregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, die eine Zylinderdiskri­ miniervorrichtung umfaßt. Hierfür ist ein Signalgeber erfor­ dertlich, der einerseits einen Kurbelwinkel-Sensor aufweist, wobei in Abhängigkeit von der Drehung der Kurbelwelle ent­ sprechend je einem Grad Kurbelwellenwinkel ein Positions­ signal abgegeben wird und andererseits ist ein Sensor erfor­ derlich, der ein Referenzsignal erzeugt. Der Sensor für das Referenzsignal ist beispielsweise so aufgebaut, daß auf einer mit der Nockenwelle drehfest verbundenden Scheibe Aussparun­ gen je Zylinder vorgesehen sind, wobei ein Bezugszylinder eine in seiner Länge definiert veränderte Aussparung besitzt. Mittels einer nachgeordneten Steuerschaltung wird dann der Bezugszylinder ermittelt. Hierfür werden die vom Kurbelwin­ kelsensor ständig einlaufenden Signale in einem Zeitfenster, das sich aus der Anstiegs- und Abfallflanke der jeweiligen Aussparung des Referenzsignal-Sensors ergibt, gezählt. Aus dem Vergleich der je Zeitfenster gezählten Impulse kann dann der Bezugszylinder erkannt werden. Zur Zylindererkennung sind demnach zwei Sensoren erforderlich, wobei das diskrete Aus­ zählen von einzelnen Impulsen im Abstand von je einem Grad Kurbelwellenwinkel dann besonders störanfällig ist, wenn die Maschine außerhalb des Anlaßbetriebes, insbesondere beim Ab­ bremsen oder Beschleunigen, einer Drehzahländerung unter­ liegt.

Aus Dick H. King, Computerized Engine Controls, Delmar Publishers Inc. 1987, S. 308 bis 311, sowie S. 98, ist eine Zylindererkennungsvorrichtung zur Steuerung eines verteiler­ losen Zündsystems bekannt.

Dort ist neben einem Kurbelwinkel-Sensor ein Nockenwellenla­ gegeber erforderlich, um aus den Impulsen je Grad Kurbelwel­ lenwinkel und den Impulsen eines Nockenwellendrehlage-Sensors die Zylinder bzw. einen Bezugszylinder zu erkennen. In einer Ausführungsform sind sogar drei Sensoren notwendig, um eine Steuerung des Zündsystems und eine sichere Bezugszylinderer­ kennung zu erreichen. Dies führt aber zu einem nicht nur kon­ struktiven, sondern auch bezüglich der Signalauswertung deut­ lich höheren Aufwand.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Zylin­ dererkennung in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine anzuge­ ben, wobei ein bestimmter (Bezugs-)Zylinder sowie die übri­ gen Zylinder durch Nutzung nur eines einzigen Ausgangssignals eines Drehlagegebers erkennbar sind.

Des weiteren soll insbesondere im Bereich des Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine eine Steuerung der Brennkraftmaschine mit unrichtigen Ausgangsdaten verhindert werden.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkma­ len der Patentansprüche 1 und 3.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ steht darin, daß die Zylindererkennung in einem bestimmten Betriebsbereich der Maschine nicht durchgeführt bzw. unter­ brochen wird, z. B. in einer Frühphase des Anlaßbetriebes der Maschine, wobei sich die Rotation der Maschine häufig plötz­ lich und stark ändern kann und daraus ein Fehler bei der Zy­ lindererkennung resultieren könnte; daraus wird eine eventu­ elle Beschädigung der Maschine ausgeschlossen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Er­ gebnis der Zylindererkennung ausgewertet wird, um so eine aus einer falschen Zylindererkennung resultierende fehlerhafte Maschinensteuerung zu vermeiden.

Erfindungsgemäß werden mittels eines einzigen Sensors Impulse synchron zur Rotation der Brennkraftmaschine abgeleitet, wo­ bei diese Impulse zur Zylindererkennung dienen. Zur Vermei­ dung von Störungen der mit der Zylindererkennungseinrichtung in Verbindung stehenden Zündvorrichtung der Brennkraftma­ schine erfolgt erfindungsgemäß in einer vorbestimmten Zeit­ phase nach dem Anlaßvorgang keine Zylindererkennung, d. h. das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der zur Realisierung zweckmäßigerweise eingesetzte Mikrocomputer befindet sich in einer definierten Warteschleife.

Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, daß nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren ein Flag gesetzt wird, wenn der bestimmte Zylinder erkannt wird, aber kein Flag gesetzt wird, wenn diese Zylindererkennung nicht durchgeführt wird und daß die Steuereinheit das Ergebnis der Zylindererkennung auf der Ba­ sis eines Vergleichs der Reihenfolge einer Serie von so ge­ setzten Flags mit einer vorbestimmten Flag-Reihenfolge aus­ wertet und feststellt, daß das Ergebnis der Zylindererkennung richtig ist, wenn die Reihenfolge der gesetzten Flags der vorbestimmten Flag-Reihenfolge entspricht.

Ferner ist vorgesehen, daß die Maschine auf der Basis des Er­ gebnisses der Zylindererkennung gesteuert wird, wenn die Zy­ lindererkennung als richtig erkannt wurde, aber auf andere Maschinenbetriebsparameter zurückgegriffen wird, wenn die Zy­ lindererkennung fehlerhaft ist.

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 Anord­ nung eines Signalgebers zur Verwendung bei der Er­ findung zeigt;

Fig. 2 den Signalverlauf des Ausgangssignals des Signal­ gebers von Fig. 1;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines ersten Aus­ führungsbeispieles des Verfahrens zur Zylinderer­ kennung in einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit dem Signalgeber von Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 ein der Fig. 3 ähnliches Flußdiagramm, das den Betrieb eines zweiten Ausführungsbeispiels der Einrichtung zeigt;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer konventionellen Zy­ lindererkennungseinrichtung für eine Mehrzy­ linder-Brennkraftmaschine;

Fig. 6 eine Perspektivansicht, die die allgemeine Anordnung eines in der konventionellen Ein­ richtung von Fig. 5 verwendeten bekannten Si­ gnalgebers zeigt;

Fig. 7 ein Schaltschema des konventionellen Signal­ gebers von Fig. 6; und

Fig. 8 die Signalverläufe eines Kurbelwinkel-Bezugs­ signals L1 und eines Zylindererkennungssignals L2.

Zuerst sei darauf hingewiesen, daß die allgemeine Auslegung der Zylindererkennungseinrichtung für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens derjenigen der bekannten Einrichtung von Fig. 5 gleicht. Aufbau und Betrieb eines Signalgebers 108 von Fig. 1 sind jedoch von dem des konventionellen Signal­ gebers nach Fig. 6 verschieden.

Nach Fig. 1 hat der Signalgeber 108 eine mit der Kurbel­ welle (nicht gezeigt) einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine betriebsmäßig verbundene Welle 101, auf der drehfest eine Scheibe 102 befestigt ist; diese Ausbildung entspricht dem bekannten Signalgeber 8 von Fig. 5. In der Scheibe 102 ist eine Mehrzahl von ersten Schlitzen 103a an Stellen gebil­ det, die voneinander in Umfangsrichtung gleichbeabstandet sind, wobei jeder Schlitz 103a einem entsprechenden Maschi­ nenzylinder zugeordnet ist. Die ersten Schlitze 103a liegen auf einem Kreis um die Achse der Welle 101 und haben im wesentlichen gleiche Länge in Umfangsrichtung. Ein zweiter Schlitz 103b ist in der Scheibe 102 an einer Stelle nahe einem bestimmten der ersten Schlitze 103a (der z. B. einem bestimmten Bezugszylinder #1 entspricht) gebildet. Der zweite Schlitz 103b liegt auf demselben Kreis, auf dem auch die ersten Schlitze 103a liegen. Bei dem gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel hat der zweite Schlitz 103b einen vorbestimm­ ten begrenzten Abstand in Umfangsrichtung von dem bestimm­ ten einen ersten Schlitz 103a in einer zur Umlaufrichtung der Welle 101 entgegengesetzten Richtung. Der zweite Schlitz 103b hat zwar gemäß Fig. 1 eine Länge in Umfangs­ richtung, die kleiner als diejenige der ersten Schlitze 103a ist, er kann aber auch eine Länge in Umfangsrichtung haben, die gleich oder größer als die der ersten Schlitze 103a ist. Bevorzugt ist aber die Länge des zweiten Schlit­ zes 103b in Umfangsrichtung viel kürzer als diejenige der ersten Schlitze 103a, um den Vorgang der Zylindererkennung, der unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 erläu­ tert wird, zu vereinfachen. Außerdem kann der zweite Schlitz 103b so angeordnet sein, daß er von dem bestimmten einen ersten Schlitz 103a umfangsmäßig in Drehrichtung der Welle 101 beabstandet ist.

Nahe der Scheibe 102 ist ein optoelektronischer Koppler 104 vorgesehen und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn er erfaßt, daß einer der ersten und zweiten Schlitze 103a, 103b der Scheibe während ihrer Rotation an einer vorbestimmten Stel­ le vorbeiläuft. Der optoelektronische Koppler 104 umfaßt ein einziges Paar von Elementen in Form einer LED 105a und eines als Fotodiode ausgebildeten Lichtempfängers 105b, wobei diese Elemente auf entgegengesetzten Seiten der Scheibe 102 in Ausrichtung miteinander auf dem Kreis ange­ ordnet sind, auf dem die ersten und zweiten Schlitze 103a, 103b liegen. Der Lichtempfänger 105b erzeugt jedesmal ein Ausgangssignal in Form eines Rechteckimpulses, wenn er Licht von der LED 104, das einen ersten Schlitz 103a oder den zweiten Schlitz 103b durchsetzt, empfängt, d. h. jedes­ mal, wenn einer der Schlitze 103a, 103b zwischen der LED 104 und dem Lichtempfänger 105 durchläuft.

Wie Fig. 2 zeigt, umfaßt das Ausgangssignal des Lichtemp­ fängers 105 eine Vielzahl von ersten bzw. Lageimpulsen L1′ jeweils in Form eines breiten Impulses, der einem jeweili­ gen ersten Schlitz 103a zugeordnet ist, und einen zweiten bzw. Zylindererkennungsimpuls L2′ in Form eines schmalen Impulses, der dem zweiten Schlitz 103b zugeordnet ist. Jeder der breiten Lageimpulse L1′ hat eine Anstiegsflanke, die an der Vorderkante eines der ersten Schlitze 103a auf­ tritt (z. B. bei einem Kurbelwinkel von 75° vor OT), und eine Abfallflanke, die an der Hinterkante des Schlitzes auftritt (z. B. bei einem Kurbelwinkel von 5° vor OT). Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel folgt der schmale Zylin­ dererkennungsimpuls L2′ einem bestimmten breiten Lageimpuls L1′, der dem bestimmten Bezugszylinder entspricht, und sei­ ne Anstiegsflanke tritt an der Vorderkante des zweiten Schlitzes 103b (z. B. geringfügig später als die Abfall­ flanke des bestimmten einen der ersten breiten Impulse L1′) auf, während seine Abfallflanke an der Hinterkante des zweiten Schlitzes 103b auftritt (z. B. bei einem Kurbel­ winkel von 5° nach OT).

Das Ausgangssignal des Signalgebers 108 wird in einem nicht gezeigten Verstärker verstärkt und der Basis eines nicht gezeigten Endstufentransistors zugeführt, dessen Kollektor mit einer Schnittstellenschaltung einer Zylindererkennungs­ einheit in Form eines Mikrocomputers gekoppelt und dessen Emitter geerdet ist, was der konventionellen Zylinderer­ kennungseinrichtung nach Fig. 7 entspricht.

Aufbau und Betrieb dieses Ausführungsbeispiels sind mit Ausnahme des oben Beschriebenen im wesentlichen gleich wie bei der konventionellen Einrichtung nach den Fig. 5-8.

Der Betrieb des Ausführungsbeispiels wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 im einzelnen beschrieben.

Beim Anlassen der Maschine läuft die Scheibe 102 in eine Richtung entsprechend einem Pfeil A in Fig. 1 synchron mit der Rotation der Maschine um, und der Lichtempfänger 105b des Signalgebers 108 erzeugt ein Ausgangssignal, das erste Impulse L1′ und zweite Impulse L2′ entsprechend Fig. 2 um­ faßt. Der Mikrocomputer (nicht gezeigt) empfängt über die nicht gezeigte Schnittstellenschaltung das Ausgangssignal des Signalgebers 108 sowie weitere Maschinenbetriebspara­ meter wie etwa ein Einschaltsignal, das beim Drehen eines Zündschlüssels erzeugt wird, und verarbeitet diese Signale in der in Fig. 3 gezeigten Weise entsprechend einem in ihm gespeicherten Steuerprogramm.

Dabei wird in einem Schritt S0 zuerst auf der Basis der Maschinenbetriebsparameter abgefragt, ob sich die Maschine in einer Frühphase des Anlaßvorgangs befindet. Ein Beispiel für die Kriterien dieser Bestimmung ist die Abfrage, ob seit dem Zeitpunkt des Drehens des Zündschlüssels eine vor­ bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. In diesem Fall wird bei JA festgestellt, daß sich die Maschine in einer Frühphase des Anlaßvorgangs befindet, und bei NEIN wird das Gegenteil festgestellt. Es gibt noch einige weitere Kriterien. Bei­ spielsweise kann der Abfragevorgang auf der Grundlage der Anzahl Zündungen, der Anzahl Umdrehungen der Maschine pro Minute, eines Abschaltsignals, das beim Ausschalten des Zündschlüssels erzeugt wird, usw. durchgeführt werden, wobei im wesentlichen die gleichen Auswirkungen erhalten werden.

Bei NEIN in Schritt S0 geht das Programm zu Schritt S1, in dem die Länge oder Impulsdauer t jedes Impulses L1′ oder L2′ des Signalgeberausgangssignals sowie das Intervall bzw. die Impulsperiode T zwischen den Anstiegsflanken aufein­ anderfolgender Impulse berechnet werden, um zu bestimmen, ob es sich um einen Lageimpuls L1′ oder einen Zylinderer­ kennungsimpuls L2′ handelt. In Schritt S2 wird das Tastver­ hältnis t/T jedes Impulses auf der Basis der Impulsdauer t und der Impulsperiode T, die so berechnet wurden, berech­ net. Dann wird in Schritt S3 auf der Basis des so berech­ neten Tastverhältnisses t/T die Differenz zwischen der momentanen bzw. letzten Tastverhältnisinformation (t/T)n für den momentanen oder letzten Impuls Ln und der vorher­ gehenden Tastverhältnisinformation (t/T)n-1 für den vorher­ gehenden Impuls Ln-1 berechnet, und es wird abgefragt, 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 (d. h., wenn sich das momentane bzw. letzte Tastverhältnis (t/T)n des momentanen Zylindererkennungsimpulses L2 gegen­ über dem vorhergehenden Tastverhältnis (t/T)n-1 des be­ stimmten Lageimpulses L1 stark geändert hat, z. B. kann die Impulsdauer eines Zylindererkennungsimpulses L2′ (d. h. die umfangsmäßige Länge des zweiten Schlitzes 103b) so vorge­ geben sein, daß sie viel kürzer als diejenige eines Lage­ impulses L1′ (d. h. als die umfangsmäßige 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 wird, und somit wird der bestimmte Bezugszylinder #1, der dem zweiten Impuls L2′ entspricht, erkannt bzw. diskriminiert. Nachdem der bestimmte Bezugszylinder #1 er­ kannt ist, wird automatisch bestimmt, welchen Zylindern die darauffolgenden Impulse (Ln-1, Ln-2, ...) entsprechen, da die Arbeitsfolge der Zylinder vorher festliegt. Nachdem auf diese Weise der bestimmte Bezugszylinder #1 erkannt worden ist, wird ein den bestimmten Zylinder #1 bezeichnendes Flag "1" in ein Register im Mikrocomputer gesetzt, und dann er­ folgt der Rücksprung.

Wenn dagegen in Schritt S0 die Antwort JA ist, übergeht das Programm die Schritte S1-S4 und springt zu Schritt S5 ohne Durchführung einer Zylindererkennung, und daraufhin erfolgt der Rücksprung. Während der Frühphase des Anlaßvorgangs der Maschine, wobei die Rotation der Maschine nicht gleichmäßig bzw. stabil ist und daher eine erhebliche Gefahr der fal­ schen Zylindererkennung besteht, wird die Zylindererkennung unterbrochen, wodurch die Gefahr vermieden wird, daß eine falsche Zylindererkennung zur Steuerung der Maschine ge­ nützt wird.

Wenn in Schritt S3 bestimmt wird, daß (t/T)n-(t/T)n-1α, so springt das Programm zu Schritt S5 und läßt Schritt S4 aus, und es wird ein Rücksprung durchgeführt, so daß die Schritte S0-S3 wiederholt werden, bis der bestimmte Zylin­ der #1 erkannt wird.

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 jedes Impulses L1′, L2′ mit einem vorbestimmten Wert β ver­ glichen werden; bei t/T<β wird der Impuls als bestimmter Lageimpuls entsprechend dem bestimmten Zylinder #1 festge­ stellt, weil das Tastverhältnis t/T des bestimmten Lage­ impulses allgemein viel größer als das der übrigen Lage­ impulse oder das des Zylindererkennungsimpulses ist. Ande­ rerseits kann es in Fällen, in denen das Tastverhältnis t/T eines Zylindererkennungsimpulses viel kleiner als das des Lageimpulses vorgegeben ist, möglich sein, einen Impuls als Zylindererkennungsimpuls zu bestimmen, wenn das Tastver­ hältnis t/T des Impulses einen vorgegebenen Wert unter­ schreitet.

Nachdem ein Zylindererkennungsimpuls L2′ entsprechend dem bestimmten Zylinder #1 auf die vorstehend beschriebene Wei­ se erkannt worden ist, können die übrigen Zylinder auf der Grundlage der anschließenden Lageimpulse L1′ erkannt wer­ den, so daß die verschiedenen Vorgänge in der Maschine wie Zündung, Kraftstoffeinspritzung usw. auf der Grundlage der Anstiegs- und/oder Abfallflanke jedes Lageimpulses L1′ richtig steuerbar sind. Beispielsweise kann die Zündung so gesteuert werden, daß die Stromzufuhr zur Zündspule der Maschine bei der Abfallflanke jedes Lageimpulses L1′ unter­ brochen wird, so daß der Zündzeitpunkt eines entsprechenden Zylinders richtig steuerbar ist. Wenn allerdings in diesem Fall ein bestimmter Lageimpuls L1′, der dem bestimmten Zy­ linder #1 entspricht, noch nicht erkannt worden ist, wird die Zündung so gesteuert, daß sie bei der Abfallflanke je­ des Impulses L1′ oder L2′ des Ausgangssignals des Signal­ gebers stattfindet. Wenn ein Zylindererkennungssignal L2′ kurz nach der Abfallflanke eines bestimmten Lageimpulses L1′ folgt, wie Fig. 2 deutlich zeigt, erfolgt eine erste Zündung in dem bestimmten Zylinder #1 bei der Abfallflanke (z. B. bei 5° vor OT) eines bestimmten Lageimpulses L1′, der dem bestimmten Zylinder #1 entspricht, aber eine da­ rauffolgende Zündung findet nicht bei der Abfallflanke (z. B. bei 5° nach OT) eines Zylindererkennungsimpulses L2′ statt, der auf den bestimmten Lageimpuls L1′ folgt, weil der erste Zündvorgang bereits kurz vor der Abfallflanke des Zylindererkennungsimpulses L2′ aufgetreten ist und in der kurzen Zeit zwischen den Abfallflanken (z. B. zwischen 5° vor OT und 5° nach OT) der aufeinanderfolgenden Impulse L1′, L2′ sich noch keine ausreichende Spannung an der Zündspule aufgebaut hat.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Dabei ent­ fällt Schritt S0 von Fig. 3, und neue Schritte S4′ sowie S6-S8 sind dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 hinzugefügt, wobei die Schritte S1-S5 unverändert sind. Anstatt der Ab­ frage, ob sich die Maschine in einer Frühphase des Anlaß­ vorgangs befindet, und der Unterbrechung der Zylinderer­ kennung bei JA, wie das bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 der Fall ist, wird bei diesem Ausführungsbeispiel das Ergebnis der Zylindererkennung überprüft. Wenn dabei die Antwort in Schritt S3 NEIN ist, geht das Programm zu Schritt S4′, in dem die Zylindererkennung nicht durchge­ führt und ein Flag in ein Register des Mikrocomputers (nicht gezeigt) nicht gesetzt wird (d. h. es wird auf "0" gesetzt). Dann wird in Schritt S6 abgefragt, ob das Ergeb­ nis der Zylindererkennung, wie sie in Schritt S4 durchge­ führt wurde, richtig ist. Diese Abfrage erfolgt beispiels­ weise auf der Basis des in ein Register gesetzten Inhalts. Beispielsweise wird eine Serie von Flags (die jeweiligen Zylindern entsprechen), die im Register gesetzt sind, mit einer vorbestimmten Bezugsserie verglichen. Wenn z. B. der Inhalt des Registers, der den vier Zylindern (der Reihen­ folge aufeinanderfolgender Zylindererkennungen) entspricht, 1000 ist, so ist das Ergebnis dieser Zylindererkennung richtig, und wenn das Ergebnis anders ist (z. B. 1010, 1100, 0101, 0011 usw.), wird die Zylindererkennung als falsch angesehen. Wenn sich also die Perioden zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen eines Lagesignals wie etwa in einer Frühphase des Anlaßvorgangs der Maschine ändern, wird für den bestimmten Zylinder kein Flag gesetzt, so daß der Registerinhalt anomal wird. In diesem Fall wird bestimmt, daß die Zylindererkennung unrichtig ist.

Wenn die Antwort in Schritt S6 JA ist, geht das Programm zu Schritt S7, in dem die Maschine im normalen Steuermodus auf der Basis des Ergebnisses der Zylindererkennung gesteuert wird, wie dies auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nach Beendigung der Zylindererkennung der Fall ist. Wenn dagegen die Antwort in Schritt S6 NEIN ist, geht das Pro­ gramm zu Schritt S8, in dem die Maschine in einem speziel­ len Steuermodus gesteuert wird, wobei das Zylindererken­ nungsergebnis unbeachtet bleibt. Nach den Schritten S7 und S8 erfolgt in Schritt S5 der Rücksprung.

Beispielsweise wird in Schritt S8 eine spezielle Zündsteue­ rung, die als "Bypaßzündsteuerung" bezeichnet wird, auf der Basis der konventionellen mechanischen Verteilersteuerung in Verbindung mit dem Lagesignal L durchgeführt. Dabei be­ ginnt die Stromzufuhr zur Zündspule der Maschine bei der Anstiegsflanke (75° vor OT) jedes Impulses des Lagesignals L1′ und wird bei der Abfallflanke (5° vor OT) jedes Impul­ ses dieses Signals unterbrochen, so daß an der Zündkerze ein elektrischer Zündfunke entsteht. In diesem Fall wird zwar für den Zylinder #1 die Stromzufuhr ebenfalls so ge­ steuert, daß sie durch das Zylindererkennungssignal L2′ ein- bzw. ausgeschaltet wird, es ergibt sich jedoch keine nachteilige Auswirkung auf den Betrieb der Maschine, weil die Stromunterbrechung aufgrund des Zylindererkennungssi­ gnals L2′ erfolgt, nachdem an der Zündkerze durch das Lage­ signal L1′ ein Zündfunke erzeugt wurde. Der Abfrageschritt S6 und der Bypaßzündschritt S8 werden vom Mikrocomputer so durchgeführt, daß dabei verhindert wird, daß das Ergebnis einer falschen Zylindererkennung aufgrund einer unrichtigen Erfassung von Signalimpulsen für die Maschinensteuerung wie etwa die Zündsteuerung genützt wird; dadurch wird ein ord­ nungsgemäßer Maschinenbetrieb zu jeder Zeit, insbesondere auch in der Frühphase des Anlaßvorgangs der Maschine, ge­ währleistet.

Claims (3)

1. Verfahren zur Zylindererkennung in einer Mehrzylinder­ brennkraftmaschine mit einem Drehlagegeber der synchron mit der Rotation der Brennkraftmaschine Ausgangssignale erzeugt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Erzeugen von Impulsen synchron mit der Rotation der Maschine mittels eines einzigen Sensors, wobei die Impulse jeweils vorbestimmte Drehlagen der Zylinder bezeichnen sowie einen Zylindererkennungsimpuls an einer Stelle nahe bei einem als Bezugszylinder defi­ nierten bestimmten Zylinder, beinhalten;
• - Prüfen, ob sich die Maschine in einer vorbestimmten Zeitphase nach dem Anlaßvorgang befindet;
• - Ableiten des Zylindererkennungsimpulses nachdem er­ kannt wurde, daß sich die Maschine außerhalb der vor­ bestimmten Zeitphase nach dem Anlaßvorgang befindet mittels der Bestimmung der Impulslängen t zwischen Anstiegs- und Abfallflanke jedes Impulses und der Im­ pulsperiodendauer T zwischen jeweils zwei aufeinander­ folgenden Anstiegs- oder Abfallflanken aufeinander­ folgender Impulse und
• - Vergleichen des aktuellen Verhältnisses von der Impuls­ länge zur Impulsperiodendauer t/T mit vorgegebenen Ver­ hältnissen, wobei dann der Bezugszylinder erkannt wird, wenn sich das aktuelle Verhältnis in vorgegebener Weise vom vorbestimmten Verhältnis unterscheidet.

2. Verfahren zur Zylindererkennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Vergleiches der Tastverhältnisse t/T die Ab­ solutwerte der Differenzen des aktuellen Tastverhältnisses mit einem vorhergehenden Tastverhältnis bestimmt und diese mit einem vorgegebenen Wert alpha verglichen werden, wobei aus dem Ver­ gleich erkannt wird, ob im aktuellen Schritt Impulse des Be­ zugszylinders vorlagen und dieser somit bestimmbar ist.

3. Verfahren zur Zylindererkennung in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit einem Drehlagegeber, der synchron mit der Rotation der Brennkraftmaschine Ausgangssignale erzeugt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Erzeugen von Impulsen synchron mit der Rotation der Ma­ schine mittels eines einzigen Sensors, wobei die Impulse jeweils vorbestimmte Drehlagen der Zylinder bezeichnen sowie einen Zylindererkennungsimpuls an einer Stelle nahe bei einem als Bezugszylinder definierten bestimmten Zylin­ der, beinhalten;
• - Ableiten des Zylindererkennungssignals mittels der Bestim­ mung der Impulslängen t zwischen Anstiegs- und Abfallflanke jedes Impulses und der Impulsperiodendauer T zwischen je­ weils zwei aufeinanderfolgenden Anstiegs- oder Abfallflan­ ken jeweils aufeinanderfolgender Impulse und dem Vergleich des aktuellen Verhältnisses von der Impulslänge zur Impuls­ periodendauer t/T mit einem vorgegebenen Verhältnis bzw. dem Vergleich der Absolutwerte der Differenz des aktuellen Verhältnisses mit einem vorhergehenden Verhältnis mit einem vorgegebenen Wert;
• - Setzen eines Flags in einem Register, wenn aus dem Ver­ gleich der Bezugszylinder erkannt wurde;
• - Vergleich der Reihenfolge derart gesetzter Flags im Regi­ ster mit einer vorbestimmten Bezugsserie von Flags und Realisierung einer normalen Steuerung der Brennkraftma­ schine im Falle des Übereinstimmens der gesetzten Flags mit der vorbestimmten Bezugsserie.