DE60211922T2 - Architektur einer elektronischen Vorrichtung zum Ermitteln der Betriebsphase einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Architektur einer elektronischen Vorrichtung zum Ermitteln der Betriebsphase einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtungsarchitektur zum automatischen Bestimmen der Betriebsphase eines Innenverbrennungsmotors oder einer Innenverbrennungsmaschine.
  • Insbesondere, aber nicht darauf beschränkt, betrifft die Erfindung eine Vorrichtung des zuvor erwähnten Typs, die an einen Viertaktmotor mit Direkteinspritzung mit automatischer Bestimmung der Antriebswellenwinkelposition und der Motorbetriebsphase angewandt wird. Die nachfolgende Beschreibung, die dieses Gebiet der Anwendung abdeckt, dient nur zur Einfachheit der Erläuterung.
  • Stand der Technik
  • Wie es auf diesem technischen Gebiet gut bekannt ist, ist die Verwendung von elektronischen Einheiten zum Verwalten bzw. Steuern der Einspritzung in modernen Automobilmotoren nunmehr allgemeine Praxis. Ein Beispiel dafür wird durch die Europäische Patentanmeldung 01830645.6 des gleichen Anmelders bereitgestellt.
  • Ihre Verwendung ist notwendig geworden, um bestimmte Motorparameter unter Kontrolle zu halten, damit die Motoremissionen innerhalb der engen Grenzen gebracht werden können, die durch das Gesetz in vielen der industrialisierten Staaten festgesetzt sind.
  • Um diesem einschränkenden Gesetz zu entsprechen, erhöhen die führenden Automobilfirmen die Produktion der Direkteinspritzmotoren, damit die Verschmutzungen, die in die Umwelt freigegeben werden, vermindert werden können und damit die Eigenschaft bzw. Leistungsfähigkeit der Motoren verbessert werden kann. Diese Motoren benötigen jedoch ein komplizierteres und aufwendiges Steuersystem.
  • Kürzlich eingeführte Vielfacheinspritzsysteme, worin die Parameter, die gesteuert werden sollen, durch engere Spezifikationen der Zeit charakterisiert sind, machen die Verwendung einer bestimmten Anzahl von unterschiedlichen Sensortypen notwendig, deren Signale immer durch Stromsteuereinheiten verarbeitet werden.
  • Diese Einheiten, die allgemein als ECUs (Electronic Control Units = elektronische Steuereinheiten) bekannt sind, müssen deshalb Steuerfunktionen erhöhter Komplexität bereitstellen, wie sie zum Beispiel in dem japanischen Patent Nr. JP 57101903 beschrieben sind, das sich auf eine elektronische Vorrichtung für ein betriebssicheres System bezieht.
  • Auf dem Automobilindustriegebiet ist es allgemeine Praxis, ECUs zu verwenden, die mit einem Coprozessor vom TPU-Typ (TPU = Time Processor Unit = Zeitverarbeitungseinheit) ausgestattet sind, der derart aufgebaut ist, dass er Signale verarbeiten kann, die von einem Sensor eines phonischen Antriebswellenrades und von einem Sensor eines phonischen Nockenwellenrades ausgegeben werden, wobei all dies auf die Bestimmung der Winkelposition der Antriebswelle und die Bestimmung der Betriebsphase des Motors abzielt. Ein Beispiel ist in dem US-Patent Nr. 5,548,995 beschrieben, das ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren der Winkelposition einer Nockenwelle mit variabler Position betrifft.
  • Eine Menge Parameter müssen berücksichtigt werden, um den Einspritzvorgang unter der Steuerung einer ECU oder einer TPU am besten ausführen zu können. Dies umfasst eine enorme Rechenlast sowohl für die ECU als auch für die TPU.
  • Tatsächlich müssen diese beiden Einheiten eine große Anzahl von Signalen verwalten, die unterschiedliche Prioritätswerte haben. In allen Fällen müssen diese Signale durch eine Softwareroutine verwaltet werden, die durch Interrupt-Signale bzw. Unterbrechungssignale aktiviert wird, wenn es die ECU betrifft, und die durch das Auftreten bestimmter Ereignisse aktiviert wird, wenn es die TPU betrifft.
  • In jedem Fall ist ein Unterschied zwischen einer vorgesehenen Idealzeit für die Einspritzung und der tatsächlichen Zeit vorhanden, wenn die Einspritzung tatsächlich ausgeführt wird. Dies ergibt eine unrichtige Verbrennung, die eine größere Menge an Verschmutzungen erzeugt, als beabsichtigt ist.
  • Das zugrunde liegende, technische Problem dieser Erfindung besteht darin, eine elektronische Vorrichtung zum automatischen Bestimmen der Betriebsphase eines Motors bereitzustellen, wobei diese Vorrichtung geeignete strukturelle und funktionelle Merkmale derart haben sollte, dass eine automatische Berechnung dieser Betriebsphase durch ein direktes Analysieren des Signals von dem phonischen Nockenwellenzahnrad ermöglicht wird.
  • Überblick über die Erfindung
  • Die Lösungsidee, auf der die Erfindung basiert, besteht darin, einen Hardware-Modul bereitzustellen, der als eine periphere Einheit für die ECU verwendet werden kann, sodass die Berechnungslast reduziert werden kann. Dieser Hardware-Modul hat die Aufgabe des Berechnens der Betriebsphase des Motors, indem er das Signal von einem Sensor des phonischen Rads einer Motornockenwelle analysiert.
  • Kurz gesagt ist die Lösungsidee der Erfindung, die ECU kontinuierlich vom Überwachen des Signals von dem phonischen Rad der Nockenwelle zu befreien, um die Berechnungslast der ECU zu reduzieren und um das Verarbeiten der Signale zu ermöglichen, die von einer Vielzahl von phonischen Rädern ausgegeben werden, die weit verbreitet auf dem Automobilsektor eingesetzt werden. Dies ermöglicht, dass die ECU eine Anzahl verschiedener Motoren bedienen kann.
  • Auf der Basis dieser Lösungsidee wird das technische Problem durch eine elektronische Vorrichtung zum automatischen Bestimmen der Betriebsphase eines Innenverbrennungsmotors, wie vorstehend angegeben wurde, gelöst und wie in dem angehängten Anspruch 1 definiert ist.
  • Die Merkmale und Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform davon ersichtlich, die nach Art eines nichtbeschränkenden Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angegeben wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch einen Einspritzmotor, der mit einer elektronischen Vorrichtung zum Bestimmen der Motorbetriebsphase gemäß der Erfindung verbunden ist;
  • 2 ist eine schematische Detailansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 3 zeigt schematisch ein Digitalsignal, das von einem phonischen Rad ausgegeben wird, das mit einer Motornockenwelle verbunden ist, die mit dem Digitalsignal gekoppelt ist, das von dem phonischen Rad ausgegeben wird, welches mit der Antriebswelle verbunden ist;
  • 4 ist ein Diagramm einer Zustandsmaschine, die den Betrieb der Vorrichtung von 2 erläutert;
  • 5 und 6 zeigen in ihren relevanten Diagrammen mit einer gemeinsamen Zeitbasis eine Serie von Digitalsignalen, die durch die Vorrichtung von 2 erzeugt werden und die die Betriebsphase des Motors in Verbindung mit dem Signal des phonischen Rades der Nockenwelle und dem Signal des phonischen Rades der Antriebswelle anzeigen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen wird die Architektur bzw. der Aufbau einer elektronischen Vorrichtung, die die Erfindung verkörpert, im Überblick mit 1 in schematischer Form gezeigt. Diese elektronische Vorrichtung ist nützlich zum Bestimmen der Betriebsphase einer Maschine oder eines Motors 2, spezifisch, aber nicht darauf beschränkt, eines Viertaktmotors mit Direkteinspritzung und mit automatischer Bestimmung der Antriebswellenwinkelposition und der Betriebsphase. Der Motor 2 weist eine Antriebswelle 3 in Kombination mit einem phonischen Rad 9 und eine Nockenwelle 4 auf, die mit dem phonischen Rad 7 verbunden ist.
  • Die Vorrichtung 1 ist mit einer ECU verbunden, die nicht gezeigt ist, da sie vom gleichen Typ wie die ECUs ist, die herkömmlich in Automobilanwendungen zum Steuern dieses Typs von Motorzündung und/oder Einspritzung verwendet wird. Die Vorrichtung 1 ist in 1 durch den Block "Nockenwellenverwalter" wiedergegeben.
  • Die Vorrichtung 1 hat den primären Zweck, dass sie die ECU von der Überwachung der Motorbetriebsphase entlastet.
  • Die Vorrichtung 1 hat die Aufgabe des Verarbeitens elektrischer Signale, die die Motorbetriebsphasen angeben. Der Vorrichtung 1 wird ein Signal von einem Sensor 8 eines phonischen Rades 7 eingegeben, das rotationsmäßig starr mit einer Nockenwelle 1 des Motors 2 verbunden ist.
  • Die Betriebsphasen eines Viertakters sind durch die Bewegung des Kolbens in dem Zylinder, die durch die Antriebswelle 3 verwaltet bzw. gesteuert wird, und durch die Position der Ventile charakterisiert, die von der Nockenwelle 4 verwaltet bzw. gesteuert werden. Der Kolben bewegt sich zu dem Motor, wobei alle Ventile geschlossen sind (Kompressionsphase oder Kompressionstakt) und wobei das Auslassventil geöffnet ist (Ausstoßphase). Die entgegengesetzte Bewegung des Kolbens findet entweder mit allen Ventilen geschlossen (Verbrennung/Expansionsphase oder Leistungstakt) oder mit dem Einlassventil geöffnet (Einlassphase bzw. Ansaugphase) statt. Innerhalb einer Drehung der Antriebswelle vervollständigt der Kolben sowohl eine Bewegung in Richtung des Kopfes als auch entgegengesetzt, da seine Verbindung mit der Antriebswelle durch eine Verbindungsstange eingerichtet ist. Zur gleichen Zeit vervollständigt die Nockenwelle eine halbe Drehung, um die Ventile, wie geeignet, zu steuern.
  • Das Drehverhältnis zwischen der Nockenwelle und der Antriebswelle ist somit 1:2, Die Timing-Dauer der Einspritzung, die ausgeführt werden soll, liegt zwischen der Kompressionsphase und der Verbrennung/Expansionsphasen und entspricht einer Antriebswellendrehung. Um diese Dauer identifizieren zu können, ist die Nockenwelle 4 mit einem phonischen Rad 7 versehen, das eine vorgegebene Anzahl von Zähnen hat, die an dem Umfang des Rades 7 angeordnet sind. Da die Zähne keine Standardverteilung haben, kann die Vorrichtung 1 programmiert werden, indem das spezielle Profil des phonischen Nockenwellenrades 4 gespeichert wird.
  • Dieses Signal wird der Vorrichtung 1 zusammen mit einem Signal eingegeben, das die Antriebswellenwinkelposition angibt. Aus der Ausführung dieses Signals erzeugt die "Nockenwellenverwalter"-Vorrichtung 1 ein Phasensignal, das für jede Drehung des phonischen Rades 7 geeignet ist.
  • Kurz gesagt, stellt die Erfindung einen Hardware-Modul bereit, dem sowohl ein Signal von einem Sensor 8 des phonischen Rades 7 der Nockenwelle 4 als auch ein Signal eingegeben werden, das die Antriebswellenwinkelposition angibt, und der eine Serie von Signalen ausgibt, aus denen die Betriebsphase des Motors erhalten werden kann, wenn ein Referenzpunkt gegeben wird.
  • Die Vorrichtung 1 kann sich auch in der Nähe der Steuereinheiten befinden, die an Motoren mit variabler Zeitsteuerung angeordnet sind, da die Module innerhalb der Vorrichtung programmiert werden können, indem die gewünschte Zeitänderung zwischen dem Nockenwellensignal und dem Antriebswellenwinkelpositionssignal eingefügt wird.
  • Ein grundlegendes Diagramm in 1 erläutert, wie die Erfindung angewandt wird. 3 zeigt das Signal, das von dem Sen sor des phonischen Antriebswellenrades erzeugt wird, im Vergleich zu dem Signal von dem phonischen Nockenwellenrad. Es ist aus 3 ersichtlich, wie sich das Profil des Nockensignals für zwei hintereinander folgende Rotationen der Antriebswelle ändert.
  • Die Hauptfunktion der "Nockenwellenverwalter"-Vorrichtung 1 besteht darin, die Motorbetriebsphase durch Analysieren des Signals des phonischen Rades bezüglich der Antriebswellen-Winkelrotation zu erkennen.
  • Die "Nockenwellenverwalter"-Vorrichtung 1 umfasst drei Module 5, 6 und 10, die auch als "dec_camma", "cams_shaft" und "pend_camma" bezeichnet werden, deren Verbindungen in 2 gezeigt sind.
  • Der "dec_camma"-Modul 5 führt die Aufgabe durch, eine Standardschnittstelle für den Controller bzw. die Steuereinheit der ECU derart bereitzustellen, dass die Steuereinheit selbst die "Nockenwellenverwalter"-Vorrichtung 1 verwalten bzw. steuern kann. Diese Steuerung wird ausgeführt, indem der Wert eines Satzes von internen Registern des "dec_camma"-Moduls 5 geeignet gesetzt wird.
  • Die Werte dieser Register geben die Konfigurationsparameter des zweiten "cams_shaft"-Moduls 6 wieder, der das Herz des gesamten Systems bildet. Während einer normalen Betriebsphase erzwingt der Modul 6 die Werte eines zweiten Satzes von Registern innerhalb des ersten "dec_cam"-Moduls 5, aus denen der interne Zustand und die Ergebnisse des zweiten "cams_shaft"-Moduls 6 gefunden werden können.
  • Ein allgemeines Diagramm der Hardware-Architektur der Vorrichtung 1 ist in 2 gezeigt.
  • Tabelle 1 unten zeigt die I/O-Eingangs- und Ausgangssignale der Vorrichtung 1.
  • Tabelle 1:
    Figure 00090001
  • Der Satz aus den Signalen lock_cam, cam_phase und rec_out ermöglicht immer, die Motorbetriebsphase in Verbindung mit der Antriebswellenposition zu finden, die als tooth_num bezeichnet wird, Das Signal teeth_cnt wird erzeugt, um die Antriebswellenwinkelposition in Verbindung mit einer vollständigen Drehung der Nockenwelle anzugeben; wie tooth_num ist es ein Zähler der Zähne des phonischen Antriebswellenrades, mit der Aus nahme, dass es alle zwei Antriebswellendrehungen zurückgesetzt wird.
  • Der dritte "pend_camma"-Modul 10 funktioniert derart, dass er eine Unterbrechung bzw. einen Interrupt für die Steuereinheit der Einspritzeinheit des Motors erzeugt, sobald die Fehlersignale, die von der "Nockenwelle" erzeugt werden, eingegeben werden. Gleichzeitig mit der Erzeugung der Unterbrechung wird das relevante, interne Register von "dec_camma" gesetzt und daraus kann der Fehlertyp, der von "cams_shaft" erzeugt wird, herausgefunden werden.
  • Die gesamte Architektur 1 ist strukturell unabhängig und kann als eine integrierte Schaltung auf einer Tragplatte bzw. Leiterplatte und Standardbusverbindung ausgebildet sein. Der Motor ECU kann auch auf dem Board bzw. der Platte Platz finden.
  • Natürlich gibt es keinen Grund dafür, dass die Module 5, 6 und 10, die Vorrichtung 1 und die ECU nicht in einer gemeinsamen, integrierte Schaltung der System-auf-Chipart ausgebildet werden, wobei sie ihre betriebliche Unabhängigkeit aufrechterhalten.
  • Die Tabelle 2 unten zeigt die Register, die in dem ersten "dec_camma"-Modul 5 vorgesehen sind und die mittels einer Standardschnittstelle gelesen und/oder geschrieben werden können:
  • Tabelle 2
    Figure 00100001
  • Figure 00110001
  • Figure 00120001
  • Der zweite "cams_shaft"-Modul 6 funktioniert derart, dass die Motorbetriebsphase gefunden wird und dass sie geeignet in Verbindung mit der Winkelposition der Antriebswelle 3 signalisiert wird. Die Phase wird durch Überwachen des Signals von dem Nockenwellensensor 8 (cam_signal) und des Signals ermittelt, das die Antriebswellenwinkelposition angibt (tooth_num).
  • Ein Beispiel des Nockenwellensignals, das mit dem Antriebswellensignal verknüpft ist, ist in 3 gegeben. Das Signal fonica_signal ist das Signal, das von dem Sensor des phonischen Antriebswellenrades erzeugt wird. In dem Beispiel von 3 hat das phonische Antriebswellenrad 9 zehn Zähne und zwei Löcher. Die Verteilung der Zähne des phonischen Rades 7 der Nockenwelle 4 erzeugt eine unterschiedliche Anzahl von Impulsen für die zwei Antriebswellendrehungen, die sich auf die Drehung der Nockenwelle beziehen.
  • Der dritte "pend_camma"-Modul 10 funktioniert derart, dass ein Interruptsignal für die Steuereinheit der ECU erzeugt wird.
  • Kurz gesagt funktioniert der dritte "pend_inter"-Modul 10 derart, dass ein Interruptsignal für die Steuereinheit der ECU erzeugt wird, wenn ein Signal in den "dec_camma"-Modul 5 eingegeben wird, das den Typ des Fehlers angibt, der aufgetreten ist. Der Modul 10 wiederum erzeugt ein Signal für den Modul 5, um das "anhängige" Register geeignet zu setzen, aus dessen Lesung die ECU-Steuereinheit dann den Fehlertyp derart identifiziert, dass die Aktion, die entsprechend ausgeführt werden soll, beschlossen werden kann.
  • Es wird nun der Betrieb des "cams_shaft"-Moduls 6 genauer betrachtet.
  • Die eingegebenen "cams_shaft"-Signale sind jene, die in Tabelle 2 unter dem "Ausgang-zu-"cams_shaft""-Abschnitt gezeigt sind, plus die camsignal, lock_f-Signale und die tooth_num-Signale, die unter den Eingangssignalen für die "Nockenwellenverwalter"-Vorrichtung 1 gezeigt sind. Die Ausgangssignale sind jene, die in Tabelle 2 unter dem "Eingang-von-"cams_shaft""-Abschnitt gezeigt sind, plus das Alarm- bzw. alert-Signal, das den Typ des Fehlers angibt, der wahrscheinlich auftritt.
  • In 4 ist die Zustandsmaschine 11 gezeigt, die das Verhalten des "cams_shaft"-Moduls 6 beschreibt.
  • Der Anfangszustand der Zustandsmaschine 11 wird als "Leerlauf" bezeichnet und wird erreicht, wenn das System gestartet und/oder zurückgesetzt wird. Durch Aktivieren des start-Signals tritt die Zustandsmaschine in den "Warten-x-Sperre"-Zustand (Übergang T_1) ein und wartet auf die Aktivierung des lock_f-Signals, das angibt, dass das tooth_num-Signal die richtigen Antriebswellenwinkelpositionswerte zuführt.
  • Wenn das lock_f-Signal aktiviert wird bzw. ist, tritt die Zustandsmaschine in den "check_cm"-Zustand (Übergang T_2) ein, wo die Motorbetriebsphase gefunden wird.
  • Dies wird durch simultanes Analysieren der mem_cam_changes1-profile1-Tabelle und der mem_cam_changes2-profile2-Tabelle gemäß dem Wert des tooth_num-Signals in jedem Moment analysiert. Beispielhaft sind die vorstehenden Tabellen wie folgt definiert:
  • Tabelle 3
    Figure 00140001
  • Figure 00150001
  • Die Tabelle für die Phase 0 enthält die Übergänge des cam_signal-Signals während der ersten Antriebswellendrehung und die Tabelle für die Phase 1 enthält die Übergänge des cam_signal-Signals während der zweiten Antriebswellendrehung.
  • Die Werte der Spalten, die als mem_cam_changes1 und als mem_cam_changes2 angegeben sind, sollen in aufsteigender Reihenfolge eingegeben werden. Das phonische Rad der Antriebswelle 3, das in dem Beispiel von 1 betrachtet wird, hat 12 Zähne (zwei von ihnen fehlen, um die Referenz zu markieren). Wie es bekannt ist, führt das Rad für jede Drehung der Nockenwelle 4 zwei Drehungen aus, sodass zwölf von der Zahl abgezogen werden muss, die in mem_cam_change2 angegeben wird, um den richtigen Zahn identifizieren zu können, vorausgesetzt, dass das tooth_num-Signal Zahlen von eins bis zwölf angibt.
  • Zwei Zeiger (pointer) geben immer das Objekt an, das in jeder Tabelle gemäß dem momentanen Wert des tooth_num-Signals überprüft werden muss. Von dem Übergang zu dem "check_cm"-Zustand werden die beiden Zeiger, die das erste Objekt in jeder Tabelle angeben, derart aktualisiert, dass sie auf das erste Objekt zeigen, das eine Zahnzahl enthält, die größer oder gleich zu jener ist, die durch das tooth_num-Signal angegeben wird.
  • Bei jeder Änderung des tooth_num-Signals an beiden Tabellen parallel wird es kontrolliert, ob das Objekt, auf das durch den Wert des momentanen Zeigers gezeigt wird, den Wert enthält, der durch tooth_num angegeben wird. Wenn dies der Fall ist, wird weiterhin überprüft, ob das Objekt, auf das der andere Zeiger zeigt, nicht den gleichen Zahnzahlwert enthält (addiert zu der Gesamtzahl der Zähne und Löcher) oder, wenn das der Fall ist, ob es nicht den gleichen Übergangswert enthält.
  • Wenn die vorstehende Bedingung überprüft worden ist, tritt die Zustandsmaschine 11 in den "gesperrten" Zustand ein (Übergang T_3), ansonsten wird der "check_cm"-Zustand aufrechterhalten, bis die Bedingung erfüllt wird. In dem "gesperrten" Zustand wird kontinuierlich überprüft, ob die Übergänge des cam_signal-Signals korrekt und zu den Zeitpunkten hintereinander folgen, die in den Tabellen gespeichert sind. Der Prozess wird von der Tabelle aus, die den Übergang in den "gesperrten" Zustand von dem "check_cm"-Zustand aus verursacht hat, abwechselnd zwischen den beiden Tabellen fortgesetzt, um das gespeicherte Profil verfolgen zu können.
  • In diesem Zustand kann ein Filtervorgang zum Sortieren auch bezüglich des cam_signal-Signals unter Verwendung des delta-Signals ausgeführt werden, das die Weite eines Intervalls um die Zahnzahl herum angibt, wo der Übergang erwartet wird. Der Übergang zu dem "diff"-Zustand (Übergang T_4) tritt auf, wenn innerhalb des Zeitfensters, das überprüft wird, das cam_signal-Signal nicht das Profil verfolgt, das in den Tabellen gespeichert ist.
  • In diesem Fall wird der Wert von tooth_num, bei dem der Fehler aufgetreten ist, angegeben. In diesem "diff"-Zustand wird es angegeben, dass die Phase nicht länger geeignet verfolgt werden kann und dass die Zustandsmaschine zurück in den "Leerlauf"-Zustand (Übergang T_5) geht. Während des Verbleibens in dem "gesperrten" Zustand, wird die Motorphase durch das cam_phase-Signal, wie in 5 gezeigt ist, angegeben.
  • Ein weiteres Merkmal des "cams-shaft"-Moduls besteht darin, dass ein Nockenwellensignal aus dem rec_out-Ausgangssignal, wobei das willkürliche Profil in der profiler-Tabelle und der mem_cams_r-Tabelle gespeichert ist, in Relation zu dem tooth_num-Signal erhalten werden kann. Ein Beispiel wird in der nachfolgenden Tabelle 4 angegeben, wo das Signal, das mit rec_out angegeben ist, das nachfolgende Profil hat:
  • Tabelle 4
    Figure 00170001
  • Dank der Merkmale, die vorstehend beschrieben worden sind, kann die Vorrichtung 1 in jedem Motortyp angewandt werden, der mit einem phonischen Nockenwellenrad ausgestattet ist, und kann an jeden Typ von phonischen Rädern angepasst werden, die in der Automobilindustrie eingesetzt werden.
  • All dies ist dank der weitgehenden Konfigurierfähigkeit der Parameter der Module 5, 6 und 10 möglich, die dafür sorgen, dass die Vorrichtung der Erfindung soweit flexibel und wiederverwendbar in unterschiedlichen Anwendungen wie möglich ist.

Claims (9)

  1. Elektronische Vorrichtungsarchitektur zum Bestimmen der Betriebsphase eines Innenverbrennungsmotors (2), die von dem Typ ist, der aufgebaut ist, mit einer elektronischen Motorsteuereinheit (ECU) zusammenzuarbeiten, und die ein Signal (cam_signal) empfängt, das von einem Sensor (8) eines phonischen Rades (7) ausgegeben wird, das mit einer Nockenwelle (4) des Motors (2) verbunden ist, und die aufweist: einen ersten I/O-Schnittstellenmodul (5), der eine Vielzahl von Registern enthält und Signale von der Motorsteuereinheit (ECU) empfängt; einen zweiten Modul (6), der bidirektional mit dem ersten Modul (5) verbunden ist und der das Signal (cam_signal) empfängt, das von dem Sensor (8) ausgegeben wird, um eine Referenz der Nockenwelle (4) zu erkennen und um die Betriebsphase des Motors (2) bereitzustellen; einen dritten Modul (10), der mit dem ersten Modul (5) und dem zweiten Modul (6) verbunden ist und der ein Unterbrechungssignal (interrupt_cam) an die Motorsteuereinheit (ECU) gemäß einem Fehlersignal ausgibt, das von dem zweiten Modul (6) zugeführt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin auf die Register des ersten Moduls (5) beim Lesen und beim Schreiben von der Einheit (ECU) über eine Standardschnittstelle zugegriffen werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Erkennung der Referenz der Nockenwelle (4) und die nachfolgende Berechnung der Betriebsphase des Motors (2) in dem zweiten Modul (6) durch kontinuierliches Überwachen des Signals (cam_signal) von dem Sensor (8) des phonischen Rades (7) und auf der Basis eines Satzes von Signalen (lock_cam, cam_phase, rec_out), die in den Registern des ersten Moduls (5) gespeichert sind, in Verbindung mit einem zweiten Signal (tooth_num) ausgeführt werden, das eine Winkelposition eines phonischen Rades (9) einer Antriebswelle (3) des Motors (2) angibt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin ein zweiter Satz von Registern innerhalb des ersten Moduls (5) Daten über einen internen Zustand und Berechnungsergebnisse des zweiten Moduls (6) enthält.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin, sobald ein Unterbrechungssignal erzeugt wird, ein relevantes, internes Register des ersten Moduls (5) auch aktualisiert wird, aus dem der Fehlertyp gefunden werden kann, der durch den zweiten Modull (6) verursacht wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin der zweite Modul (6) ständig die Impulse des Signals (cam_signal) von dem Sensor (8) überprüft, die Betriebsphase des Motors (2) berechnet und wie eine Zustandsmaschine (11) arbeitet, die einen Prüfzustand aufweist, worin die Betriebsphase des Motors (2) auf der Basis einer Tabelle, die das Profil des phonischen Rades (9) der Antriebswelle (3) mit dem Profil des phonischen Rades (7) der Nockenwelle (4) korreliert, und der Position (tooth_num) der Antriebswelle (3) berechnet wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin ein Satz von internen Registern, die in dem ersten Modul (5) enthalten sind, mindestens die folgenden Register enthält:
    Figure 00190001
    Figure 00200001
    Figure 00210001
    worin size1 die Zahl der Objekte ist, gespeichert in den mem_cam_changes1 und profile1 Tabellen; size2 die Zahl der Objekte ist, gespeichert in den mem_cam_changes2 und profile2 Tabellen; und sizer die Zahl der Objekte ist, gespeichert in den mem_cam_r und profiler Tabellen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin ein zweiter Satz von Registern des ersten Moduls (5), der von dem zweiten Modul (6) aktualisiert wird, die nachfolgenden Register aufweist:
    Figure 00210002
    Figure 00220001
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin die Korrelationstabelle wie folgt ist:
    Figure 00220002
    worin eine erste Tabelle (Phase 0) die Übergänge des Signals (cam_signal) von dem Sensor (8) während einer ersten Drehung der Antriebswelle (3) enthält und worin eine zweite Tabelle (Phase 1) die Übergänge des Signals (cam_signal) von dem Sensor (8) während einer zweiten Drehung der Antriebswelle (3) enthält.
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