DE4244866C2 - Zylinder-Identifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Zylinderidentifizierungs-Vorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine umfaßt eine auf der Kurbelwelle angebrachten Signalgenerator und eine Bezugspositionssignal-Erzeugungseinrichtung, welche das von dem Signalgenerator erzeugte Impulssignal empfängt und ein Bezugspositionssignal erzeugt, welches anzeigt, wann sich welche Zylinder in einer vorbestimmten Bezugsposition befindet. Das Impulssignal weist erste Impulse auf, die jeweils einer ersten vorbestimmten Bezugsposition eines jeden Zylinders entsprechen, und Gruppen von zweiten Impulsen, von denen der früheste Impulse jeder Gruppe einer vorbestimmten zweiten Bezugsposition eines jeden Zylinders entspricht. Die Bezugspositionssignal-Erzeugungseinrichtung erzeugt das Bezugspositionssignal abhängig vom Auftreten der zweiten Impulse und der Anzahl von zweiten Impulsen in jeder Gruppe.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinder- Identifizierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Zylinder-Identifizierungsvorrichtung ist beispielsweise bekannt aus DE 40 31 129 A1. Gemäß diesem Dokument wird vorgeschlagen, ein Kurbelwellensignal zu erzeugen, welches Impulse aufweist, deren jeweiligen Flanken mit ersten und zweiten Bezugspositionen synchronisiert sind. Ein Nockenwellensignal wird synchron mit den Flanken des Kurbelwinkelsignals abgetastet, um die jeweiligen Zylinder zu identifizieren.

Ferner wird in DE 37 42 675 A1 ein Kurbelwinkelabtastsystem für eine Brennkraftmaschine beschrieben, welches zur Bestimmung des oberen Totpunktes und des dazugehörigen Zylinders nicht mit einem Signal auskommt, sondern zwei Signale benötigt. Eine Impulsgeneratorscheibe ist an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt. Die Scheibe hat Aussparungen, die einen oberen Totpunkt der Verdichtung für den jeweiligen Zylinder repräsentieren. Ein erster magnetischer Aufnehmer ist vorgesehen, um ein erstes Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Aussparung zu erzeugen. Ein Drehteil ist an der Nockenwelle des Motors befestigt. Das drehbare Teil hat Zahnbereiche mit Vorsprüngen, die in den Positionen vorgesehen sind, die dem jeweiligen Zylinder entsprechen. Die Anzahl der Vorsprünge in jedem Zahnbereich ist so gewählt, dass sie einen entsprechenden Zylinder repräsentiert. Ein zweiter magnetischer Aufnehmer ist vorgesehen, um ein zweites Ausgangssignal in Abhängigkeit von den Vorsprüngen zu erzeugen. Eine Steuerung spricht auf das zweite Ausgangssignal an und bestimmt die Anzahl der Vorsprünge, um ein Zylinderbestimmungssignal zu erzeugen, und es spricht auf das erste Ausgangssignal nach dem Zylinderbestimmungssignal an, um ein Kurbelwinkelsignal zu erzeugen.

In GB 21 57 422 A ist ein Kurbelwinkel-Erfassungssystem offenbart, bei welchem alle Signale, d. h. Bezugspositions- Information und Zylinderidentifikations-Information, anhand der Kurbelwellendrehung abgeleitet werden.

In DE 40 37 546 A1 wird die Verwendung eines Nockenwellensignals für die Zylinderidentifizierung und die Verwendung eines Kurbelwellensignals in Form von Inkrementimpulsen für die Bestimmung der Kurbelwellenposition offenbart.

Ferner ist in DE 390 80 694 A1 eine Kurbelwinkelabtasteinrichtung offenbart, bei dem die Zylinderidentifikation anhand eines Kurbelwellensignals erhalten wird. Dabei können die Betriebszustände der jeweiligen Zylinder bei einer möglichst geringen Umdrehung der Kurbelwelle wahrend des Startvorganges unterschieden werden.

Schließlich wird in DE 40 31 128 A1 eine Zylindererkennungseinrichtung und ein zugeordnetes Verfahren für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine offenbart, bei dem ein Bezugszylinder anhand eines aus einem Signal abgeleiteten Tastverhältnis erkannt wird.

Allgemein werden bei einer Mehrzylinder- Brennkraftmaschine, die eine durch mehrere Zylinder angetriebene Kurbelwelle sowie eine betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbundene Nockenwelle aufweist, mehrere Bezugspositionssignale, die von einem Bezugssignalgenerator synchron zur Drehung der Kurbelwelle erzeugt werden, zum Steuern des Motorbetriebs verwendet, beispielsweise für die Zündsteuerung und die Einspritzsteuerung für jeden Zylinder. Jedes der Bezugspositionssignale entspricht einem vorbestimmten Drehwinkel der Kurbelwelle, der nachstehend als ein vorbestimmter Kurbelwinkel oder eine vorbestimmte Kurbelposition bezeichnet wird. Der Bezugssignalgenerator ist im allgemeinen auf der Kurbelwelle oder auf der Nockenwelle angebracht, die betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbunden ist und sich mit dieser synchron dreht.

Fig. 8 zeigt ein typisches Beispiel einer konventionellen, Zylinder-Identifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine. Die dargestellte Vorrichtung weist einen ersten oder Zylinder- Identifizierungssignalgenerator 201 auf, der auf einer (nicht dargestellten) Nockenwelle angebracht ist, die betriebsmäßig mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle des Motors so verbunden ist, daß sie sich synchron mit dieser dreht, um ein Zylinder-Identifizierungssignal SC" zu erzeugen, und weist einen zweiten oder Bezugssignalgenerator 202 auf, der auf der Nockenwelle angebracht ist, um ein Bezugspositionssignal ST' zu erzeugen, welches zwei vorbestimmte Bezugspositionen anzeigt, die zwei vorbestimmten Kurbelwinkeln entsprechen. Das Zylinder-Identifizierungssignal SC" von dem ersten Signalgenerator 201 und das Bezugssignal ST' von dem zweiten Signalgenerator 202 werden über eine erste bzw. zweite Schnittstelle 203 bzw. 204 einer Steuereinheit in Form eines Mikrocomputers 205 zugeführt, der auf der Grundlage dieser Signale Bezugspositionen für jeden Zylinder identifiziert, um hierdurch den Zündzeitpunkt für jeden Zylinder zu steuern.

Im allgemeinen ist die Nockenwelle, auf welcher der Zylinder-Identifizierungssignalgenerator 201 und der Bezugssignalgenerator 202 angebracht ist, betriebsmäßig mit der Kurbelwelle verbunden, so daß sie bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle eine vollständige Umdrehung durchführt.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, erzeugt der Zylinder- Identifizierungssignalgenerator 201 ein Zylinder- Identifizierungssignal SC", welches eine entsprechende Anzahl von Impulsen aufweist, von denen jeder einem bestimmten Zylinder pro einer Umdrehung der Nockenwelle entspricht, und der Bezugssignalgenerator 202 erzeugt ein Bezugspositionssignal ST', welches mehrere Bezugsimpulse aufweist, von denen jeder vorbestimmten Bezugskurbelpositionen eines entsprechenden Zylinders entspricht. Diese Signalgeneratoren 201, 202 können beispielsweise wie nachstehend angegeben aufgebaut sein. Eine Drehscheibe ist auf der Nockenwelle angebracht, so daß sie sich mit dieser zusammen dreht, und ist mit mehreren ersten und zweiten gebogenen Schlitzen versehen, die sich durch die Scheibe erstrecken. Die Anzahl der ersten Schlitze entspricht der Anzahl der Zylinder, und die Schlitze sind um das Drehzentrum der Scheibe in gleichen Umfangsabständen angeordnet. Jeder der ersten Schlitze weist eine Vorderkante und eine Hinterkante auf, die zwei vorbestimmten Bezugskurbelpositionen oder -winkeln für einen entsprechenden Zylinder entsprechen. Jeder der zweiten Schlitze entspricht einem bestimmten Zylinder. Während der Drehung der Scheibe werden die ersten und zweiten Schlitze durch eine geeignete Meßvorrichtung abgetastet, beispielsweise durch einen Fotokoppler, der jedesmal dann, wenn er einen der zweiten Schlitze feststellt, ein Zylinder-Identifizierungssignal erzeugt, und jedes Mal dann, wenn er einen der ersten Schlitze feststellt, ein Bezugspositionssignal erzeugt. Fig. 9 ist ein Signalformdiagramm, welches die Signalformen des Zylinder-Identifizierungssignals SC" und des Bezugspositionssignals ST' zeigt, die zur Verwendung mit einem Motor ausgebildet sind, der vier Zylinder Nr. 1 bis Nr. 4 aufweist. Hierbei weist das Zylinder- Identifizierungssignal SC" zwei Arten rechteckförmiger Impulse auf, die für zwei bestimmte Zylinder erzeugt werden, nämlich den Zylinder Nr. 1 und den Zylinder Nr. 4. Das Bezugspositionssignal ST' weist eine Reihe rechteckförmiger Impulse auf, von denen jeder eine vordere oder Anstiegsflanke aufweist, die einer zweiten Bezugsposition eines entsprechenden Zylinders entspricht, beispielsweise 75° (B 75°) vor dem oberen Totpunkt (BTDC), sowie eine hintere oder abfallende Flanke, die einer ersten Bezugsposition des entsprechenden Zylinders entspricht, beispielsweise 5° (B5°) (BTDC).

Nachstehend wird der Betriebsablauf der voranstehend erwähnten konventionellen Vorrichtung unter Bezug auf die Signalformdiagramme der Fig. 9 erläutert. Wenn der Motor mit seinem Betrieb beginnt, erzeugen der erste und zweite Signalgenerator 201, 202 ein Zylinder- Identifizierungssignal SC" und ein Referenzpositionssignal ST', die dem Mikrocomputer 205 zugeführt werden. Auf der Grundlage dieser Signale SC" und ST' ermittelt der Mikrocomputer 205 die erste Bezugsposition B5° und die zweite Bezugsposition B75° jedes Zylinders und steuert den optimalen Zündzeitpunkt und den optimalen Brennstoffzeitpunkt für jeden Zylinder auf eine zeitlich gesteuerte Weise auf der Grundlage der ersten und zweiten Bezugsposition, die auf diese Weise gemessen werden, unter Berücksichtigung der Laufbedingungen des Motors, beispielsweise Drehzahl (U/Min.), Motorlast, usw.

Da allerdings in diesem Fall die Nockenwelle betriebsmäßig mit der Kurbelwelle über einen Kraftübertragungsriemen verbunden ist, beispielsweise einen Steuerriemen, ist es äußerst schwierig, immer sicherzustellen, daß sich die Nockenwelle exakt synchronisiert mit der Drehung der Kurbelwelle dreht. Dies führt dazu, daß das Bezugspositionssignal ST' in gewissem Ausmaß fehlerbehaftet sein kann, und daher nicht exakt die vorbestimmten Kurbelpositionen wiedergibt oder anzeigt.

Zusammenfassend enthalten bei der voranstehend beschriebenen konventionellen Zylinder- Identifizierungsvorrichtung die erste und zweite Bezugsposition P5° und B75°, die auf der Grundlage des Bezugspositionssignals ST' von dem auf der Kurbelwelle angebrachten Bezugssignalgenerator ermittelt oder bestimmt werden, mehr oder weniger Fehler, so daß es unmöglich ist, eine äußerst genaue Steuerung des Motors unter Einsatz der ersten und zweiten Bezugsposition durchzuführen.

Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Zylinderidentifiziervorrichtung der eingangs genannten Art, welche dem Bezugskurbelwinkel für jeden Zylinder mit hoher Genauigkeit ermitteln kann und ferner auf einfache Weise dem jedem Bezugskurbelwinkel zugeordneten Zylinder identifizieren kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zylinderidentifiziervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach ist erfindungsgemäß die Identifizierung dieses Zylinders in einer sehr frühen Stufe eines Motorstartvorgangs oder eines Kurbelwellenumdrehungsvorgangs möglich und nachfolgende Zylinder und ihre zugeordneten Bezugspositionen können aufgrund einer vorgegebenen Zylinderabfolge einfach identifiziert werden.

Da zudem das erzeugte Bezugspositionssignal vollständig mit der Drehung der Kurbelwelle synchronisiert ist, ist eine fehlerfreie Ermittlung der Bezugsposition jedes Zylinders möglich.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung der allgemeinen Anordnung einer Zylinder- Identifizierungsvorrichtung gemäß technischen Hintergrund der Erfindung;

Fig. 2 ein Signalformdiagramm mit einer Darstellung eines Beispiels von Signalformen unterschiedlicher Signale, die bei der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet werden;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch mit einer Darstellung anderer Beispiele der Signalformen verschiedener Signale, die bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3 verwendet werden;

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1, jedoch mit einer Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 bis 7 jeweils Signalformdiagramme, die unterschiedliche Beispiele für die Signalform von Signalen zeigen, die zum Einsatz bei der Vorrichtung von Fig. 5 ausgebildet sind;

Fig. 8 ein ähnliches Blockschaltbild wie in Fig. 1, allerdings mit einer Darstellung einer konventionellen Zylinder- Identifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine; und

Fig. 9 ein Signalformdiagramm mit einer Darstellung der Signalformen von Signalen, die bei der konventionellen Vorrichtung von Fig. 9 eingesetzt werden.

In den Figuren bezeichnen die gleichen Symbole gleiche oder entsprechende Teile.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, zunächst aus Fig. 1, ist dort als Blockschaltbild eine Zylinder- Identifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine gemäß dem technischen Hintergrund der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die Erfindung bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine eingesetzt. Ein erster oder Zylinder-Identifizierungssignalgenerator 1 ist auf einer Nockenwelle des Motors vorgesehen, die betriebsmäßig so mit einer Kurbelwelle verbunden ist, daß sie sich synchron mit dieser dreht, um ein Zylinder- Identifierungssignal SC zu erzeugen, welches eine Reihe mehrerer Arten rechteckförmiger Impulse enthält, die relativ große Impulsbreiten aufweisen und bestimmten Zylindern entsprechen (beispielsweise Zylinder Nr. 1 und Zylinder Nr. 2 bei der dargestellten Ausführungsform), wie in Fig. 2 gezeigt ist. Unterschiedliche Arten von Zylinder-Identifizierungsimpulsen SC, von denen jeder zu einem entsprechenden bestimmten Zylinder oder einer entsprechenden bestimmten Zylindergruppe gehört, weisen unterschiedliche Impulsbreiten auf. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel weist eine erste Art eines Zylinder-Identifizierungsimpulses, der dem Zylinder Nr. 1 entspricht, eine verhältnismäßig große Impulsbreite auf, und eine zweite Art eines Zylinder- Identifizierungsimpulses, der dem Zylinder Nr. 2 entspricht, weist eine verhältnismäßig enge Impulsbreite auf. Der erste Signalgenerator 1 kann beispielsweise genauso ausgebildet sein wie der Signalgenerator, der bei der konventionellen Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird. Dies bedeutet, daß er eine Drehscheibe aufweist, die fest auf der (nicht dargestellten) Nockenwelle angebracht ist, so daß diese sich einstückig mit der Nockenwelle dreht, und mit mehreren bogenförmigen Schlitzen versehen ist, die sich durch die Scheibe erstrecken und den Zylindern des Motors entsprechen, wobei jeder der Schlitze eine Vorderkante aufweist, die einer zweiten Bezugsposition (beispielsweise B75°) eines Zylinders entspricht, sowie eine Vorderkante aufweist, die einer ersten Bezugsposition (beispielsweise B5°) eines Zylinders entspricht, und eine optische Meßeinrichtung in Form eines Fotokopplers vorgesehen ist, um jeden Schlitz in der Drehscheibe jedesmal dann zu ermitteln, wenn er einen vorbestimmten Ort während der Drehung der Scheibe einnimmt. Das Ausgangssignal SC von dem ersten Signalgenerator 1 wird über eine Schnittstelle 3 einer Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 zugeführt.

Auf der Kurbelwelle ist ein zweiter Signalgenerator 4 in Form eines Impulssignalgenerators vorgesehen, um synchron zu der Drehung der Kurbelwelle ein Impulssignal zu erzeugen, welches eine Reihe von Impulsen enthält, die jeweils für vorbestimmte Kurbelwinkel oder Positionen jedes Zylinders repräsentativ sind. Der Impulssignalgenerator 4 kann beispielsweise ein Hohlrad aufweisen, welches so auf der Kurbelwelle angebracht ist, daß es sich zusammen mit dieser dreht, und welches mehrere Zähne aufweist, die an vorbestimmten Umfangsabständen um seine Umfangsoberfläche herum vorgesehen sind, sowie einen elektromagnetischen Aufnehmer, der auf solche Weise in der Mitte des Hohlrades angeordnet ist, daß jedesmal dann, wenn er einem der Zähne des Hohlrades während der Drehung der Kurbelwelle gegenüberliegt, er einen Ausgangsimpuls erzeugt, im allgemeinen in der Form eines scharfen Sinus- Impulses.

Das Impulssignal P von dem zweiten oder Impulssignalgenerator 4 wird einer Signalformschaltung 5 zugeführt, in welcher die Signalform so geändert wird, daß ein signalgeformtes Impulssignal P' zur Verfügung gestellt wird, welches eine Reihe rechteckförmiger Impulse aufweist, von denen jeder eine begrenzte Impulsbreite hat, die in einen Kurbelwinkel von 75° oder 5° vor dem oberen Totpunkt jedes Zylinders fällt (nachstehend als B75° oder B5° bezeichnet). Das auf diese Weise geformte Impulssignal P' wird dann der Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 zugeführt, die ein Bezugspositionssignal ST erzeugt, welches eine Reihe rechteckförmiger Impulse aufweist, von denen jeder eine verhältnismäßig große Impulsbreite hat, wie bei ST in Fig. 2 gezeigt. Im einzelnen weist jeder Impuls des Bezugspositionssignals ST eine ansteigende Flanke beim Abfallen eines rechteckförmigen Impulses des in der Wellenform geformten Impulssignals P' bei B75° auf, und eine abfallende Flanke beim Abfallen des folgenden, in eine Rechteckform gebrachten Impulses des in der Wellenform geformten Impulssignals P' bei B5°. Das auf diese Weise erzeugte Bezugspositionssignal ST wird einer Steuereinheit in Form eines Mikrocomputers 6 zugeführt.

Die Bezugspositionssignal-Erzeugungsschaltung 2 weist einen Bezugspositions-Identifizierungsabschnitt 2A auf, der die erste und zweite Bezugsposition jedes Zylinders auf der Grundlage des geformten Impulssignals P' von der Signalformschaltung 5 und des Zylinder- Identifizierungssignals SC von dem ersten Signalgenerator 1 identifiziert, um ein Zylinderidentifizierungs- Informationssignal C zu erzeugen, welches dem Mikrocomputer 6 zugeführt wird. Auf der Grundlage des Zylinderidentifizierungs-Informationssignals C und des Bezugspositionssignals ST steuert der Mikrocomputer 6 ordnungsgemäß den Betrieb des Motors, beispielsweise den Zündzeitpunkt, den Einspritzzeitpunkt für jeden Zylinder, und zwar auf exakte Weise.

Im einzelnen tastet die Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 den Pegel des Zylinder-Identifikationssignals SC beim Abfallen jedes Impulses des geformten Impulssignals P' ab (bei dem dargestellten Beispiel dreifach), um zu ermitteln, ob es sich auf einem hohen Pegel ("1") oder auf einem niedrigen Pegel ("0") befindet. Auf der Grundlage dreier auf diese Weise ermittelter Werte stellt die Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 fest, zu welchem Zylinder und zu welcher von dessen Bezugspositionen die abfallende Flanke jedes der drei aufeinander folgenden Impulse ST gehört, und zwar durch Verwendung einer entsprechenden Tabelle oder entsprechender Daten, die vorher in dem Mikrocomputer 6 gespeichert wurden. Beispielsweise kann die abfallende Flanke des letzten von drei aufeinander folgenden Impulsen ST auf der Grundlage einer Folge dreier SC-Signalpegel auf folgende Weise identifiziert werden:

SC-Signalpegelreihe
Zylinder- und Bezugsposition
[1, 0, 1]	2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 1
[0, 1, 1]	1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 1
[1, 1, 1]	2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 3
[1, 1, 0]	1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 3
[1, 0, 0]	2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 4
[0, 0, 0]	1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 4
[0, 0, 1]	2. Bezugsposition B75° des Zylinders Nr. 2
[0, 1, 0]	1. Bezugsposition B5° des Zylinders Nr. 2

Zum Beispiel kann der Bezugspositionssignalgenerator 2 die Bezugspositionen so codieren, daß sie Zylinder- Identifizierungsinformation C bereitstellen, die dann zusammen mit dem Bezugspositionssignal ST dem Mikrocomputer 6 eingegeben wird. Nach der Erzeugung von nur drei Impulsen des in der Signalform geformten Impulssignals P' können daher der Zylinder und dessen Bezugsposition, entsprechend der abfallenden Flanke des letzten der drei aufeinander folgenden Impulse, gleichzeitig und exakt in einer sehr frühen Stufe eines Motorstartvorgangs oder eines Kurbelwellenumdrehungsvorgangs identifiziert werden.

Sobald die Zylinder-Identifizierungsinformation C für einen Zylinder zuerst dem Mikrocomputer 6 eingegeben wurde, können auf diese Weise die nachfolgenden Zylinder und ihre jeweiligen Bezugspositionen aufeinander folgend identifiziert werden, auf der Grundlage des Bezugspositionssignals ST, welches aufeinander folgend von der Bezugssignal-Erzeugungsschaltung 2 dem Mikrocomputer 6 zugeführt wird, da die Abfolge des Betriebes der Zylinder vorbestimmt ist. Daher kann die Zylinder- Idenfifizierungsinformation C nur einmal für die ersten identifizierten Zylinder erzeugt werden.

Darüber hinaus ist das von der Bezugssignal- Erzeugungsschaltung 2 erzeugte Bezugspositionssignal ST vollständig mit der Drehung der Kurbelwelle synchronisiert, so daß es eine Signalform aufweist, die exakt in der zweiten Bezugsposition B75° jedes Zylinders ansteigt, und exakt in der ersten Bezugsposition B5° jedes Zylinders abfällt. Daher ist das Bezugspositionssignal ST nicht fehlerbehaftet, wodurch es ermöglicht wird, die exakteste Ermittlung von Bezugspositionen jedes Zylinders durchzuführen.

Auf diese Weise wird ein sehr genaues Bezugspositionssignal ST auf der Grundlage des Zylinder- Identifizierungssignals SC erzeugt, welches mehrere Arten von Impulsen aufweist, die unterschiedliche Impulsbreiten haben und die synchron zu ihrer Drehung synchron zur Drehung der Nockenwelle erzeugt werden, und auf der Grundlage des Bezugspositionssignals P', welches exakt mit der Drehung der Kurbelwelle synchronisiert ist, wodurch der Computer 6 exakt den Motor steuern kann.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für unterschiedliche Signale P, P', ST und SC', die bei der Vorrichtung von Fig. 1 einsetzbar sind. Bei diesem Beispiel sind das Bezugspositions-Impulssignal P, welches von dem zweiten oder Impulssignalgenerator 4 erzeugt wird, das in der Signalform geformte Impulssignal P', und das Bezugspositionssignal ST dieselben Signale wie die in Fig. 2 dargestellten Signale, jedoch unterscheidet sich das Zylinder-Identifizierungssignal SC' von dem Signal SC gemäß Fig. 2 darin, daß es eine erste Art eines rechteckigen Impulses aufweist, der einem ersten bestimmten Zylinder Nr. 1 entspricht, und der eine Impulsbreite aufweist, die größer als eine Winkelentfernung oder ein Kurbelwinkel zwischen den abfallenden Flanken aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P' ist (also zwischen der ersten und zweiten Bezugsposition für jeden Zylinder), sowie eine zweite Art eines rechteckigen Impulses aufweist, der einem zweiten bestimmten Zylinder Nr. 4 entspricht, und der eine kleine Impulsbreite aufweist, die geringer ist als die Winkelentfernung zwischen den abfallenden Flanken aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P'. Die Impulsbreite der ersten Art der Impulse für den ersten bestimmten Zylinder Nr. 1 ist nämlich voreingestellt, so daß ihr Pegel an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des Impulssignals P' hoch ist. Andererseits ist die Impulsbreite der zweiten Art von Impulsen so ausgebildet, daß ihr Pegel hoch bzw. niedrig ist, an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des geformten Bezugspositions- Impulssignals P'.

In diesem Fall identifiziert der Bezugspositions- Identifizierungsabschnitt 2A der Bezugspositionssignal- Erzeugungsschaltung 2 die Zylinder und ihre Bezugspositionen auf die folgende Weise. Ist der Pegel des Zylinder-Identifizierungssignals SC' an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P' hoch, so wird festgelegt, daß die abfallende Flanke des ersten oder vorhergehenden der beiden Impulse der zweite Bezugsposition B75° des ersten bestimmten Zylinders Nr. 1 entspricht, und daß die abfallende Flanke des zweiten oder folgenden der beiden Impulse der ersten Bezugsposition B5° des ersten bestimmten Zylinders Nr. 1 entspricht. Weiterhin wird, wenn der Pegel des Zylinder- Identifizierungssignals SC' hoch ist, bzw. niedrig, an den abfallenden Flanken zweier aufeinander folgender Impulse des in der Signalform geformten Impulssignals P', festgelegt, daß die abfallende Flanke des ersten oder vorhergehenden der beiden Impulse der zweiten Bezugsposition B75° des zweiten bestimmten Zylinders Nr. 4 entspricht, und daß die abfallende Flanke des zweiten oder folgenden der beiden Impulse der ersten Bezugsposition B5° des zweiten bestimmten Zylinders Nr. 4 entspricht. Sobald auf die voranstehend beschriebene Weise eine Zylinder- Identifizierung durchgeführt wurde, können die nachfolgenden Impulse und ihre abfallenden Flanken automatisch identifiziert werden, da die Folge des Betriebs der Zylinder vorbestimmt ist.

Fig. 4. erläutert eine Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 5 erläutert die Signalformen unterschiedlicher Signale, die bei dieser Ausführungsform verwendet werden.

Diese Ausführungsform basiert im wesentlichen auf dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1, abgesehen von den nachstehend angegebenen Ausnahmen. Im einzelnen erzeugt ein erster oder Zylinder- Identifizierungssignalgenerator 101, der auf einer Nockenwelle des Motors wie bei der vorhergehenden Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen ist, synchron zu der Drehung der Nockenwelle ein Zylinder- Identifizierungssignal SC1, welches mehrere rechteckförmige Impulse aufweist, die jeweils dieselbe Impulsbreite aufweisen, wobei das Fehlen eines Impulses einen bestimmten Zylinder anzeigt (beispielsweise den Zylinder Nr. 1), wie bei SC1 in Fig. 5 gezeigt ist. Ein zweiter oder Impulssignalgenerator 104, der wie bei der vorhergehenden Ausführungsform gemäß Fig. 1 auf einer Kurbelwelle des Motors vorgesehen ist, erzeugt synchron zu der Drehung er Kurbelwelle ein Impulssignal P1, welches eine Reihe von kurzen sinusförmigen Impulse enthält, welche eine Gruppe erster Impulse aufweist, die im allgemeinen einer zweiten Bezugsposition (beispielsweise B75°) jedes Zylinders entsprechen, und einen zweiten Impuls entsprechend einer ersten Bezugsposition (beispielsweise B5°) jedes Zylinders. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel weist die Gruppe erster Impulse eine Reihe von zwei Impulsen auf, von denen der erste oder frühere der zweiten Bezugsposition (B75°) jedes Zylinders entspricht, und der zweite oder spätere zur Identifikation einer bestimmten Gruppe von Zylindern verwendet wird (beispielsweise der Zylinder Nr. 2 und Nr. 3). Das Ausgangsimpulssignal P1 von dem zweiten Signalgenerator 104 wird einer Signalformschaltung 105 zugeführt, in welcher jeder scharfe sinusförmige Impuls des Signals in der Wellenform so umgeformt wird, daß er zu einem scharfen rechteckförmigen Impuls wird, um ein in der Signalform geformtes Impulssignal P1' zur Verfügung zu stellen, welches dann einer Bezugspositionssignal- Erzeugungsschaltung 102 zugeführt wird.

Die Bezugspositionssignal-Erzeugungsschaltung 102 weist einen Bezugspositionssignal-Erzeugungsabschnitt 110 auf, zur Erzeugung eines Bezugspositionssignals ST, welches eine erste und eine zweite vorbestimmte Bezugsposition (beispielsweise B5° und B75°) jedes Zylinders anzeigt, sowie einen Zylinder-Identifizierungsabschnitt 120, um die Anzahl der Impulse (also die Anzahl abfallender Flanken von Impulsen) in dem in der Signalform geformten Impulssignal P1 während jedes hohen Pegels des Zylinder- Identifizierungssignals SC1 zu zählen, und um ein Zylinderidentifizierungs-Informationssignal C' zu erzeugen, welches für die Zylinder-Identifikation eingesetzt wird.

An seiner Eingangsseite ist der Bezugspositionssignal- Erzeugungsabschnitt 110 mit dem ersten Signalgenerator 101 über eine Schnittstelle 103 verbunden, und mit dem zweiten Signalgenerator 104 über die Signalformschaltung 105, und schließlich an seiner Ausgangsseite mit einer Steuereinheit in Form eines Mikrocomputers 106. Auf der Grundlage des Ausgangsimpulssignals SC1 von dem ersten Signalgenerator 101 und des geformten Impulssignals P1' von der Signalformschaltung 105 erzeugt der Bezugspositionssignal-Erzeugungsabschnitt 110 ein Bezugspositionssignal ST, welches eine Reihe rechteckförmiger Impulse aufweist, von denen jeder beim Abfallen des ersten oder frühesten Impulses jeder zweiten Impulsgruppe ansteigt, also in der zweiten Bezugsposition (B75°) jedes Zylinders, und beim Abfallen eines ersten Impulses abfällt, also in der ersten Bezugsposition (B5°) jedes Zylinders, wie bei ST in Fig. 5 gezeigt ist.

Der Zylinder-Identifizierungsabschnitt 120 weist ein NAND- Gatter 121 auf, welches eine an die Schnittstelle 103 angeschlossene erste Eingangsklemme hat, eine an die Signalformschaltung 105 angeschlossene zweite Eingangsklemme, und eine Ausgangsklemme zur Erzeugung eines Ausgangssignals, während eine der Eingangsklemmen des Gatters auf hohem Pegel liegt, wenn die andere Eingangsklemme auf niedrigem Pegel liegt, und ist mit einem Zähler 122 zum Zählen der Anzahl der Ausgangssignale von dem NAND-Gatter 121 versehen, und mit einem Codierer 123, der so angeschlossen ist, daß er das Ausgangssignal von dem Zähler 122 und das Ausgangssignal SC1 von dem ersten Signalgenerator 101 über die Schnittstelle 102 empfängt, um den Zylinder zu identifizieren, der jedem Impuls des Bezugspositionssignals ST entspricht, und um ordnungsgemäß das Ergebnis der Zylinder-Identifizierung in geeignete Daten zu codieren, beispielsweise einen Code aus zwei Bits, der dann einem (nicht dargestellten) Eingangsanschluß des Mikrocomputers 106 beim Abfallen jedes Impulses des Bezugspositionssignals ST zugeführt wird, also in der ersten Bezugsposition B5° jedes Zylinders. Im einzelnen identifiziert der Codierer 123, auf der Grundlage des gezählten Wertes des Zählers 122 (also der Anzahl abfallender Flanken der Impulse P1' während eines hohen Pegels des Zylinder- Identifizierungssignals SC1), den bestimmten Zylinder Nr. 1 oder Gruppen anderer Zylinder Nr. 2 bis Nr. 4. Dies bedeutet, daß identifiziert wird, daß die, Zählwerte "0", "1" und "2" dem Zylinder Nr. 1, dem Zylinder Nr. 4 bzw. einer Gruppe der Zylinder Nr. 2 und Nr. 3 entsprechen. Nachdem der Zylinder Nr. 1 oder Nr. 4 identifiziert wurde, können in diesem Fall die anderen Zylinder aufeinander folgend identifiziert werden, da die Reihenfolge des Betriebs der Zylinder vorbestimmt ist.

Der Mikrocomputer 106 holt sich die so eingegebene Zylinder-Identifizierungsinformation oder Daten C' beim Auftreten der zweiten Bezugsposition B75 jedes Zylinders und führt eine Zylinder-Identifizierung über eine Softwarebearbeitung durch. Beispielsweise kann die Beziehung zwischen der Zylinder- Identifizierungsinformation C' in Form eines Codes mit zwei Bits und einem entsprechenden Zylinder wie nachstehend ausgedrückt werden.

Zylinder-Identifizierungs-Information C'
Identifizierter Zylinder
[1, 1]	Zylinder Nr. 1
[1, 0]	Zylinder Nr. 3
[0, 1]	Zylinder Nr. 4
[0, 0]	Zylinder Nr. 2

Im Ergebnis kann der Mikrocomputer 106 schnell eine Zylinder und Bezugspositions-Identifizierung in der zweiten Bezugsposition B75° des ersten oder ursprünglichen Zylinders durchführen, der identifiziert werden soll, wodurch eine ordnungsgemäße Motorsteuerung auf sehr exakte Weise durchgeführt werden kann, auf der Grundlage des Bezugspositionssignals ST, welches vollständig mit der Drehung der Kurbelwelle synchronisiert ist, und daher keinen Fehler aufweist.

Zwar weist bei dem Beispiel von Fig. 5 das Zylinder- Identifizierungssignal SC1, welches von dem ersten Signalgenerator 101 erzeugt wird, eine Reihe rechteckförmiger Impulse derselben Impulsbreite auf, die nicht bestimmten Zylindern entsprechen (beispielsweise dem Zylinder Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4), während es keinen Impuls enthält, der einem bestimmten Zylinder entspricht (beispielsweise dem Zylinder Nr. 1), jedoch kann das Signal auch aus anderen Arten von Impulsen bestehen.

Beispielsweise kann, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ein Zylinder-Identifizierungssignal SC2 so ausgebildet sein, daß es eine Reihe rechteckförmiger Impulse derselben Impulsbreite aufweist (beispielsweise für einen Kurbelwinkel oder eine Entfernung von 35°), entsprechend nicht spezifizierten Zylindern Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 4, sowie einen Impuls einer unterschiedlichen Impulsbreite (beispielsweise für einen Kurbelwinkel von 25°), entsprechend einem bestimmten Zylinder Nr. 1. Auf diese Weise kann der Codierer 123 den spezifischen Zylinder Nr. 1 aus den anderen Zylindern identifizieren oder ihn demgegenüber unterscheiden, auf der Grundlage des Unterschieds in der Impulsbreite der Impulse in dem Zylinder-Identifizierungssignal SC2.

Zwar wurde bei dem voranstehenden Ausführungsformen die vorliegende Erfindung bei einer Vierzylinder- Brennkraftmaschine eingesetzt, jedoch läßt sie sich ebenso gut bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine einsetzen, die eine beliebige Anzahl von Zylindern aufweist.

Daher erläutert Fig. 7 die Signalformen unterschiedlicher Signale, die zum Einsatz bei einer Sechszylinder- Brennkraftmaschine ausgebildet sind. In diesem Beispiel weist ein von dem ersten Signalgenerator 101 erzeugtes Zylinder-Identifizierungssignal SC3 eine Reihe von fünf rechteckigen Impulsen derselben Impulsbreite auf, die fünf nicht spezifizierten Zylindern Nr. 2 bis Nr. 6 entsprechen, und einen Ausfall oder ein Nicht- Vorhandensein eines Impulses entsprechend einem bestimmten Zylinder Nr. 1. Ein von dem zweiten Signalgenerator 104 erzeugtes Bezugspositionsimpulssignal P2 und daher ein von der Signalformschaltung 105 erzeugtes, in der Signalform geformtes Impulssignal P2' weisen einen ersten Impuls auf, welcher der ersten Bezugsposition B5° jedes Zylinders entspricht, und mehrere Gruppen zweiter Impulse, die allgemein der zweiten Bezugsposition B75° jedes Zylinders entsprechen. Dies bedeutet, daß die Gruppe der zweiten Impulse eine erste Gruppe aufweist, die einen scharfen Impuls für die Zylinder Nr. 1 und Nr. 4 enthält, eine zweite Gruppe, welche zwei scharfe Impulse für die Zylinder Nr. 2 und Nr. 5 enthält, sowie eine dritte Gruppe, welche drei Impulse für die Zylinder Nr. 3 und Nr. 6 enthält. Ein Referenzpositionssignal ST' weist eine Reihe rechteckförmiger Impulse auf, die den Zylindern Nr. 1 bis Nr. 6 entsprechen, und die jeweils beim Abfallen jedes ersten Impulses des in der Signalform geformten Bezugspositionsimpulssignals P2' (also bei B5°) ansteigen, und beim Abfallen des ersten oder frühesten Impulses jeder Gruppe (also bei B75°) abfallen.

Bei diesem Beispiel werden die Zylindergruppen dadurch identifiziert, daß die Anzahl der Impulse in dem in der Signalform geformten Bezugspositionsimpulssignal P2' während jedes hohen Pegels des Zylinder- Identifizierungssignals SC3 gezählt wird. Der bestimmte Zylinder Nr. 1 wird identifiziert auf der Grundlage des Fehlens oder der Abwesenheit eines Impulses in dem Zylinder-Identifizierungssignal SC3.

Die Ergebnisse der voranstehenden Zylinder-Identifikation können in Daten mit drei Bits oder Daten mit zwei Bits codiert werden, wobei im letztgenannten Fall ein Code dem bestimmten Zylinder Nr. 1 zugeordnet ist, und die anderen drei Codes jeweils den drei Zylindergruppen zugeordnet sind.

Bei der voranstehenden Ausführungsform kann die Anzahl der Impulse in jeder Gruppe des Bezugspositionsimpulssignals P1 oder P2 frei auf jeglichen Wert gesetzt werden, je nach Erfordernis, solange die Zylinder und ihre vorbestimmten Bezugspositionen auf der Grundlage dieser Impulse identifiziert werden können.

Claims (4)

1. Zylinderidentifizierungsvorrichtung für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die eine Kurbelwelle und eine Nockenwelle aufweist, die betriebsmäßig zur gleichzeitigen Drehung mit der Kurbelwelle verbunden ist, mit
einem ersten auf der Nockenwelle angebrachten Signalgenerator zur Erzeugung eines ersten Impulssignals synchron zur Drehung der Nockenwelle;
einem zweiten, auf der Kurbelwelle angebrachten Signalgenerator zur Erzeugung eines zweiten Impulssignals synchron zur Drehung der Kurbelwelle;
einer Bezugspositionssignal-Erzeugungseinrichtung, welche das erste Impulssignal und das zweite Impulssignal empfängt und ein Bezugspositionssignal und ein Zylinderidentifizierungssignal erzeugt;
dadurch gekennzeichnet, dass
das von dem zweiten Signalgenerator (104) erzeugte Impulssignal (P1) erste Impulse, die jeweils einer ersten vorbestimmten Bezugsposition (B5°) eines jeden Zylinders entsprechen, und Gruppen von zweiten Impulsen aufweist, von denen der früheste Impuls jeder Gruppe einer vorbestimmten zweiten Bezugsposition (B75°) eines jeden Zylinders entspricht; und
die Bezugspositionssignal- Erzeugungseinrichtung (102) die Bezugspositionssignale (ST), abhängig vom Zeitpunkt des Auftretens der zweiten Impulse, und den Zylinderidentifikationscode (C'), abhängig von der Anzahl der zweiten Impulse in jeder Gruppe, erzeugt.

2. Zylinderidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderidentifikationssignal (SC1) mit den mehreren rechteckförmigen Impulsen zum Bestimmen der Anzahl von zweiten Impulsen in jeder Gruppe eine Torschaltung (121) steuert.

3. Zylinderidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein, einem bestimmten Zylinder entsprechender, Impuls des Zylinderidentifikationssignals (SC1) eine von den anderen Impulsen unterschiedliche Impulsbreite aufweist.

4. Zylinderidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlen eines Impulses im Zylinderidentifikationssignal (SC1) einen bestimmten Zylinder definiert.