DE69935180T2

DE69935180T2 - Vorrichtung zur Berechnung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69935180T2
Application number: DE69935180T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Wako-shi Hirakata; Masahiko Wako-shi Abe; Yasuo Wako-shi Iwata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2019-05-29
Also published as: BR9902562A; JP2000008938A; US20020120423A1; BR9902562B1; JP4167324B2; EP0967379A2; US6560558B2; EP0967379B1; EP0967379A3; US6411917B1; DE69935180D1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motordrehzahlberechnungsvorrichtung zum Berechnen der Anzahl von Umdrehungen pro Minute, mit welcher ein Motor dreht.
Beschreibung des Stands der Technik
Bei einer herkömmlichen Anordnung zur Berechnung der Motordrehzahl gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 wird eine Zeit gemessen die erforderlich ist, dass eine Kurbelwelle sich um einen vorbestimmten Winkel dreht, und eine Motordrehzahl wird auf der Grundlage der gemessenen Ergebnisdaten der für die Drehung um einen vorbestimmten Winkel erforderlichen Zeit bestimmt. Insbesondere wird eine Zeit gemessen, welche für eine Drehung um einen vorbestimmten Winkel von 360° erforderlich ist, und zwar nach Maßgabe der Erzeugungszeitsteuerung eines Kurbelimpulssignals, welches von einem Kurbelwellenpositionssensor erhalten wird, und dann wird beispielsweise der Kehrwert des gemessenen Ergebniswerts der für eine 360°-Drehung erforderlichen Zeit mit 60 multipliziert, um eine Motordrehzahl zu bestimmen. Die auf diese Weise bestimmte Motordrehzahl wird als ein wichtiger Motorbetriebsparameter im Steuer-/Regelbetrieb eines Motors, etwa einer Kraftstoffeinspritz-Steuerung/Regelung verwendet (wie in der japanischen ungeprüften Patentpublikation Nr. Sho 61-277845 und Hei 9-264241 als Beispiele offenbart ist).
Als eine Alternative ist es aus der US 4,274,142 bekannt, ein vorbestimmtes Zeitintervall zur Messung festzulegen und die Anzahl von Kurbelimpulsen zu zählen, die für jeden vorbestimmten Kurbelwinkel während dieses Zeitinter valls erzeugt werden. Da bei niedrigeren Motordrehzahlen die Anzahl von während des Zeitintervalls erfassten Kurbelimpulsen abnimmt, wird ein längeres vorbestimmtes Zeitintervall gewählt, um einen großen Anstieg des statistischen Fehlers in der berechneten Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit zu vermeiden.
Durch die Erfindung gelöste Aufgabe
In einem Bereich niedriger Motordrehzahlen tritt jedoch ein bestimmter Grad von Pulsationen in den Umdrehungen eines Motors sogar dann auf, wenn eine konstante Motordrehzahl vorgesehen werden soll, wohingegen in einem Bereich hoher Motordrehzahlen eine solche Pulsation tendenziell nicht auftritt. Daher gibt bei einer Berechnung einer niedrigen Motordrehzahl unter Verwendung einer für eine Drehung um denselben Winkel erforderlichen Zeit wie in dem Bereich hoher Motordrehzahlen das Ergebnis der Berechnung einen Wert der Motordrehzahl wieder, der durch pulsierende Umdrehungen beeinträchtigt ist, was Variationen in den aufeinander folgend berechneten Motordrehzahlwerten verursacht. Wenn derart berechnete Ergebnisdaten der Motordrehzahl, welche durch pulsierende Umdrehungen beeinträchtigt sind, zur Steuerung/Regelung des Motors verwendet werden, gibt es ein Problem, dass eine befriedigende Steuerung/Regelung des Motors nicht durchgeführt wird. Dieser nachteilige Zustand ist insbesondere in einem Motor signifikant, welcher das Merkmal von Zündungen in ungleichmäßigen Zeitabständen aufweist, etwa einem V-Motor.
Beispielsweise in einem Vierzylinder-L-Kopf-Motor, welcher das Merkmal einer gewöhnlichen Zündung mit gleichen Zeitabständen aufweist, führt jeder Zylinder eine Zündung (Explosion) jedes Mal dann aus, wenn eine Kurbelwelle um einen Winkel von 180° dreht, wie in 1-(a) gezeigt ist. In der Sequenz des ersten, dritten, zweiten und vierten Zylinders wird die Zündung sich wiederholend durchgeführt. Genauer gesagt, wird, wie in 1-(b) gezeigt ist, jeweils ein Expansions-, Ausstoß-, Ansaug- und Kompressionstakt in jedem Zylinder synchron in Kurbelwinkelabständen von 180° in einer Weise ausgeführt, dass der erste bis vierte Zylinder-wechselseitig unterschiedliche Arten von Taktbewegungen in jedem Kurbelwinkelintervall von 180° innerhalb eines Kurbelwinkelzyklus von 720° haben. Demzufolge wird während einer Zeitdauer, die jedem Kurbelwinkelintervall von 180° entspricht, jeweils der Expansions-, Ausstoß-, Ansaug- und Kompressionstakt in irgend einem der vier Zylinder ausgeführt, d.h. dieselbe Art von Takt wird nicht gleichzeitig in einer Mehrzahl von Zylindern ausgeführt. Der Expansionstakt zur Beschleunigung der Kurbelwelle mit einer Abwärtsbewegung eines Kolbens, welcher durch Verbrennungsdruck erzwungen wird, und der Kompressionshub zum Komprimieren eines Ansaugluft-Kraftstoffgemischs, um eine Verzögerung der Kurbelwelle zu verursachen, finden gleichzeitig in Kurbelwinkelintervallen von 180° statt. Daher wird ein relativ hoher Grad an Ausgeglichenheit aufrecht erhalten, um die Umdrehungen der Kurbelwelle auszugleichen, und es ist nicht sehr wahrscheinlich, dass eine Motordrehzahlberechnung durch pulsierende Umdrehungen beeinträchtigt ist, abgesehen von Variationen unter den Zylindern.
Im Gegensatz hierzu wird in einem Vierzylinder-V-Motor, welcher das Merkmal einer Zündung in ungleichen Abständen aufweist, eine Zündung (Explosion) sich wiederholend in der Sequenz des ersten, dritten, zweiten und vierten Zylinders durchgeführt, wie in 2-(a) gezeigt ist. Nach der Zündung im ersten Zylinder bei einem ein Kurbelwinkel von 0°, vergeht ein Kurbelwinkelintervall von 180° bis zu einer Zündung im dritten Zylinder, ein Kurbelwinkelintervall von 270° vergeht zwischen der Zündung im dritten Zylinder und einer Zündung im zweiten Zylinder, ein Kurbelwinkelintervall von 180° vergeht zwischen der Zündung im zweiten Zylinder und einer Zündung im vierten Zylinder, und dann vergeht ein Kurbelwinkelintervall von 90° zwischen der Zündung im vierten Zylinder und einer Zündung im ersten Zylinder. Insbesondere, wie in 2-(b) gezeigt ist, ist trotz dessen, dass ein jeweiliger Expansions-, Ausstoß-, Ansaug- und Kompressionstakt in jedem Zylinder in Kurbelwinkelabständen von 180° ausgeführt wird, zwischen einem Paar des ersten und dritten Zylinders und einem Paar des zweiten und vierten Zylinders jeder Taktübergangspunkt um 90° verschieden. Daher ist in einem Zyk lus, in welchem die Kurbelwelle sich zweimal von einem Kurbelwinkel von 0° bis zu einem Kurbelwinkel von 720° dreht, die Anzahl von Zündungen während einer Zeitdauer einer einzigen Umdrehung von einem Kurbelwinkel von 360° bis zu einem Kurbelwinkel von 720° größer als diejenige während der Zeitdauer einer einmaligen Umdrehung von einem Kurbelwinkel von 0° bis zu einem Kurbelwinkel von 360°. Da ein Kurbelwinkelintervall von 270° zwischen einem Zeitpunkt der Zündung im dritten Zylinder und demjenigen im zweiten Zylinder existiert, tendiert die Kurbelwelle dazu, unmittelbar vor der Zündung im zweiten Zylinder verzögert zu werden. Weil eine relativ kurze Zeitdauer von 90° zwischen einem Zeitpunkt der Zündung im vierten Zylinder und derjenigen im ersten Zylinder existiert, tendiert im Gegensatz hierzu die Kurbelwelle dazu, unmittelbar vor und nach der Zündung im ersten Zylinder beschleunigt zu werden. Während einer Zeitdauer von 0° bis 90° in einem jeweiligen Zyklus (Zeitdauer „A", die in 2-(b) angezeigt ist) wird der Expansionshub im ersten und vierten Zylinder verdoppelt, so dass die Kurbelwelle dazu tendiert, stärker beschleunigt zu werden. Ferner findet während einer Zeitdauer von 360° bis 450° (Zeitdauer „B", die in 2-(b) angezeigt ist) in keinem der Zylinder ein Expansionshub statt, wohingegen der Kompressionshub im zweiten Zylinder ausgeführt wird, wodurch eine Tendenz der Verzögerung der Kurbelwelle verursacht wird. Demzufolge unterscheidet sich in dem Vierzylinder-V-Motor oder einem ähnlichen Motor, welcher das Merkmal einer Zündung mit ungleichmäßigen Zeitabständen aufweist, ein Grad von Motorlaufpulsationen während einer Zeitdauer einer einmaligen Umdrehung von einem Kurbelwinkel von 0° bis zu einem Kurbelwinkel von 360° von demjenigen in der nachfolgenden Zeitdauer einer einmaligen Umdrehung von einem Kurbelwinkel von 360° bis zu einem Kurbelwinkel von 720°. In einem Bereich niedrigen rMotordrehzahlen ist insbesondere eine Motordrehzahlberechnung sehr wahrscheinlich durch pulsierende Umdrehungen beeinträchtigt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den oben genannten Nachteil zu vermeiden durch Bereitstellen einer Motordrehzahlberechnungsvorrichtung, welche in der Lage ist, eine Motordrehzahlberechnung durchzu führen, ohne durch pulsierende Umdrehungen in einem Bereich niedriger Motordrehzahlen beeinträchtigt zu sein.
Mittel zur Lösung des Problems
Zur Lösung dieser Aufgabe der vorliegenden Erfindung und gemäß einem ersten Aspekt derselben wird eine Motordrehzahlberechnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Diese Vorrichtung ist ausgebildet zum Messen einer Zeit, die erforderlich ist, bis eine Kurbelwelle eines Motors um einen vorbestimmten Winkel dreht, nach jeder Beendigung der Umdrehung um den vorbestimmten Winkel und zum Berechnen einer Motordrehzahl auf Basis von gemessenen Ergebnisdaten der zur Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlichen Zeit. Die Vorrichtung umfasst: Ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob die vorangehend berechnete Motordrehzahl niedriger ist als eine vorbestimmte Motordrehzahl, und ein Berechnungsmittel zum Durchführen einer Motordrehzahlberechnung auf Grundlage einer Zeit, die erforderlich ist, bis eine Kurbelwelle um einen Winkel größer als der vorbestimmte Winkel dreht, wenn die vorangehend berechnete Motordrehzahl als niedriger als die vorbestimmte Motordrehzahl bestimmt wird.
In dem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Motordrehzahl in einem Bereich geringer Drehzahlen auf der Basis einer Zeit berechnet, die erforderlich ist, bis die Kurbelwelle um einen Winkel größer als der vorbestimmte Winkel dreht. Da die Motordrehzahl hierdurch in einem größeren Ausmaß gemittelt wird als in einem Bereich hoher Drehzahlen kann die Motordrehzahlberechnung durchgeführt werden, ohne durch pulsierende Umdrehungen beeinträchtigt zu sein. Ferner wird in einem Bereich hoher Drehzahlen, in dem der Grad von Motorlaufpulsationen relativ niedrig ist, eine Motordrehzahl auf der Basis einer Zeit berechnet, die erforderlich ist, bis die Kurbelwelle um den vorbestimmten Winkel dreht. Daher ist es möglich, eine genaue Motordrehzahlberchnung durchzuführen, während Variationen in der tatsächlichen Motordrehzahl verfolgt werden kann.
Wirkungen der Erfindung
Wie hierin oben ausgeführt und gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motordrehzahl in einem Bereich niedriger Drehzahlen auf der Basis einer Zeit berechnet, die die Kurbelwelle braucht, um um einen Winkel größer als ein vorbestimmter Winkel zu drehen. Da die Motordrehzahl hierdurch in einem größeren Grad gemittelt wird als in einem Bereich hoher Drehzahlen, kann die Motordrehzahlberechnung durchgeführt werden, ohne durch pulsierende Umdrehungen beeinträchtigt zu sein. Ferner wird in einem Bereich hoher Drehzahlen, in, dem ein Grad von Motordrehzahlpulsationen relativ niedrig ist, eine Motordrehzahlberechnung auf der Grundlage einer Zeit durchgeführt, die es braucht, bis die Kurbelwelle um den vorbestimmten Winkel dreht, wodurch es möglich wird, eine genaue Motordrehzahlberechnung durchzuführen, während Veränderungen der tatsächlichen Motordrehzahl verfolgt werden können. Daher ermöglicht es die Verwendung der Motordrehzahldaten, die durch die Motordrehzahlberechnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet wurden, eine befriedigende Motor-Steuerung/Regelung zu implementieren.
In einem Vierzylinder-Viertaktmotor oder einem ähnlichen Motor, der auch insbesondere das Merkmal von Zündungen in ungleichen Zeitabständen aufweist, welcher eine Zündzeitsteuerung und Taktintervalle in jedem Zylinder besitzt, wie sie in 2 gezeigt sind, ist es sogar dann, wenn ein Grad von Motorlaufpulsationen sich zwischen einem einmaligen Zyklus, der von 0° bis 360° im Kurbelwinkel reicht, und dem nachfolgenden Zyklus, der von 360° bis 720° im Kurbelwinkel reicht, unterscheidet, möglich, eine Motordrehzahl genau in einem Bereich niedriger Drehzahlen zu berechnen, ohne durch pulsierende Umdrehungen darin beeinträchtigt zu sein.
Ferner wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bei einer Motordrehzahlberechnung auf Grundlage einer Zeit, die erforderlich ist, bis die Kurbelwelle um einen Winkel größer als der vorbestimmte Winkel dreht, ein Mehrfaches des vorbestimmten Winkels als der Winkel größer als der vorbestimmte Winkel verwendet. Daher wird eine Zeit, die für eine Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist, konstant gemessen. Im Bereich hoher Drehzahlen wird jede Zeitdauer, die für eine Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist, direkt zur Berechnung einer Motordrehzahl verwendet. Im Bereich niedriger Drehzahlen wird die Summe einer Mehrzahl von aufeinander folgenden Zeitdauern verwendet, wobei jede Zeitdauer eine Zeit wiedergibt, die für eine Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist, um die Motordrehzahl zu berechnen. Diese Anordnung erleichtert die Verarbeitung der Motordrehzahlberechnung.
Da ferner eine Mehrzahl des vorbestimmten Winkel als der Winkel größer als der vorbestimmte Winkel verwendet wird, wird eine Zeit, die für eine Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist, konstant gemessen. Im Bereich hoher Drehzahlen wird jede Zeit, die für die Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist, direkt für die Motordrehzahlberechnung verwendet. Im Bereich niedriger Drehzahlen wird die Summe einer Mehrzahl von aufeinander folgenden Zeitdauern, von denen jede eine Zeit wiedergibt, die zur Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist, für die Motordrehzahlberechnung verwendet. Daher ist es möglich, die Verarbeitung der Motordrehzahlberechnung zu erleichtern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail mittels eines Beispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das die Zündzeitsteuerung und Taktintervalle in jedem Zylinder eines Vierzylinder-L-Kopf-Motors zeigt,
2 ist ein Diagramm, das die Zündzeitsteuerung und Taktintervalle in jedem Zylinder eines Vierzylinder-V-Motors zeigt,
3 ist ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
4 ist ein Flussdiagramm, das eine „Me"-Berechnungsablaufroutine zeigt,
5 ist ein Flussdiagramm, das eine „Ne"-Berechnunsablaufroutine zeigt,
6 ist ein Flussdiagramm, das eine andere „Ne"-Berechnungsablaufroutine zeigt und
7 ist ein Flussdiagramm, das eine andere „Ne"-Berechnungsablaufroutine zeigt.
Bezug nehmend auf 3 ist ein Motor-Steuer-/Regelsystem umfassend eine Motordrehzahlberechnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Kurbelwellenpositionssensor 3 umfassend ein Drehelement 1 und einen elektromagnetischen Aufnehmer 2 wird in dem Motor-Steuer-/Regelsystem verwendet. Das Drehelement 1 ist eine an einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Viertakt-Verbrennungsmotors vorgesehene Scheibe, welche in Verbindung mit der Kurbelwelle gedreht wird. Am Umfang des Drehelements 1 sind 12 konvexe Teile 4, die in gleichen Abständen von 30° angeordnet sind, als zu erfassende Elemente vorgesehen. Der elektromagnetische Aufnehmer 2 ist in der Nähe des Umfangs des Drehelements 1 angeordnet. Wenn das Drehelement 1 sich dreht, um einen beliebigen der konvexen Teile in die Nähe des elektromagnetischen Aufnehmers 2 zu bringen, wird ein Kurbelimpuls von dem elektromagnetischen Aufnehmer 2 erzeugt.
Der elektromagnetische Aufnehmer 2 besitzt eine Ausgabeverbindung mit einer ECU 5 (elektronische Steuer-/Regeleiheit), welche eine CPU 6, einen RAM 7, einen ROM 8, einen Zähler 9, Ausgabeschnittstellenschaltungen 10 und 11 und einen Analog/Digital-Wandler 12 aufweist. Unter Verwendung von Kurbelimpulsen, die von dem elektromagnetischen Aufnehmer 2 ausgegeben werden, zählt der Zähler 9 die Anzahl von Taktimpulsen, die von einem Taktsignalgenerator (nicht gezeigt) erzeugt werden. Auf diese Weise wird ein Zeitintervall zwischen Kurbelimpulsen „Me" durch Zählen der Anzahl von Taktimpulsen erhalten. Die CPU 6 führt eine Interruptverarbeitung an der Vorderkante eines Kurbelimpulses durch. In der vorliegenden Ausführungsform sind die CPU 6, der RAM 7, der ROM 8, der Zähler 9, die Ausgabeschnittstellenschaltungen 10 und 11, und der Analog-Digital-Wandler 12 mit einem gemeinsamen Bus verbunden.
Der Analog-Digital-Wandler 12 ist zur Digitalisierung von Analogsignalen ausgestattet, welche von einer Mehrzahl von Sensoren empfangen werden, die zur Steuerung/Regelung des Motors erforderliche Motorbetriebsparameter, etwa Ansaugrohrinnendruck P_B, Kühlwassertemperatur TW, Drosselwinkel Θth, und Sauerstoffkonzentration im Abgas O₂ erfassen. Unter Verwendung dieser Motorbetriebsparameter und einer Motordrehzahl „Ne", die durch die später zu beschreibende Sequenz berechnet wird, bestimmt die CPU 6 die Menge von einzuspritzendem Kraftstoff und einen Zündzeitpunkt, gibt eine Injektoransteueranweisung zum Anzeigen des Einspritzens der bestimmten Kraftstoffmenge aus und erzeugt ein Zündzeitsteuersignal zum Anzeigen des bestimmten Zündzeitpunkts.
In Antwort auf die Injektoransteueranweisung von der CPU 6 treibt die Ausgabeschnittstellenschaltung 10 einen Injektor 13. Der Injektor 13 ist in der Nähe einer Ansaugöffnung eines Ansaugrohrs angeordnet, welches an dem Verbrennungsmotor vorgesehen ist. Der Injektor 13 spritzt Kraftstoff ein, wenn er angesteuert wird. Die Ausgabeschnittstellenschaltung 11 aktiviert eine Zündeinrichtung 14 nach Maßgabe des Zündzeitsteuersignals, welches von der CPU 6 empfangen wird.
In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform, die wie oben angegeben angeordnet ist, führt zum Berechnen der Motordrehzahl „Ne" die CPU einen „Me"-Berechnungsvorgang und einen „Ne"-Berechnungsvorgang nach Maßgabe von Interruptverarbeitungsroutinen aus, die im Voraus in dem ROM 8 gespeichert sind.
Ein „Me"-Berechnungsvorgang wird durchgeführt, um eine Zeitdauer „Me" zu bestimmen, die sie braucht, bis das mit der Kurbelwelle verbundene Drehelement 1 um einen Winkel von 360° dreht. An der Vorderseite eines von dem KUrbelwellenpositonssensor 3 ausgegebenen Kurbelimpulses führt die CPU 6 eine „Me"-Berechnung nach Maßgabe der in 4 als Flussdiagramm abgebildeten Interruptverarbeitungsroutine durch. Genauer ausgedrückt, wird zunächst „1" zu einer Variable „n" addiert (Schritt S1) und dann ein Zählerwert des Zählers 9 ausgelesen und als eine Zeitdauer „Me" (n) [sec]" gespeichert (Schritt S2). Die Variable „n" hat einen Anfangswert von „0". Wenn „n" = „1" ist, wird „Me (n)" zu „Me (1)". Nach Ausführung von Schritt S2 wird bestimmt, ob die Variable „n" = „12" ist (Schritt S3). Wenn „n" ≠ 12" ist, wird die „Me"-Berechnung beendet. Wenn „n" = „12" ist, wird die aktuelle Zeitdauer bis zum vorliegenden Zeitpunkt „Me_i" der vorangehenden Zeitdauer „Me_i-1" zugeordnet (Schritt S4). Danach werden, wie in der unten gezeigten Gleichung ausgedrückt ist, alle Werte von „Me (1)" bis „Me (12)" addiert, um einen Wert der aktuellen Zeitdauer „Me_i [sec]" zu berechnen, der dann in dem RAM 7 gespeichert wird (Schritt S5).
[Gleichung 1]

Mei = Me (1) + Me (2) + ... + Me (11) + Me (12)

Nach Ausführung von Schritt S5 wird die Variable „n" auf „0" zurückgesetzt (Schritt S6). Auf diese Weise wird die „Me"-Berechnung beendet.
Da ein TDC-Signal, welches einen Zeitpunkt anzeigt, zu dem ein Kolben in einem speziellen Zylinder den oberen Totpunkt desselben erreicht, von dem Kurbelwellenpositionssensor 3 in üblichen Anordnungen ausgegeben wird, kann die Variable „n" in Antwort auf das TDC-Signal auf „0" zurückgesetzt werden.
Im Gegensatz hierzu wird der „Ne"-Berechnungsvorgang als eine Interruptroutine in der CPU 6 in Synchronisation mit dem TDC-Signal jedes Mal dann ausgeführt, wenn die Kurbelwelle sich um eine Umdrehung dreht, oder beim Auftreten eines beliebigen Ereignisses, für welches ein Datenwert der Motordrehzahl „Ne" erforderlich ist. Wie in 5 gezeigt ist, liest insbesondere die CPU 6 einen Wert der Motordrehzahl „Ne" aus, der zuvor in der „Ne"-Berechnung erhalten wurde, (Schritt S11), und dann bestimmt die CPU 6, ob die Motordrehzahl „Ne" niedriger als eine vorbestimmte Motordrehzahl „Nref1" (z.B. 500 Umdrehungen pro Minute) ist (Schritt S12). Wenn „Ne" ≥ „Nref1" ist, wird ein Wert der Motordrehzahl „Ne [UpM]" unter Verwendung eines Ausdrucks „60/Me₁" berechnet (Schritt S13). Wenn „Ne" < „Nref1" ist, wird ein Wert der Motordrehzahl „Ne [UpM]" unter Verwendung eines Ausdrucks 120/(Me_i-1 + Me_i) berechnet (Schritt S14). Der Motordrehzahlwert „Ne", der auf diese Weise im Schritt S13 oder S14 berechnet wird, wird im RAM 7 gespeichert (Schritt S15). Dann wird bei der nächsten „Me"-Berechnung der Motordrehzahlwert „Ne", der im RAM 7 gehalten wird, im Schritt S11 ausgelesen.
In Schritt S13 und S14 wird „60" und „120" in Sekunden angegeben.
Wie oben beschrieben, wird in einem Bereich hoher Drehzahlen, in die vorangehend berechnete Motordrehzahl „Ne" größer als die oder gleich der vorbestimmten Motordrehzahl „Nref1" ist, ein neuer Wert der Motordrehzahl „Ne" unter Verwendung einer Zeitdauer „Me_i [sec] berechnet, die es dauert, bis die Kurbelwelle eine Umdrehung macht. In einem Bereich niedriger Drehzahlen, in dem die vorangehend berechnete Motordrehzahl „Ne" kleiner als die vorbestimmte Motordrehzahl „Nref1" ist, wird ein neuer Wert der Mo tordrehzahl „Ne" unter Verwendung eines Werts der Zeitdauer „Me_i-1 + Me_i [sec]" berechnet, den es braucht, bis die Kurbelwelle zwei Umdrehungen macht.
Bei der oben genannten vorliegenden Ausführungsform wird die Berechnung der Motordrehzahl „Ne" jedes Mal dann durchgeführt, wenn die Kurbelwelle sich um genau eine Umdrehung dreht, und zwar ungeachtet der Länge des Umdrehungszyklus, der für die Berechnung entweder im Bereich hoher Drehzahlen, in dem „Ne" ≥ „Nref1" ist oder im Bereich niedriger Drehzahlen, in dem „Ne" < „Nref1" ist, gemacht wird. In einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung kann die folgende Anordnung getroffen sein: Im Bereich hoher Drehzahlen, in dem „Ne" ≥ „Nref1" gilt, wird die Berechnung der Motordrehzahl „Ne" jedes Mal dann durchgeführt, wenn die Kurbelwelle sich um eine Umdrehung dreht, und im Bereich niedriger Drehzahlen, in dem „Ne" < „Nref1" ist, wird die Berechnung der Motordrehzahl „Ne" jedes Mal dann durchgeführt, wenn die Kurbelwelle sich um zwei Umdrehungen dreht.
Ferner kann die folgende Modifikation gemacht werden: Nachdem der letzte Wert der Motordrehzahl „Ne (n)" berechnet ist, wird in dem Bereich hoher Motordrehzahlen, in dem „Ne" ≥ „Nref1" ist, jedes Mal dann, wenn die Kurbelwelle genau eine Umdrehung macht, einer Motordrehzahl „Ne" der letzte Wert der Motordrehzahl „Ne (n)" zugeordnet, und im Bereich niedriger Motordrehzahlen, in dem „Ne" < „Nref1" ist, wird einer Motordrehzahl „Ne" ein Durchschnittswert der Motordrehzahl „Ne (n)" und Motordrehzahl „Ne (n-1)" in der vorangehenden Umdrehung zugeordnet.
Obwohl weiterhin eine Zeitdauer „Me (n)" gemessen wird, die es braucht, bis die Kurbelwelle um einem Winkel von 30° dreht, und der gemessene Wert von „Me (n)" bezüglich einer Zeitdauer addiert wird, die es braucht, bis die Kurbelwelle einmal dreht, um in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform „Me_i" zu berechnen, kann auch eine modifizierte Anordnung vorgesehen sein, dass eine kontinuierliche Messung von „Me_i", die es braucht, bis die Kurbelwelle eine Umdrehung macht, in Synchronisation mit dem TDC- Signal eines besonderen Zylinders ausgeführt wird.
Ferner kann in einer anderen modifizierten Anordnung ein gemeinsamer arithmetischer Ausdruck verwendet werden zur Berechnung der Motordrehzahl „Ne" im Bereich hoher Drehzahlen oder im Bereich niedriger Drehzahlen. Bei dieser modifizierten Anordnung wird „(Me_i-1 + Me_i)" zur Berechnung bei niedrigen Motordrehzahlen verwendet und „(2Me_i)" wird zur Berechnung bei hohen Motordrehzahlen verwendet. Daher kann eine gemeinsame arithmetische Divisionsform zur Berechnung der Motordrehzahl „Ne" entweder im Bereich niedriger Motordrehzahlen oder im Bereich hoher Motordrehzahlen angewendet werden. Wie in 6 gezeigt ist, führt die CPU insbesondere die Schritte S11 und S12 in derselben Weise wie bei der 5 als Flussdiagramm gezeigten „Ne"-Berechnung durch. Wenn dann das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S12 einen Bereich hoher Drehzahlen anzeigt, indem gilt „Ne" ≥ Nref1" ist, wird ein Wert von zweimal der vorliegenden Zeitdauer „Me_i" einer variablen „Mes" zugeordnet (Schritt S21). Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S12 einen Bereich niedriger Drehzahlen anzeigt, in dem gilt „Ne" < Nref1", wird die Summe der vorangehenden Zeitdauer „Me_i-1" und der vorliegenden Zeitdauer „Me_i" einer Variable „Mes" zugeordnet (Schritt S22). Basierend auf einem Wert der Zeitdauer „Mes", der in Schritt S21 oder S22 erhalten wird, wird ein Wert der Motordrehzahl „Ne [UpM]" unter Verwendung eines Ausdrucks „120/Mes" berechnet (Schritt S23). Dann wird in Schritt S15 die Motordrehzahl „Ne" im RAM 7 gespeichert.
Unter Bezugnahme auf 7 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform des „Ne"-Berechnungsvorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem „Ne"-Berechnungsvorgang, der in 7 als Flussdiagramm gezeigt ist, besitzen die Schritte, die zu denjenigen in 8 äquivalent sind, dieselben Bezugszeichen. Wenn in Schritt S12 die CPU erkennt, dass „Ne" < „Nref1" ist, geht die CPU weiter zu einer Bestimmung, ob eine Motordrehzahl „Ne", die im Schritt S11 ausgelesen wird, niedriger ist als eine vorbestimmte Motordrehzahl „Nref2" (beispielsweise 1000 [UpM]) (Schritt S16).
In dem Fall, dass Ne ≥ Nref2 ist, d.h. „Nref2" ≤ Ne" < „Nref1", wird Schritt S14 zur Berechnung eines Werts der Motordrehzahl „Ne [UpM]" unter Verwendung eines Ausdrucks „120/Me_i-1 + Me_i) herangezogen. In dem Fall, dass „Ne" < „Nref2" ist, wird ein Wert einer Motordrehzahl „Ne [UpM]" unter Verwendung eines Ausdrucks „240/(Me_i-3 + Me_i-2 + Me_i-1 + Me_i)" berechnet (Schritt S17). Jedes von Me_i-3, Me_i-2, Me_i-1 und Me_i, die bei der „Me"-Berechnung erhalten werden, gibt eine Zeitdauer an, die es braucht, bis die Kurbelwelle eine Umdrehung macht. In dem Fall der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist es notwendig, die zweite vorangehende Zeitdauer „Me_i-2 und die dritte vorangehende Zeitdauer „Me_i-3 ebenso wie die gegenwärtige Zeitdauer „Me_i" und die letzte Zeitdauer (unmittelbar vorangehende Zeitdauer) „Me_i-1" zu speichern.
In der in 7 als Flussdiagramm gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist in einem Bereich hoher Drehzahlen, in dem die vorangehend berechnete Drehzahl „Ne" größer als die oder gleich der vorbestimmte(n) Motordrehzahl „Nref1" ist, wird ein neuer Wert der Motordrehzahl „Ne" unter Verwendung eines Werts einer Zeitdauer „Me_i" [sec]" berechnet, welche es braucht, bis die Kurbelwelle eine Umdrehung macht. In einem Bereich niedriger Motordrehzahlen, in dem die vorangehend berechnete Motordrehzahl „Ne" kleiner ist als die vorbestimmte Motordrehzahl „Nref1" und größer als die oder gleich der vorbestimmte(n) Motordrehzahl „Nref2" ist, wird ein neuer Wert der Motordrehzahl „Ne" unter Verwendung eines Werts der Zeitdauer „Me_i-1 + Me_i [sec]" berechnet, welche es braucht, bis die Kurbelwelle zwei Umdrehungen macht. In einem Bereich noch niedrigerer Motordrehzahl, in dem die vorangehend berechnete Motordrehzahl „Ne" sogar noch kleiner ist als die vorbestimmte Motordrehzahl „Nref2", wird ein neuer Wert der Motordrehzahl „Ne" unter Verwendung einer Zeitdauer „Ne i-3 + Me 1-2 + Me_i-1 + Me_i [sec]" berechnet, welche es braucht, bis die Kurbelwelle vier Umdrehungen macht.
Zusammenfassend ist es eine Aufgabe, eine Motordrehzahlberechnungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Motordrehzahl zu berechnen, ohne durch pulsierende Umdrehungen in einem Bereich niedriger Mo tordrehzahlen beeinträchtigt zu sein.
Diese Aufgabe kann wie folgt gelöst werden. Eine Zeit, die erforderlich ist, bis eine Kurbelwelle eines Motors um einen vorbestimmten Winkel dreht, wird nach jeder Beendigung einer Umdrehung um den vorbestimmten Winkel gemessen, und eine Motordrehzahl wird auf der Basis von Messergebnisdaten der Zeit berechnet, die für eine Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist. Wenn die vorangehend berechnete Motordrehzahl als kleiner als eine vorbestimmte Motordrehzahl bestimmt wird, wird eine Motordrehzahl auf der Basis einer Zeit berechnet, die erforderlich ist, bis die Kurbelwelle um einen Winkel dreht, der größer als der vorbestimmte Winkel ist.

Claims

Motordrehzahlberechnungsvorrichtung zum Berechnen der Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit, mit der ein Motor dreht, umfassend ein Messmittel, welches dazu ausgebildet ist, eine Zeit zu messen, die erforderlich ist, bis eine Kurbelwelle eines Motors um einen vorbestimmten Winkel dreht, und ein Berechnungsmittel (CPU), das ausgebildet ist zur Berechnung einer Motordrehzahl (Ne) auf der Basis von gemessenen Ergebnisdaten (Me, Me-1; Me, Me-1; Me, Me-1, Me-2, Me-3) der Zeit, die zur Umdrehung um den vorbestimmten Winkel erforderlich ist, gekennzeichnet durch ein Bestimmungsmittel (CPU) zum Bestimmen (S12; S12; S12, S16), ob die vorangehend berechnete Motordrehzahl (Ne) niedriger ist als eine vorbestimmte Motordrehzahl (Nref1; Nref1; Nref1, Nref2); wobei das Berechnungsmittel (CPU) dazu ausgebildet ist, eine Motordrehzahlberechnung (S14; S22, S23; S16, S17, S14) auf der Grundlage einer Zeit durchzuführen, die zur Umdrehung der Kurbelwelle um einen Winkel erforderlich ist, der größer ist als der vorbestimmte Winkel, wenn die vorangehend berechnete Motordrehzahl (Ne) als niedriger als die vorbestimmte Motordrehzahl (Nref1; Nref1; Nref1, Nref2) bestimmt wird (S12; S12; S12, S16).
Motordrehzahlberechnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Winkel größer als der vorbestimmte Winkel ein Mehrfaches des vorbestimmten Winkels ist.