DE4037546C2

DE4037546C2 - Zylinderidentifikationsvorrichtung

Info

Publication number: DE4037546C2
Application number: DE4037546A
Authority: DE
Inventors: Wataru Fukui; Toshio Iwata; Yutaka Ohashi; Masayuki Ikeuchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2010-11-27
Also published as: DE4037546A1; US5182943A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderidentifikationsvorrichtung für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit n-Zylindern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine typische Zylinderidentifikationsvorrichtung arbeitet mit Meßfühlern, die die Umdrehung eines Teils des Motors wahrnehmen, welcher sich mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle dreht, wie das die Nockenwelle oder Verteilerwelle tut. Bei einer bekannten Zylinderidentifikationsvorrichtung ist eine Drehscheibe vorgesehen, in der eine Vielzahl von sich in Umfangs richtung erstreckenden Schlitzen ausgebildet ist, die jeweils einem der Zylinder des Motors entsprechen. An entgegengesetzten Seiten dieser Drehscheibe ist ein Lichtabgabeelement und ein photoelektrisches Element angeordnet. Jedesmal wenn einer der Schlitze in der Scheibe zwischen dem Lichtabgabeelement und dem photoelektrischen Element hindurchläuft, erzeugt das photoelektrische Element ein elektrisches Ausgangssignal, wel ches als Zylindererkennungssignal benutzt wird. Da jeder der Schlitze eine unterschiedliche Umfangslänge hat, unterscheidet sich die Impulsbreite des Zylindererkennungssignals von Schlitz zu Schlitz. Durch Messen der Impulsbreite des Zylinderer kennungssignals kann also festgestellt werden, welcher Zylinder durch einen bestimmten Impuls des Zylindererkennungssignals an gegeben ist. Jeder der Impulse des Zylindererkennungssignals tritt bei einem vorgeschriebenen Kurbelwellenwinkel des Motors auf, so daß das Zylindererkennungssignal auch als Zeitgeber signal benutzt werden kann, um den Kraftstoffeinspritz- und Zündzeitpunkt zu steuern.

Eine herkömmliche Zylinderidentifikationsvorrichtung ist zwar im Stande, eine genaue Zylindererkennung durchzuführen; aber bei ihr besteht die Schwierigkeit, daß das Verhältnis zwischen dem Zeitpunkt des Zylindererkennungssignals und dem Kurbelwellenwin kel des Motors variieren kann. Das liegt daran, daß die sich drehende Welle, auf der die Drehscheibe sitzt, über Riemen oder Zahnräder, die einem Schlupf unterliegen, mit der Kurbelwelle mechanisch verbunden ist, so daß sich eine Phasendifferenz zwi schen dem tatsächlichen Kurbelwellenwinkel und dem vom Zylin dererkennungssignal angedeuteten Kurbelwinkel einstellen kann. Wenn sich eine solche Phasendifferenz entwickelt, kann der Zünd zeitpunkt sowie der Zeitpunkt für das Einspritzen von Kraftstoff auf der Basis des Zylindererkennungssignals nicht exakt gesteu ert werden.

Aus der DE 36 08 321 C2 ist eine Einrichtung zum Erfassen der zylinderbezogenen Kurbelwellenstellung eines Viertaktmotors be kannt, wobei gleichzeitig die Position der Kurbelwelle beim Viertaktmotor und die Position bzw. die Stellung der Nockenwelle zur Identifizierung der exakten Kurbelwellenposition zum Arbeitszyklus der Zylinder herangezogen wird.

Hierfür werden jeweils ein von der Kurbelwelle und ein von der Nockenwelle drehangetriebener Signalgeber mit speziellen Signal marken verwendet. Die Signalgeber sind scheibenförmig und weisen am Rand Kennungsmarken auf. Der Kurbelwellen-Signalgeber besitzt beispielsweise eine Kennungsmarke für einen oberen Totpunkt der Zylinder. Der der Nockenwelle zugeordnete Nockenwellen-Signal geber ist in den Kurbelwellenwinkelfeldern definiert zugeordne ten Nockenwellenwinkelfeldern unterteilt, wobei die in jedem Feld vorhandenen Signalmarken voneinander abweichen. Mit einem Impulsauswerteglied kann unter Synchronisation mit Hilfe der Im pulse des Kurbelwellen-Signalgebers eine Zylinderzuordnung zur Kurbelwellenstellung durch Impulsvergleich der augenblicklichen Impulse der Kurbel- sowie der Nockenwellenwinkelfelder und bei gleicher Anzahl dieser Winkelfelder auch unter Berücksichtigung der Unterschiedlichkeit der Impulse der jeweils zugeordneten Kennungsmarken erfolgen. Die zusätzliche Berücksichtigung der Kennungsmarken auf dem Kurbelwellen-Signalgeber erfolgt jedoch nur dann, wenn die Anzahl der Nockenwellenwinkelfelder derjeni gen der Kurbelwellenwinkelfelder entspricht, d. h. allein aus der Berücksichtigung der Kennungsmarken des Kurbelwellen-Signal gebers ist es nicht möglich, eine Zylinderidentifikation vorzu nehmen. Des weiteren läßt die Lehre der DE 36 08 321 C2 offen, wie zu verfahren ist, wenn zwischen dem von der Kurbelwelle und dem von der Nockenwelle drehangetriebenen Signalgeber ein mecha nischer Schlupf auftritt.

In der DE 39 13 464 A1 wird ein System zum Feststellen der Winkelposition einer Kurbelwelle in bezug auf einen speziellen Zylinder einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Dort wird aus geführt, daß durch die Verbindung der Nockenwelle mit der Kur belwelle über einen Steuerriemen sich die Nockenwelle nicht ganz synchron zur Kurbelwelle dreht. Um dieses Problem zu lösen, wird ein freier Zeitabschnitt zwischen dem Kurbelwellenbezugssignal und dem Zylinderunterscheidungssignal vorgesehen. Hierdurch soll erreicht werden, daß auch bei auftretendem Schlupf das Nocken wellensignal sicher erfaßt und dadurch eine Zylinderidentifika tion zur Steuerung des Zünd- bzw. Einspritzvorganges möglich ist.

Wenn jedoch die Zylinderanzahl der Brennkraftmaschine erhöht wird, wird der möglicherweise nutzbare freie Zeitabschnitt zwi schen dem Kurbelwellenbezugssignal und dem jeweiligen Zylinderunterscheidungssignal immer kürzer, so daß die Gefahr besteht, daß eine Zylinderunterscheidung nicht mehr möglich ist. In diesem Falle versagt die in der DE 39 13 464 A1 aufgezeigte Lehre, da die Betriebssteuerung der Brennkraftmaschine aussetzt und durch Fehlzündungen eine Beschädigung der Maschine erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zylinderidentifikationsvorrichtung für einen Mehrzylin der-Verbrennungsmotor mit n-Zylindern anzugeben, mit Hilfe der die Zylinder des Motors auch im Falle des Auftretens von Schlupf zwischen einem Kurbelwellen-Impulsgenerator und einem Nockenwel len-Impulsgenerator sicher bestimmt werden können und wobei auch im Falle des Versagens oder des zeitweisen Ausfalls der Impulse aus dem Nockenwellen-Impulsgenerator ein weiterer Betrieb des Verbrennungsmotors möglich ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches zeigen.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand des in Fig. 29 dargestellten Ausführungsbeispieles nä her beschrieben, wobei die übrigen Figuren der ergänzenden Be schreibung des Zusammenwirkens der Kurbelwellenreferenzsignale und der Zylinderidentifikationssignale zur Zylinderidentifika tion bei einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor dienen.

In den Figuren zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit einer Zylinderidentifiziervorrichtung gemäß der Er findung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Schwungrades an dem in Fig. 1 gezeigten Motor;

Fig. 3 ein Signalverlaufdiagramm von Ausgangssignalen einer Zylinderidentifi ziervorrichtung;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise mit den in Fig. 3 gezeig ten Ausgabesignalen;

Fig. 5 und 6 Signalverlaufdiagramme weiterer Ausgabesignale:

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise mit den in Fig. 6 gezeig ten Ausgabesignalen;

Fig. 8 ein Signalverlaufdiagramm weiterer Ausgabesignale;

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise mit den in Fig. 8 gezeig ten Ausgabesignalen;

Fig. 10 und 11 Signalverlaufdiagramme weiterer Ausgabesignale;

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise mit den in Fig. 11 gezeig ten Ausgabesignalen;

Fig. 13 einen Teilschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit einer anderen Art von Zylinderidentifiziervorrich tung;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Schwungrades an dem in Fig. 13 gezeigten Motor;

Fig. 15 ein Signalverlaufdiagramm der Ausgabesignale eines weiteren Beispiels von dem in Fig. 13 und 14 gezeigten Aufbau;

Fig. 16 bis 20 Signalverlaufdiagramme der Ausgabesignale weiterer Beispiele unter Verwendung eines Schwungrades wie in Fig. 14 ge zeigt;

Fig. 21 ein Ablaufdiagramm der Arbeitsweise eines weiteren Beispiels;

Fig. 22 ein Signalverlaufdiagramm des Ausgabesignals eines weiteren Beispiels, bei dem ein Ersatz-REF-Signal bei Ausfall des Bezugssi gnalgenerators erzeugt wird;

Fig. 23 ein Ablaufdiagramm der Arbeitsweise des in Fig. 22 gezeigten Beispiels;

Fig. 24 bis 28 Signalverlaufdiagramme der Ausgabesignale weiterer Beispiele, bei denen ein Ersatz-REF-Signal bei Ausfall des Bezugs signalgenerators erzeugt wird;

Fig. 29 ein Signalverlaufdiagramm der Ausgabesignale des Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem die Zylinderidentifizierung anhand des REF-Si gnals bei Ausfall des Erkennungssignalgenerators durchgeführt wird.

In Fig. 1 ist ein Viertakt-Verbrennungsmotor, kurz Motor 1, teilweise im Querschnitt gezeigt, der mit einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist. Obwohl die Erfindung an Motoren oder Maschinen mit beliebiger Anzahl von Zylindern anwendbar ist, bezieht sich die folgende Be schreibung auf einen Motor mit sechs Zylindern.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat der Motor 1 eine Kurbelwelle 2, auf der ein Schwungrad 3 angebracht ist. Am Außenumfang des Schwungrades 3 ist ein Zahnkranz 4 ausgebildet. In der Nähe des Zahnkranzes 4 des Schwungrades ist ein Bezugssi gnalgenerator 10 sowie ein Drehsignalgenerator 11 ange bracht. Diese beiden Signalgeneratoren 10 und 11 nehmen die Bewegung der Zähne des Zahnkranzes 4 beim Drehen des Schwungrades 3 wahr und erzeugen ein Bezugswinkelsignal (als REF-Signal bezeichnet) bzw. ein Drehstellungssignal (als POS-Signal bezeichnet). In Fig. 2 sind die Signalgene ratoren 10 und 11 sowie ein Teil des Schwungrades 3 per spektivisch gezeigt. Der Zahnkranz 4 des Schwungrades 3 hat eine Vielzahl von normalen Zähnen oder Regurlärzähnen 4a sowie eine kleinere Anzahl von Bezugs- oder Referenzzähnen 4b, die gleichmäßig um den Umfang herum verteilt sind. Die Regulärzähne 4a erstrecken sich teilweise über die Breite des Zahnkranzes 4, während sich die Referenzzähne 4b über den Rest der Breite erstrecken. Als Bezugssignalgenerator 10 und Drehsignalgenerator 11 dienen elektromagnetische Meßfühler, die in der Nähe der Zähne so angeordnet sind, daß bei jedem Vorbeilauf eines Zahns unterhalb des entspre chenden Meßfühlers dieser einen elektrischen Impuls abgibt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Regulärzähne 4a in Intervallen von 2° in Umfangsrichtung des Zahnkranzes 4 angeordnet; aber der genaue Abstand ist nicht von kriti scher Bedeutung. Die Referenzzähne 4b sind in Intervallen von 120° in Umfangsrichtung des Zahnkranzes 4 vorgesehen. Die Referenzzähne 4b können von den Regulärzähnen 4a ge trennt sein. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist aber jeder der Referenzzähne 4b mit einem Regulärzahn 4a in einem Stück ausgebildet, so daß ein einziger Zahn entsteht, der sich über die ganze Breite des Zahnkranzes 4 erstreckt. Elektromagnetische Meßfühler zum Wahrnehmen der Bewegung der Zähne eines Zahnkranzes an einem Schwungrad sind allge mein bekannt, und es kann als Signalgenerator 10 und 11 jede beliebige geeignete Ausführung benutzt werden.

Der Motor 1 ist ferner mit einer Nockenwelle 5 ausgestat tet, die sich mit der halben Geschwindigkeit der Kurbel welle 2 dreht. Die Umdrehung der Nockenwelle 5 wird von ei nem Erkennungssignalgenerator 12 wahrgenommen, der ein Zy lindererkennungssignal abgibt, welches die einzelnen Zylin der des Motors 1 identifiziert. Der Erkennungssignalgenera tor 12 ist nicht auf irgendeine spezifische Art beschränkt; bei dem gezeigten Beispiel arbeitet er mit einem optischen Meßfühler. Dazu gehört eine drehfest mit der Noc kenwelle 5 verbundene Drehscheibe 12a sowie eine Optik 12c, welche die Umdrehung der Drehscheibe 12a wahrnimmt. In der Drehscheibe 12a sind sechs sich in Umfangsrichtung erstrec kende Schlitze 12b ausgebildet, von denen jeder einem der Zylinder des Motors entspricht. Die Optik 12c weist ein Lichtabgabeelement sowie eine Photozelle auf, die an entge gengesetzten Seiten der Drehscheibe 12a angeordnet sind. Jedesmal wenn einer der Schlitze 12b der Drehscheibe 12a zwischen dem Lichtabgabeelement und der Photozelle hin durchläuft, wird von dieser ein elektrischer Impuls er zeugt. Das Ausgabesignal des Erkennungssignalgenerators 12 wird als SGC-Signal bezeichnet. Da die Schlitze 12b in der Drehscheibe 12a unterschiedliche Länge haben, variiert die Impulsbreite der Impulse im SGC-Signal bei der Umdrehung der Drehscheibe 12a.

Die Signale, nämlich das REF-Signal, das POS-Signal und das SGC-Signal, werden über eine Schnittstelle 13 in eine elek tronische Steuereinheit ECU 14 eingegeben. Die ECU 14 iden tifiziert die einzelnen Zylinder des Motors 1 anhand der Eingabesignale. Die ECU 14 weist vorzugsweise einen Mikro rechner mit einer Zentraleinheit und einem Speicher zum Speichern eines von der Zentraleinheit auszuführenden Pro gramms auf.

Fig. 3 ist ein Signalverlaufdiagramm und zeigt das REF-Si gnal, das POS-Signal und das SGC-Signal eines Beispiels von dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau, nachdem die Signale einer Wellenformung unterworfen wurden. Das REF-Signal weist Impulse von vorgeschriebener Breite auf, die bei jeder 120°-Kurbelwellenumdrehung erzeugt wer den. Das POS-Signal weist Impulse einer vorgeschriebenen Breite auf, die beispielsweise bei jeder 2°-Kurbelwellenum drehung erzeugt werden. Das SGC-Signal weist eine Reihe von Impulsen mit vier verschiedenen Impulsbreiten auf. Die Drehscheibe 12a des Erkennungssignalgenerators 12 ist auf der Nockenwelle 5 so angebracht, daß jeder Impuls des SGC- Signals zwischen den steigenden Flanken von zwei aufeinan derfolgenden Impulsen der REF-Signale erzeugt wird. Ferner hat das SGC-Signal nur dann hohes Niveau, wenn das REF-Si gnal niedriges Niveau hat. Jeder zweite Impuls des SGC-Si gnals ist ein erster Impuls 20, der eine erste Impulsbreite hat. Die ersten Impulse 20 wechseln ab mit einem zweiten Impuls 21, einem dritten Impuls 22 sowie einem vierten Im puls 23, die alle voneinander verschiedene und von den er sten Impulsen 20 verschiedene Impulsbreiten haben. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 hat der zweite Impuls 21 eine größere Impulsbreite als die ersten Impulse 20, der dritte Impuls 22 hat eine größere Impulsbreite als der zweite Impuls 21 und der vierte Impuls 23 hat eine größere Impulsbreite als der dritte Impuls 22; aber die relativen Abmessungen der Impulsbreiten können variieren, vorausge setzt, daß die ersten Impulse 20 alle die gleichen Impuls breiten und die anderen Impulse andere Impulsbreiten haben. Das SGC-Signal gemäß Fig. 3 ist zu erhalten, wenn in der Drehscheibe 12a des Erkennungssignalgenerators 12 drei Schlitze 12b der gleichen Länge sowie drei weitere Schlitze unterschiedlicher Längen ausgebildet werden.

Die führende Kante jedes Impulses des SGC-Signals wird ge genüber der führenden Kante des unmittelbar voraufgehenden REF-Signalimpulses um eine vorgeschriebene Versetzung R verzögert. Bei diesem Beispiel hat die Verset zung R die gleiche Größe für jeden Impuls des SGC-Signals; aber ein einheitlicher Wert ist nicht nötig. Die Versetzung R garantiert, daß selbst beim Auftreten von mechanischem Schlupf zwischen der Kurbelwelle 2 und der Nockenwelle 5 die SGC-Signalimpulse nicht die REF-Signalimpulse überlap pen.

Die in Fig. 3 gezeigte Impulsreihe wiederholt sich alle 720° der Kurbelwellenumdrehung.

Die Zylindererkennung mittels der ECU 14 aus Fig. 1 soll anhand des Ablaufdiagramms gemäß Fig. 4 erläutert werden, in der ein Beispiel eines Programms gezeigt ist, welches vom Mikrorechner der ECU 14 durchgeführt werden kann. Über die Schnittstelle 13 empfängt der Mikrorechner das REF-Si gnal, das POS-Signal und das SGC-Signal. In einem Schritt S1, wenn am Mikrorechner ein Impuls des SGC-Signals an liegt, wird die Impulsbreite des Impulses dadurch bestimmt, daß die Anzahl der Impulse des POS-Signals gezählt wird, die auftreten, wenn das SGC-Signal einen hohen Pegel hat. In einem Schritt S2 wird die im Schritt S1 festgestellte Impulszählung mit einer Vielzahl von im Mikrorechner ge speicherten Bezugswerten verglichen. Jeder der Bezugswerte entspricht einem der zweiten bis vierten Impulse 21 bis 23 des SGC-Signals (und entspricht deshalb einem der Zylinder des Motors) und gibt die Zahl der POS-Signalimpulse an, die während des entsprechenden Impulses auftreten. Da die An zahl POS-Signalimpulse, die während eines gegebenen POS-Si gnals auftreten, unabhängig von der Motordrehgeschwindig keit ein konstanter Wert sind, können die Bezugswerte im voraus bei der Fertigung bereits im Mikrorechner gespei chert werden. Wenn die Impulszählung einem der Bezugswerte entspricht, wird in einem Schritt S3 die Nummer des Zylin ders, die dem passenden Bezugswert entspricht, in ein Zy linderidentifizierregister des Mikrorechners eingegeben. Die Zylindernummer im Zylinderidentifizierregister gibt an, welcher Zylinder des Motors sich im gegebenen Zeitpunkt in einem bestimmten Zustand befindet. Da die Zündfolge des Mo tors ein fester Parameter ist, kann der Zustand jedes Zy linders des Motors zu jedem gegebenen Zeitpunkt anhand des gegenwärtig im Zylinderidentifizierregister gespeicherten Wertes bestimmt werden.

Wenn die im Schritt S1 festgestellte Impulszählung zu kei nem der Bezugswerte paßt, bedeutet das, daß der Impuls, dessen Impulsbreite im Schritt S1 gemessen wurde, einer der ersten Impulse 20 ist. In diesem Fall wird der diesem Im puls entsprechende Zylinder anhand des vorher identifizier ten Zylinders erkannt, und die Nummer des erkannten Zylin ders in das Zylinderidentifizierregister eingegeben. Wenn beispielsweise der zuvor identifizierte Zylinder der dem zweiten Impuls 21 entsprechende Zylinder ist (zum Beispiel Zylinder Nr. 2), dann wird beim Auftreten des nächsten Im pulses des SGC-Signals (bei dem es sich um einen der ersten Impulse 20 handelt) die Zylindernummer in das Zylinderiden tifizierregister eingegeben, die dem Zylinder entspricht, der dem Zylinder Nr. 2 in der Zündfolge nachfolgt.

Der Drehsignalgenerator 10, der das REF-Signal abgibt, nimmt die Umdrehung der Kurbelwelle 2 direkt wahr, so daß es niemals eine Phasenabweichung zwischen dem vom REF-Si gnal angegebenen Kurbelwellenwinkel und dem tatsächlichen Kurbelwellenwinkel gibt. Wenn also das REF-Signal zur Be zugnahme herangezogen wird, kann der Zündzeitpunkt sehr ge nau gesteuert werden.

Da das SGC-Signal mit nur vier verschiedenen Arten von Im pulsen (Impulse 20 bis 23) zum Identifizieren der sechs Zy linder des Motors arbeitet, kann der Unterschied in den Im pulsbreiten größer sein als wenn sechs verschiedene Arten von Impulsen benutzt würden, wie das bei der herkömmlichen Zylinderidentifiziervorrichtung der Fall ist. Aus diesem Grund ist weder die Präzision der Impulsbreiten noch folg lich die Präzision der Längen der Schlitze 12b in der Dreh scheibe 12a von kritischer Bedeutung, so daß die Dreh scheibe 12a billig hergestellt werden kann. Außerdem muß die Optik 12c einer geringeren Präzision genügen, so daß auch die Kosten für die Optik 12c gesenkt werden können.

Das Beispiel gemäß Fig. 3 kann an einen Motor mit einer anderen Zylinderzahl als sechs angepaßt werden, wobei dann die Anzahl der verschiedenen Arten von Impulsen im SGC-Signal anders ist. Bei einem Vierzylindermotor rei chen drei verschiedene Arten von Impulsen (zum Beispiel dem ersten, zweiten und dritten Impuls 20 bis 22 entsprechende Impulse) zur Identifizierung aller vier Zylinder. In einem Achtzylindermotor hingegen sind fünf verschiedene Arten von Impulsen nötig (Impulse, die dem ersten bis vierten Impuls 20 bis 23 plus einem fünften Impuls von wiederum anderer Impulsbreite entsprechen), um alle acht Zylinder zu iden tifizieren. Insgesamt kann man also sagen, daß (n/2+1) verschiedene Impulse benötigt werden, um alle Zylinder des Motors zu identifizieren, wobei n die Zahl der Zylinder ist.

Das Signalverlaufdiagramm gemäß Fig. 5 zeigt das REF-Si gnal, das POS-Signal und das SGC-Signal eines weiteren Beispiels im Anschluß an die Wellen formung. Die Struktur dieses Beispiels ähnelt der des zuvor beschriebenen Beispiels, außer daß der Erken nungssignalgenerator 12 mit einem Hall-Effekt-Meßfühler statt mit einer Optik arbeitet. Das vom Erkennungssignalge nerator 12 abgegebene SGC-Signal weist drei Impulse 24 bis 26 auf, die jeweils einem der Zylinder des Motors entspre chen und unterschiedliche Impulsbreite haben. Jeder Impuls des SGC-Signals wird zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen des REF-Signals erzeugt, das heißt wenn das REF-Signal niedrigen Pegel hat. Die Impulse des SGC-Signals treten je doch nur zwischen jedem zweiten Impulspaar des REF-Signals auf, während zwischen den anderen Impulspaaren des REF-Si gnals das SGC-Signal niedriges Niveau hat. Die steigenden und fallenden Flanken des SGC-Signals sind gegenüber den Impulsflanken des REF-Signals um eine vorgeschriebene Spanne versetzt, so daß selbst beim Auftreten von Schlupf zwischen der Kurbelwelle 2 und der Nockenwelle 5 die REF- Signalimpulse und die SGC-Signalimpulse einander nicht überlappen.

Die Zylindererkennung erfolgt bei diesem Bei spiel ähnlich wie unter Hinweis auf Fig. 4 beschrieben. Je desmal wenn ein Impuls des SGC-Signals erzeugt wird, stellt der Mikrorechner der ECU 14 die Impulsbreite durch Zählen der Anzahl Impulse des POS-Signals fest, die auftreten, wenn der Impuls des SGC-Signals hohes Niveau hat. Die Im pulszählung wird dann mit Bezugswerten verglichen, die ver schiedenen Zylindern des Motors entsprechen, und die Nummer des Zylinders, der dem Bezugswert entspricht, welcher zur gemessenen Impulszählung paßt, wird in ein Zylinderidenti fizierregister des Mikrorechners eingegeben. Wenn es keinen Impuls des SGC-Signals zwischen aufeinanderfolgenden Impul sen des REF-Signals gibt, dann ist die festgestellte Im pulszählung Null, so daß die Zylindererkennung anhand des zuvor identifizierten Zylinders durchgeführt wird.

Wenn zum Beispiel der als letztes identifizierte Zylinder der dem Impuls 24 entsprechende Zylinder (zum Beispiel Zy linder Nr. 1) während der Periode zwischen dem nächsten Im pulspaar des REF-Signals ist, dann ist die Impulsbreite des SGC-Signals Null, so daß die im Zylinderidentifizierregi ster einzustellende Nummer die des auf den Zylinder Nr. 1 in der Zündfolge folgenden Zylinders ist.

Da bei diesem Beispiel das SGC-Signal nur drei verschiedene Arten von Impulsen kennt, kann der Unterschied in der Impulsbreite größer sein als beim Bei spiel gemäß Fig. 3 mit vier verschiedenen Arten von Impul sen. Wegen des großen Unterschieds in der Impulsbreite las sen sich die drei Impulse ohne weiteres voneinander unter scheiden, so daß die Genauigkeit der Impulsbreiten weniger kritisch ist als beim Beispiel gemäß Fig. 3. Dementsprechend kann der Erkennungssignalgenerator 12 mit einem Meßfühler mit Hall-Effekt oder dergleichen arbeiten, bei dem die Präzision ebenso wie der Preis geringer ist als bei einem optischen Meßfühler.

Fig. 6 ist ein Signalverlaufdiagramm des REF-Signals, des POS-Signals und des SGC-Signals für ein weiteres Beispiel im Anschluß an die Wellenfor mung. Wie das vorhergehende Ausführungsbeispiel ist hier als Erkennungssignalgenerator 12 ein Hall-Effekt-Sensor vorgesehen, während sonst Ähnlichkeit mit dem Ausführungs beispiel 1 besteht. Das vom Erkennungssignalgenerator 12 ausgehende SGC-Signal weist drei Impulse 27 bis 29 auf, die jeweils einem der Zylinder des Motors entsprechen und un terschiedliche Impulsbreiten haben. Jeder der Impulse des SGC-Signals ist einem der Impulse des REF-Signals über lappt, wobei die steigenden und fallenden Flanken gegenüber den steigenden und fallenden Flanken des Impulses des REF- Signals versetzt sind. Allerdings werden die SGC-Signalim pulse nur während jedes zweiten REF-Signals erzeugt, denn das SGC-Signal hat während der anderen REF-Signale niedri gen Pegel.

Die Zylindererkennung mit diesem Beispiel soll unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 7 beschrie ben werden, in der ein Beispiel eines Programms dargestellt ist, das der Mikrorechner der ECU 14 durchführen kann. In einem Schritt S11 stellt der Mikrorechner die Impulsbreite des SGC-Signals fest, welches zwischen jedem zweiten Impuls des REF-Signals auftritt, indem er die Anzahl Impulse des POS-Signals zählt, welches erscheint, wenn das SGC-Signal hohes Niveau hat. Das bedeutet, daß er die Anzahl der POS- Signalimpulse zählt, die auftreten, während das SGC-Signal hoch ist, zwischen den Zeiten T1 und T3, zwischen den Zei ten T3 und T5, sowie zwischen den Zeiten T5 und T7, usw. In einem Schritt S12 wird die im Schritt S11 bestimmte Impuls zählung mit einer Vielzahl von Bezugswerten verglichen, die verschiedenen Zylindern des Motors entsprechen. Wenn der Mikrorechner die steigende Flanke des REF-Signals fest stellt, welches bei niedrigem Niveau des SGC-Signals auf tritt, dann setzt er in einem Schritt S13 die Nummer des Zylinders, der dem Bezugswert entspricht, welcher zu der Impulszählung paßt, in ein Zylinderidentifizierregister als den als letztes identifizierten Zylinder ein. Wenn die nächste steigende Flanke des REF-Signals erzeugt wird (die dann auftritt, wenn das SGC-Signal hohen Pegel hat), wird der Wert im Zylinderidentifizierregister um eine vorge schriebene Menge geändert, um der Zylinderzahl des nächsten Zylinders in der Zündfolge zu entsprechen. Gleichzeitig wird die Impulsbreite des SGC-Signals gemessen, und das Programm kehrt zum Schritt S11 zurück. Dieser Prozeß wird ständig wiederholt, um jeden Zylinder des Motors zu identi fizieren.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 6 wird die Impuls breite des SGC-Signals, das heißt die Dauer, während der das SGC-Signal hohes Niveau hat, zur Erkennung der Zylinder herangezogen. Stattdessen ist es aber auch möglich, die Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen des SGC-Si gnals zu messen (die Länge der Zeit, während der das SGC- Signal zwischen Impulsen ein niedriges Niveau hat), um zu den gleichen Ergebnissen zu kommen. Als Alternative ist es auch möglich, sowohl die Dauer der Perioden mit hohem Ni veau als auch der Perioden mit niedrigem Niveau zu messen.

Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen wird die Impulsbreite des SGC-Signals durch Zählen der Anzahl Impulse des POS-Signals festgestellt, welches auftritt, wenn das SGC-Signal hohes Niveau hat. Stattdessen ist es aber auch möglich, die Zylinder durch Messen des Verhält nisses der Impulsbreite des SGC-Signals zur Periode zwi schen REF-Signalimpulsen zu identifizieren, ohne das POS- Signal heranzuziehen, wobei die gleichen Wirkungen erhalten werden.

Fig. 8 ist ein Signalverlaufdiagramm, welches das REF-Si gnal, das POS-Signal und das SGC-Signal eines weiteren Beispiels im Anschluß an die Wellen formung zeigt. Dies Beispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 3 gezeigten insofern, als das SGC-Signal vier verschiedene Impulsgruppen mit unterschiedlicher Im pulsanzahl umfaßt. Jede Impulsgruppe des SGC-Signals wird zwischen aufeinanderfolgenden REF-Signalimpulsen erzeugt (wenn das REF-Signal niedrigen Pegel hat). Jede zweite Im pulsgruppe ist eine erste Impulsgruppe 30, die einen Impuls enthält. Die ersten Impulsgruppen wechseln sich ab mit ei ner zweiten Impulsgruppe 31, die zwei Impulse enthält, ei ner dritten Impulsgruppe 32, die drei Impulse enthält, so wie einer vierten Impulsgruppe 33, die vier Impulse ent hält. Die Anzahl der Impulse in den Gruppen kann sich von der hier gezeigten unterscheiden, vorausgesetzt, daß die ersten Impulsgruppen alle die gleiche Anzahl Impulse und die anderen Impulsgruppen 31 bis 33 Impulse in einer Zahl enthalten, die sich voneinander und von der ersten Impuls gruppe 30 unterscheidet. Bei diesem Beispiel ist der Erkennungssignalgenerator 12 ein elektromagnetischer Geber.

Die Zylindererkennung mit diesem Beispiel soll anhand des Ablaufdiagramms gemäß Fig. 9 erläutert werden, in der ein Beispiel eines Programms dargestellt ist, wel ches vom Mikrorechner der ECU 14 durchgeführt werden kann. In einem Schritt S21 zählt der Mikrorechner die Zahl der Impulse in einer Impulsgruppe des SGC-Signals, welches zwi schen aufeinanderfolgenden Impulsen des REF-Signals auf tritt. In einem Schritt S22 wird die im Schritt S21 festge stellte Impulszahl mit einer Vielzahl von Bezugswerten verglichen (in diesem Fall 2, 3 oder vier), von denen jeder einem der Zylinder des Motors entspricht und die Zahl der Impulse in der zweiten bis einschließlich vierten Impuls gruppe 31 bis 33 angibt. Wenn die im Schritt S21 gezählte Impulszahl zu einem der Bezugswerte paßt, wird in einem Schritt S23 die diesem Bezugswert entsprechende Nummer des Zylinders in dem Zylinderidentifizierregister eingestellt. Wenn die Impulszählung zu keinem der Bezugswerte paßt, das heißt wenn die Impulszählung 1 ist, dann wird der Wert im Zylinderidentifizierregister durch einen vorgeschriebenen Wert so geändert, daß er der Nummer des in der Zündfolge nächsten Zylinders entspricht. Sobald also die Zahl der im Schritt S21 gezählten Impulse 1 ist, erfolgt die Zylinder identifizierung anhand des vorhergehenden Ergebnisses der Zylinderidentifizierung.

Bei diesem Beispiel werden unterschiedliche Zy linder durch das Zählen der Anzahl Impulse in Impulsgruppen des SGC-Signals erkannt, statt durch das Messen der Impuls breite der SGC-Signalimpulse. Es ist leichter, Impulse zu zählen als die Impulsbreite zu messen, und es braucht nicht jeder der Impulse des SGC-Signals eine exakte Impulsbreite oder einen genauen Abstand zu haben. Deshalb kann ein preisgünstiger elektromagnetischer Meßfühler als Erken nungssignalgenerator 12 anstatt des teureren optischen Sen sors benutzt werden.

Das Beispiel gemäß Fig. 8 ist für einen Sechszy lindermotor bestimmt. Allerdings kann das Bei spiel auch bei einem Motor mit anderer Zylinderzahl ange wandt werden, wobei dann die Zahl der verschiedenen Impuls gruppen unterschiedlich ist. Es zeigt sich, daß bei einem Motor mit n Zylindern (wobei n eine gerade Zahl ist) insge samt (n/2+1) verschiedene Impulsgruppen nötig sind, um alle Zylinder des Motors erkennen zu können. Beispielsweise sind drei verschiedene Impulsgruppen für einen Vierzylin dermotor nötig, während fünf verschiedene Impulsgruppen für einen Achtzylindermotor benötigt werden.

Fig. 10 ist ein Signalverlaufdiagramm, welches das REF-Si gnal, das POS-Signal und das SGC-Signal eines weiteren Beispiels im Anschluß an eine Wellen formung zeigt. Dies Beispiel ähnelt dem gemäß Fig. 8 insofern, als das SGC-Signal eine Vielzahl von Im pulsgruppen aufweist, die zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von REF-Signalimpulsen erzeugt werden, wobei jede Impulsgruppe einen oder mehr Impulse aufweist. Allerdings werden die SGC-Signalimpulse nur während der Perioden zwi schen jedem zweiten Paar REF-Signalimpulse erzeugt, und während der Perioden zwischen den anderen Paaren der REF- Signalimpulse hat das SGC-Signal niedriges Niveau. Das SGC- Signal weist drei Impulsgruppen auf, die unterschiedlich viele Impulse umfassen. Eine erste Impulsgruppe 34 enthält einen Impuls, eine zweite Impulsgruppe 35 enthält zwei Im pulse, und eine dritte Impulsgruppe 36 enthält drei Im pulse, wenn auch die Anzahl der Impulse in den verschie denen Gruppen nicht auf diese Ziffern beschränkt ist. Der Erkennungssignalgenerator 12, der das SGC-Signal abgibt, kann ein elektromagnetischer Geber sein. Im übrigen hat dies Beispiel den gleichen Aufbau wie das vor hergehende.

Während der Perioden zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von REF-Signalimpulsen zählt der Mikrorechner der ECU 14 die Anzahl Impulse des SGC-Signals und vergleicht die Im pulszählung mit Bezugswerten (in diesem Fall 1, 2 oder 3), die jeweils einem der Zylinder des Motors entsprechen. Wenn die Impulszählung zu einem der Bezugswerte paßt, wird die zugehörige Zylindernummer in einem Zylinderidentifizierre gister des Mikrorechners eingestellt. Ist die Impulszählung Null, dann erfolgt die Zylinderidentifizierung anhand des vorherigen Ergebnisses der Zylinderidentifizierung, das heißt die Nummer des Zylinders, der in der Zündfolge der nächste nach dem zuvor identifizierten Zylinder ist, wird in das Zylinderidentifizierregister eingegeben.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 10 sind nur halb so viele Impulsgruppen vorgesehen wie Zylinder vorhanden sind, so daß es leicht ist, die Impulszahl zu erkennen und die Genauigkeit der Signale verringert werden kann. Dies Beispiel kann auch an einen Motor mit einer anderen Zahl von Zylindern als sechs angepaßt werden; immer bleibt aber die Zahl der unterschiedlichen Impulse halb so groß wie die Zahl der Zylinder.

Fig. 11 ist ein Signalverlaufdiagramm des REF-Signals, des POS-Signals und des SGC-Signals eines weiteren Beispiels im Anschluß an eine Wellenformung. Bei diesem Beispiel weist das SGC-Signal drei verschiedene Impulsgruppen 37, 38 und 39 auf. Jede Gruppe entspricht einem der Zylinder des Motors und enthält eine unterschiedliche Anzahl Impulse. So weist beispielsweise die Impulsgruppe 37 zwei Impulse auf, die Impulsgruppe 38 drei Impulse und die Impulsgruppe 39 vier Impulse. Der er ste Impuls in jeder Gruppe ist länger als die anderen Im pulse in der gleichen Gruppe und unterscheidet sich in der Länge vom ersten Impuls der anderen Gruppen. Die steigende Flanke jedes zweiten REF-Signalimpulses (diejenigen, die in den Zeitpunkten T2, T4, T6 usw. auftreten), fällt zwischen die steigenden und fallenden Flanken des ersten Impulses in einer der Gruppen. Die steigenden Flanken der ersten Im pulse in den Impulsgruppen 37, 38 und 39 sind um ein unter schiedliches Ausmaß in bezug auf die steigende Flanke eines der REF-Signalimpulse versetzt, obwohl sie allerdings auch um das gleiche Maß versetzt sein könnten. Während der Dauer der restlichen REF-Signalimpulse (in den Zeitpunkten T1, T3, T5, T7 usw.) hat das SGC-Signal niedrigen Pegel. Wie beim vorhergehenden Beispiel ist der Erkennungs signalgenerator 12 ein elektromagnetischer Meßfühler. Im übrigen ähnelt dies Beispiel in seinem Aufbau dem in Fig. 1 gezeigten.

Die Zylindererkennung mit Hilfe dieses Beispiels soll unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 12 er läutert werden, die ein Beispiel eines Programms zeigt, welches vom Mikrorechner der ECU 14 durchgeführt werden kann. In einem Schritt S31 zählt der Mikrorechner die An zahl Impulse in einer Impulsgruppe des SGC-Signals während der zwischen den REF-Signalimpulsen liegenden Perioden, wenn das SGC-Signal niedriges Niveau hat. Das bedeutet, daß er die Anzahl SGC-Signalimpulse während der Periode von T1 bis T3, der Periode T3 bis T5, der Periode T5 bis T7 usw. zählt. In einem Schritt S32 wird die im Schritt S31 festge stellte Impulszählung mit einer Vielzahl von Bezugswerten verglichen (in diesem Fall 2, 3 oder 4), die jeweils einem der Zylinder entsprechen und die entsprechende Zahl der Im pulse in den Impulsgruppen 37 bis 39 wiedergeben. Es wird der Zylinder identifiziert, der dem Bezugswert entspricht, welcher zu der im Schritt S31 festgestellten Impulszählung paßt. In einem Schritt S33 wird bei Feststellung des REF- Signalimpulses, der während der unmittelbar folgenden Aus gabe des SGC-Signals mit niedrigem Pegel erzeugt wird, der identifizierte Zylinder in ein Zylinderidentifizierregister des Mikrorechners eingegeben. Wenn der nächste REF-Signal impuls auftritt, der dann erzeugt wird, wenn das SGC-Signal hohen Pegel hat, wird der Wert im Zylinderidentifizierregi ster um ein vorherbestimmtes Ausmaß geändert, um der Zahl des nächsten Zylinders in der Zündfolge zu entsprechen. Gleichzeitig wird die Anzahl Impulse des SGC-Signals ge zählt.

Bei diesem Beispiel hat jede Impulsgruppe im SGC-Signal unterschiedliche Form, so daß die verschiedenen Gruppen sofort erkennbar sind.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 11 erfolgt die Zy linderidentifizierung durch das Zählen der Anzahl Impulse des SGC-Signals während der Perioden zwischen REF-Signalim pulsen, die auftreten, wenn das SGC-Signal niedrigen Pegel hat (zum Beispiel während der Periode von T1 bis T3). Es ist aber auch möglich, das SGC-Signal umzukehren und die Anzahl der Impulse des SGC-Signals während Perioden zwi schen REF-Signalen zu zählen, die dann auftreten, wenn das SGC-Signal hohen Pegel hat.

Fig. 13 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht ei nes Motors 1, der mit einem anderen Beispiel ei ner Zylinderidentifiziervorrichtung versehen ist. Dies Beispiel ähnelt zwar dem in Fig. 1 gezeigten, weist aber keinen Bezugssignalgenerator 10 auf. Stattdessen erzeugt ein Drehsignalgenerator 11, der am Motor 1 in der Nähe eines Schwungrades 3 angebracht ist, ein Stellungssignal (ein POS-Signal), welches nicht nur die Umdrehung des Schwungrades 3 wiedergibt, sondern auch an zeigt, daß sich der Kolben irgendeines der Zylinder des Mo tors 1 in einer vorgeschriebenen Bezugsstellung befindet.

In Fig. 14 ist perspektivisch ein Teil des Schwungrades 3 und des Drehsignalgenerators 11 gezeigt. Am Umfang des Schwungrades 3 ist ein Zahnkranz 4 angebracht, der in vor herbestimmten Intervallen an seinem Umfang mit Zähnen 4a versehen ist, beispielsweise alle 2° von der Mitte des Schwungrades 3 aus gemessen. An drei Stellen längs des Um fangs des Zahnkranzes 4 fehlt jedoch ein oder mehrere Zähne 4a, so daß eine Zahnlücke 4c entsteht. Diese drei Lücken haben voneinander einen Abstand von 120°, von der Mitte des Schwungrades 3 aus gemessen. Der Drehsignalgenerator 11 ist ein elektromagnetischer Geber, der in der Nähe der Zähne 4a angeordnet ist. Bei jedem Vorbeilauf der Zähne 4 erzeugt der Drehsignalgenerator 11 ein elektrisches Ausgabesignal, welches einen Impuls aufweist. In den Lücken zwischen den Zähnen 4a und den großen Zahnlücken 4c hat das Ausgabesi gnal niedrigen Pegel.

Der Erkennungssignalgenerator 12 dieses Bei spiels kann dem gemäß Fig. 1 entsprechen. Das Ausgabesignal (das SGC-Signal) des Erkennungssignalgenerators 12 und das POS-Signal des Drehsignalgenerators 11 gelangt über eine Schnittstelle 13 in eine mit Mikrorechner versehene Steuereinheit ECU 14.

Fig. 15 ist ein Signalverlaufdiagramm, welches das POS-Si gnal und das SGC-Signal für das Beispiel gemäß Fig. 13 im Anschluß an eine Wellenformung zeigt. Das SGC- Signal ist identisch mit dem in Fig. 3 gezeigten und weist vier verschiedene Arten von Impulsen 20 bis 23 auf. Das POS-Signal weist Impulse von vorgeschriebener Periode auf (beispielsweise 2° Kurbelwellenumdrehung) sowie Perioden 40 von niedrigem Pegel, die alle 120° der Kurbelwellenumdre hung auftreten und den Zahnlücken 4c im Zahnkranz 4 des Schwungrades 3 entsprechen. Die steigende Flanke des ersten Impulses im Anschluß an jede der Perioden 40 mit niedrigem Pegel wird als Bezugssignal (REF-Signal) benutzt.

Die Zylindererkennung kann mit diesem Beispiel auf die gleiche Weise erfolgen wie mit dem in Fig. 1 ge zeigten Beispiel. Im einzelnen wird dazu die Im pulsbreite jedes Impulses des SGC-Signals, welches zwischen aufeinanderfolgenden REF-Signalen auftritt, durch Zählen der Anzahl POS-Signalimpulse gemessen, die während der Pe riode auftreten, während der das SGC-Signal hohes Niveau hat. Die Impulszählung wird dann mit Bezugswerten vergli chen, die den verschiedenen Zylindern entsprechen. Wenn die Impulszählung zu einem der Bezugswerte paßt, wird die Num mer des zugehörigen Zylinders in ein Zylinderidentifizier register des Mikrorechners der ECU 14 als der identifi zierte Zylinder eingegeben. Wenn die Impulszählung zu kei nem der Bezugswerte paßt (was passiert, wenn der gemessene SGC-Signalimpuls einer der ersten Impulse 20 ist), dann wird in dem Zylinderidentifizierregister die Nummer des in der Zündfolge nächsten Zylinders eingestellt. Das heißt mit anderen Worten, daß in diesem Fall die Zylindererkennung anhand des vorhergehenden Ergebnisses der Zylindererkennung durchgeführt wird.

Dies Beispiel hat die gleichen Vorteile wie das in Fig. 1 gezeigte Beispiel und zusätzlich den Vorteil, daß es keinen Bezugssignalgenerator 10 benötigt und folglich billiger hergestellt werden kann.

Das SGC-Signal einer Zylinderidentifiziervorrichtung ohne Bezugssignalgenerator 10 ist nicht auf das in Fig. 15 dar gestellte Signal beschränkt. Es kann beispielsweise die gleiche Form haben wie das SGC-Signal irgendeines der in Fig. 5 bis 12 gezeigten Beispiele. In den Fig. 16 bis einschließlich 20 sind Signalverlaufdiagramme von Beispielen dargestellt, die SGC-Signale enthalten, welche identisch sind mit den SGC- Signalen der Beispiele gemäß Fig. 5, 6, 8, 10 bzw. 11, jeweils im Anschluß an eine Wellenformung. Die Ar beitsweise der Beispiele gemäß Fig. 16 bis 20 gleicht der der Beispiele gemäß Fig. 5, 6, 8, 10 und 11, außer daß das vom POS-Signal abgeleitete REF-Signal anstatt eines von einem Bezugssignalgenerator 10 erhaltenen REF-Signals benutzt wird.

Bei den vorstehenden Beispielen wird die Zylin dererkennung durch das Messen der Impulsbreite eines einzi gen Impulses des SGC-Signals oder durch das Zählen der An zahl Impulse in einer einzigen Impulsgruppe durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich, die Zylindererkennung durch Messen der Impulsbreiten einer Vielzahl von Impulsen oder Zählen der Impulszahl in einer Vielzahl von Impulsgruppen vorzunehmen.

Fig. 21 ist ein Ablaufdiagramm eines vom Mikrorechner der ECU 14 für ein anderes Beispiel ausgeführten Programms, bei dem die Zylindererkennung unter Verwendung eines Impulszuges erfolgt. Der Aufbau dieses Beispiels ähnelt dem des in Fig. 1 gezeigten Beispiels, und das REF-Signal, das POS-Signal sowie das SGC-Signal ist ebenso wie in Fig. 3 gezeigt, so daß das Programm gemäß Fig. 21 unter Hinweis auf Fig. 3 er läutert werden kann.

Zuerst mißt in einem Schritt S41 der Mikrorechner die Im pulsbreite jedes Impulses des SGC-Signals, welches zwischen aufeinanderfolgenden REF-Signalimpulsen auftritt, indem er die Anzahl der POS-Signalimpulse zählt, die während der Zeit auftreten, während der des SGC-Signals hohes Niveau hat. Die Impulszählung wird in einem Serienregister des Mi krorechners gespeichert, in welchem sowohl die Impulszäh lung entsprechend dem neuesten Impuls des SGC-Signals als auch die Impulszählung entsprechend dem unmittelbar vorher gehenden Impuls des SGC-Signals gespeichert ist. In einem Schritt S43 wird die neueste Impulszählung und die vorher gehende Impulszählung als Signalzug aus dem Serienregister ausgelesen, und in einem Schritt S44 wird dieser Signalzug mit einem ersten Bezugssignalzug n1 verglichen, der dem Zy linder Nr. 1 des Motors entspricht. Wenn der Signalzug zu dem ersten Bezugssignalzug n1 paßt, dann wird in einem Schritt S45 im Zylinderidentifizierregister des Mikrorech ners eine 1 eingestellt, und das Programm kehrt zurück.

Wenn der Signalzug nicht zum ersten Bezugssignalzug n1 paßt, dann wird in einem Schritt S46 der Signalzug mit ei nem zweiten Bezugssignal n2 verglichen, welches dem Zylin der Nr. 2 des Motors entspricht. Wenn der Signalzug zu dem zweiten Bezugssignalzug n2 paßt, dann wird in einem Schritt S47 in dem Zylinderidentifizierregister eine 2 eingestellt, und das Programm kehrt zurück. Der Mikrorechner fährt auf diese Weise fort, nach einer Entsprechung zwischen dem aus dem Serienregister abgelesenen Signalzug und einem der Be zugssignalzüge zu suchen. Wenn bei dem n^ten Vergleich in einem Schritt S48 immer noch keine Übereinstimmung gefunden wurde, dann wird in einem Schritt S50 der gegenwärtige Zy linder anhand des vorherigen Ergebnisses der Zylindererken nung identifiziert und der Wert im Zylinderidentifizierre gister um ein vorgeschriebenes Ausmaß (beispielsweise um den Wert 1) erhöht.

Dies Beispiel bietet die gleichen Vorteile wie das in Fig. 3 gezeigte. Da die Zylindererkennung anhand von Impulszählungen für zwei aufeinanderfolgende Impulse des SGC-Signals erfolgt, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, daß ein Zylinder fälschlich identifiziert wird.

Das bei diesem Beispiel angewandte Verfahren der Zylindererkennung kann auch bei Beispielen be nutzt werden, die Signalverläufe haben, wie sie in den Fig. 5, 6, 8, 10 und 11 gezeigt sind. In jedem Fall wird eine Impulsreihe, die zwei aufeinanderfolgenden Zylindern des Motors entspricht, mit einer Bezugsimpulsreihe vergli chen, um jeden Zylinder zu erkennen.

Bei dem Verfahren gemäß Fig. 21 entspricht jede Impulsreihe zwei aufeinanderfolgenden Zylindern. Die Länge der Impuls reihe ist jedoch nicht begrenzt, und die Zylindererkennung kann auch unter Verwendung einer Impulsreihe durchgeführt werden, die drei oder mehr aufeinanderfolgenden Zylindern entspricht.

Das REF-Signal ist wichtig für den Betrieb der Zylinder identifiziervorrichtung. Wenn bei den vorherigen Beispielen der REF-Signalgenerator nicht ordnungsgemäß funktioniert und kein REF-Signal er zeugt wird, kann die Zylindererkennung nicht ordnungsgemäß erfolgen. Gemäß einem anderen Beispiel wird dies Problem dadurch gelöst, daß aus dem SGC- Signal automatisch ein REF-Signal erzeugt wird, wenn das REF-Signal nicht normal ist. Fig. 22 ist ein Signalverlauf diagramm des REF-Signals, des POS-Signals und des SGC-Si gnals für dieses Beispiel im Anschluß an eine Wellenformung. Grundsätzlich hat dies Beispiel den gleichen Aufbau wie das in Fig. 1 gezeigte, und das SGC-Signal hat die gleiche Wellenform wie in Fig. 3 ge zeigt. Die steigende Flanke jedes Impulses des SGC-Signals ist um eine Versetzung R gegenüber der steigenden Flanke eines Impulses des REF-Signals verzögert. Bei einem Sechs zylindermotor wird jeweils für 120° Umdrehung der Kurbel welle ein REF-Signalimpuls abgegeben, so daß die steigende Flanke eines REF-Signalimpulses (120-R)° Kurbelwellenum drehung nach der steigenden Flanke eines SGC-Signalimpulses auftritt.

Fig. 23 ist ein Ablaufdiagramm eines vom Mikrorechner der ECU 14 für dieses Beispiel durchgeführten Pro grammes zur Zylinderidentifizierung. In einem Schritt S61 wird festgestellt, ob das REF-Signal normal oder nicht nor mal ist. Das REF-Signal wird für nicht normal gehalten, wenn sein Wert sich während einer vorgeschriebenen Zeit spanne nicht ändert. Wenn festgestellt wird, daß das REF- Signal normal ist, läuft das Programm zu einem Schritt S62 weiter, und die anschließende Operation ist bei diesem Beispiel genauso wie bei dem in Fig. 1 gezeigten, so daß die Schritte S62 bis S64 die gleichen sind wie die Schritte S1 bis S3 gemäß Fig. 4. Wenn aber im Schritt S61 festgestellt wird, daß das REF-Signal nicht normal ist, dann erzeugt der Mikrorechner in einem Schritt S65 ein Er satz-REF-Signal in dem Zeitpunkt, in dem ein normales REF- Signal hätte erzeugt werden sollen. Im einzelnen bedeutet das, daß er ein Ersatz-REF-Signal bei (120-R)° der Kur belwellenumdrehung nach der steigenden Flanke jedes SGC-Si gnalimpulses erzeugt. Der Mikrorechner kann den Drehwinkel (120-R) dadurch messen, daß er die Impulse des POS-Si gnals zählt, die in vorgeschriebenen Intervallen der Kur belwellenumdrehung (zum Beispiel alle 2°) ausgegeben wer den. Unter Verwendung des Ersatz-REF-Signals führt der Mi krorechner dann eine Zylinderidentifizierung in Schritten S66 bis S68 durch, die den Schritten S62 bis S64 entspre chen.

Es liegt auf der Hand, daß mit diesem Beispiel eine exakte Zylindererkennung selbst dann er folgen kann, wenn der REF-Signalgenerator nicht ordnungsge mäß funktioniert.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 22 ist R etwa 20°, aber die Größe von R kann unterschiedlich sein.

Fig. 24 ist ein Signalverlaufdiagramm eines Bei spiels ähnlich Fig. 5, bei dem ein SGC-Signalimpuls zwi schen jeweils zwei Paaren von REF-Signalimpulsen erzeugt wird. Die führende Kante jedes Impulses des SGC-Signals ist um einen Winkel R gegenüber der führenden Kante eines REF- Signalimpulses verzögert. Wenn das REF-Signal normal ist, das heißt jeweils für 120° Kurbelwellenumdrehung erzeugt wird, erfolgt die Zylinderidentifizierung in der im Zusam menhang mit Fig. 5 beschriebenen Weise. Wenn sich aber das Niveau des REF-Signals während mehr als einer vorgeschrie benen Zeitspanne nicht ändert, dann stellt der Mikrorechner der ECU 14 fest, daß das REF-Signal nicht normal ist und erzeugt aufgrund des SGC-Signals ein Ersatz-REF-Signal. Im einzelnen erzeugt der Mikrorechner einen ersten Ersatz-REF- Signalimpuls bei 120-R° und dann einen zweiten Ersatz REF-Signalimpuls bei 240-R° Kurbelwellenumdrehung nach der führenden Kante jedes SGC-Signalimpulses. Anschließend verläuft die Zylinderidentifizierung in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben, außer daß die Ersatz-REF-Signalimpulse anstelle der normalen REF-Signal impulse benutzt werden.

Fig. 25 ist ein Signalverlaufdiagramm eines Bei spiels ähnlich Fig. 6, bei dem während des normalen Be triebs jeder zweite REF-Signalimpuls in Momenten, in denen das SGC-Signal hohes Niveau hat, und die übrigen REF-Si gnalimpulse in Momenten erzeugt werden, in denen das SGC- Signal niedriges Niveau hat. Die führende Flanke jedes Im pulses des SGC-Signals eilt der führenden Flanke eines der REF-Signalimpulse um einen Winkel R voraus.

Wenn der Mikrorechner feststellt, daß das REF-Signal normal erzeugt wird, erfolgt die Zylinderidentifizierung bei die sem Beispiel auf die gleiche Weise wie im Zusam menhang mit Fig. 6 beschrieben. Wenn sich aber das Niveau des REF-Signals länger als eine vorgeschriebene Dauer nicht ändert, stellt der Mikrorechner fest, daß das REF-Signal nicht normal ist und erzeugt anhand des SGC-Signals Ersatz- REF-Signalimpulse. Ein erster Ersatz-REF-Signalimpuls wird R° nach der führenden Flanke jedes SGC-Signalimpulses er zeugt, und ein zweiter Ersatz-REF-Signalimpuls wird erzeugt bei R+120° nach der führenden Flanke jedes SGC-Signalim pulses. Die Ersatz-REF-Signalimpulse treten zur gleichen Zeit auf wie normalerweise die üblichen REF-Signalimpulse erscheinen würden. Die Zylindererkennung kann dann in der gleichen Weise durchgeführt werden, wie im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben, außer daß die Ersatz-REF-Signalimpulse anstatt der normalen REF-Signalimpulse benutzt werden.

Fig. 26 ist ein Signalverlaufdiagramm eines Bei spiels ähnlich Fig. 8, bei dem das SGC-Signal Gruppen von eins bis vier Impulse aufweist, die zwischen aufeinander folgenden REF-Signalimpulsen erzeugt werden. Die führende Flanke des ersten Impulses in jeder Gruppe ist gegenüber der führenden Flanke des unmittelbar vorhergehenden REF-Si gnalimpulses um einen Winkel R verzögert.

Wenn das REF-Signal normal erzeugt wird, geschieht die Zy linderidentifizierung bei diesem Beispiel in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben. Wenn sich jedoch der REF-Signalpegel mehr als eine vorge schriebene Zeitspanne lang nicht ändert, stellt der Mikro rechner fest, daß das REF-Signal nicht normal ist und er zeugt aufgrund des SGC-Signals Ersatz-REF-Signale. Ein Er satz-REF-Signal wird bei 120-R° nach der führenden Kante des ersten Impulses in jeder Gruppe erzeugt. Danach ge schieht die Zylinderidentifizierung auf die gleiche Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben, außer daß die Ersatz-REF-Signalimpulse anstelle der normalen REF-Signal impulse benutzt werden.

Fig. 27 ist ein Signalverlaufdiagramm eines Bei spiels ähnlich Fig. 10, bei dem das SGC-Signal Gruppen aus einem bis drei Impulsen aufweist, die jeweils zwischen je dem zweiten Paar von REF-Signalimpulsen erzeugt werden. Die führende Flanke des ersten Impulses in jeder Gruppe des SGC-Signals ist um einen Winkel R in bezug auf die führende Flanke eines REF-Signalimpulses verzögert. Wenn das REF-Si gnal normal ist, das heißt alle 120° der Kurbelwellenumdre hung erscheint, wird die Zylinderidentifizierung in der im Zusammenhang mit Fig. 10 erläuterten Weise durchgeführt. Behält jedoch das REF-Signal während mehr als einer vorge schriebenen Zeitspanne das gleiche Niveau bei, dann stellt der Mikrorechner der ECU 14 fest, daß das REF-Signal nicht normal ist und erzeugt anhand des SGC-Signals ein Ersatz- REF-Signal. Im einzelnen erzeugt der Mikrorechner einen er sten Ersatz-REF-Signalimpuls bei 120-R° und einen zweiten Ersatz-REF-Signalimpuls bei 240-R° der Kurbelwellenumdre hung nach der führenden Flanke des ersten Impulses in jeder Impulsgruppe des SGC-Signals. Die Zylinderidentifizierung wird dann in der gleichen Weise durchgeführt wie im Zusam menhang mit Fig. 10 beschrieben, außer daß die Ersatz-REF- Signalimpulse statt der normalen REF-Signalimpulse benutzt werden.

Fig. 28 ist ein Signalverlaufdiagramm eines Bei spiels ähnlich Fig. 11, bei dem das SGC-Signal eine Viel zahl von Impulsgruppen mit zwei bis vier Impulsen aufweist, wobei der erste Impuls jeder Gruppe länger ist als die an deren Impulse der gleichen Gruppe. Während des normalen Be triebs wird jeder zweite REF-Signalimpuls zu Zeiten er zeugt, zu denen der erste Impuls einer Impulsgruppe des SGC-Signals hohes Niveau hat, während die restlichen REF- Signalimpulse zu Zeiten erscheinen, zu denen das SGC-Signal niedriges Niveau hat. Die führende Flanke des ersten Impul ses jeder Impulsgruppe des SGC-Signals eilt der führenden Flanke eines der REF-Signalimpulse um einen Winkel R voraus.

Wenn der Mikrorechner bestimmt, daß das REF-Signal normal erzeugt wird, geschieht die Zylinderidentifizierung bei diesem Beispiel in der gleichen Weise wie im Zu sammenhang mit Fig. 11 beschrieben. Wenn sich aber der Pe gel des REF-Signals während mehr als einer vorgeschriebenen Periode nicht ändert, legt der Mikrorechner fest, daß das REF-Signal nicht normal ist und erzeugt auf der Basis des SGC-Signals ein Ersatz-REF-Signal. Ein erster Ersatz-REF- Signalimpuls wird R° nach der führenden Flanke des ersten Impulses in jeder Impulsgruppe des SGC-Signals erzeugt und ein zweiter Ersatz-REF-Signalimpuls bei R+120° nach der führenden Flanke des ersten Impulses jeder Impulsgruppe. Die Ersatz-REF-Signalimpulse erscheinen zur gleichen Zeit, zu denen normalerweise die üblichen REF-Signalimpulse an stehen würden. Die Zylinderidentifizierung wird dann in der gleichen Weise vorgenommen wie im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben, außer daß die Ersatz-REF-Signalimpulse anstatt der normalen REF-Signalimpulse benutzt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Beispiele gemäß Fig. 22, 24, 25, 26, 27 und 28 geht hervor, daß die Zylinderidentifizierung auch bei Versagen des Bezugssignal generators 10 weiterhin durchgeführt werden kann, gleich gültig welche Art von SGC-Signal benutzt wird.

Bei den vorstehenden Beispielen wird die Identi fizierung der Zylinder unmöglich, wenn der Erkennungssi gnalgenerator 12 nicht richtig funktioniert. Dies Problem wird bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gelöst, bei dem die Zylinderidentifizierung auf der Basis des REF-Signals erfolgt, wenn ein Versagen des Erkennungs signalgenerators 12 erfaßt wird.

Fig. 29 ist ein Signalverlaufdiagramm des REF-Signals, des POS-Signals und des SGC-Signals für das Ausführungsbei spiel im Anschluß an eine Wellenformung. Sowohl das POS-Si gnal als auch das SGC-Signal ist identisch mit dem entspre chenden Signal beim Beispiel gemäß Fig. 3; aber die REF-Signalimpulse haben andere Impulsbreiten. Jeder dritte Impuls des REF-Signals hat eine Impulsbreite R₁, während die anderen Impulse eine von dieser Breite unter schiedliche Impulsbreite R₂ haben (entweder länger oder kürzer). Ein REF-Signal von dieser Form kann durch Ver größern der Umfangsabmessung eines der drei Referenzzähne 4b des Zahnkranzes 4 gemäß Fig. 2 erhalten werden. Im übri gen ähnelt der Aufbau des Ausführungsbeispiels dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel. Die REF-Signalimpulse mit den größeren Impulsbreiten R₁ entsprechen vorgeschriebenen Zylindern, beispielsweise dem ersten und vierten Zylinder in der Zünd folge des Motors.

Bei normalem Betrieb des Erkennungssignalgenerators 12 er folgt die Zylinderidentifizierung in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. Wenn sich aber das Niveau des SGC-Signals während einer vorgeschriebenen Zeit spanne nicht ändert, legt der Mikrorechner der ECU 14 fest, daß der Erkennungssignalgenerator 12 nicht ordnungsgemäß funktioniert, und dann erfolgt die Zylinderidentifizierung auf der Basis des REF-Signals. Bei dem Bei spiel können die Zylinder eines Motors in zwei Gruppen A und B unterteilt werden, die jeweils drei Zylinder umfas sen. Der Mikrorechner kann den ersten Zylinder in jeder Gruppe anhand des Impulses mit der Impulsbreite R₁ erkennen und den zweiten und dritten Zylinder jeder Gruppe anhand der Positionen der Impulse mit einer Impulsbreite R₂ in be zug auf den Impuls der Impulsbreite R₁. Allerdings kann der Mikrorechner nicht feststellen, ob ein gegebener Impuls des REF-Signals der Gruppe A oder der Gruppe B entspricht. Des halb zündet der Mikrorechner die Zündkerze eines Zylinders in Gruppe A zur gleichen Zeit wie er die Zündkerze des ent sprechenden Zylinders in Gruppe B zündet. Im einzelnen zün det er die Zündkerze des ersten Zylinders in der Gruppe A zu der gleichen Zeit, zu der er die Zündkerze des ersten Zylinders in der Gruppe B zündet, er zündet die Zündkerze des zweiten Zylinders in Gruppe A zur gleichen Zeit wie die Zündkerze des zweiten Zylinders in Gruppe B und die Zünd kerze des dritten Zylinders in Gruppe A zur gleichen Zeit wie die Zündkerze des dritten Zylinders in Gruppe B. Wenn die Zündkerzen eines Zylinderpaares auf diese Weise gleich zeitig aktiviert werden, zündet tatsächlich nur einer der beiden Zylinder des Paares im Zündzeitpunkt, da einer der Zylinder sich am Ende seines Ausschiebhubes (wenn die Zünd kerze vor dem oberen Totpunkt gezündet wird) oder am Anfang seines Ansaughubes (wenn die Zündkerze nach dem oberen Tot punkt gezündet wird) befindet und keinen Kraftstoff ent hält, den die Zündkerze zünden könnte. Das Zünden einer Zündkerze in einem Zylinder im Ausschieb- oder Ansaughub führt jedoch nicht zu irgendwelchen Schwierigkeiten, so daß der Motor weiterhin läuft, auch wenn das SGC-Signal nicht erzeugt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 29 hat das SGC-Si gnal den gleichen Signalverlauf wie bei dem Bei spiel gemäß Fig. 3; aber die Zylinderidentifizierung anhand des REF-Signals kann unabhängig von der Form des SGC-Si gnals durchgeführt werden. Beispielsweise kann das SGC-Si gnal die gleiche Form haben wie bei irgendeinem der vorste hend beschriebenen Beispiele.

Im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 29 weist das REF-Signal Impulse mit zwei verschiedenen Impulsbreiten R₁ und R₂ auf. Stattdessen könnte das REF-Signal aber auch Im pulsgruppen aufweisen, die einen oder mehr Impulse enthal ten, und die beiden Zylindergruppen im Motor könnten da durch voneinander unterschieden werden, daß die Anzahl der Impulse in den Impulsgruppen statt die Impulsbreite unter schiedlich gewählt wird.

Fig. 29 gilt für den Fall, daß der Motor sechs Zylinder aufweist. Die Zylinderidentifizierung kann aber auf ähnli che Weise auch bei einem Motor mit einer anderen Anzahl von Zylindern durchgeführt werden.

Bei den oben beschriebenen Beispielen ist der Erkennungssignalgenerator 12 an der Nockenwelle 5 des Mo tors angebracht. Er kann aber an jedem beliebigen Bauele ment sitzen, welches sich mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle 2 dreht, das ist beispielsweise die Dreh welle eines hier nicht gezeigten Verteilers für den Motor 1.

Claims

1. Zylinderidentifikationsvorrichtung für einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit n-Zylindern, umfassend

- eine Kurbelwelle (2), die mit einem ersten Impulsgenerator (3, 4) verbunden ist, wobei ein erster Impulsfühler (10) Kurbelwinkelreferenzsignale (REF) entsprechend dem Impuls generator (3, 4) erzeugt; und
- eine mit der Kurbelwelle (2) verbundene Welle (5), die mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle (2) rotiert und die mit einem zweiten Impulsgenerator (12a, b) verbunden ist, wobei ein zweiter Impulsfühler (12c) Zylinderidentifika tionssignale (SGC) in Form von Impulsen oder Impulsgruppen erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß
- der erste Impulsgenerator (3, 4) so ausgebildet ist, daß alle 720°/n des Kurbelwellenwinkels das Referenzsignal (REF) erzeugt wird, wobei die Impulsbreite des Referenz signals (REF) zur Kennzeichnung von Zylindergruppen unter schiedlich ist, um bei nicht ordnungsgemäßer Funktion des zweiten Impulsgenerators (12a, b) die Zylinderidentifikation auf der Basis des Referenzsignales (REF) vorzunehmen und
- der zweite Impulsgenerator (12a, b) so ausgebildet ist, daß die Zylinderidentifikationssignale (SGC) zwischen den steigenden Flanken zweier aufeinanderfolgender Impulse des Referenzsignals (REF) erzeugt werden, wobei die anstei gende Flanke eines jeden Zylinderidentifikationssignales (SGC) bezogen auf die ansteigende Flanke des unmittelbar vorausgehenden Referenzsignales (REF) um einen vorgegebenen Betrag R zur Vermeidung der Überlappung von Zylinderidentifikationssignalen (SGC) und Referenzsignalen (REF) im Falle von mechanischem Schlupf verzögert ist.

2. Zylinderidentifikationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderidentifikationssignale (SGC) Impulse unter schiedlicher Impulsbreite und/oder unterschiedlicher Impulsan zahl aufweisen.

3. Zylinderidentifikationsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderidentifikationssignale (SGC) aus n/2 + 1 ver schiedener Impulsen oder Impulsgruppen bestehen.