DE4440656A1 - Nockenwelleneinstellvorrichtung und Verfahren zum Erfassen der Winkelposition einer verstellbaren Nockenwelle - Google Patents

Nockenwelleneinstellvorrichtung und Verfahren zum Erfassen der Winkelposition einer verstellbaren Nockenwelle

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Description

Die Erfindung betrifft eine variable Nockenwelleneinstell­ vorrichtung für einen Verbrennungsmotor, eine Kombination eines Verbrennungsmotors mit mehreren, in einer vorgegebenen Reihenfolge zündenden Zylindern und einer verstellbaren Nockenwelle mit mehreren Nockenerhebungen, sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor mit einer verstellbaren Nocken­ welle.
Sie betrifft also Verfahren und Vorrichtungen zum Erfassen der relativen Nockenpositionen auf einer verstellbaren Noc­ kenwelle und zur Bestimmung des ersten zündenden Zylinders in einer vorgegebenen Zylinderzündfolge.
Variable Nockenwellen-Einstellvorrichtungen werden zur Ver­ änderung der zeitlichen Einstellung zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle eingesetzt, um den Motorbetrieb über den gesamten Betriebsbereich des Motors zu optimieren. Solche Vorrichtungen, wie sie in der US-PS-5,117,784 von Schechter et al. beschrieben werden, variieren die zeitliche Einstel­ lung zwischen Nocken- und Kurbelwelle, um eine verbesserte Leerlaufstabilität, einen erweiterten Drehmomentverlauf mit einem erweiterten Drehzahlbereich, vollständige Regelung der Abgase, Beseitigung bestimmter Emissionen und Eliminierung der Rückführung externer Abgaskomponenten zu erreichen, sowie elektrische Schaltkreise dafür.
Um die obengenannten Vorteile zu erzielen, muß die exakte Stellung der Nockenwelle bekannt sein, damit die Kraft­ stoffzumessung und der Zündzeitpunkt an die sich ändernde Winkelposition der Nockenwelle angepaßt wird. Bekannte Mo­ torsteuerungssysteme arbeiten auf Grundlage der Annahme, daß die Nockenwelle und die Kurbelwelle in fester Verbindung zueinander stehen. Ferner benötigen bekannte Systeme mindestens eine Kurbelwellenumdrehung nach dem Anlassen des Motors, um den ersten gezündeten Zylinder einer vorgegebenen Zylinderzündfolge zu identifizieren. Deshalb wird nicht mit der sequentiellen Kraftstoffeinspritzung nach dem Anlassen des Motors begonnen, bevor der erste gezündete Zylinder identifiziert ist.
Demgemäß besteht Bedarf an einem System, das im Motorbetrieb die Winkelposition einer Nockenwelle, die das Verhältnis zur Kurbelwelle ändert, erfaßt, um die obengenannten Vorteile einer verstellbaren Nockenwelle zu erzielen. Ferner soll, der erste zündende Zylinder einer vorgegebenen Zylinderzündfolge identifiziert werden, um die sequentielle Kraftstoffeinspritzung beim Anlassen des Motors auszulösen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren bereitzustellen, die die Winkelposition der Nocken­ welle zur Kurbelwelle schnell und einfach erfaßt.
Die Aufgabe wird durch eine variable Nockeneinstellvorrich­ tung für einen Verbrennungsmotor gelöst, die aufweist:
  • - eine verstellbare Nockenwelle mit mehreren Nocken, die sich mit einem variablen Winkel der Nocken zu einer Kurbelwelle dreht;
  • - Mittel zum Ändern der Winkelposition der Nockenwelle zur Kurbelwelle; und
  • - Mittel zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle zur Kurbelwelle.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Kombination eines Verbrennungsmotors mit mehreren, in einer vorgegebenen Reihenfolge zündenden Zylindern und einer verstellbare Noc­ kenwelle mit mehreren Nockenerhebungen, die aufweist:
  • - ein auf der Nockenwelle angeordnetes Impulsgeberrad mit mehreren Zähnen;
  • - ein durch die Winkeldrehung des Impulsgeberrades ange­ regter Nockenpositionssensor zur Erzeugung eines zwei­ ten, die Winkelposition der Nockenwelle angebende Im­ pulsfolgen aufweisenden Impulszuges;
  • - einen Motorzustandssensor zur Erzeugung eines ersten, der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors entsprechende Impulsfolgen aufweisenden Impulszuges; und
  • - eine variable Nockenerfassungsvorrichtung, die:
    • - Mittel zur Lokalisierung des Zustands des Zylinders aus dem ersten und zweiten Impulszug;
    • - durch den ersten und zweiten Impulszug anregbare Mittel zur Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Impulsen des ersten und zweiten Impulszuges; und
    • - durch die Zeitdauer anregbare Mittel zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor mit einer verstellbaren Nockenwelle, mit den Schritten:
  • - Erzeugen eines der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors entsprechende erste Impulsfolge aufweisenden Mo­ torzustandssignals;
  • - Erzeugen eines der Drehung der Nockenwelle um einen vorgegebenen Winkel entsprechende Impulsfolge aufwei­ senden Nockensensorsignals; und
  • - Berechnen der Winkelposition der Nockenwelle als Funk­ tion des Verhältnisses bestimmter Impulse der ersten Impulsfolge und bestimmter Impulse der zweiten Impuls­ folge zueinander.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.
Die Erfindung erzielt einen verbesserten Motorbetrieb über den gesamten Betriebsbereich des Motors, indem der erste zündende Zylinder einer vorgegebenen Zylinderzündfolge wäh­ rend des Anlassens des Motors ermittelt, die Winkelposition der Nockenwelle erfaßt und berechnet, diese Informationen zur Verwendung durch eine Motorsteuerung gespeichert oder übertragen werden, um Einspritz- und Kraftstoffregelparameter zu bestimmen.
Dementsprechend dreht sich bei einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform ein mehrere Zähne aufweisendes, auf einer Nocken­ welle angeordnetes, mit der Nockenwelle fest verbundenes Impulsgeberrad. Ein Zündprofilaufnahme-Sensor (PIP-Sensor; PIP = Profile Ignition Pickup) erzeugt ein Motorstellungs­ signal mit einer ersten, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors angebenden Impulsfolge. Ein VRS- oder Hall-Sensor erfaßt die Winkeldrehung der Zähne des Impulsgeberrades, die Stellung des vorgegebenen Zylinders im Motor und erzeugt ein Nockenpositionssignal mit einer zweiten Impulsfolge, bei der jeder Impuls durch das sich um einen durch die Position der Zähne bestimmten, vorgegebenen Winkel drehende Impulsgeberrad erzeugt wird. Eine elektronische Motorsteuerung empfängt die erste und zweite Impulsfolge, lokalisiert den ersten, zündenden Zylinder einer vorgegebenen Zündreihenfolge (Zylinder Nr. 1) und berechnet die Winkelposition der Nockenwelle zur Kurbelwelle.
Ein Vorteil bevorzugter Ausführungsformen ist, daß aufgrund der Kenntnis der Winkelposition der Nockenwelle Einspritz- und Kraftstoffparameter genauer geregelt werden können, was zu einer verbesserten Leerlaufstabilität, erweiterten Dreh­ momentkurve, erweiterten Drehzahlbereich des Motors, voll­ ständiger Überwachung der Abgase, Beseitigung bestimmter Emissionen, Eliminierung externer Abgasrückführungskompo­ nenten und -schaltkreise führt. Ein weiterer Vorteil ist eine Kostenverringerung und eine bessere Zuverlässigkeit, da die für die Erfassung der Winkelposition der Nockenwelle erforderliche Hardware mit der für die Lokalisierung des ersten Zylinders erforderlichen Hardware zusammengefaßt ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Zylinderlokalisierung während der Drehung des Impulsgeberrades um 3 Zähne durchgeführt wird, wodurch der Beginn der sequentiellen Kraftstoffeinspritzung viel früher ermöglicht wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung näher erläutert, wobei weitere Merkmale und Vor­ teile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Figuren besser ver­ ständlich werden. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Teil eines Verbrennungsmotors mit einer elektronischen Motorsteuerung, die die erfin­ dungsgemäßen Grundelemente umfaßt;
Fig. 2(a-e), 3(a-e) und 4(a-c) alternative Ausführungsformen eines Impulsgeberrades und dementsprechende Zeitdiagramme; und
Fig. 5(a), 5(b), 6, 7(a), 7(b), 7(c), 7(d), 8(a), 8(b), 8(c) und 8(d) Ablaufdiagramme, die den Betrieb einer bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellen.
Fig. 1 zeigt einen Verbrennungsmotor mit einer verstellbaren Nockenwelle 12, die die Stellung der Nocken 14 zu einer Kurbelwelle 15 verändern kann. Eine derartige verstellbare Nockenwelle ist in der US-PS 5,117,784 von Schechter et al. beschrieben. Fig. 1 zeigt aus Gründen der einfacheren Dar­ stellung eine einfach verstellbare Nockenwelle. Selbstver­ ständlich können auch Motoren, deren Zylinderanordnung rei­ hen- oder V-förmig ist, mehrere Nockenwellen des in Fig. 1 gezeigten Typs verwenden. Ein auf einem Antriebszahnrad 16 der Nockenwelle 12 angeordnetes Impulsgeberrad 13 umfaßt Zähne (gezeigt in den Fig. 2(a-b), 3(a-b) und 4(a)), die in fester Beziehung zu den Nocken 14 der Nockenwelle 12 stehen. Ein VRS-Sensor 17 bekannten Typs erfaßt die Winkel­ drehung der Zähne des Impulsgeberrades 13, wenn sich die Nockenwelle dreht, und erzeugt ein repräsentatives, variables Nockeneinstell-/Zylinderidentifikations-Signal 18 (VCT/CID- Signal = Variable Cam Timing/Zylinder Identification-Signal). Eine VCT-Steuerung 40 empfängt ein Steuersignal 41 von einer elektronischen Motorsteuerung 10 und erzeugt ein Nockenwellen-Überwachungssignal 42 Überwachung der Winkelposition der Nocken relativ zur Kurbelwelle 15. Ein Zündprofilaufnahme-Sensor 20 (PIP-Sensor = Profile Ignition Pickup-Sensor) erzeugt ein die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwelle 15 angebendes PIP-Signal 19.
Die elektronische Motorregelung 10 umfaßt einen Mikrocomputer 21, einen Festwertspeicher (ROM) 23 zum Abspeichern der Steuerprogramme, einen Schreib-Lesespeicher (RAM) 22 zum zeitweisen Speichern von Daten, einen statischen Schreib- Lesespeicher (KAM = Keep-Alive-Memory) 24 zum Abspeichern erfaßter Werte und einen herkömmlichen Datenbus. Die elek­ tronische Motorsteuerung 10 empfängt das VCT/Zylinderidentifikations CID-Signal 18, das PIP-Signal 19 und erzeugt Steuersignale 32, um die durch die Einspritzdüsen in den Motor eingespritzte Kraftstoffmenge und die Zündung eines Luft/Kraftstoffgemisches innerhalb der Verbrennungskammer des Motors zu steuern. Die elektronische Motorsteuerung 10 steuert auch die Beziehung der zwei Ein­ gangssignale 18 und 19 durch das von der elektronischen Mo­ torsteuerung an die VCT-Steuerungsbetätigung 40 ausgegebene Ausgangssignal 41.
Die Fig. 2(a-e), 3(a-e) und 4(a-c) zeigen alternative Ausführungsformen des Impulsgeberrads 13 zusammen mit einem Zeitdiagramm des durch den VRS-Sensor 17 (Fig. 2(d-e), 3(d-e) und 4(c)) erzeugten Impulszuges in Beziehung zum durch den PIP-Sensor 20 (Fig. 2(c), 3(c) und 4(b)) erzeugten Impulszug. Für die in den Fig. 2(a, b) 3(a, b) und 4(c) gezeigten Impulsgeberräder erfolgt die Drehung des gezeigten Impulsgeberrades im Uhrzeigersinn. Die Fig. 2(a) und 2(b) zeigen Impulsgeberräder 210 und 209, die auf einer rechten Nockenwelle bzw. linken Nockenwelle eines V-8-Motors verwendet werden. Bei einer anderen Ausführungsform können das Impulsgeberrad 210 oder 209 einzeln in einem Vierzylinder-Reihenmotor verwendet werden.
Das auf der rechten Nockenwelle angeordnete Impulsgeberrad 210 umfaßt fünf Zähne 204, 205, 206, 207 und 208. Der hier als Zylinder-Identifikationszahn (CID-Zahn = Cylinder Iden­ tification-Zahn) bezeichnete Zahn 208 gibt beim Vorbeidrehen am VRS-Sensor 246 die Stellung eines ersten, zündenden Zylinders einer vorgegebenen Zylinderzündfolge für die rechte Zylinderreihe an. Der dem Sensor 17 in Fig. 1 ähnliche Sensor 246 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform für eine rechte Nockenwelle in einem bekannten, mit 201 bezeichneten Winkel zum oberen Totpunkt (TDC = Top Dead Center) des Zylinders 1 angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 246 in einem Winkel von 24° zum oberen Totpunkt angeordnet. Die als variable Nockenwellen-Bestimmungszähne (VCT-Zähne = Variable Cam Timing-Zähne) bezeichneten Zähne 204, 205, 206 und 207 erzeugen bei der Vorbeidrehung am Sensor 246 einen Impuls, der die relative Winkelposition der Nockenwelle 12 und dementsprechend die relative Winkelposition der Nocken 14 angibt. Die Zähne 208, 204, 205, 206 und 207 sind vorzugsweise in einem Winkel von 45°, 90°, 90°, 90° bzw. 45° zueinander angeordnet.
Das auf der linken Nockenwelle angeordnete, in Fig. 2(b) gezeigte Impulsgeberrad 209 weist fünf Zähne auf, wobei der Zylinderidentifikations-CID-Zahn mit 215 und die variablen Nockeneinstell-Zähne mit 213, 214, 216 und 217 bezeichnet sind. Die Zähne 215, 214, 213, 217 und 216 auf dem linken Impulsgeberrad 209 haben, beginnend vom Zylinderidentifika­ tions-CID-Zahn 215 in einem Winkel von 45°, 90°, 90°, 90° und 45° relativ zueinander die gleiche Stellung, wie die Zähne des rechten Impulsgeberrades 210. Der dem Sensor 17 der Fig. 1 ähnliche VRS-Sensor 247 ist in einem bekannten Winkel zum oberen Totpunkt angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 247, wie bei 249 dargestellt, in einem Winkel von 18° zum oberen Totpunkt angeordnet.
Die Fig. 2(c), 2(d) und 2(e) zeigen die vom PIP-Sensor 20 bzw. den für die Erfassung der Drehung der Zähne auf der rechten bzw. linken Nockenwelle angeordneten VRS-Sensoren 246 und 247 erzeugten Impulszug. Fig. 2(c) zeigt einen Impulszug, der vom PIP-Sensor 20 erzeugte Impulse 202 fester Länge aufweist, deren Frequenz sich direkt proportional der Motordrehzahl ändert. Der PIP-Sensor 20 erzeugt für jede Umdrehung der Kurbelwelle 15 einen Impuls 202. Die oberhalb des Impulszuges dargestellten Zahlen bedeuten die Zündung eines bestimmten Zylinders, die entweder vor oder nach der aufsteigenden Flanke des PIP-Signals auftritt. Der in Fig. 2(a) dargestellte Impulszug beschreibt erkennbar einen in gleichmäßigem Zustand betriebenen Motor.
Fig. 2(d) und 2(e) zeigen einen von den auf der rechten bzw. linken Nockenwelle eines V-8-Motors angeordneten VRS-Sensoren 246 bzw. 247 erzeugten, variablen Nockeneinstell- /Zylinderidentifikations-Impulszug (VCT/CID-Impulszug). In Fig. 2(e) bezeichnen die Impulse 238 bis 245 die am VRS- Sensor 247 vorbeidrehenden Zähne 213, 217, 216, 215, 214, 213, 217 bzw. 216.
Bei einem ein fünfzähniges Impulsgeberrad für jede Nocken­ welle verwendenden V-8-Motor wird die in den Fig. 2 (a-e) dargestellte Ausführungsform in vorteilhafter Weise die Anzahl der PIP-Impulse 202 erfassen, die zwischen den durch die Sensoren 246 und 247 erzeugten Impulsen des VCT/CID-Im­ pulszuges auftreten, um zu ermitteln, welche Impulse durch das Vorbeidrehen eines VCT-Zahns am Sensor 246 oder 247 und welche Impulse durch das Vorbeidrehen eines Zylinderidenti­ fikations CID-Zahns verursacht sind. Zähne, die mit einem Winkel von 45° zueinander angeordnet sind, werden für jeden PIP-Impuls 202 einen Impuls erzeugen. Zähne, die mit einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, werden für jeden anderen PIP-Impuls einen Impuls erzeugen. Demzufolge können die VCT/Zylinderidentifikations-Impulse 230 bis 237 der Fig. 2(d) dem Vorbeidrehen eines bestimmten Zahnes auf dem Impulsgeberrad 208 am Sensor 246 zugeordnet werden, indem die VCT-Zylinderidentifikations-Impulse mit den PIP-Impulsen erfaßt, die Anzahl der PIP-Impulse zwischen jedem VCT/Zylinderidentifikations-(CID)Impuls bestimmt und ein Impuls einem Zahn auf dem Impulsgeberrad 208 zugeordnet werden. Eine ähnliche Identifikation kann mit den in Fig. 2(e) dargestellten VCT/CID-Impulsen 238 bis 245 durchgeführt werden. In dieser Weise kann eine bevorzugte Ausführungsform den Zylinderidentifikations-Zahn identifizieren, der die Zündung eines ersten zündenden Zylinders einer vorgegebenen Zylinderzündfolge (Zylinder Nr. 1) darstellt, indem das Vorbeidrehen von drei VCT/Zylinderidentifikations-Zähnen am Sensor 246 oder 247 entweder einzeln oder in einer Kombination erfaßt wird.
Ein Zeitintervall 248 gibt die Winkelposition der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle an, wie sie in der Beschreibung mit den begleitenden Fig. 5(a-b), 6, 7(a-d) und 8(a-d) beschrieben wird. Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ermittelt in vorteilhafter Weise die Win­ kelposition der Nockenwelle 12, indem sie das Zeitintervall 248 zwischen der ansteigenden Flanke eines PIP-Impulses 202 und dem Auftreten eines VCT/Zylinderidentifikations-Impulses erfaßt.
Die Fig. 3(a) und 3(b) zeigen Impulsgeberräder 276 bzw. 277, die auf einer rechten Nockenwelle bzw. linken Nocken­ welle eines V-6-Motors verwendet werden. Das auf der rechten Nockenwelle angeordnete Impulsgeberrad 276 umfaßt vier Zähne 253, 254, 255 und 256, wobei der Zahn 253 der Zylin­ deridentifikations-Zahn und die Zähne 254, 255 und 256 die VCT-Zähne sind. Ein dem Sensor 17 der Fig. 1 ähnlicher VRS- Sensor 252 der in Fig. 3(a) gezeigten Ausführungsform ist in vorteilhafter Weise in einem bekannten Winkel zum oberen Totpunkt angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 252 in einem Winkel von 24° zum oberen Totpunkt angeordnet. Die Zähne 253, 254, 255 und 256 sind vorzugsweise in Winkeln von 60°, 120°, 120° bzw. 60° zueinander angeordnet.
Das in Fig. 3(b) dargestellte, auf der linken Nockenwelle eines V-6-Motors angeordnete Impulsgeberrad 277 weist vier Zähne auf, wobei der Zylinderidentifikations-Zahn mit 262 und die VCD-Zähne mit 260, 261 und 263 bezeichnet sind. Die vier Zähne auf dem linken Impulsgeberrad 277 haben, beginnend beim Zylinderidentifikations-Zahn 262 mit Winkeln von 60°, 120°, 120° und 60° zueinander, die gleiche Position wie die Zähne auf dem rechten Impulsgeberrad 276. Ein dem Sensor 17 der Fig. 1 ähnlicher VRS-Sensor 258 ist bevorzugt in einem bekannten Winkel zum oberer Totpunkt angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 258 in einem Winkel von 18° zum oberer Totpunkt angeordnet.
Die Fig. 3(c), 3(d) und 3(e) zeigen den vom PIP-Sensor 20 bzw. den VRS-Sensoren 252 und 258 erzeugten Impulszug, um die Drehung der Zähne auf der rechten bzw. linken Nockenwelle zu erfassen. Fig. 3(c) zeigt einen vom PIP-Sensor 20 erzeugten Impulszug. Die oberhalb des Impulszuges dargestellten Zahlen bezeichnen die bei der aufsteigenden Flanke des PIP-Signals auftretende Zündung eines Zylinders. Der in Fig. 3(a) dargestellte Impulszug beschreibt erkennbar einen unter gleichmäßigen Zustandsbedingungen betriebenen Motor.
Die Fig. 3(d) und 3(e) zeigen einen variablen Nockenein­ stell/Zylinderidentifikations-Impulszug (VCT/Zylinderidentifikations-Impulszug), erzeugt durch den auf der rechten bzw. linken Nockenwelle eines V-6-Motors angeordneten VRS-Sensor 252 bzw. 258. In Fig. 3(d) bezeichnen die Impulse 264 bis 269 die Drehung der Zähne 253, 254, 255, 256, 253 bzw. 254 am VRS-Sensor 252 vorbei. In Fig. 3(e) bezeichnen die Impulse 270 bis 275 die Drehung der Zähne 260, 261, 262, 263, 260 bzw. 261 am VRS-Sensor 258 vorbei.
Bei einem V-6-Motor mit einem vierzahnigen Impulsgeberrad für jede Nockenwelle wird die in den Fig. 3(a-e) gezeigte Ausführungsform in vorteilhafter Weise die Anzahl der zwischen den von den Sensoren 252 und 258 erzeugten Impulsen im VCT/Zylinderidentifikations-Impulszug auftretenden PIP- Impulse 202 erfassen, um zu bestimmen, welche Impulse durch die Drehung eines VCT-Zahns und welche Impulse durch die Drehung eines Zylinderidentifikations-Zahns am Sensor 252 oder 258 vorbei verursacht sind. Zähne, die mit 60° zueinander angeordnet sind, werden für jeden PIP-Impuls 202 einen Impuls erzeugen. Zähne, die mit 12° zueinander angeordnet sind, werden jeden anderen PIP-Impuls einen Impuls erzeugen. Demzufolge können die VCT/Zylinderidentifikations- Impulse 264 bis 269 in Fig. 3(d) der Drehung eines bestimmten Zahns am Impulsgeberrad 276 am Sensor 252 vorbei zugewiesen werden, indem die VCT/Zylinderidentifikations-Impulse mit den PIP-Impulsen erfaßt, die Anzahl der PIP-Impulse zwischen jedem VCT/Zylinderidentifikations-Impuls ermittelt und ein Impuls einem Zahn am Impulsgeberrad 276 zugeordnet werden. Eine ähnliche Identifizierung kann für die in Fig. 3(e) gezeigten VCT/Zylinderidentifikations-Impulse 270 bis 275 durchgeführt werden. So kann eine bevorzugte Ausführungsform den Zylinderidentifikations-Zahn identifizieren, der die Zün­ dung eines ersten zündenden Zylinders einer vorgegebenen Zylinderzündfolge (Zylinder Nr. 1) darstellt, indem die Dre­ hung der drei VCT/Zylinderidentifikations-Zähne am Sensor 252 oder 258 vorbei entweder einzeln oder in Kombination erfaßt wird.
Das Zeitintervall 278 gibt die Winkelposition der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle an, wie sie in der Beschreibung mit den begleitenden Fig. 5(a-d), 6, 7(a-d) und 8(a-d) beschrieben wird. Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ermittelt in vorteilhafter Weise die Win­ kelposition der Nockenwelle 12, indem sie das Zeitintervall 278 zwischen der aufsteigenden Flanke eines PIP-Impulses 202 und dem Auftreten eines VCT/Zylinderidentifikations-Impulses erfaßt.
Fig. 4(a) zeigt ein Impulsgeberrad 292 auf einer in einem Vierzylinderreihenmotor untergebrachten Nockenwelle. Das Impulsgeberrad 292 umfaßt drei Zähne 283, 284 und 285, wobei der Zahn 285, der Zylinderidentifikations-Zahn und die Zähne 283 und 284 die VCD-Zähne sind. Ein VRS-Sensor 282 der in Fig. 4(a) gezeigten Ausführungsform ist in vorteilhafter Weise in einem bekannten Winkel zum oberer Totpunkt angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor 282 in einem Winkel von 12° zum oberer Totpunkt an­ geordnet. Die Zähne 285, 283 und 284 sind vorzugsweise mit Winkeln von 90°, 180° bzw. 90° zueinander angeordnet.
Die Fig. 4(b) und 4(c) zeigen einen Impulszug, der von einem PIP-Sensor 20 bzw. VRS-Sensor 282, die zur Erfassung der Drehung der Zähne des Impulsgeberrades 292 angeordnet sind, erzeugt wird. Fig. 4(b) zeigt einen von einem PIP-Sensor 20 erzeugten Impulszug. Die Zahlen oberhalb des Im­ pulszuges bezeichnen die Zündung eines bestimmten Zylinders, die entweder vor oder nach der ansteigenden Flanke des PIP-Signals erfolgt. Der in Fig. 4(b) dargestellte Impulszug beschreibt offensichtlich einen unter gleichmäßigen Zustandsbedingungen betriebenen Motor.
Fig. 4(c) zeigt einen variablen Nockeneinstell- /Zylinderidentifikations-Impulszug (VCT/Zylinderidentifikations-Impulszug), erzeugt von einem am Motorblock eines Vierzylinderreihenmotors angeordneten VRS- Sensor 282. In Fig. 4(c) bezeichnen die Impulse 286 bis 291 die Drehung der Zähne 285, 284, 283, 285, 284 bzw. 283 am Sensor 282 vorbei.
Bei einem ein dreizahniges Impulsgeberrad verwendenden Vier­ zylinderreihenmotor wird die in den Fig. 3(a-e) gezeigte Ausführungsform in vorteilhafter Weise die Anzahl der PIP- Impulse 202 erfassen, die zwischen den Impulsen des vom Sensor 282 erzeugten VCT/Zylinderidentifikations-Impulszuges auftreten, um zu ermitteln, welche Impulse durch die Drehung eines VCT-Zahns und welche Impulse durch die Drehung eines Zylinderidentifikations-Zahns am Sensor 282 vorbei verursacht sind. Zähne, die in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, erzeugen für jeden PIP-Impuls 202 einen Impuls. Zähne, die in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet sind, werden für jeden anderen PIP-Impuls einen Impuls erzeugen. Demzufolge können die VCT/Zylinderidentifikations-Impulse 286 bis 291 der Fig. 4(c) der Drehung eines bestimmten Zahns des Impulsgeberrades 292 am Sensor 282 vorbei zugeordnet werden, indem die VCT/Zylinderidentifikations-Impulse mit den PIP-Impulsen erfaßt, die Anzahl der PIP-Impulse zwischen jedem VCT/Zylinderidentifikations-Impuls bestimmt und ein Impuls einem Zahn auf dem Impulsgeberrad 292 zugeordnet werden. So kann eine bevorzugte Ausführungsform den Zylinderidentifi­ kations-Zahn identifizieren, der die Zündung eines ersten, zündenden Zylinders einer vorgegebenen Zylinderzündfolge (Zylinder Nr. 1) darstellt, indem die Drehung dreier VCT/Zylinderidentifikations-Zähne am Sensor 282 vorbei er­ mittelt werden.
Ein Zeitintervall 293 gibt die Winkelposition der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle an, wie nachfolgend beschrieben wird. Eine bevorzugte, erfindungsgemäße Ausführungsform bestimmt die Winkelposition der Nockenwelle 12, indem sie das Zeitintervall 293 zwischen der aufsteigenden Flanke eines PIP-Impulses 202 und dem Auftreten eines VCT/Zylinderidentifikations-Impulses bestimmt.
Die Fig. 5(a, b), 6, 7(a-d) und 8(a-d) sind Ablaufdia­ gramme, die den Betrieb einer bevorzugten Ausführungsform für einen Vierzylinderreihenmotor, einen V-6- oder einen V-8- Zylindermotor darstellen. Die in den Fig. 5(a, b), 6, 7(c-d) und 8(a-d) gezeigten Schritte können auch für andere Motortypen, wie einen Sechszylinderreihen-, einen Achtzy­ linderreihen- oder einen V-10-Zylindermotor verwendet werden. Die in den Fig. 5(a, b), 6, 7(a-d) und 8(a-d) dargestellten Schritte sind vorzugsweise als unterbrechende Unterprogramme ausgeführt, die in der ROM 23 gespeichert sind und durch den Mikrocomputer 21 ausgeführt werden, sobald die aufsteigende Flanke des PIP-Impulses 202 erfaßt wird. Sofern in der nachfolgenden Beschreibung nicht speziell zugeordnet, werden die in den Fig. 5(a, b), 6, 7(a-d), 8(a-d) dargestellten Schritte für alle in den Fig. 2(a-d), 3(a-e) oder 4(a-c) beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt.
Die in den Fig. 5(a) und 5(b) gezeigten Schritte sind vorbereitende Schritte, die zur Sicherstellung eines or­ dentlichen Arbeitens der VCT/Zylinderidentifikations-Hardware und zur Erzielung einer genauen Abstimmung der Kraft­ stoffeinspritzung mit jedem PIP-Impuls 202 ausgeführt werden. Die in Fig. 5(a) dargestellten Schritte zählen die Anzahl der PIP-Impulse für einen Motor mit variabler Nockeneinstellung (VCT). Je nachdem, ob der Motor ein V-6- , V-8- oder ein Vierzylinderreihen-Motor ist, unterscheidet sich die Weise, in der die PIP-Impulse in Fig. 5(a) gezählt werden. Handelt es sich um einen V-6- oder V-8-Motor, ist die Einstiegsstelle bei 501, bei 503 wird eine konstante Einstellung VCAMHP, die anzeigt, ob die VCT-Hardware im Motor bereit ist, getestet. VCAMHP ist vorzugsweise ein Binärwert, der, wenn sein Wert = 1, angibt, daß die VCT-Hardware bereit ist. Ist VCAMHP = 1, wird das Unterprogramm bei 504 verlassen. Sobald die Bedingungen in den Schritten 507, 510 und 512 überprüft sind, werden die Schritte der Fig. 5(b), 6, 7(a-d) und 8(a-d) ausgeführt.
Handelt es sich um einen Vierzylinderreihenmotor, ist der Einstiegspunkt bei 502, sobald die aufsteigende Flanke des PIP-Impulses 202 oben ist. Bei 505 werden zwei konstante Einstellungen VCAMHP, NUMCYL und ein Kennzeichenbit Zylin­ deridentifikations_FLG getestet. VCAMHP wird wie oben ge­ prüft, NUMCYL ist eine die Anzahl der Zylinder des Motors angebende Konstante. Zylinderidentifikations_FLG ist ein Kennzeichenbit, das, wenn der Wert auf 1 gesetzt ist, an­ zeigt, daß eine fallende Flanke eines PIP-Impulses 202 auf­ getreten und der beim VCT/Zylinderidentifikations-Eingang erfaßte Impuls ein Zylinderidentifikations-Impuls ist. Werden die bei 505 gezeigten Bedingungen nicht erfüllt, wird festgelegt, daß der am VCT/Zylinderidentifikations-Eingang erfaßte Impuls kein Zylinderidentifikations-Impuls ist und das Unterprogramm bei 514 verlassen.
Bei 506 werden die drei Speicher PIP_Zylinderidentifikations1, PIP und sync_ctr erhöht und das Kennzeichenbit Zylinderidentifikations_FLG auf 0 gesetzt. PIP_Zylinderidentifikations1 und PIP_Zylinderidentifikations2 sind als Zähler verwendete Speicher, die die Anzahl der zwischen den VCT/Zylinderidentifikations-Impulsen auftretenden PIP-Impulse zählen. Der PIP_CID1 wird für das Zählen der PIP-Impulse der rechten Zylinderreihe und der PIP_CID2 für das Zählen der PIP-Impulse der linken Zylinderreihe verwendet. Bei einem Vierzylinderreihenmotor wird entweder der PIP_CID1 oder der PIP_CID2 abhängig davon verwendet, ob der VCT/CID-Sensor auf einer den Ansaugvorgang steuernden Nockenwelle bzw. einer den Auslaß steuernden Nockenwelle angebracht ist. Bei einem Motor mit einer Nockenwelle wird nur der PIP_CID1 verwendet. Bei einem V-6- Motor zählt der SYNC_CTR von 1 bis 6, sofern jeder Zylinder zündet, anschließend wird der Wert wieder auf 0 gesetzt und der Vorgang wiederholt. Ein ähnlicher Vorgang läuft für einen Vierzylinderreihen- oder V-8-Motor ab, wobei sich die ge­ zählten Werte abhängig von der Anzahl der Zylinder im Motor ändern.
Bei 507 und 510 werden mehrere Vergleiche gemacht, um einen ordentlichen Betrieb der VCT/Zylinderidentifikations-Hardware sicherzustellen. VCAMHP, SYNC_CTR und NUMCYL werden wie zuvor beschrieben getestet, ein Kennzeichenbit SYNC_FAIL wird auf einen Wert 1 gesetzt, wenn der Wert bei SYNC_CTR den Wert von NUMCYL übersteigt. Sind die Bedingungen in 507 wahr, wird bei 509 SYNC_CTR auf 0, SYNC_FAIL auf 1 gesetzt und das Unterprogramm führt die in Fig. 5(b) dargestellten Schritte aus.
Anderenfalls wird bei 510 eine zweite Testreihe durchgeführt. VCAMHP und SYNC_FAIL werden wie oben beschrieben getestet, CID1_FAIL und CID2_FAIL sind Kennzeichnungsbits, die dann auf den Wert 1 gesetzt, wenn die Zylinderidentifikations-Zähne nicht am Impulsgeberrad identifiziert wurden. Bei einem V- Motor gibt CID1_FAIL einen Fehler für die rechte Zylinderreihe und CID2_FAIL einen Fehler für die linke Zylinderreihe an. Bei einem Reihenmotor wird nur eines der beiden Kennzeichnungsbits verwendet. Insbesondere während des Anlassens des Motors, während die bevorzugte Ausführungsform die eingehenden PIP- und VCT/CID-Impulse verarbeitet, haben CID1_FAIL und CID2_FAIL den Wert 1 zur Lokalisierung des ersten zündenden Zylinders, des Zylinders Nr. 1 des Motors. Bevor der Zylinder Nr. 1 identifiziert ist, wird die sequentielle Kraftstoffeinspritzung außer Kraft gesetzt und die Kraftstoffversorgung erfolgt für alle Zylinder nur gleichzeitig und nicht sequentiell.
Die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform lokalisiert in vorteilhafter Weise den ersten zündenden Zylinder während der ersten Umdrehung der Kurbelwelle 15 und ermöglicht so den Beginn einer sequentiellen Kraftstoffeinspritzung während des Anlassens des Motors. Der erste zündende Zylinder wird innerhalb der Erfassung der ersten drei durch die VCT/CID- Sensoren erzeugten Impulse identifiziert. Bei einem Motor mit mehreren Nockenwellen, wie einem V-Motor oder einem Motor mit zwei Nockenwellen, erfolgt die Lokalisierung des ersten zündenden Zylinders während des Erfassens von insgesamt drei VCT/CID-Impulsen, die entweder von einem oder beiden VCT/CID- Sensoren empfangen wurden. Das bei 511 auf 0 gesetzte SYNFLG gibt an, wenn der Speicher SYNC_CTR nicht genau mit dem letzten zündenden Zylinder abgeglichen ist. Wenn SYNC_CTR genau angeglichen ist, wird SYNC_FAIL einen Wert = 1, anderenfalls einen Wert = 1 haben. SYNC_UP_FUEL ist ein Kennzeichenbit, das eine Aufforderung zur Kraftstoffsynchronisation an andere, im ROM 11 gespeicherte Unterprogramme anzeigt, wenn der Wert auf 1 gesetzt ist. FUEL_IN_SYNC ist ein Kennzeichenbit, das anzeigt, daß die Kraftstoffversorgung mit dem PIP-Impuls synchronisiert ist.
Bei 512 wird VCAMHP noch einmal getestet und, wenn die VCT/CID-Hardware als betriebsbereit vorgefunden ist, der SYNC_CTR auf den im sync_ctr gespeicherten Wert geändert und das Unterprogramm in Fig. 5(b) fortgeführt. Bei 521 wird PIP_CID1 getestet und, falls PIP_CID1 <2, CID1_FAIL gesetzt und PIP_CID1 verringert. Wie in der Erklärung der begleitenden Fig. 2(a-e), 3(a-e) und 4(a-c) bereits er­ läutert, tritt ein VCT/CID-Impuls bei jedem PIP-lmpuls oder jedem anderen PIP-Impuls auf. Wenn PIP_CID1 <2, ist demzu­ folge ein Fehler aufgetreten und CID1_FAIL auf 1 gesetzt worden. In den Schritten 523 und 524 wird ein ähnliches Verfahren für die linke Zylinderreihe des Motors durchgeführt und die Steuerung geht zu den in Fig. 6 dargestellten Schritten über.
Fig. 6 zeigt die durch die elektronische Motorsteuerung 10 durchgeführten, generellen Schritte, um den VCT/CID-Impulszug zu identifizieren und die relative Position der Nocken 14 auf der Nockenwelle 12 zu bestimmen. Die Fig. 7(a-d) und 8(a-d) zeigen die in Fig. 6 allgemein dargestellten Schritte genauer. Bei 602 wird der über die Signalleitung 18 übertragene Impulszug von der elektronischen Motorsteuerung 10 gelesen und bei 603 bestimmt, ob der gelesene Impuls ein VCT- oder CID-Impuls ist. Ist der Impuls ein VCT-Impuls, wird der den Impuls übertragende Zahn bei 604 identifiziert. Bei 605 wird das Zeitintervall zwischen dem PIP-Impuls und dem VCT-Impuls bestimmt und der die Stellung der Nocken 14 relativ zur Kurbelwelle 15 anzeigende, in Grad gemessene VCT-Winkel bestimmt. Bei 606 werden die VCT-Winkel der rechten und linken Zylinderreihe gespeichert und das Unterprogramm bei 607 verlassen. Wird bei 603 der VCT/CID-Impuls als ein CID-Impuls identifiziert, werden bei 609 und 610 das Kennzeichenbit FUEL_IN_SYNC und der Speicher SYNC_CTR gesetzt, gespeichert und das Unterprogramm bei 607 verlassen.
Die Fig. 7(a-d) zeigen die in Fig. 6 ausgeführten Schritte für die rechte Zylinderreihe eines Verbrennungsmotors genauer. Die Fig. 8(a-d) zeigen die in Fig. 6 ausgeführten Schritte für die linke Reihe eines Verbrennungsmotors detaillierter. Bei einem Reihenmotor mit ein oder zwei Nockenwellen werden, abhängig von einem entsprechend einem vorgegebenen, von bestimmten bekannten Merkmalen des Motors abhängigen Wert gesetzten Einstellungswert, entweder die Programme der Fig. 7(a-d) oder der Fig. 8(a-d) ausgeführt.
Bei 701 wird der VCT/CID-Eingang überprüft, ob eine Über­ tragung mit aufsteigender Flanke erfolgt ist und ein Kenn­ zeichenbit RCAM_HIGH = 1 gesetzt, um anzuzeigen, daß den VCT/CID-Sensor ein VCT- oder CID-Signal durchquert hat. Bei 704 wird ermittelt, ob der fragliche Motor ein Vierzylin­ derreihenmotor oder ein V-Motor mit 6 oder 8 Zylindern ist. Ist die konstante Einstellung NYMCYL = 4 und VCAMHP = 1, wird ein Kennzeichenbit CYL_FLG bei 705 auf 1 gesetzt, um einen Reihenmotor - anderenfalls bei 706 auf 0 gesetzt, um einen V-Motor anzuzeigen.
Bei 707 wird eine Kombination von drei Bedingungen überprüft, um zu ermitteln, ob der VCT-Winkel für einen Vierzy­ linderreihen- oder einen V-Motor zu berechnen ist. Ist VCAMHP = 1, CYL_FLG und RCAM_HIGH = 0, wird angezeigt, daß ein V- Motor vorliegt und falls ein PIP-Signal mit einem Hoch-Tief- Übergang aufgetreten ist, wird das Kennzeichenbit vct_flgl bei 708 auf 1 gesetzt, die Rechnerlogik der Fig. 7(b) ausgeführt und die Rechnerlogik der Fig. 7(c) umgangen. Anderenfalls wird der vct_flgl bei 709 auf 0 gesetzt und die Rechnerlogik der Fig. 7(c) für einen Reihenmotor ausgeführt.
Fig. 7(b) zeigt die nach dem Schritt 711 der Fig. 7(a) aus­ zuführenden Schritte für einen V-Motor. Fig. 7(c) zeigt die nach dem Schritt 710 der Fig. 7(a) auszuführenden Schritte für einen Reihenmotor. Die Schritte 721, 723 und 725 bein­ halten drei getrennte Gruppen Zustände, unter denen der Im­ puls in der VCT/CID Signalleitung 18 die Drehung eines VCT- Zahns an einem VRS-Sensor vorbei darstellt. Die Schritte 721 und 723 bestimmen, wann ein VCT-Impuls nach einem CID-Impuls auftritt. Schritt 721 ermittelt, wann ein VCT-Impuls einen PIP-Impuls nach einem Zylinderidentifikationszahn-Impuls auftritt (PIP_CID1 = 1 und VCT_PULSE = 0), Schritt 723 ermittelt, ob ein VCT-Impuls zwei PIP-Impulse nach einem Zylinderidentifikationszahn-Impuls auftritt (PIP_CID1 = 2 und VCT_PULSE = 0). Wenn PIP_CID1 = 1 (bei 721) oder = 2 (bei 723) und wenn vctflgl, CID1_SET und VCT_PULSE die Werte wie 721 oder 723 aufweisen, wird bei 722 der das Übergangszeitintervall Hoch-Niedrig einer Nockenphase für eine rechte Nockenreihe beinhaltende Speicher CAM_PH_TM auf den dem Wert des Speichers DATA_TIME entsprechenden Wert gesetzt, der die aktuelle von einer Echtzeituhr in der elektronischen Motorsteuerung 10 bestimmte Zeit beinhaltet, das Kennzeichenbit cid1 auf 0 gesetzt, wodurch angegeben wird, daß kein Zylinderidentifikationszahn-Impuls oder ein falsches Signal empfangen wurde und das Kennzeichenbit CID1_SET = 1 gesetzt, wodurch angegeben wird, daß der letzte erfaßte Impuls ein VCT-Impuls war.
Wenn die Tests bei 721 und 723 fehlschlagen, wird bei 725 getestet, ob der erfaßte Impuls ein VCT-Impuls nach einem VCT-Impuls ist. Wenn ja, wird bei 726 CAM_PH_TIME, cid1 und VCT_PULSE1 wie in Schritt 722 gesetzt. Wenn der Test bei 725 fehlschlägt, wird überprüft, ob der erfaßte VCT/CID-Impuls ein Zylinderidentifikations-Impuls ist. Wenn ja, wird der Schritt 728 ausgeführt und das Unterprogramm bei Schritt 732 verlassen. Wenn der Test bei 727 fehlschlägt, wird Schritt 729 zur Überprüfung des Kennzeichenbits vctflgl durchgeführt. Ist vctflgl bei Schritt 729 = 1, wodurch ein Hoch-Niedrig- Übergang beim VCT/CID-Impuls und ein V-Motor darstellt wird, ist beim VCT/CID-Impuls ein Fehler aufgetreten. Das Kennzeichenbit cid1 wird in Schritt 723 auf 1 gesetzt, um ein falsches Signal anzuzeigen. Daher wird in Fig. 7(d) kein VCT- Winkel berechnet.
Fig. 7(c) zeigt die durchzuführenden Schritte für einen Vierzylinderreihenmotor nach Schritt 710. Bei 741 wird ein Test durchgeführt, um den Status CYL_FLG und RVCT_LOC zu bestimmen. RVCT_LOC ist eine konstante Einstellung, die, wenn sie auf 1 gesetzt ist, ein Ausführen der Schritte für rechte Nocken bei einem Zylinderreihenmotor (Schritte in den Fig. 7(a-d) dargestellt) verhindert. Das Kennzeichenbit cid1 wird in Schritt 742 auf 1 gesetzt und in Fig. 7(d) kein VCT-Winkel berechnet.
Bei 743 werden verschiedene Zustände überprüft, ob der VCT/CID-Eingang ein VCT-Impuls war. Ist der Impuls als VCT- Impuls bestimmt worden, wird bei 744 CAM_PH_TM auf DATA_TIME und cid1 auf 0 gesetzt. Schlägt der Test bei 743 fehl, wird der VCT/CID-Impuls überprüft, ob er ein CID-Impuls ist, wenn ja, werden die Werte, wie bei 746 dargestellt, gesetzt und die in Fig. 7(d) gezeigten Schritte ausgeführt.
Fig. 7(d) zeigt die von der bevorzugten Ausführungsform durchgeführten Schritte, um den Drehwinkel der Nockenwelle 12 relativ zur Kurbelwelle 15 zu berechnen. Bei 751 wird das Kennzeichenbit RCAM_HIGH überprüft, das bei einem VCT- Übergang von Niedrig zu Hoch = 1 gesetzt wird, gleichzeitig mit den konstanten Einstellwerten VCAMHP und dem Kennzei­ chenbit cid1 überprüft und, wenn die Zustände den in 751 gezeigten Zuständen entsprechen, ein die Winkelposition in Grad des erfaßten VCT-Einganges in Bezug zum PIP-Impuls an­ zeigender Wert RCAM_A, wie bei 752 gezeigt, berechnet. Die Differenz zwischen CAM_PH_TM und LAST_HI_PIP stellt das Zeitintervall zwischen dem Auftreten des VCT-Impulses und dem Auftreten des PIP-Impulses dar. Das den Zeitabschnitt zwischen zwei nebeneinanderliegenden, aufsteigenden Flanken des PIP-Impulses darstellende DT12S repräsentiert von jetzt an die Winkelgeschwindigkeit des Motors und NUMCYL reprä­ sentiert die Zylinderzahl des Motors. Das Zeitintervallver­ hältnis wird zur Umwandlung in eine Winkelposition der Kur­ belwelle mit 720° multipliziert. Das Resultat wird dann zu RCAM_IN addiert, der die laufende Summe der erfaßten VCT- Eingänge in Beziehung zu den PIP-Impulsen der Winkelposi­ tionen in Grad darstellt. Der die Anzahl der VCT-Impulse der rechten Zylinderreihe beinhaltende Speicher NCAM_T wird um ein Inkrement erhöht; Kennzeichenbit RCAM_INT zeigt dann, wenn es auf Null gesetzt ist, an, daß die Übertragung eines VCT/CID-Impulses der rechten Zylinderreihe vollständig erfolgt ist und der VCT-Winkel nicht berechnet wurde. RCAM_INT wird automatisch durch das Unterbrechungsunterpro­ gramm bei jeder Übertragung des VCT-CID-Impulses gesetzt.
Schlägt der Test bei 751 fehl, werden bei 753 die darge­ stellten Zustände überprüft, war der Test erfolgreich, d. h. daß ein Übergang von Niedrig zu Hoch beim VCT/CID-Impuls oder ein falsches Signal angezeigt wurde, wird kein VCT-Winkel berechnet und der RCAM_INT bei Schritt 754 auf 0 gesetzt. Bei 755 wird NCAMT mit einer Konstanten NACT verglichen, die die Anzahl VCT-Übergänge, bei denen eine Winkelposition der rechten Nockenwelle für die Verwendung durch die elektronische Motorsteuerung 10 berechnet wird, entspricht. War der Test bei 755 erfolgreich, wird bei 756 ein die Winkelposition der rechten Nockenwelle entsprechender Wert RCAM, wie gezeigt, berechnet, RCAM_IN und NCAM_T auf 0 gesetzt. Wenn der Motor ein V-Motor ist, werden die in den Fig. 8(a) bis 8(d) gezeigten Schritte dann für die linke Zylinderreihe durchgeführt.
Die in den Fig. 8(a) bis 8(d) gezeigten Schritte gleichen den zuvorbeschriebenen Schritten. Die in den Fig. 8(a) bis 8(d) gezeigten Schritte ähneln den in den Fig. 7(a) bis 7(d) gezeigten. Die Fig. 8(a) bis 8(d) sind mit den Fig. 7(a) bis 7(d) identisch, außer daß die unten aufgeführten Größen zu ersetzen sind:
Rechte Nockenwelle
Linke Nockenwelle
RCAMHIGH
LCAMHIGH
vctflg vctflg2
PIPCID1 PIPCID2
CID1SET CID2SET
VCTPULSE VCTPULSE2
CAMPHTM CAMPHTM1
cid1 cid2
vctflg1 vctflg2
CID1FAIL CID2FAIL
RVCTLOC LVCTLOC
RCAMHIGH LCAMHIGH
RCAMA LCAMA
RCAMIN LCAMIN
NCAMT NCAMT1
RCAMINT LCAMINT
RCAM LCAM
RCAMOFF LCAMOFF
Ferner wird in Fig. 8(b) bei 825 die Variable SYNC_CTR mit konstantem CID2_LOC verglichen, um den CID-Zahn der linken Zylinderreihe zu lokalisieren. CID2_LOC ist eine Einstell­ wert, der einem bestimmten Motorzylinder entspricht. Sind alle drei Abfragen bei Schritt 825 den Voraussetzungen ent­ sprechend wahr, wird der VCT/CID-Impuls als VCT-Impuls klassifiziert und Schritt 826 ausgeführt. Bei 827 wird ein ähnlicher Vergleich ausgeführt, um den CID-Impuls für die linke Zylinderreihe zu bestimmen, bei 828 wird SYNC_CTR = CID2-LOC gesetzt, anders als bei 728 in Fig. 7(b), bei der es auf 0 gesetzt wird.
Selbstverständlich sollen die hier beschriebenen, speziellen Vorrichtungen und Verfahren lediglich den Grundgedanken der Erfindung erläutern. Viele Änderungen des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtungen sind möglich, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (20)

1. Variable Nockeneinstellvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch
  • - eine verstellbare Nockenwelle (12) mit mehreren Nocken, die sich mit einem variablen Winkel der Nocken zu einer Kurbelwelle (15) dreht;
  • - Mittel zum Ändern der Winkelposition der Nockenwelle (12) zur Kurbelwelle (15); und
  • - Mittel zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle (12) zur Kurbelwelle (15).
2. Variable Nockeneinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle (12):
  • - ein auf der Nockenwelle (12) angeordnetes Impulsgeberrad (13) mit mehreren Zähnen;
  • - erste Sensormittel (17) zur Erzeugung eines Motorzu­ standssignals, das eine erste die Umdrehungsgeschwindig­ keit der Motordrehzahl angebende Impulsfolge aufweist;
  • - zweite, vom Impulsgeberrad (13) angesprochene Sensormit­ tel (20) zur Erzeugung eines Nockenpositionssignals, das eine zweite Impulsfolge aufweist, bei der jeder Impuls durch das sich um einen durch die Position der Zähne be­ stimmten, vorgegebenen Winkel drehende Impulsgeberrad (13) erzeugt wird, wobei die Mittel die die Winkelposi­ tion der Nockenwelle (12) entsprechend der ersten und zweiten Impulsfolge bestimmen; und
  • - Mittel zur Lokalisierung eines vorgegebenen Zylinders des Motors, entsprechend der ersten und zweiten Impuls­ folge aufweisen.
3. Variable Nockeneinstellvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Lokalisierung eines vorgegebenen Zylinders des Motors den Zustand des vorgegebe­ nen Zylinders während der Drehung von drei sich an den zwei­ ten Sensormitteln vorbeibewegenden Zähnen bestimmen lokali­ sieren.
4. Variable Nockeneinstellvorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Win­ kelposition der Nockenwelle (12) ferner Mittel aufweisen, die die Anzahl der Pulse der ersten Impulsfolge zählen, die zwi­ schen den Pulsen der zweiten Impulsfolge auftreten.
5. Variable Nockeneinstellvorrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Lokalisierung eines vorgegebenen Zylinders Mittel aufweisen, die die Anzahl Pulse der ersten Impulsfolge zählen, die zwischen den Pulsen der zweiten Impulsfolge auftreten.
6. Variable Nockeneinstellvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Impulsgeberrad (13) fünf Zähne aufweist.
7. Variable Nockeneinstellvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Impulsgeberrad (13) drei Zähne aufweist.
8. Variable Nockeneinstellvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Impulsgeberrad (13) vier Zähne aufweist.
9. Kombination eines Verbrennungsmotors mit mehreren, in ei­ ner vorgegebenen Reihenfolge zündenden Zylindern und einer verstellbare Nockenwelle (12) mit mehreren Nockenerhe­ bungen, gekennzeichnet durch:
  • - ein auf der Nockenwelle (12) angeordnetes Impulsgeberrad (13) mit mehreren Zähnen;
  • - ein durch die Winkeldrehung des Impulsgeberrades (13) angeregter Nockenpositionssensor zur Erzeugung eines zweiten, die Winkelposition der Nockenwelle (12) ange­ bende Impulsfolgen aufweisenden Impulszuges;
  • - einen Motorzustandssensor zur Erzeugung eines ersten, der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors entsprechende Impulsfolgen aufweisenden Impulszuges; und
  • - eine variable Nockenerfassungsvorrichtung, die:
    • - Mittel zur Lokalisierung des Zustands des Zylinders aus dem ersten und zweiten Impulszug;
    • - durch den ersten und zweiten Impulszug anregbare Mittel zur Bestimmung des Zeitintervalls zwischen den Impulsen des ersten und zweiten Impulszuges; und
    • - durch die Zeitdauer anregbare Mittel zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle (12).
10. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulsgeberrad (13) drei Zähne aufweist, die um einen je­ weiligen Winkel von 90°, 90° und 180° zueinander versetzt an­ geordnet sind.
11. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulsgeberrad (13) vier Zähne aufweist, die um einen je­ weiligen Winkel von 60°, 60°, 120° und 120° zueinander ver­ setzt angeordnet sind.
12. Kombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Impulsgeberrad (13) fünf Zähne aufweist, die um einen je­ weiligen Winkel von 45°, 45°, 90°, 90° und 90° zueinander versetzt angeordnet sind.
13. Kombination nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor vier Zylinder aufweist.
14. Kombination nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor sechs Zylinder aufweist.
15. Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor vier Zylinder aufweist.
16. Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor acht Zylinder aufweist.
17. Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition der Nocken­ welle in einem Verbrennungsmotor mit einer verstellbaren Noc­ kenwelle, gekennzeichnet durch:
  • - Erzeugen eines der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors entsprechende erste Impulsfolge aufweisenden Motorzu­ standssignals;
  • - Erzeugen eines der Drehung der Nockenwelle um einen vor­ gegebenen Winkel entsprechende Impulsfolge aufweisenden Nockensensorsignals; und
  • - Berechnen der Winkelposition der Nockenwelle (12) als Funktion des Verhältnisses bestimmter Impulse der ersten Impulsfolge und bestimmter Impulse der zweiten Impuls­ folge zueinander.
18. Verfahren nach Anspruch 17, ferner gekennzeichnet durch Lokalisieren eines zuerst zündenden Zylinders einer vorgege­ benen Zylinderzündfolge während der ersten Nockenwellenumdre­ hung.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Winkelposition der Nockenwelle, den Schritt der Berechnung der Winkelposition der Nockenwelle als Funktion des Zeitintervalls zwischen bestimmten Impulsen der ersten Impulsfolge und bestimmten Impulsen der zweiten Im­ pulsfolge aufweist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Berechnung der Winkelposition der Nockenwelle ferner:
  • - Erfassen der Impulse des Motorzustandssignales;
  • - Erfassen der Impulse des Nockensensorsignals; und
  • - Bestimmen der Nockenwellenposition durch Erfassen einer vorgegebenen Anzahl von Motorzustandssignal-Impulsen pro auftretendem Nockenwellensensorsignal-Impuls aufweist.
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