DE4320028A1

DE4320028A1 - Steuer- oder Regelvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung

Info

Publication number: DE4320028A1
Application number: DE4320028A
Authority: DE
Inventors: Wataru Fukui
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: US5343842A; DE4320028C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (nachstehend einfach als "Motor" bezeichnet), durch Steuern der Brennstoffeinspritzungen, des Zündtaktes und dergleichen für die einzelnen Zylinder des Motors, auf der Grundlage eines Bezugspositionssignals und/oder von Zylinderidentifizierungssignalen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Motorsteuer- oder Regelvorrichtung, die mit einer Notfallfähigkeit oder -funktion versehen ist, welche eine Durchführung der Motorbetriebssteuerung selbst dann gestattet, wenn ein Ausfall oder Fehler oder, allgemeiner gesagt, ein nicht normaler Betriebszustand bei den Zylinderidentifizierungssignalen oder dem Bezugspositionssignal auftritt.

Im allgemeinen ist es bei einem Motor für ein Kraftfahrzeug erforderlich, die Brennstoffeinspritzung und den Zündtakt optimal entsprechend dem Betriebszustand des Motors oder des Kraftfahrzeuges zu steuern. Im Zusammenhang mit einer derartigen Steuerung wird ein Mikrocomputer dazu verwendet, unterscheidbar die Bezugswinkelposition einer Kurbelwelle des Motors zylinderweise zu unterscheiden, um mittels einer Berechnung den Zündtakt für die einzelnen Zylinder festzulegen.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild einer Motorsteuervorrichtung, die bereits bekannt und so ausgebildet ist, daß sie eine gruppenweise Zündtaktsteuerung für zwei Gruppen von Zylindern durchführt, von denen jede zwei Zylinder aufweist, in einem Vierzylindermotor.

In Fig. 12 sind als Signaleingabeeinrichtungen eine Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung 1 vorgesehen, um ein Bezugspositionssignal T entsprechend einer Bezugskurbelwinkelposition zylinderweise synchron zur Drehung des (nicht gezeigten) Motors zu erzeugen, sowie eine Zylinderidentifizierungssignalerzeugungseinrichtung, um ein Zylinderidentifizierungssignal C zur Identifizierung einzelner Zylinder synchron zur Drehung des Motors zu erzeugen. Sowohl die Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung 1 als auch die Zylinderidentifizierungssignalerzeugungseinrichtung 2 wird jeweils durch eine drehbare Schlitzscheibe gebildet, die auf einer Kurbelwelle oder einer mit dieser gekoppelten Nockenwelle angebracht ist, und Fotodetektoren, die gegenüberliegend der drehbaren Schlitzscheibe angebracht sind, wie nachstehend noch im einzelnen erläutert wird.

Das Bezugspositionssignal T und das Zylinderidentifizierungssignal C werden einer Steuer- oder Regeleinrichtung 3 eingegeben, welche durch einen Mikrocomputer gebildet werden kann, und dazu ausgebildet ist, die Bezugspositionen der einzelnen Zylinder auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und des Zylinderidentifizierungssignals C zu erfassen, und den Zündtakt oder entsprechende Steuerparameter entsprechend dem Betriebszustand des Motors zu berechnen, um auf diese Weise ein entsprechendes Steuersignal (ein Einschalt/Abschaltsignal für die Zündspule) zum Steuern des Zündtaktes auszugeben.

Eine Zündspule 41 ist zugeordnet einer Gruppe von Zylindern mit den Nummern 1 und 4 vorgesehen, während eine weitere Zündspule 42 einer weiteren Gruppe von Zylindern mit den Nummern 3 und 2 zugeordnet vorgesehen ist. Die elektrische Energieversorgung (Einschalten und Abschalten) dieser Zündspulen 41 und 42 wird durch das von der Steuereinrichtung 3 erzeugte Steuersignal gesteuert.

Die Steuereinrichtung 3 weist Eingangsschnittstelleneinheiten 31 und 32 auf, um das Bezugspositionssignal T bzw. das Zylinderidentifizierungssignal C zu formen (oder zu bearbeiten) sowie zu holen, sowie eine Taktsteuereinheit 33 zur Berechnung der Zündtakte für die einzelnen Zylinder auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und des Zylinderidentifizierungssignals c entsprechend dem Betriebszustand des Motors, und weiterhin eine Ausgangsschnittstelleneinheit 34 bzw. 35 zur Ausgabe von Steuersignalen entsprechend den Zündtakten an die Zündspule 41 bzw. 42.

Fig. 13 ist eine Perspektivansicht mit einer Darstellung typischer Aufbauten der Bezugspositionssignalerzeugungs einrichtung 1 und der Zylinderidentifizierungssignalerzeu gungseinrichtung 2. In der Figur ist eine Schlitzscheibe 11, die auch als Signalscheibe bezeichnet werden kann, auf einer Nockenwelle 10 angebracht, die sich synchron zur Drehung des Motors dreht. Mehrere Schlitze 12 und 13; 14 sind koaxial in der Signalscheibe 11 in der Richtung angebracht, in welcher die Scheibe 11 gedreht wird, wobei die radial äußeren Schlitze 12 (vier bogenförmige Schlitze entsprechend jeweils einem der vier Zylinder, und mit derselben Länge) so ausgebildet sind, daß sie an der Erzeugung des Bezugspositionssignals T für die einzelnen Zylinder teilnehmen, wogegen die radial inneren Schlitze 13 und 14 unterschiedlicher Länge (zwei Schlitze entsprechend jeweils einer der beiden Zylindergruppen) dazu ausgebildet sind, das Zylinderidentifizierungssignal C zum Identifizieren der Zylindergruppen zu erzeugen.

Ein Paar von Lichtemitterelementen 15 und 17 ist gegenüberliegend einem Paar von Lichtempfangselementen 16 bzw. 18 angeordnet, wobei ein Umfangsabschnitt der Scheibe 11 mit den Schlitzen 12, 13; 14 darin zwischen den Lichtemitterelementen 15; 17 und den Lichtempfangselementen 16; 18 angeordnet ist. Daher arbeiten das Lichtaussendeelement 15 und das Lichtempfangselement 16 so zusammen, daß sie einen Fotodetektor bilden, der gegenüberliegend der Spur der Schlitze 12 angeordnet ist, um das Bezugspositionssignal T zu erzeugen, wogegen das Lichtaussendeelement 17 und das Lichtempfangselement 18 einen Fotodetektor bilden, der gegenüberliegend dem Weg der Schlitze 13 und 14 angeordnet ist, um das Zylinderidentifizierungssignal C zu erzeugen.

Fig. 14 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches das Bezugspositionssignal T und das Zylinderidentifizierungssignal C zusammen mit einem Spulenstrom darstellt, der eine Signalform 11 für die Zündspule 41 aufweist, die einer Zylindergruppe zugeordnet vorgesehen ist, und zusammen mit einem Spulenstrom, der eine Signalform I2 für die Zündspule 42 aufweist, die der anderen Zylindergruppe zugeordnet ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, weist das Bezugspositionssignal T Impulse auf, die jeweils eine Vorderflanke aufweisen, die bei einem Kurbelwinkel von B65° ansteigt (was einem Kurbelwinkel von 65° vor dem oberen Totpunkt bedeutet), bei jedem Zylinder, sowie eine Hinterflanke, die bei einem Kurbelwinkel von B5° abfällt, wobei die Position entsprechend dem Kurbelwinkel von B65° als die Bezugsposition bezeichnet wird, und die dem Kurbelwinkel von B5° entsprechende Position als die Anfangsbezugsposition bezeichnet wird. In bezug auf den Kurbelwinkel macht die Gesamtperiode des Bezugspositionssignals T für die vier Zylinder 720° aus, wobei eine Impulsperiode für jeden der Zylinder 180° entspricht. Weiterhin entspricht die Impulsbreite oder -dauer, die sich von der Bezugsposition B65° zur Ursprungsbezugsposition B5° erstreckt, 60° in bezug auf den Kurbelwinkel, und eine Impulsruhedauer, die zwischen der Ursprungsbezugsposition B5° für einen bestimmen einzelnen Zylinder und der Bezugsposition B65° für den Zylinder, der auf den ersten Zylinder folgt, verläuft, entspricht einem Kurbelwinkel von 120°.

Andererseits enthält das Zylindergruppenidentifizierungssignal C Impulse unterschiedlicher Signalformen, die sich bezüglich der Phase von den Impulsen unterscheiden, die in dem Bezugssignalpositionssignal T enthalten sind, so daß das Signal C einen unterschiedlichen Signalpegel an der Bezugsposition B65° und der Ursprungsbezugsposition B5° für die einzelnen Zylindergruppen aufweist. Weisen beispielsweise die Impulse des Zylinderidentifizierungssignals C solche Signalformen auf, daß ein Impuls entsprechend einer Zylindergruppe einen Signalpegel "1" sowohl an der Kurbelwinkelposition B65° als auch an der Kurbelwinkeiposition B5° annimmt, wogegen der darauffolgende Impuls entsprechend der anderen Zylindergruppe die Pegel "1" und "0" an der Position B65° bzw. B5° annimmt, so ist es möglich, die beiden Zylindergruppen voneinander zu unterscheiden. Die Erzeugung der Impulse mit den voranstehend geschilderten Signalformen kann durch geeignete Formgebung der Schlitze 12 und 13; 14 erfolgen.

Nachstehend geht die Beschreibung über zum Betrieb der in Fig. 12 gezeigten, bekannten Motorsteuervorrichtung, unter Bezugnahme auf Fig. 13 und 14.

Wenn sich der Motor dreht, so erzeugen die Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung 1, welche durch die Kombination der Fotoelemente 15 und 16 und die Schlitze 12 gebildet wird, und die Zylinderidentifizierungssignal erzeugungseinrichtung 2, die durch die Kombination der Fotoelemente 17 und 18 und der Schlitze 13 und 14 gebildet wird, das Bezugspositionssignal T und das Zylinderidentifizierungssignal C, welche die jeweils in Fig. 14 gezeigten Signalformen aufweisen. Diese Signale T und C werden der Taktsteuereinheit 33 zugeführt, die in der Steuereinrichtung 3 vorgesehen ist, und zwar über die Eingangsschnittstelleneinheit 31 bzw. 32.

Auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und des Zylinderidentifizierungssignals C stellt die Steuereinheit 33 die Bezugspositionen für die einzelnen Zylinder fest, um hierdurch die Steuergröße zum Steuern des Zündtaktes abhängig von dem Motorbetriebszustand zu berechnen, was dazu führt, daß die Steuersignale zum Steuern der Zündtakte von der Steuereinrichtung 33 durch die Ausgangsschnittstelle 34 und 35 ausgegeben werden, um dann an die Schaltelemente angelegt zu werden, die in Zuordnung zur Zündspule 41 bzw. 42 vorgesehen sind. In diesem Falle wird, wenn der Zündtakt vorgestellt werden soll, die Zündsteuerung in bezug auf die Bezugsposition B65° durchgeführt, wogegen dann, wenn der Zündtakt zurückgestellt (verzögert) werden soll, die Zündsteuerung dann in bezug auf die zweite Bezugsposition B5° durchgeführt wird.

Allerdings weist die voranstehend beschriebene, konventionelle Motorsteuervorrichtung in der Hinsicht ein schwerwiegendes Problem auf, daß dann, wenn entweder das Bezugspositionssignal T oder das Zylinderidentifizierungssignal C nicht normal oder überhaupt nicht verfügbar wird, infolge des Auftretens eines Fehlers oder Ausfalls in einem der beiden Signalkanäle, die jeweils aus den Fotodetektoren 15; 16 und 17; 18 und den Schlitzen 12 und 13; 14 bestehen, es dann unmöglich wird, die Zylinderidentifizierung oder die Erfassung der Bezugsposition durchzuführen, was zu einem Funktionsausfall oder zu einer Fehlfunktion der Zündtaktsteuereinheit 33 führt. Mit anderen Worten kann deswegen, da die konventionelle Motorsteuervorrichtung das Motorbetriebssteuersignal auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und des Zylinderidentifizierungssignals C erzeugt, eine derartige unerwünschte Situation entstehen, daß die Motorsteuerung unmöglich wird, wenn ein nicht normaler Zustand entweder in dem Bezugspositionssignalkanal (T) oder in dem Zylinderidentifizierungssignalkanal (C) auftritt. In diesem Zusammenhang kann man sicher sagen, daß die Wahrscheinlichkeit für das gleichzeitige Auftreten eines nicht normalen Betriebszustands in beiden Signalkanälen für praktische Anwendungen vernachlässigt werden kann.

Angesichts des voranstehend beschriebenen Stands der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Motorsteuerung zur Verfügung zu stellen, welche eine Sicherheitssteuerung durchführen kann, um wenn Ausfall oder ein Fehler entweder in den Bezugspositionssignalkanal oder dem Zylinderidentifizierungssignalkanal auftritt, um hierdurch die Schwierigkeiten zu lösen, an denen die konventionelle Motorsteuervorrichtung leidet.

Angesichts der voranstehenden und weiterer Vorteile, die mit fortschreitender Beschreibung deutlich werden, wird gemäß einer ersten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Motor zur Verfügung gestellt, welche mehrere Zylinderidentifizierungs signalerzeugungseinrichtungen aufweist, um voneinander unterschiedliche Zylinderidentifizierungssignale synchron zur Drehung des Motors zu erzeugen, sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern des Motorbetriebs auf der Grundlage der einzelnen Zylinderidentifizierungssignale, wobei jedes der Zylinderidentifizierungssignale aus mehreren Impulsen besteht, welche jeweils einem der Motorzylinder entsprechen. Die mehreren Impulse bestehen aus einem ersten Impuls mit einer ersten Impulsdauer (Breite), entsprechend einer Bezugsposition für jeden der Zylinder, und einem zweiten Impuls, der eine zweite Impulsdauer aufweist, die kürzer als die erste Impulsdauer ist, und keine Rolle bei der Ermittlung der Bezugsposition spielt. Die voranstehend erwähnte Steuereinrichtung weist intern eine Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung auf, um ein Bezugspositionssignal entsprechend der Bezugsposition zu erzeugen, auf der Grundlage eines logischen Produktes der einzelnen Zylinderidentifizierungssignale, eine Entscheidungseinrichtung, um eine Entscheidung zu treffen, ob die einzelnen Zylinderidentifizierungssignale normal sind oder nicht, und eine Sicherheitseinrichtung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des anderen Zylinderidentifizierungssignals, wenn die Entscheidungseinrichtung feststellt, daß eines der Zylinderidentifizierungssignale nicht normal ist.

Mit der Anordnung der Motorsteuervorrichtung mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau, bei welcher das Bezugspositionssignal intern in dem normalen Zustand auf der Grundlage eines logischen Produktes der Zylinderidentifizierungssignale erzeugt wird, welches mehrere Impulse entsprechend den einzelnen Zylindern enthält, kann der Notorbetrieb auf der Grundlage der Zylinderidentifizierungssignale und des Bezugspositionssignals gesteuert werden, wenn die Signalerzeugungskanäle für die Zylinderidentifizierungssignale normal arbeiten, wogegen beim Auftreten eines Fehlers in einem der Zylinderidentifizierungssignalkanäle die Motorbetriebssteuerung allein auf der Grundlage des Zylinderidentifizierungssignals des anderen Kanals durchgeführt werden kann.

Gemäß einer zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Motors zur Verfügung gestellt, welche eine Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung aufweist, um ein Bezugspositionssignal zu erzeugen, welches Bezugspositionen einzelner Zylinder des Motors synchron zur Drehung des Motors anzeigt, mehrere Zylinderidentifizierungssignaler zeugungseinrichtungen zur Erzeugung mehrerer, voneinander unterschiedlicher Zylinderidentifizierungssignale synchron zur Drehung des Motors, und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Bezugspositionssignals und der Zylinderidentifizierungssignale, wobei jedes der Zylinderidentifizierungssignale mehrere gegenseitig komplementäre Impulse entsprechend jeweils einem der einzelnen Zylinder aufweist, die mehreren Impulse aus Impulsen bestehen, die entsprechend den Bezugspositionen unterschiedlich Impulsbreiten aufweisen, und wobei die Steuereinrichtung eine erste Entscheidungseinrichtung aufweist, um eine Entscheidung zu treffen, ob jedes der Zylinderidentifizierungssignale normal ist oder nicht, eine erste Sicherheitseinrichtung, die auf ein Ausgangssignal der Sicherheitseinrichtung reagiert, welches anzeigt, daß eines der Zylinderidentifizierungssignale nicht normal ist, um hierdurch den Betrieb des Motors auf der Grundlage des anderen Zylinderidentifizierungssignals und des Bezugspositionssignals zu steuern, eine zweite Entscheidungseinrichtung, um eine Entscheidung zu treffen, ob das Bezugssignal normal ist oder nicht, und eine zweite Sicherheitseinrichtung, die auf ein Ausgangssignal der zweiten Entscheidungseinrichtung reagiert, welches anzeigt, daß das Bezugspositionssignal nicht normal ist, um hierdurch den Betrieb des Motors auf der Grundlage der Zylinderidentifizierungssignale zu steuern.

Durch die voranstehend genannte Anordnung der Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Motorbetrieb auf der Grundlage einer Kombination des Bezugspositionssignals und eines der Zylinderidentifizierungssignale gesteuert werden, wenn ein nicht normaler Zustand in dem anderen Zylinderidentifizierungssignal auftaucht, wogegen beim Auftreten eines Fehlers oder Ausfalls des Bezugssignalkanals die Motorbetriebssteuerung auf der Grundlage einer Kombination der Zylinderidentifizierungssignale durchgeführt werden kann.

Die weiteren Ziele, Merkmale und deutlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Schilderung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht eines beispielhaften Aufbaus einer in Fig. 1 gezeigten Zylinderidentifizierungssignalerzeugungseinrichtung;

Fig. 3 ein Signalformdiagramm mit einer Darstellung von Signalformen von Zylinderidentifizierungssignalen und einem Bezugspositionssignal, welche in der in Fig. 1 gezeigten Motorsteuervorrichtung erzeugt und verwendet werden;

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Steuerbetriebs, der beim Auftreten eines nicht normalen Zustands durchgeführt wird, der bei dem in Fig. 4 angegebenen Verfahren festgestellt wird;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Steuerbetriebs, der durch die Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beim Auftreten eines nicht normalen Zustands durchgeführt wird;

Fig. 7 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Perspektivansicht des beispielhaften Aufbaus einer Zylinderidentifizierungssignalerzeugungseinrichtung und einer Bezugspositionssignalerzeugungseinrich tung, die in Fig. 7 gezeigt sind;

Fig. 9 ein Signalformdiagramm mit einer Darstellung von Signalformen von Zylinderidentifizierungssignalen und einem Bezugspositionssignal, welche in der Motorsteuervorrichtung von Fig. 7 erzeugt und benutzt werden;

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Steuerbetriebs, der beim Auftreten eines nicht normalen Zustands durchgeführt wird, welcher bei dem in Fig. 10 gezeigten Verfahren festgestellt wird;

Fig. 12 ein Blockschaltbild mit einer schematischen Darstellung des Aufbaus einer vorbekannten Motorsteuervorrichtung;

Fig. 13 eine schematische Perspektivansicht mit einer Darstellung typischer Aufbauten einer Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung und einer Zylinderidentifizierungssignalerzeugungs einrichtung, die bei der in Fig. 12 gezeigten konventionellen Vorrichtung vorgesehen sind; und

Fig. 14 ein Signalformdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der in Fig. 12 gezeigten konventionellen Motorsteuervorrichtung.

Nachstehend erfolgt eine detaillierte Schilderung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit ihren bevorzugten oder beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild die allgemeine Anordnung einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bezeichnen die Bezugsziffern 34, 35, 41 und 42 dieselben oder äquivalente Bauteile, die durch dieselben Bezugsziffern in Fig. 12 bezeichnet und voranstehend im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben wurden. Daher ist keine erneute Beschreibung dieser Bauteile erforderlich. Weiterhin entsprechen eine Steuereinrichtung 3A, Eingangsschnittstellen 31A; 32A und eine Taktsteuereinheit 33A den Bauteilen, die in Fig. 12 durch die Bezugsziffern 3, 31; 32 und 33 bezeichnet wurden.

Gemäß der bei den vorliegenden Ausführungsformen verwirklichten erfindungsgemäßen Lehre sind mehrere Impulssignalerzeugungseinrichtungen für die Zylinderidentifizierung (ID) vorgesehen (im einzelnen sind zwei Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungs einrichtungen 21 und 22 bei den vorliegenden Ausführungsformen vorgesehen), um gegenseitig unterschiedliche Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 synchron zur Drehung eines Motors (nicht dargestellt) für zwei Gruppen von Zylindern zu erzeugen, die jeweils aus zwei Zylindern #1; #4 oder #2; #3 bestehen, unter der Annahme, daß der betreffende Motor ein Vierzylindermotor ist. Die Zylinderidentifizierungsimpuls signale C1 und C2 werden der Steuereinrichtung 3A über die Eingangsschnittstelleneinheit 31A bzw. 32A eingegeben. Jedes der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 enthält mehrere Impulspaare entsprechend der jeweiligen Motorzylindergruppe, wobei bei jedem der Impulspaare ein erster oder führender Impuls P1 eine erste Impulsbreite oder Dauer T1 entsprechend der Bezugsposition des zugeordneten Zylinders aufweist, wogegen ein zweiter Impuls P2 eine Impulsbreite oder Dauer T2 aufweist, die kürzer ist als die des ersten Impulses P1, und keine Rolle bei der Ermittlung der Bezugsposition spielt.

Ein ODER-Gate 36 ist zwischen die Ausgänge der Eingangsschnittstelleneinheiten 31A und 32A und einen Eingang der Taktsteuereinheit 33A geschaltet. Dieses ODER-Gate 36 bildet eine interne Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung. Im einzelnen erzeugt das ODER-Gate 36 ein Bezugspositionssignal T′ entsprechend den Bezugspositionen der einzelnen Motorzylinder auf der Basis eine Logikproduktsignals, welches dadurch erhalten wird, daß eine logische ODER-Operation mit den Zylinderidentifizierungsimpuls signalen C1 und C2 durchgeführt wird, wie aus Fig. 3 hervorgeht. In diesem Fall führt die Taktsteuereinheit 33A die Zylinderidentifizierung und Erfassung der Bezugspositionen auf der Grundlage der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 und des Bezugspositionssignals T′ durch, um hierdurch die Zündtakte jeweils für die einzelnen Motorzylinder zu berechnen. Weiterhin weist die Taktsteuereinheit 33A eine Monitor/Entscheidungseinrichtung auf, um ständig den Signalpegel der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 zu überwachen, und eine Entscheidung zu treffen, ob die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 normal sind oder nicht, sowie eine Sicherheitseinrichtung zum Steuern des Motorbetriebs nur auf der Grundlage eines der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2, wenn für das andere Zylinderidentifizierungsimpulssignal festgestellt wird, daß es nicht normal ist, durch die voranstehend erwähnte Entscheidungseinrichtung. Die Entscheidungseinrichtung und die Sicherheitseinrichtung können durch Software verwirklicht werden.

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht, welche konkret den kombinierten Aufbau der Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungs einrichtungen 21 und 22 zeigt. Wie aus dieser Figur deutlich wird, sind die Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungs einrichtungen 21 und 22 in einem einstückigen Aufbau ausgeführt, welcher eine Schlitzscheibe IIA umfaßt, die auf einer Nockenwelle 10 so angebracht ist, daß sie sich mit dieser dreht, und mit radial und in Umfangsrichtung versetzten Schlitzen versehen ist, die allgemein durch 12A und 13A bezeichnet sind, sowie ein Paar von Fotodetektoren, die durch Lichtaussendeelemente 15 und 17 bzw. Lichtempfangselemente 16 und 18 gebildet werden, und einander gegenüberliegend so angeordnet sind, daß die Schlitzscheibe 11A dazwischen liegt, so daß die Schlitze 12A und 13A optisch durch die Fotodetektoren (15; 16) bzw. (17; 18) ermittelt werden können. Daraus läßt sich ersehen, daß ein Feld der radial äußeren Schlitze 12A an der Erzeugung eines Zylinderidentifizierungsimpulssignals C1 teilnimmt, wogegen das andere Feld der radial inneren Schlitze 13A zur Erzeugung des anderen Zylinderidentifizierungsimpulssignals C2 beiträgt.

Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches Impulssignalformen der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 zeigt, zusammen mit der Signalform des Bezugspositionssignals T′, welches dadurch abgeleitet wird, daß eine logische ODER-Operation mit den Signalen C1 und C2 durchgeführt wird. In Fig. 3 repräsentiert T1 die erste Impulsbreite oder Dauer, entsprechend einer Zeitdauer zwischen den Bezugspositionen B65° und B5° des zugeordneten Zylinders, und P1 bezeichnet den ersten oder führenden Impuls, der die erste Impulsdauer T1 aufweist. Weiterhin repräsentiert T2 die zweite Impulsdauer, die kürzer als die erste Impulsdauer T1 ist, und P2 bezeichnet den zweiten oder hinteren Impuls, der die zweite Impulsdauer T2 aufweist und normalerweise keine Rolle bei der Ermittlung der Bezugsposition spielt. Wie voranstehend erwähnt, wird das Bezugspositionssignal T′ dadurch erzeugt, daß durch die ODER-Schaltung 36 eine logische ODER-Operation bezüglich der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 durchgeführt wird.

Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, besteht jedes der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 aus Impulspaaren aus den ersten und zweiten Impulsen P1 und P2. Weiterhin ist die Beziehung zwischen den Zylinderidentifizierungssignalen C1 und C2 so eingestellt, daß die erste Impulsdauer T1 die zweite Impulsdauer T2 abdeckt. Dies läßt sich einfach durch entsprechende Formgebung der Schlitze 12A und 13A erreichen.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Taktsteuereinheit 33A, und Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Programms, die bei der in Fig. 4 gezeigten Bearbeitung vorgesehen ist, um die Motorsteuerung beim Auftreten eines nicht normalen Zustands in einem der Zylinderidentifizierungsimpulssignalkanäle (C1; C2) durchzuführen. Darüber hinaus stellt Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Zündtaktsteuerbetriebs dar, welcher beim Auftreten eines nicht normalen Zustands in einem der Zylinderidentifizierungsimpulssignalkanäle (C1; C2) durchgeführt wird.

In Fig. 6 repräsentiert T(n) eine momentane Impulsperiode des Zylinderidentifizierungsimpulssignals C1 oder C2, welche normalerweise erzeugt wird, T(n-1) repräsentiert eine T(n) vorhergehende Impulsperiode, T(n+1) repräsentiert eine darauffolgende Impulsperiode, T1(n) repräsentiert die Dauer des ersten Impulses P1 in der momentanen Impulsperiode, T2(n+1) repräsentiert die Dauer des darauffolgenden zweiten Impulses P2; R1 repräsentiert t(n) in bezug auf den Kurbelwinkel relativ zur Bezugsposition B65°, und Rα repräsentiert eine Versetzung (Offset) des zweiten Impulses P2 relativ zum ersten Impuls P1 in bezug auf den Kurbelwinkel. Weiterhin bezeichnete R_ON einen Kurbelwinkel von der Vorderflanke des Impulses P1 aus, an welchem die elektrische Energieversorgung der Zündspule für die zugeordnete Zylindergruppe beginnt, R_OFF bezeichnet einen Kurbelwinkel, bei welchem die elektrische Energieversorgung der zugeordneten Zündspule unterbrochen wird, also den Zündzeitpunkt, T_ON bezeichnet eine taktgesteuerte Periode vor der elektrischen Energieversorgung der Zündspulen, und T_OFF bezeichnet einen taktgesteuerten Zeitpunkt, an welchem die elektrische Energieversorgung der Zündspule unterbrochen wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Bezugsposition B65° als der Bezug für den taktgesteuerten Zündtaktsteuerbetrieb ausgewählt ist.

Nachstehend wird unter Bezug auf die Fig. 2 bis 6 der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Motorbetriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.

Bei der Drehung des Motors erzeugen die Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungseinrichtungen 21 und 22 die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 mit den ins Fig. 3 gezeigten Signalformen, und diese Signale C1 und C2 werden der Steuereinrichtung 3A über die Eingangsschnittstelleneinheiten 31A und 32A eingegeben. Wie voranstehend erwähnt, enthält jedes der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 die Impulspaare, die jeweils den ersten Impuls P1 entsprechend der Bezugsposition für den betreffenden Zylinder mit einer langen Impulsdauer T1 enthalten, sowie den zweiten Impuls P2 entsprechend dem zugeordneten Zylinder mit einer kürzeren Impulsdauer T2. Diese Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 erfahren durch das ODER-Gate 36 eine logische ODER-Operation, und als Ergebnis dieser Operation wird das Bezugspositionssignal T′ erzeugt, welches Impulse entsprechend den Bezugspositionen B65° und B5° für die einzelnen Zylinder enthält. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist jeder Impuls des Bezugspositionssignals T′ eine ansteigende oder Vorderflanke auf, die zeitweilig mit der des ersten Impulses P1 des Zylinderidentifizierungsimpulssignals zusammenfällt. Das Bezugspositionssignal T′ wird der Taktsteuereinheit 33A zusammen mit den Zylinderidentifizierungsimpulssignalen C1 und C2 eingegeben.

Die Taktsteuereinheit 33A ist so ausgebildet oder programmiert, daß sie als eine Unterbrechungsroutine die in Fig. 4 erläuterte Bearbeitung ausführt, bei jeder ansteigenden oder Vorderflanke der Bezugspositionsimpulse T′.

Im einzelnen holt sich, wie aus Fig. 4 hervorgeht, die Taktsteuereinheit 33A die Signalpegel der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 und speichert sie in einem (nicht dargestellten) Speicher, der in der Taktsteuereinheit 33A vorgesehen ist (Schritt S1). In einem Schritt S2 führt die Taktsteuereinheit 33A eine Entscheidung durch, ob die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 auf einem normalen Pegel liegen oder nicht. Wird entschieden, daß die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 normal sind, so führt die Taktsteuereinheit 33A normal das Zündtaktsteuerverfahren durch (Schritt S3). Wird andererseits im Schritt S2 entschieden, daß einer der Zylinderidentifizierungsimpulssignalkanäle (C1; C2) an einem nicht normalen Zustand leidet, so führt die Taktsteuereinheit 33A ein Steuerprogramm aus, welches so ausgebildet ist, daß es mit einem derartig unnormalen Zustand fertig werden kann (Schritt S4).

Bei dem normalen Steuerschritt S3 erkennt oder identifiziert die Taktsteuereinheit 33A die einzelnen Zylinder und deren Bezugspositionen auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T′ und der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2, berechnet den Zündtakt, welcher dem Motorbetriebszustand entspricht, und gibt die entsprechenden Zündtaktsteuersignale auf der Grundlage des Ergebnisses der Berechnung aus.

Andererseits führt bei dem Bearbeitungssteuerschritt S4 für den nicht normalen Zustand die in der Taktsteuereinheit 33A wie voranstehend erläutert vorgesehene Sicherheitseinrichtung Bearbeitungsschritte aus, die in dem Flußdiagramm von Fig. 5 gezeigt sind, um hierdurch das Zündtaktsteuersignal auf der Grundlage desjenigen Zylinderidentifizierungsimpulssignals C1 oder C2 auszugeben, welches normal ist. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, berechnet die Sicherheitseinrichtung die Einschalttaktverhältnisse der Impulse P1 und P2 in jeder Impulsperiode, und führt auf der Grundlage des Zylinderidentifizierungssignals eine Entscheidung durch, welcher der Impulse normal ist, und zwar beruhend auf der Tatsache, ob das Einschalttaktverhältnis D größer oder gleich einem vorbestimmten Wert β ist oder nicht, in einem Schritt S41. In diesem Zusammenhang wird der Bezugswert β so ausgewählt, daß die erste Impulsdauer T1 und die zweite Impulsdauer T2 durch Vergleich mit dem Wert β voneinander unterschieden und identifiziert werden können. Im einzelnen wird, wie aus Fig. 5 hervorgeht, für den ersten Impuls P1(n), der in der momentanen Impulsperiode auftaucht, im Schritt S41 entschieden, daß D β ist, worauf der Takt T_ON zum Starten der elektrischen Energieversorgung der Zündspule und der Takt T_OFF zur Unterbrechung der elektrischen Versorgung oder Leitung der Zündspule in bezug auf den zweiten Impuls P2(n+1) in der darauffolgenden Impulsperiode (Schritt S42) auf der Grundlage des Zylinderidentifizierungssignals festgelegt werden, welches normal ist. In diesem Zusammenhang werden die Takte T_ON und T_OFF entsprechend den nachstehenden Gleichungen festgelegt:

T_ON = {(R_ON - Rα)/R1} · {T1 · R1/(R1 + Rα)}
T_OFF = {(R_OFF - Rα)/R1} · {T1 · R1/(R1 + Rα)}

In den voranstehenden Gleichungen repräsentiert R_ON anhand des Kurbelwinkels eine Zeit zwischen der Vorderflanke des Zylinderidentifizierungsimpulssignals bis zum Beginn der elektrischen Energieversorgung der Zündspule für die zugeordnete Zylindergruppe, R_OFF anhand des Kurbelwinkels eine Zeit, die zwischen der Vorderflanke des voranstehend erwähnten Impulses und der Unterbrechung des elektrischen Leitungszustandes der Zündspule liegt, R₁ anhand des Kurbelwinkels einen Zeitraum des Zylinderidentifizierungsimpulssignals entsprechend T, und Rα eine Differenz der Dauer des ersten und zweiten Impulses P1 und P2, geteilt durch zwei, wie voranstehend erwähnt.

Wie aus den voranstehenden Ausdrücken und aus Fig. 6 hervorgeht, wird die Zündtaktsteuerung in bezug auf die Vorderflanke des zweiten Impulses P2 durchgeführt, wobei die Steuerperiode der Zündspule verkürzt ist.

Wenn andererseits der zweite Impuls P2 in dem Berechnungszeitraum auftaucht, so wird dann in Schritt 41 entschieden, daß D < β ist, worauf dann ein Schritt S43 folgt, in welchem die Zündsteuertakte T_ON und T_OFF in bezug auf den ersten Impuls P1 der darauffolgenden Impulsperiode festgelegt werden. In diesem Fall können der Starttakt T_ON und der Abschalttakt T_OFF entsprechend den nachstehenden Gleichungen festgelegt werden:

T_ON = {(R_ON/R1} · {T1 · R1/(R1 - Rα)}
T_OFF = {(R_OFF/R1} · {T1 · R1/(R1 - Rα)}

Wie aus den voranstehenden Gleichungen deutlich wird, werden die Einschalt/Ausschalttakte für die Zündspule, T_ON und T_OFF, in bezug auf die Vorderflanke des ersten Impulses P1 festgelegt, wobei die Zündspulensteuertakte entsprechend verlängert werden, verglichen mit dem erstgenannten Fall.

Auf diese Weise kann das Steuersignal EIN/AUS für die Zündspule für jeden der Zylinder #1 bis #4 auf der Grundlage nur eines Zylinderidentifizierungsimpulssignals C1 oder C2 ordnungsgemäß erzeugt werden. Wenn daher ein Fehler oder Ausfall in einem der Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungskanäle 21 oder 22 auftritt, kann die Motorbetriebssteuerung mit hoher Verläßlichkeit durchgeführt werden, wodurch Sicherheit für den Fahrer bereitgestellt wird. Selbstverständlich ist die voranstehend beschriebene Sicherheitsfunktion nicht mehr wirksam, wenn beide Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungseinrichtungen 21 und 22 gleichzeitig einen nicht normalen Zustand zeigen. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer derartigen Situation vernachlässigbar gering, und kann daher für praktische Anwendungen unberücksichtigt bleiben.

Ausführungsform 2

Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 zeigt als schematisches Blockschaltbild eine Anordnung einer Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bezeichnen die Bezugsziffern 1, 31, 34, 35, 41 und 42 dieselben oder äquivalente Bauteile, die durch dieselben Bezugsziffern in Fig. 12 bezeichnet wurden, und voranstehend in bezug auf den Stand der Technik erläutert wurden. Daher ist keine erneute Beschreibung dieser Bauteile erforderlich. Darüber hinaus entsprechen eine Steuereinrichtung 3A, Eingangsschnittstellen 31A, 32A und 32B, und eine Taktsteuereinheit 33A in ihrer Funktion den Bauteilen, die in Fig. 12 durch die Bezugsziffern 3, 31; 32 und 33 bezeichnet wurden.

Bei der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungseinrichtungen vorgesehen (zwei Zylinderidentifizierungsimpulssignal erzeugungseinrichtungen), nämlich 21 und 22, zur Erzeugung gegenseitig unterschiedlicher Impulssignale C1 und C2 für die Zylinderidentifizierung (ID), synchron zur Drehung eines (nicht gezeigten) Motors. Die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 werden der Steuereinrichtung 3A über die Eingangsschnittstelleneinheit 32A bzw. 32B eingegeben. Jedes der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 enthält mehrere Impulse, welche gegenseitig komplementär dem jeweiligen Motorzylinder entsprechen, wobei die mehreren Impulse gegenseitig unterschiedliche Impulsbreiten oder Dauern aufweisen, entsprechend den Bezugspositionen der jeweils einzelnen Zylinder.

Eine Umschalteinheit 36 ist zwischen dem Ausgang der Taktsteuereinheit 33A und dem jeweiligen Eingang der Ausgangsschnittstelleneinheiten 34 und 35 vorgesehen. Diese Umschalteinheit 36 arbeitet mit der Taktsteuereinheit 33A so zusammen, daß eine zweite Sicherheitseinrichtung gebildet wird, um den Motor auf der Grundlage der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 zu steuern, wenn das Bezugspositionssignal T an einem nicht normalen Zustand leidet. Im einzelnen ist die Umschalteinheit 36 so ausgebildet, daß sie den Ausgang der Taktsteuereinheit 33A (die in Fig. 7 gezeigte Position) auswählt, wenn das Bezugspositionssignal T normal ist, wogegen sie die Zylinderidentifizierungssignale C1 und C2 auswählt, wenn das Bezugspositionssignal T nicht normal ist.

Die Taktsteuereinheit 33A bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung weist eine erste Entscheidungseinrichtung auf, um eine Entscheidung zu treffen, ob die Impulssignale C1 und C2 für die Zylinderidentifizierung (ID) normal sind, eine erste Sicherheitseinrichtung, die auf die Entscheidung der ersten Entscheidungseinrichtung reagiert, daß eines der Zylinderidentifzierungsimpulssignale C1 und C2 nicht normal ist, um hierdurch den Motor auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und des anderen, normalen Zylinderidentifizierungsimpulssignals zu steuern, eine zweite Entscheidungseinrichtung, um zu entscheiden, ob das Bezugspositionssignal T normal ist oder nicht, und eine Schalteinrichtung zur Erzeugung eines Schaltsignals B für die Umschalteinheit 36, wenn entschieden wird, daß das Bezugspositionssignal nicht normal ist. Die in der Taktsteuereinheit 33A vorgesehene Schalteinrichtung arbeitet mit der Umschalteinheit 36 so zusammen, daß die voranstehend erwähnte zweite Sicherheitseinrichtung gebildet wird.

Fig. 8 ist eine Perspektivansicht mit einer Darstellung der beispielhaften Konstruktion der Bezugssignalerzeugungseinrichtung 1 und der jeweiligen Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungseinrichtung 21 und 22. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, sind die Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungseinrichtungen 21 und 22 in einem integralen Aufbau verwirklicht, welcher eine Schlitzscheibe 20 aufweist, die auf einer Nockenwelle 10 angeordnet ist, so daß sie sich mit dieser dreht, und die radial und in Umfangsrichtung versetzte Schlitze aufweist, die allgemein durch 13A und 14A bezeichnet sind, und ein Paar von Fotodetektoren PC2 und PC3, die gegenüberliegend den Schlitzen 13A und 14A angeordnet sind, um diese optisch abzutasten. Daraus läßt sich ersehen, daß ein Feld der radial äußeren, bogenförmigen Schlitze 13A an der Erzeugung eines Zylinderidentifizierungsimpulssignals C1 teilnimmt, und das andere Feld der radial inneren bogenförmigen Schlitze 14A an der Erzeugung des anderen Zylinderidentifizierungsimpulssignals C2 teilnimmt.

Andererseits wird die Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung 1 durch eine Schlitzscheibe 11A gebildet, die mit bogenförmigen Schlitzen 12A versehen ist, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, und auf einer Kurbelwelle 19 angebracht ist, die sich während einer einzigen Drehung der Nockenwelle 10 zweimal dreht, und durch einen Fotodetektor 1 zur fotoelektrischen Erfassung der Schlitze 12A, wodurch das Bezugspositionssignal T erzeugt wird (vergleiche Fig. 9).

Fig. 9 ist ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung von Impulssignalformen der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2, zusammen mit der Signalform des Bezugspositionssignals T. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, enthält das Zylinderidentifizierungsimpulssignal C1 Impulses P1 und P4 entsprechend dem Zylinder #1 bzw. #4, wogegen das Zylinderidentifizierungsimpulssignal C2 Impulse P3 und P2 enthält, die dem Zylinder #2 bzw. #3 entsprechen, wobei die hintere oder abfallende Flanke der Impulse P1 bis P4 den jeweiligen Bezugspositionen B5° der Zylinder #1 bis #4 entspricht. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß jeder der Impulse P1 und P3 eine kürzere Impulsdauer aufweist als die Impulse P2 und P4, und daß die Impulse P1 und P4, ebenso wie die Impulse P3 und P2, gegenseitig unterschiedliche Signalpegel an den Bezugspositionen B65° der jeweiligen Zylinder aufweisen. Daher läßt sich feststellen,. daß die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 aus Impulsen bestehen, die gegenseitig komplementär den einzelnen Zylindern entsprechen, und daß jedes dieser Signale C1 und C2 aus einer Kombination alternierender Impulse besteht, die kurze bzw. lange Dauern oder Breiten aufweisen.

Nachstehend wird unter Bezug auf die Fig. 8 und 9 der Betrieb der in Fig. 7 gezeigten Motorbetriebssteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Bei der Drehung des Motors erzeugen die Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung 1 und die Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungseinrichtung 21 und 22 das Bezugspositionssignal T und die Zylinderidentifzierungsimpulssignale C1 und C2 mit den in Fig. 9 gezeigten Signalformen, wobei die Signale T, C1 und C2 der Taktsteuereinheit 33A der Steuereinrichtung 3A über die Eingangschnittstelleneinheit 31, 32a bzw. 32B eingegeben werden.

Die Taktsteuereinheit 33A ist so ausgebildet oder programmiert, daß sie als ein Interruptprogramm die in Fig. 10 dargestellte Bearbeitung ausführt, in Reaktion auf jede ansteigende oder Vorderflanke der Bezugspositionsimpulse T.

Im einzelnen holt sich, wie aus Fig. 10 hervorgeht, die Taktsteuereinheit 33A die Signalpegel der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 und speichert diese in einem (nicht dargestellten) Speicher, der in der Taktsteuereinheit 33A vorgesehen ist (Schritt S1). In einem Schritt S2 erfolgte eine Entscheidung, ob die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 normal sind oder nicht (also ob diese Signale die Impulse in der vorbestimmten, voranstehend erwähnten jeweiligen Reihenfolge enthalten). Wird entschieden, daß die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 normal sind, so führt die Taktsteuereinheit 33A die Zündtaktsteuerprozedur normal durch (Schritt S3). Wenn andererseits im Schritt S2 entschieden wird, daß eines der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 oder C2 an einem nicht normalen Zustand leidet, so führt die Taktsteuereinheit 33A ein Steuerprogramm durch, welches so vorbereitet ist, daß es mit einem derartig nicht normalen Zustand fertig werden kann (Schritt S4).

In dem normalen Steuerschritt S3 erkennt oder identifiziert die Taktsteuereinheit 33A die einzelnen Zylinder, und deren Bezugspositionen, auf der Grundlage des Bezugspositiossignals T und der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2, berechnet den Zündtakt, welcher dem momentan herrschenden Motorbetriebszustand entspricht, und gibt die entsprechenden Zündtaktsteuersignale auf der Grundlage des Ergebnisses der Berechnung aus.

Andererseits, in dem am nicht normalen Fall orientierten Steuerbearbeitungsschritt S4, gibt die erste Sicherheitseinrichtung, die wie voranstehend angegeben in der Taktsteuereinheit 33A vorgesehen ist, das Zündtaktsteuersignal auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und desjenigen Zylinderidentifizierungsimpulssignals C1 oder C2 aus, welches normal ist. Im einzelnen erkennt die Sicherheitseinrichtung die Zylinder und die Bezugsposition der momentan zu steuernden Zylinder, auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und desjenigen der Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 oder C2, welches normal ist, um hierdurch den Zündtakt abhängig vom Betriebszustand des Motors zu berechnen, um hierdurch das entsprechende Zündtaktsteuersignal auszugeben. Die in diesem Zusammenhang vorgenommenen Rechnungen können dadurch durchgeführt werden, daß auf das Verfahren zurückgegriffen wird, welches voranstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.

Bei der Ausführung der Schritte S3 und S4 nimmt die Umschalteinheit 36 die in Fig. 7 gezeigte Position ein, in welcher die Zündtaktsteuersignale von der Taktsteuereinheit 33A durch die Ausgangsschnittstellen 33 und 34 ausgegeben werden, um der Zündspule 41 bzw. 42 zugeführt zu werden.

Auf diese Weise kann das Steuersignal EIN/AUS für die Zündspule für jeden der Zylinder #1 bis #4 ordnungsgemäß erzeugt werden, auf der Grundlage des Bezugspositionssignals T und eines Zylinderidentifizierungsimpulssignals C1 oder C2. Selbst wenn ein Fehler in einem der Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungskanäle 21 oder 22 auftritt, kann daher eine Motorbetriebssteuerung mit hoher Verläßlichkeit zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Sicherheit für den Fahrer erhöht wird.

Die Taktsteuereinheit 33A gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist so ausgelegt, daß sie eine Taktgeber-Interruptprogrammbearbeitung, die in Fig. 11 gezeigt ist, durchführt, parallel zur Durchführung der Bearbeitung, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben wurde.

Wie aus Fig. 11 hervorgeht, erfolgt eine Entscheidung, ob das Bezugspositionssignal T normal ist oder nicht, in Abhängigkeit davon, ob der Bezugspositionssignalimpuls innerhalb einer vorbestimmten Zeit eingegeben wurde oder nicht (Schritt S11). Wird die Frage bei diesem Entscheidungsschritt All bejaht (JA), so erfolgt eine Rückkehr zu der in Fig. 10 gezeigten Bearbeitung. Ergibt andererseits dieser Entscheidungsschritt S11 das Ergebnis "NEIN" (negativ), so verzweigt die Bearbeitung zu einem Schritt S12, in welchem entschieden wird, ob die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 eingegeben wurden oder nicht. Falls dieser Entscheidungsschritt S11 das Ergebnis "JA" ergibt, so wird in einem Schritt S13 die am nicht normalen Fall orientierte Steuerbearbeitung ausgeführt. Dann gibt nämlich die in der Taktsteuereinheit 33A vorgesehene zweite Sicherheitseinrichtung das Schaltsignal B aus, um hierdurch die Umschalteinheit 36 aus der in Fig. 7 gezeigten Position in jene Position umzuschalten, in welcher die Zylinderidentifizierungsimpulssignale C1 und C2 direkt an die Ausgangsschnittstelle 34 bzw. 35 geliefert werden. In diesem Fall werden die Zündspulen 41 und 42 in Reaktion auf die Impulse P1 bis P4 getrieben, die in den Zylinderidentifizierungsimpulssignalen C1 und C2 enthalten sind. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Dauer der elektrischen Stromversorgung der Zündspulen 41 und 42 sich mehr oder weniger unterscheidet. Allerdings bringt dies praktisch kein Problem beim Steuern des Motorbetriebs mit sich, da der Takt, zu welchem die elektrische Stromversorgung der Zündspulen unterbrochen oder abgeschnitten wird, mit der Bezugsposition B5° zusammenfällt.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Impulse der Zylinderidentifizierungssignale C1 und C2 so eingestellt sind, daß sie der gruppenweisen Zündsteuerung entsprechen, wie voranstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform bereits erwähnt.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, kann die Zündtaktsteuerung selbst dann durchgeführt werden, wenn das Bezugspositionssignal T einen nicht normalen Zustand annimmt, solange die Zylinderidentifizierungssignale C1 und C2 normal bleiben. Wenn jedoch beide Zylinderidentifizierungsimpulssignalerzeugungseinrichtungen 21 und 22 gleichzeitig einen nicht normalen Zustand annehmen, so ist die voranstehend beschriebene Sicherheitsfunktion nicht mehr wirksam. Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer derartigen Situation vernachlassigbar klein, und kann für praktische Anwendungen außer acht gelassen werden.

Aus der detaillierten Beschreibung werden zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich, und daher sollen die beigefügten Patentansprüche sämtliche derartigen Vorteile und Merkmale der Vorrichtung umfassen, die innerhalb des wahren Wesens und Umfangs der Erfindung liegen. Da Fachleuten auf diesem Gebiet zahlreiche Modifikationen und Änderungen einfallen werden, soll darüber hinaus die Erfindung nicht auf die exakten Konstruktionen und Betriebsabläufe begrenzt sein, die erläutert und beschrieben wurden. Zum Beispiel wurde im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, daß die Zylinderidentifizierungssignal erzeugungskanäle (21; 22) so ausgebildet sind, daß die ersten und zweiten Impulse P1 und P2 so erzeugt werden, daß sie miteinander abwechseln, zum Zweck der gruppenweisen Zündtaktsteuerung der vier Zylinder. Jedoch kann selbstverständlich die Zündtaktsteuerung auch für die einzelnen Zylinder unabhängig durchgeführt werden, durch entsprechende Anordnung der Erzeugung der ersten und zweiten Impulse sowie weitere Impulse, falls erforderlich, in der geeigneten zeitlichen Reihenfolge. Gleiches gilt entsprechend für die zweite Ausführungsform. Darüber hinaus wurde die Erfindung im Zusammenhang mit der Steuerung eines Vierzylindermotors beschrieben. Jedoch läßt sich die erfindungsgemäße Lehre auch bei der Steuerung eines Mehrzylindermotors im allgemeineren Sinn einsetzen.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß das Konzept der Erfindung ebenso auf die Steuerung der Brennstoffeinspritzung statt auf die Zündtaktsteuerung angewendet werden kann, mit im wesentlichen denselben Wirkungen. Darüber hinaus können die Zylinderidentifizierungssignalerzeugungseinrichtungen 21 und 22 und die Bezugssignalerzeugungseinrichtung 1, sowohl bei der ersten als auch zweiten, voranstehend beschriebenen Ausführungsform, jeweils entweder so wie in Fig. 2 oder so wie in Fig. 8 gezeigt ausgebildet werden. Weiterhin können die erste und zweite Ausführungsform auf unterschiedliche Weisen miteinander kombiniert werden. Dementsprechend können alle geeigneten Abänderungen und Äquivalente eingesetzt werden, die innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.

Claims

1. Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Motors, gekennzeichnet durch:
mehrere Zylinderidentifizierungssignalerzeugungs einrichtungen zur Erzeugung gegenseitig unterschiedlicher Zylinderidentifizierungssignale synchron zur Drehung des Motors; und
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Motors auf der Grundlage der einzelnen Zylinderidentifizierungssignale;
wobei jedes der Zylinderidentifizierungssignale aus mehreren unterschiedlichen Arten von Impulsen entsprechend den jeweiligen Zylindern besteht;
die mehreren unterschiedlichen Arten von Impulsen umfassen:
einen ersten Impuls mit einer ersten Impulsdauer entsprechend einer Bezugsposition für jeden der Zylinder; und
einen zweiten Impuls mit einer zweiten Impulsdauer, die kürzer als die erste Impulsdauer ist, und ohne Beziehung zu der Bezugsposition;
wobei die Steuereinrichtung umfaßt:
eine interne Bezugspositionssignalerzeugungs einrichtung zur Erzeugung eines Bezugspositionssignals entsprechend der Bezugsposition auf der Grundlage eines logischen Produktes der individuellen Zylinderidentifizierungssignale;
eine Entscheidungseinrichtung zum Treffen einer Entscheidung, ob die einzelnen Zylinderidentifizierungssignale normal sind oder nicht; und
eine Sicherheitseinrichtung zum Steuern des Motors auf der Grundlage eines anderen Zylinderidentifizierungssignals oder anderer Zylinderidentifizierungssignale, wenn entschieden wird, daß eines der Zylinderidentifizierungssignale nicht normal ist.

2. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder des Motors in mehreren Zylindergruppen zur gruppenweisen Steuerung gruppiert sind, und daß das Zylinderidentifizierungssignal eine Anzahl unterschiedlicher Arten von Impulsen aufweist, welche der Anzahl der Zylindergruppen entspricht.

3. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor vier Zylinder aufweist, und daß die mehreren Zylinderidentifizierungssignal erzeugungseinrichtungen eine Schlitzscheibe umfassen, die so angebracht ist, daß sie sich synchron zur Drehung des Motors dreht, ein erstes Feld bogenförmiger Schlitze, die in der Schlitzscheibe vorgesehen sind, so daß sie sich entlang dem Umfang erstrecken und alternierend unterschiedliche Längen aufweisen, welche der ersten bzw. zweiten Impulsdauer entsprechen, ein zweites, in Umfangsrichtung angeordnetes Feld bogenförmiger Schlitze- die in der Schlitzscheibe parallel zu den Schlitzen des ersten Feldes angeordnet sind, und alternierend unterschiedliche Längen aufweisen, welche der zweiten bzw. ersten Impulsdauer entsprechen, und ein Paar Fotodetektoreinrichtungen zur Erfassung der ersten und zweiten Schlitze, um hierdurch die ersten und zweiten Impulse zu erzeugen.

4. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Zündtakte für die Zylinder steuert.

5. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Brennstoffversorgung für die Zylinder steuert.

6. Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch:
eine Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Bezugspositionssignals, welches Bezugspositionen einzelner Zylinder des Motors synchron zur Drehung des Motors anzeigt;
mehrere Zylinderidentifizierungssignalerzeugungsein richtungen zur Erzeugung mehrerer gegenseitig unterschiedlicher Zylinderidentifizierungssignale synchron zur Drehung des Motors; und
eine Steuereinrichtung zum Steuern des Motors auf der Grundlage des Bezugspositionssignals und der Zylinderidentifizierungssignale;
wobei jedes der Zylinderidentifizierungssignale mehrere gegenseitig komplementäre Impulse aufweist, welche jeweils den einzelnen Zylindern entsprechen;
die mehreren Impulse durch Impulse gebildet werden, die unterschiedliche Impulsbreiten entsprechend den Bezugspositionen aufweisen; und
wobei die Steuereinrichtung aufweist:
eine erste Entscheidungseinrichtung, um eine Entscheidung zu treffen, ob jedes der Zylinderidentifizierungssignale normal ist oder nicht;
eine erste Sicherheitseinrichtung, die auf ein Ausgangssignal der Entscheidungseinrichtung reagiert, welches anzeigt, daß eines der Zylinderidentifizierungssignale nicht normal ist, um hierdurch den Betrieb des Motors auf der Grundlage des anderen Zylinderidentifizierungssignals und des Bezugspositionssignals zu steuern;
eine zweite Entscheidungseinrichtung, um eine Entscheidung zu treffen, ob das Bezugssignal normal ist oder nicht; und
eine zweite Sicherheitseinrichtung, die auf ein Ausgangssignal der zweiten Entscheidungseinrichtung reagiert, welches anzeigt, daß das Bezugspositionssignal nicht normal ist, um hierdurch den Betrieb des Motors auf der Grundlage der Zylinderidentifizierungssignale zu steuern.

7. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sicherheitseinrichtung durch eine Umschalteinheit gebildet wird, die normalerweise eine Position annimmt, in der sie an die Ausgangsseite der Steuereinrichtung angeschlossen ist, wobei die Umschalteinheit in eine Position umgeschaltet wird, in der sie an die Ausgänge der Zylinderidentifizierungssignalerzeugungseinrichtungen angeschlossen ist, wenn durch die zweite Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wird, daß das Bezugssignal nicht normal ist, um es hierdurch zu ermöglichen, daß die Zylinderidentifizierungssignale als die Steuersignale verwendet werden.

8. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugspositionssignalerzeugungseinrichtung eine Schlitzscheibe aufweist, die so angebracht ist, daß sie sich synchron zur Drehung des Motors dreht, und eine Anzahl an Schlitzen aufweist, die in Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei diese Anzahl der Anzahl der Zylinder des Motors entspricht, und weiterhin eine Fotodetektoreinrichtung zur Erfassung der Schlitze vorgesehen ist.

9. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Zylinderidentifizierungssignalerzeugungseinrichtungen eine Schlitzscheibe aufweisen, die so angebracht ist, daß sie sich synchron zur Drehung des Motors dreht, eine Anzahl koaxialer Felder bogenförmiger Schlitze, die in der Schlitzscheibe vorgesehen sind, so daß sie sich in Umfangsrichtung erstrecken und abwechselnd unterschiedliche Längen aufweisen, wobei die Anzahl der Anzahl der Zylinder entspricht, und eine entsprechende Anzahl von Fotodetektoreinrichtungen vorgesehen ist, um die Schlitzfelder zu erfassen, um hierdurch die mehreren Zylinderidentifizierungssignale zu erzeugen.

10. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Zylinder des Motors in mehrere Zylindergruppen eingruppiert sind, um sie gruppenweise zu steuern, und daß die Anzahl der Zylinderidentifizierungssignale der Anzahl der Zylindergruppen entspricht.

11. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Zündtakte für die Zylinder steuert.

12. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Brennstoffversorgung für die Zylinder steuert.