DE4117488A1

DE4117488A1 - Maschinensteuervorrichtung

Info

Publication number: DE4117488A1
Application number: DE4117488A
Authority: DE
Inventors: Yoichi Kadota
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 1991-12-19
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: US5152178A; KR920001072A; DE4117488C2; JPH0450450A; JP2611506B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschinensteuervorrichtung, um eine Störung des Sensors zu beurteilen.

Ein System, bei dem eine Maschinensteuervorrichtung verwendet wird, die in der Lage ist, eine Störung des Sensors zu beurteilen, besitzt im allgemeinen den in Fig. 4 gezeigten Aufbau, bei dem ein Bezugszeichen 1 eine Maschine bzw. einen Motor, ein Bezugszeichen 2 einen Maschinenumdrehungsgeschwindigkeitssensor, der die Umdrehungsanzahl der Maschine erfaßt und der an der Maschine angebracht ist, und ein Bezugszeichen 3 eine Maschinensteuervorrichtung kennzeichnet. Der Maschinenumdrehungsgeschwindigkeitssensor 2 erzeugt ein Signal a mit einer Frequenz proportional zur Umdrehungszahl der Maschine 1 und ein Signal b zur Unterscheidung der Zylinder der Maschine, wobei die Signale a und b der Maschinensteuervorrichtung 3 zugeführt werden. Die Maschinensteuervorrichtung 3 ist dazu ausgelegt, eine Kraftstoffsteuerung und eine Zündzeitpunktssteuerung an der Maschine auf der Grundlage der Signale des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2 durchzuführen und zu erfassen, daß der Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2 fehlerhaft geworden ist. Wenn die Maschinensteuervorrichtung 3 die Beurteilung eines Störungszustandes des Sensors 2 durchführt, betreibt sie das Gesamtsystem in fail-safe Richtung, d. h. in Richtung auf einen sicheren Betriebszustand.

Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zur Beurteilung eines Störungszustandes in einem Umdrehungsgeschwindigkeitssensor.

Die Fig. 5a und 5b zeigen einen Zeitverlauf in den Ausgangssignalen a und b; Fig. 5c zeigt einen Zeitverlauf, um die Zylinder der Maschine 1 zu erfassen und die dadurch unterschiedenen Zylinder; und Fig. 5d zeigt einen Zeitverlauf, um die Störung des Drehgeschwindigkeitssensors 2 zu erfassen. Bei dem herkömmlichen Verfahren der Beurteilung der Störung des Umdrehungssensors wird die Beurteilung der Störung des Umdrehungssensors 2 durchgeführt, wenn der Pegel des Ausgangssignals a oder des Ausgangssignals b des Umdrehungssensors 2 sich für einen vorbestimmten Zeitraum t₁ oder länger während des Betriebs der Maschine nicht ändert, wie in Fig. 5 dargestellt.

Obwohl die herkömmliche Technik der Beurteilung der Störung des Sensors in der Maschinensteuervorrichtung die Störung des Sensors korrekt beurteilt, wenn das Ausgangssignal des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors für eine vorbestimmte Zeit oder länger nicht bereitgestellt wurde, wurde der folgende Nachteil gefunden. Es war nämlich unmöglich, die Beurteilung der Störung des Sensors durchzuführen, wenn ein Zustand ohne Änderung des Ausgangssignals des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors für einen Zeitraum t₂ (t₂<t₁) aufgrund von Kontaktfehlern in der Verdrahtung zwischen dem Umdrehungsgeschwindigkeitssensor und der Maschinensteuervorrichtung oder aufgrund von externem Rauschen auf der Verdrahtung sich fortsetzte oder wenn ein annormales Signal vom Umdrehungsgeschwindigkeitssensor abgegeben wurde. Ferner existierte das Problem der Verkürzung der Lebensdauer der Maschine, falls ein ungeeigneter Zylinder durch das annormale Signal ausgewählt wurde und die Kraftstoffzufuhr und die Zündsteuerung für den ungeeigneten Zylinder durchgeführt wurden.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Maschinensteuervorrichtung zu schaffen, die einen Fehler des Sensors erfassen kann, wenn ein regelmäßiges Muster der Informationen, die von dem Sensor bereitgestellt werden, nicht erfaßt werden.

Die vorangegangene und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung wurden gelöst durch Schaffung einer Maschinenbauvorrichtung zur Erfassung der Stellung des Maschinenhauptkörpers oder des Stellers, der an der Maschine angebracht ist, auf der Grundlage der Information, die von einem Sensor bereitgestellt wird, der zwei Signale erzeugt, die unterschiedliche Phase besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als fehlerhaft beurteilt wird, wenn das regelmäßige Muster der Information, die von dem Sensor ausgegeben wird, nicht erfaßt wird.

Eine vollständigere Erläuterung der Erfindung und viele der damit verbundenen Vorteile gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genau hervor, in denen zeigt:

Fig. 1 ein Zeitdiagramm, das die Zeitverläufe im Betrieb eines Ausführungsbeispiels der Maschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ein Diagramm zur Klärung, wie ein Fehler, der in der Vorrichtung auftritt, beurteilt wird;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Unterscheidung der Zylinder der Maschine;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Maschinensteuervorrichtung darstellt; und

Fig. 5 ein Zeitdiagramm zur Erklärung wie die Störung einer herkömmlichen Maschinensteuervorrichtung beurteilt wird.

Die Maschinensteuervorrichtung beurteilt eine Störung eines Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2 durch Erfassung eines regelmäßigen Musters, das durch die Kombination von zwei Signalen a und b erhalten wird, die von dem Umdrehungsgeschwindigkeitssensor 2 abgegeben werden, um dadurch die Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine 1 zu unterscheiden.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Unterscheidung von vier Zylindern in der Maschine auf der Grundlage eines regelmäßigen Musters darstellt, das durch Kombination von zwei Ausgangssignalen a und b des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2 erzielt wird. Fig. 3a zeigt den Zeitverlauf des Ausgangssignals a des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2; Fig. 3b zeigt den Zeitverlauf des Ausgangssignals b und Fig. 3c zeigt den Zeitverlauf der Erfassung der vier Zylinder durch Verwendung der Maschinensteuervorrichtung 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Zylinder der vorliegenden Maschine werden durch Zeitsteuerung beim Abfallen des Ausgangssignals a unterschieden. Wenn der Pegel des Ausgangssignals b beim Anstieg des Ausgangssignals a x ist und der Pegel des Ausgangssignals b beim Abfallen des Ausgangssignals a y ist, wird die folgende Zylinderunterscheidung bewirkt durch Kombination von x und y.

Wenn die Pegel x und y jeweils "L" und "L" sind, wird der erste Zylinder Nr. 1 erkannt. Wenn die Pegel x und y jeweils "L" und "H" sind, wird der Zylinder Nr. 2 erkannt. Wenn die Pegel x und y jeweils "H" und "L" sind, wird der dritte Zylinder Nr. 3 erkannt. Wenn die Pegel x und y jeweils "H" und "H" sind, wird der vierte Zylinder Nr. 4 erkannt. Wenn der Umdrehungsgeschwindigkeitssensor normal arbeitet, wird demnach die Unterscheidung der Zylinder sequentiell und korrekt durchgeführt. In diesem Fall wird nachdem der vierte Zylinder erkannt worden ist, der erste Zylinder Nr. 1 als nächster erkannt.

Fig. 1 zeigt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs eines Ausführungsbeispiels der Maschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Störung des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2 zu erfassen, die aufgrund der Tatsache resultiert, daß ein Zustand ohne Veränderung im Ausgangssignal des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors für einen Zeitraum t₂ (t₂<t₁) aufgrund von Kontaktversagen der Verdrahtung oder externem Rauschen auf der Verdrahtung oder aufgrund eines annormalen Signals, das vom Umdrehungsgeschwindigkeitssensor bereitgestellt wird, sich fortsetzt, was für das herkömmliche Störungsverfahrenssystem unmöglich war.

Fig. 1a zeigt den Zeitverlauf des Ausgangssignals a; Fig. 1b zeigt den Zeitverlauf des Ausgangssignals b; Fig. 1c zeigt die durch die Kombination der Ausgangssignale a und b erkannten Zylinder; Fig. 1d zeigt die Zylinder, die für einen Fall geschätzt werden, daß eine korrekte Information von den Signalen des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors bereitgestellt wird; Fig. 1e zeigt die Anzahl der Fehlererfassung (i) im Fehlererfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn das Ausgangssignal b des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2 für eine kurze Zeit t₂ enhält; und Fig. 1f zeigt die Anzahl der Fehler (ii) entsprechend zu einem anderen Fehlererfassungssignal, zur Referenz, wenn das Ausgangssignal b des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors 2 für eine kurze Zeit t₂ stehenbleibt. Wie in Fig. 1c dargestellt, werden die Zylinder als Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 ... durch Kombination der Ausgangssignale a und b beim Abfall des Ausgangssignals a unterschieden und die unterschiedenen Zylinder werden jeweils und sequentiell mit den erwarteten Zylindern verglichen. Wenn der unterschiedene Zylinder nicht mit dem erwarteten Zylinder übereinstimmt, wird die Zahl der Fehlererfassung von diesem Zeitpunkt gezählt. Wenn ein Zählwert, d. h. die Zahl der Fehlererfassung, einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Störung des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors beurteilt, bzw. festgestellt.

Die Anzahl der Fehlererfassung in jedem der Fehlererfassungssysteme (i), (ii) zeigt die erkannte Anzahl von Fehlererfassung an, bei der die unterschiedenen Zylinder, wie in Fig. 1c dargestellt, und die erwarteten Zylinder, wie in Fig. 1d dargestellt, voneinander abweichen. Das Fehlererfassungssystem (i) ist ein derartiges System, daß die Zahl der Fehlererfassung festgehalten wird, wenn der unterschiedene Zylinder und der erwartete Zylinder in Übereinstimmung sind. Anderersetis ist das Fehlererfassungssystem (ii) ein derartiges System, daß die Anzahl der Fehlererfassung heruntergezählt wird. In beiden Fehlererfassungssystemen (i) und (ii) wird die Beurteilung der Störung des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors durchgeführt, wenn die Anzahl der Fehlererfassung einen Wert mehr als eine vorbestimmte Zahl (nl) erreicht.

Fig. 2a ist ein Diagramm, das ein Ergebnis darstellt, das durch das erste Fehlererfassungssystem (i) erzielt wird; Fig. 2b ist ein Diagramm, das ein Ergebnis darstellt, das durch das zweite Fehlererfassungssystem (ii) erreicht wird und Fig. 2c zeigt die Zylindererfassungszone.

Wie in Fig. 2c dargestellt, in einem Fall, daß normale Erfassungsperioden in den der unterschiedene Zylinder mit dem erwarteten Zylinder übereinstimmt und fehlerhafte Erfassungsperioden in denen der unterschiedene Zylinder sich von dem erwarteten Zylinder unterscheidet, alternativ auftreten, ist verständlich, daß das zweite Fehlererfassungssystem eine längere Zeit braucht als das erste Fehlererfassungsystem bei der Beurteilung der Störung des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors. Da in dem zweiten Fehlererfassungssystem die Anzahl der Fehlererfassung heruntergezählt wird, wenn der unterschiedene Zylinder mit dem erwarteten Zylinder übereinstimmt (während das erste Fehlererfassungssystem die Zahl der Fehlererfassung hält), braucht nämlich das zweite Fehlererfassungssystem eine längere Zeit bis die Zahl der Fehlererfassung die Störungsbeurteilungszahl (nl) erreicht, so daß der Umdrehungsgeschwindigkeitssensor als fehlerhaft erkannt wird.

Wie oben beschrieben, ist die Maschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut, daß die Zylinder der Maschine durch Erfassung der Muster unterschieden werden, die durch Kombination der beiden Ausgangssignale des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors erhalten werden; wenn das regelmäßige Muster nicht erfaßt wird durch Fehlfunktion des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors und die Zylinderunterscheidung nicht korrekt durchgeführt werden kann, wird die Zahl der Fehlererfassung aufwärts gezählt; wenn ein Zählwert (eine Fehlererfassungszahl) einen vorbestimmten Wert erreicht, wird beurteilt, daß der Umdrehungsgeschwindigkeitssensor fehlerhaft wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird demnach die Zylinderunterscheidung durchgeführt, ob die Zylinder korrekt unterschieden werden oder nicht auf der Grundlage des Ausgangssignals, das vom Umdrehungsgeschwindigkeitssenosr erzeugt wird, bei einer kurzen Zeiteinstellung. Dementsprechend kann eine negative Beurteilung der unterscheidenen Zylinder durchgeführt werden, selbst während einer Zeit, wenn der Umdrehungsgeschwindigkeitssensor in einem annormalen Zustand hält oder ein annormales Ausgangssignal vom Umdrehungsgeschwindigkeitssensor aufgrund von externem Rauschen erzeugt wird. Demnach ist eine korrekte Beurteilung der Störung des Umdrehungsgeschwindigkeitssensors erzielbar.

Die Maschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist anwendbar, anders als das Zylinderunterscheidungssystem, wie oben beschrieben, bei einem System, in dem ein Steller, der an der Maschine angebracht ist, mittels eines Motors gesteuert wird und die Richtung der Drehung des Motors und der Drehwinkel des Motors mittels zweier Sensoren erfaßt werden. In diesem Fall kann die Beurteilung der Störung der beiden Sensoren mit einem einfachen Aufbau durchgeführt werden.

Entsprechend der Maschinensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Störung des Sensors, wie oben beschrieben, beurteilt, wenn das regelmäßige Muster das durch die Information erzielt wird, die von dem Sensor ausgegeben wird, nicht erfaßt werden kann. Demgemäß ist eine korrekte Beurteilung erzielbar, selbst wenn ein Zustand ohne Veränderung des Ausgangssignals vom Umdrehungsgeschwindigkeitssensor aufgrund von Kontaktfehlfunktion der Verdrahtung und externem Rauschen auf die Verdrahtung sich für kurze Zeit fortsetzt oder selbst wenn ein annormales Signal vom Umdrehungsgeschwindigkeitssensor abgegeben wird.

Claims

1. Maschinensteuervorrichtung zur Erfassung der Stellung des Maschinenhauptkörpers oder des Stellglieds, das an einer Maschine angebracht ist, auf der Basis von Information, die von einem Sensor bereitgestellt werden, der zwei Signale mit unterschiedlicher Phase erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als fehlerhaft beurteilt wird, wenn das regelmäßige Muster der Information, die von dem Sensor abgegeben werden, nicht erfaßt werden.

2. Maschinensteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das regelmäßige Muster bestimmt wird in Kombination der Pegel von einem Signal, das von dem Sensor erzeugt wird, in Anstiegszeitpunkt und im Abfallzeitpunkt des anderen Signals, das von dem Sensor erzeugt wird.

3. Maschinensteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleich durchgeführt wird zwischen einem Zylinder, der durch die Kombination der beiden Signale unterschieden wird, und einem durch das regelmäßige Muster der Information vorausgesagten Zylinder; daß die Zahl der Fehlererfassung gezählt wird, wenn der unterschiedene Zylinder nicht mit dem vorausgesagten Zylinder übereinstimmt und daß die Zahl der Fehlererfassung gehalten wird, selbst wenn ein unterschiedener Zylinder mit einem vorausgesagten Zylinder bei der nächsten Unterscheidung übereinstimmt.