EP0647290A1 - Maschinensteuerverfahren mit ersatzfunktion für ein fehlerhaftes wellenwinkelsignal - Google Patents

Maschinensteuerverfahren mit ersatzfunktion für ein fehlerhaftes wellenwinkelsignal

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EP0647290A1
EP0647290A1 EP94912448A EP94912448A EP0647290A1 EP 0647290 A1 EP0647290 A1 EP 0647290A1 EP 94912448 A EP94912448 A EP 94912448A EP 94912448 A EP94912448 A EP 94912448A EP 0647290 A1 EP0647290 A1 EP 0647290A1
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EP
European Patent Office
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signals
angle mark
counter
transmitter
counting means
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP94912448A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Grimm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0647290A1 publication Critical patent/EP0647290A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008—Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P7/00—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/06—Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of circuit-makers or -breakers, or pick-up devices adapted to sense particular points of the timing cycle
    • F02P7/077—Circuits therefor, e.g. pulse generators
    • F02P7/0775—Electronical verniers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489—Digital circuits therefor

Definitions

  • the invention is based on a method according to the type of the main claim.
  • a method for triggering processes dependent on the angular position of a rotating part is already known from DE-OS 33 07 833. It describes a device for displaying and / or storing errors in sensor arrangements on internal combustion engines.
  • a speed sensor, a reference mark sensor and a phase signal sensor are included as components in the sensor arrangement.
  • the encoder arrangement is checked during operation of the internal combustion engine. In the event of a deviation from the prescribed sequence and / or prescribed intervals of the transmitter signals, an error signal is generated which is stored and / or fed to a display device.
  • the main claim has the advantage that even in the event of failure of the encoder, which detects the rotary movement of the rotating part, an emergency operation of the control is maintained.
  • the method for controlling an internal combustion engine in a motor vehicle is used in concrete terms, it is thus possible for the vehicle to be ready to drive even if the encoder that detects the rotary movement of the crankshaft fails remains so that the next workshop can still be reached on your own.
  • Emergency operation takes place in such a way that large parts of the control program can be retained, so that the effort for programming the microcomputer also remains low. This also means that there is no unnecessarily high additional storage effort. Circuitry changes are not necessary for the implementation of emergency operation.
  • the measures listed in the subclaims are possible through the measures listed in the subclaims.
  • the chronological sequence of the signals of the second transmitter is recorded in a simple manner for later evaluation by the microcomputer.
  • the measures according to claim 3 make it possible to exactly replicate the angle mark signals to be simulated, while at the same time the computational effort remains low.
  • the measures according to claim 4 enable a simple test method for testing the correct occurrence of angle mark signals, which can also be implemented by a computer program, so that no additional circuitry is required.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an inventive control device for an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows a flowchart according to the invention for a main program for execution in the microcomputer of an engine control unit
  • FIG. 3 shows a signal diagram for the control of the internal combustion engine during one revolution of the camshaft
  • FIG. 4 shows a flow chart for an emergency operation program according to the invention for processing in the microcomputer of the engine control unit
  • Figure 5 a Flowchart for a first interrupt program for processing in the microcomputer of the engine control unit
  • FIG. 6 shows a flowchart for a second interrupt program for processing from the microcomputer of the engine control unit.
  • reference number 10 denotes an engine control unit of a motor vehicle.
  • the mode of operation of a control device for controlling an internal combustion engine is well known from the prior art. For more details, see Bosch Technical Reports, Motronik, 1983.
  • a microcomputer 11 is contained in the engine control unit 10.
  • the microcomputer 11 has the usual structure with CPU, RAM, ROM and I / O units. For reasons of clarity, these components are not shown in detail.
  • the timing signals of a clock generator 12 are fed to a time counter 13.
  • the time counter 13 is connected to four registers 15 to 18.
  • the registers 15 to 18 are also connected to an angle counter 14.
  • Such registers have become known in the prior art under the term capture / compare module (see Intel manual 8XC196KR User's Manual, chapter 6, 1991).
  • An output of the register 15 is connected to an input of the angle counter 14.
  • the output of the register 15 is also also connected to the output of a signal conditioning circuit 22 provided externally to the microcomputer 11.
  • An inductive transmitter 21 is connected on the input side to the signal conditioning circuit 22. The inductive transmitter 21 emits a signal each time an angle mark 20 of a rotating part 19 rotates. The signal is transformed into a square-wave signal by the signal conditioning circuit 22.
  • the rotating part 19 is a gear that is attached to the crankshaft of the internal combustion engine. It points usually (60-2) teeth. For the sake of simplicity, however, only (8-1) teeth are shown in FIG.
  • the output of register 16 is connected to an output stage 30.
  • the output stage 30 is in turn connected to an ignition coil 27.
  • the output of register 17 is connected to a further output stage 29.
  • the output stage 29 is in turn connected to an injection valve 28.
  • the output of register 18 is connected to a further signal conditioning circuit 26.
  • An inductive transmitter 25 is connected to the signal conditioning circuit 26.
  • the inductive sensor 25 detects the rotary movement of the camshaft of the internal combustion engine.
  • a second rotating part 23 is attached to the camshaft.
  • the rotating part 23 has a reference mark 24.
  • the inductive transmitter 25 When the reference mark 24 rotates, the inductive transmitter 25 emits a signal which is transformed into a square-wave signal by the signal conditioning circuit 26. Furthermore, a load sensor 31 and a knock sensor 32 are connected to the microcomputer 11 of the engine control unit 10. Additional sensors, such as temperature sensors, can be connected to the control unit.
  • the mode of operation of the arrangement is explained below with reference to the flow chart in FIG. 2.
  • the main program of the microcomputer 11 is started in program step 40.
  • the microcomputer 11 is initialized.
  • the registers 15 and 18 are configured as a catch register for the time counter 13.
  • the operating parameters are recorded.
  • the angle counter 14 counts the rectangular pulses which are emitted by the signal processing circuit 22 when an angle mark 20 rotates on the inductive transmitter 21.
  • the microcomputer 11 determines the angular position of the crankshaft of the internal combustion engine. Occurs on the connecting line from register 15 to the signal pacing circuit 22 has a rising or falling edge, the count of the time counter 13 is immediately recorded in the register 15.
  • the register 15 then issues an interrupt signal to the CPU, not shown in detail.
  • the CPU stores the value in register 15 in RAM for later evaluation purposes.
  • the CPU finally calculates the speed of the internal combustion engine from the difference between two successive catch values.
  • the microcomputer 11 calculates the load information of the internal combustion engine from the signal of the load sensor 31. For a knock control system which is not considered in detail here and which also influences the subsequent ignition angle calculation, the rotary movement of the camshaft is recorded. With a falling edge of the square wave signal from the
  • Signal conditioning circuit 26 is output, the counter reading of the time counter 13 is collected in the register 18. Then an interrupt is also triggered. This value is transferred to RAM during the associated interrupt service routine.
  • the microcomputer 11 On the basis of the captured value, the microcomputer 11 is able to carry out a cylinder recognition for the knock control also implemented in the microcomputer 11. The cylinder recognition based on a square wave signal from the
  • Signal conditioning circuit 26 is based on the fact that the installation position of the reference mark 24 is known to the microcomputer 11 and corresponds to a specific angular position of the crankshaft.
  • the microcomputer 11 After the operating parameter acquisition, the microcomputer 11 carries out a diagnosis of the acquired signals in program step 43. The diagnosis is based on a plausibility check of the signals from the individual encoders. The measured values obtained are compared with predetermined limit values. By comparison, whether after a single or multiple occurrence If a phase signal, which is emitted by the inductive transmitter 25 when the reference mark 24 rotates, a certain number of angle mark signals has occurred, the microcomputer 11 can determine whether a defect was present when the signals from the inductive transmitter 21 were detected. This question is answered in query 44 of the program.
  • FIG. 3a The output of the ignition commands is shown in Figure 3.
  • Figure 3a two successive phase signals are shown. The distance between the falling edges of the phase signals corresponds to a full revolution of the camshaft of the internal combustion engine.
  • the register 15 is then reconfigured in program step 53.
  • the input of the register 15 is reconfigured as an output.
  • Register 15 is also reconfigured as a comparison register.
  • the register 15 then works together with the time counter 13. In this operating mode, after incrementing the time counter 13, it compares whether the counter reading of the time counter 13 matches the value stored in the register 15. If this is the case, it switches the bit state at the output of register 15. These switching signals are thus also fed to the angle counter 14 via the connection between the output of the register 15 and the input of the counter 14.
  • the emergency running program is then ended in program step 54 and the program step 45 for calculating the closing and ignition angles and injection times is continued.
  • Program step 80 denotes the start of this interrupt program.
  • program step 81 register 18 is read out and the content is stored in the RAM of microcomputer 11 for later evaluation purposes.
  • Query 82 checks whether the emergency operation has already been triggered. If this is not the case, the interrupt program is ended in program step 87. If the limp-home mode had already been activated, the difference time for the next edges of simulated angle mark signals to be output takes place in program step 83.
  • the speed of the crankshaft is determined from the difference between two previously stored, successive catch values of the register 18. This is possible because, as is known, the camshaft rotates at half the speed of rotation of the crankshaft.
  • the microcomputer 11 calculates in advance in step 83 the value for the time between two successive edges of an angle mark signal to be simulated. This value is stored in the RAM of the microcomputer 11 in program step 84. The microcomputer 11 accesses this value several times during the emergency operation.
  • step 85 the calculation of the target time for the next rising edge to be output of a first simulated angle mark signal takes place after the falling edge of the phase signal occurs.
  • the microcomputer takes into account the current count of the time counter 13 and the time of occurrence of the falling edge of the last phase signal.
  • Angle mark signal independently in accordance with the count of the time counter 13.
  • query 71 checks whether the emergency operation has already been activated. This is done by reading out the RAM cell set in program step 52 of the emergency operation program. If the emergency operation was not yet activated, register 15, which acts as a catch register, is read out in program step 72 and the corresponding value is stored in RAM for later evaluation purposes. The interrupt program is then ended in program step 75. If the limp-home mode had already been activated, the target time of the next edge to be output for the model to be emulated is shown in program step 73
  • Angle mark signal calculated. The calculation takes place in such a way that the value that was stored in the RAM of the microcomputer 11 in program step 84 of the interrupt program previously explained is added to the current counter reading of the counter 13. This value is entered in register 15 in program step 74. The interrupt program is then ended in program step 75.
  • the signal diagram in emergency operation looks exactly like that shown in FIG. 3. Since the engine speed in emergency operation during two
  • crankshaft revolutions are calculated only once, if the engine speed drops, it can happen that all (8-1) angle mark signals have already been output and the next phase interrupt occurs later. Likewise, if the speed increases, not all (8-1) angle mark signals have been simulated when the next phase interrupt occurs. In this case, the pending impulses can be issued very quickly in succession by special measures. Because of these dynamic effects (speed increase, speed decrease), it is advantageous to provide the rotating part 23 with further reference marks 24 so that a phase interrupt occurs, for example, every 90 ° crankshaft angle.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Auslösung von zur Winkellage eines rotierenden Teils (19) abhängigen Steuersignalen vorgestellt. Das rotierende Teil (19) weist wie bei einem Zahnrad über seinen Umfang verteilte Winkelmarken (20) auf. Zur Erfassung der Winkellage des rotierenden Teils (19) wird ein erster Geber (21) verwendet, der bei Umlauf einer Winkelmarke (20) ein Winkelmarkensignal abgibt. Die Winkelmarkensignale werden einem ersten Zähler (14) zugeführt. Die Steuersignale werden in Abhängigkeit des Zählerergebnisses des ersten Zählers (14) ausgelöst. Weiterhin ist ein zweiter Geber (25) vorhanden, dessen Signale in einer festen Zuordnung zu den Winkelmarkensignalen des ersten Gebers (21) stehen. Das ordnungsgemäße Auftreten von Winkelmarkensignalen wird während des Betriebes überprüft. Nach Erkennung des nicht ordnungsgemäßen Auftretens von Winkelmarkensignalen wird ein Notlauf gestartet, in dem aus der zeitlichen Abfolge der Signale des zweiten Gebers (25) erste und zweite Werte zur Simulation von Winkelmarkensignalen berechnet werden. Der Zählerstand der zweiten Zählmittel (13) wird mit den ersten und zweiten Werten verglichen. Bei Übereinstimmung des Zählerstandes der zweiten Zählmittel (13) mit einem vorausberechneten ersten oder zweiten Wert werden Flanken von simulierten Winkelmarkensignalen erzeugt, die den ersten Zählmitteln (14) zugeführt werden.

Description

MASCHINENSTEUERVERFAHREN MIT ERSATZFUNKTION FÜR EIN FEHLERHAFTES WELLENWINKELSIGNAL
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Verfahren zur Auslöung von zur Winkellage eines rotierenden Teils abhängigen Vorgängen aus der DE-OS 33 07 833 bekannt. Darin wird eine Vorrichtung zum Anzeigen und/oder Speichern von Fehlern von Geberanordnungen an Brennkraftmaschinen beschrieben. Als Komponenten sind in der Geberanordnung ein Drehzahlgeber, ein Bezugsmarkengeber und ein Phasensignalgeber enthalten. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird die Geberanordnung überprüft. Bei einer Abweichung von der vorgeschriebenen Reihenfolge und/oder vorgeschriebenen Abständen der Gebersignale wird ein Fehlersignal erzeugt, das gespeichert und/oder einer Anzeigevorrichtung zugeführt wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß selbst bei Ausfall des Gebers, der die Drehbewegung des rotierenden Teils erfaßt, ein Notbetrieb der Steuerung aufrechterhalten wird. Bei dem konkreten Einsatz des Verfahrens zur Steuerung einer Brennkraftmaschine im Kraftfahrzeug wird es somit möglich, daß auch bei Ausfall des Gebers, der die Drehbewegung der Kurbelwelle erfaßt, das Fahrzeug fahrbereit bleibt, so daß die nächste Werkstatt noch aus eigener Kraft erreicht werden kann. Der Notbetrieb findet dabei so statt, daß weite Teile des Steuerprogramms erhalten bleiben können, so daß auch der Aufwand für die Programmierung des Mikrorechners gering bleibt. Damit ist auch verbunden, daß kein unnötig hoher zusätzlicher Speicheraufwand entsteht. Schaltungstechnische Änderungen sind für die Realisierung des Notbetriebes nicht nötig.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 wird die zeitliche Abfolge der Signale des zweiten Gebers für eine spätere Auswertung durch den Mikrorechner auf einfache Art und Weise festgehalten. Durch die Maßnahmen nach Anspruch 3 wird eine genaue Nachbildung der zu simulierenden Winkelmarkensignale möglich, wobei gleichzeitig der Rechenaufwand gering bleibt. Die Maßnahmen nach Anspruch 4 ermöglichen eine einfache Prüfungsmethode zur Prüfung des ordnungsgemäßen Auftretens von Winkelmarkensignalen, die auch per Computerprogramm realisierbar ist, so daß kein zusätzlicher Schaltungsaufwand entsteht. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine; Figur 2 ein erfindungsgemäßes Flußdiagramm für ein Hauptprogramm zur Abarbeitung im Mikro¬ rechner eines Motorsteuergerätes; Figur 3 ein Signaldiagramm für die Steuerung der Brennkraftmaschine während einer Umdrehung der Nockenwelle; Figur 4 ein Flußdiagramm für ein erfindungsgemäßes Notlaufprogramm zur Abarbeitung in dem Mikrorechner des Motorsteuergerätes; Figur 5 ein Flußdiagramm für ein erstes Interrupt-Programm zur Abarbeitung in dem Mikrorechner des Motorsteuergerätes und Figur 6 ein Flußdiagramm für ein zweites Interrupt-Programm zur Abarbeitung von dem Mikrorechner des Motorsteuergerätes.
Beschreibung der Erfindung
In Figur 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 ein Motorsteuergerät eines Kraftfahrzeuges. Die Wirkungsweise eines Steuergerätes zur Steuerung einer Brennkraftmaschine ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Für nähere Einzelheiten wird hierzu insbesondere auf Bosch Technische Berichte, Motronik, 1983 verwiesen. In dem Motorsteuergerät 10 ist ein Mikrorechner 11 enthalten. Der Mikrorechner 11 besitzt den üblichen Aufbau mit CPU, RAM, ROM und I/O-Einheiten. Diese Komponenten sind aus Gründen der Übersichtlichkeit im einzelnen nicht dargestellt. Die Zeittaktsignale eines Taktgebers 12 werden einem Zeitzähler 13 zugeführt. Der Zeitzähler 13 ist mit vier Registern 15 bis 18 verbunden. Die Register 15 bis 18 sind weiterhin mit einem Winkelzähler 14 verbunden. Derartige Register sind in dem Stand der Technik unter dem Begriff Capture/Compare-Modul bekannt geworden (s. Intel-Handbuch 8XC196KR User's Manual, Kapitel 6, 1991) . An einen Eingang des Winkelzählers 14 ist ein Ausgang des Registers 15 angeschlossen. Der Ausgang des Registers 15 ist weiterhin ebenfalls mit dem Ausgang einer extern zum Mikrorechner 11 vorgesehen Signalaufbereitungs¬ schaltung 22 verbunden. Eingangsseitig ist an die Signalauf¬ bereitungsschaltung 22 ein Induktivgeber 21 angeschlossen. Der Induktivgeber 21 gibt jeweils bei Umlauf einer Winkelmarke 20 eines rotierenden Teils 19 ein Signal ab. Das Signal wird durch die Signalaufbereitungsschaltung 22 in ein Rechteck-Signal transformiert.
Das rotierende Teil 19 ist ein Zahnrad, das an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angebracht ist. Es weist üblicherweise (60-2) Zähne auf. Der Einfachheit halber sind in der Figur 1 jedoch nur (8-1) Zähne dargestellt. Der Ausgang des Registers 16 ist mit einer Endstufe 30 verbunden. Die Endstufe 30 ist ihrerseits an eine Zündspule 27 angeschlossen. Der Ausgang des Registers 17 ist mit einer weiteren Endstufe 29 verbunden. Die Endstufe 29 steht ihrerseits mit einem Einspritzventil 28 in Verbindung. Der Ausgang des Registers 18 ist mit einer weiteren Signalaufbereitungsschaltung 26 verbunden. An die Signalaufbereitungsschaltung 26 ist ein Induktivgeber 25 angeschlossen. Der Induktivgeber 25 erfaßt die Drehbewegung der Nockenwelle der Brennkraftmaschine. An die Nockenwelle ist ein zweites rotierendes Teil 23 angebracht. Das rotierende Teil 23 weist eine Bezugsmarke 24 auf. Der Induktivgeber 25 gibt bei Umlauf der Bezugsmarke 24 ein Signal ab, das durch die Signalaufbereitungsschaltung 26 in ein Rechtecksignal transformiert wird. Weiterhin ist an den Mikrorechner 11 des Motorsteuergerätes 10 ein Lastgeber 31 und ein Klopfgeber 32 angeschlossen. Weitere Geber, wie Temperaturgeber, können an das Steuergerät angeschlossen sein.
Die Wirkungsweise der Anordnung wird im folgenden anhand des Flußdiagramms in der Figur 2 erläutert. Im Programmschritt 40 wird das Hauptprogramm des Mikrorechners 11 gestartet. Im folgenden Programmschritt 41 wird eine Initialisierung des Mikrorechners 11 durchgeführt. Dabei werden die Register 15 und 18 als Auffangregister für den Zeitzähler 13 konfiguriert. Im folgenden Programmschritt 42 findet die Betriebsparametererfassung statt. Der Winkelzähler 14 zählt die Rechteckimpulse, die bei Umlauf einer Winkelmarke 20 am Induktivgeber 21 von der Signalaufbereitungsschaltung 22 abgegeben werden. Anhand des Zählerstandes des Winkelzählers 14 bestimmt der Mikrorechner 11 die Winkelläge der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Tritt auf der Anschlußleitung vom Register 15 zur Signal- aufbeschreitungsschaltung 22 eine ansteigende oder fallende Flanke auf, so wird der Zählerstand des Zeitzählers 13 augenblicklich im Register 15 festgehalten.
Das Register 15 gibt dann ein Interruptsignal an die nicht näher dargestellte CPU ab. In der zugehörigen Interrupt- Service-Routine speichert die CPU den Wert im Register 15 für spätere Auswertezwecke im RAM ab. Aus der Differenz zweier aufeinanderfolgender Auffangwerte errechnet die CPU schließlich die Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die Lastinformation der Brennkraftmaschine errechnet der Mikrorechner 11 aus dem Signal des Lastgebers 31. Für eine hier nicht näher betrachtete Klopfregelung, die ebenfalls bei der nachfolgenden Zündwinkelberechnung Einfluß hat, wird die Drehbewegung der Nockenwelle erfaßt. Bei einer fallenden Flanke des Rechtecksignals, das von der
Signalaufbereitungsschaltung 26 abgegeben wird, wird der Zählerstand des Zeitzählers 13 im Register 18 aufgefangen. Anschließend wird ebenfalls ein Interrupt ausgelöst. Während der zugehörigen Interrupt-Service-Routine wird dieser Wert ins RAM übertragen. Aufgrund des aufgefangenen Wertes ist es dem Mikrorechner 11 möglich, eine Zylindererkennung für die ebenfalls im Mikrorechner 11 realisierte Klopfregelung durchzuführen. Die Zylindererkennung aufgrund eines aufgetretenen Rechtecksignals von der
Signalaufbereitungsschaltung 26 basiert darauf, daß die Einbaulage der Bezugsmarke 24 dem Mikrorechner 11 bekannt ist und einer bestimmten Winkelstellung der Kurbelwelle entspricht.
Nach der Betriebsparametererfassung führt der Mikrorechner 11 im Programmschritt 43 eine Diagnose der erfaßten Signale durch. Die Diagnose basiert auf einer Plausibilitätsprüfung der Signale der einzelnen Geber. Dabei werden die gewonnenen Meßwerte mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen. Durch Vergleich, ob nach einmaligem bzw. mehrmaligem Auftreten eines Phasensignals, welches vom Induktivgeber 25 bei Umlauf der Bezugsmarke 24 abgegeben wird, eine bestimmte Anzahl von Winkelmarkensignalen aufgetreten ist, kann der Mikrorechner 11 ermitteln, ob bei Erfassung der Signale des Induktivgebers 21 ein Defekt vorlag. Diese Frage wird in Abfrage 44 des Programms geklärt.
Es sei angenommen, daß kein Defekt in dem Eingangskreis von Induktivgeber 21 zum Register 15 festgestellt wurde. Es folgt dann im Programmschritt 45 die Berechnung der Schließ- und Zündwinkel, sowie die Berechnung der Einspritzzeiten für die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine. Nähere Einzelheiten zur Berechnung dieser Größen können dem angegebenen Stand der Technik "Bosch Technische Unter¬ richtung, Motronik, 1983" entnommen werden. In diesem Programmschritt findet auch die Korrektur der berechneten Zündwinkel aufgrund der erwähnten Klopfregelung statt. Die berechneten Werte werden in Werte umgerechnet, die Zählerständen des Winkelzählers 14 entsprechen. Die vorausberechneten Werte werden dann in der richtigen Reihenfolge in die Register 16 und 17 geschrieben. Für die Ausgabe eines Zündungsereignisses wird im Register 16 zuerst der Wert für den Schließzeitbeginn des nächsten zu zündenden Zylinders eingeschrieben. Das Register 16 fungiert als Vergleichsregister. Es vergleicht ständig den Zählerstand des Zählers 14 mit dem vorausberechneten Wert in Register 16. Stimmt der Wert des Zählerstandes mit dem Wert im Vergleichsregister 16 überein, so schaltet das Ver¬ gleichsregister 16 sofort die Endstufe 30 für die Zündspule 27 ein. Danach wird der Wert für das Schließzeitende, d.h. der Zündwinkel für diesen Zylinder in das Vergleichsregister 16 eingetragen. Erreicht der Zählerstand des Winkelzählers 14 den eingespeicherten Wert, so wird die Endstufe 30 ausgeschaltet und somit der entsprechende Zylinder gezündet. Dieser Vorgang wiederholt sich auf die vorbeschriebene Art und Weise für die Zündvorgänge der weiteren Zylinder. In Analogie dazu werden die vorausberechneten Werte für den Einspritzzeitbeginn und das Einspritzzeitende für die einzelnen Zylinder mit Hilfe des Registers 17 ausgegeben. Das Einspritzzeitende für die einzelnen Zylinder wird durch Vergleich des Zählerstandes des Zählers 13 mit den vorausberechneten Werten für das Einspritzzeitende eingestellt. Dabei muß dann das Register 17 als Ver¬ gleichsregister für den Zeitzähler 13 umkonfiguriert werden.
Die Ausgabe der Zündbefehle ist in Figur 3 dargestellt. In Figur 3a sind zwei aufeinanderfolgende Phasensignale dargestellt. Der Abstand zwischen den fallenden Flanken der Phasensignale entspricht einer vollen Umdrehung der Nockenwelle der Brennkraftmaschine.
In Winkelgraden der Kurbelwelle ausgedrückt entspricht der Abstand zwischen den beiden fallenden Flanken der aufeinanderfolgenden Phasensignale 720° Kurbelwellenwinkel. In Figur 3b sind die Rechteckimpulse, die bei Umlauf der Winkelmarken 20 des rotierenden Teils 19 abgegeben werden, dargestellt. Es wird hier darauf hingewiesen, daß die Darstellung nicht maßstabsgerecht ist. In Figur 3c bis 3f sind die Ansteuersignale für die Zündspule 27 für die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine dargestellt. Die Ansteuersignale für das Einspritzventil sind der Einfachheit halber nicht dargestellt worden. Nachdem alle vorausberechneten Werte ausgegeben wurden, wird ein neuer Steuerungszyklus mit der Betriebsparametererfassung im Programmschritt 42 des Hauptprogramms begonnen.
Im folgenden wird der Fall betrachtet, daß in Abfrage 44 der Eingangskreis zur Erfassung der Drehbewegung der Kurbelwelle als Defekt erkannt wurde, der Eingangskreis zur Erfassung der Drehbewegung der Nockenwelle jedoch als fehlerfrei erkannt wurde. Für diesen Fall wird im Programmschritt 47 der Figur 2 ein Notlauf gestartet. Dieser Notlauf wird im folgenden anhand der Figur 4 näher erläutert. Nach dem Start des Notlaufprogramms im Programmschritt 50 wird eine Abfrage
51 abgearbeitet, in der abgefragt wird, ob der Notlauf schon im vorherigen Zyklus aktiviert wurde. Ist dies der Fall, wird das Notlauf rogramm sofort im Programmschritt 54 beendet. Ist dies nicht der Fall, so wird im Programmschritt
52 in eine bestimmte Speicherzelle des RAM eingetragen, daß ab jetzt der Notlauf aktiviert wurde. Anschließend erfolgt im Programmschritt 53 eine Umkonfiguration des Registers 15. Der Eingang des Registers 15 wird als Ausgang umkon¬ figuriert. Außerdem wird das Register 15 als Vergleichsregister umkonfiguriert. Das Register 15 arbeitet daraufhin mit dem Zeitzähler 13 zusammen. Es vergleicht in diesem Betriebsmode jeweils nach Inkrementierung des Zeitzählers 13, ob der Zählerstand des Zeitzählers 13 mit dem im Register 15 eingespeicherten Wert übereinstimmt. Ist dies der Fall, so schaltet es den Bitzustand am Ausgang des Registers 15 um. Diese Schaltsignale werden also über die Verbindung zwischen dem Ausgang des Registers 15 und dem Eingang des Zählers 14 ebenfalls dem Winkelzähler 14 zugeleitet. Danach wird das Notlaufprogramm im Programmschritt 54 beendet und es wird mit dem Programmschritt 45 zur Berechnung der Schließ- und Zündwinkel sowie Einspritzzeiten fortgefahren. Bei dem weiteren Ablauf des Steuerzyklusses ist für jeden nachfolgenden Programmschritt geklärt, daß der Notlauf akti¬ viert wurde, so daß bei der erneuten Abfrage 44 der Eingangskreis für den Induktivgeber 21 nicht als fehlerfrei erkannt wird. Ansonsten laufen die Programmschritte 42 bis 46 wie im Normalbetrieb ab.
Im folgenden wird das Interrupt-Programm in Figur 5, das nach dem Auftreten eines Phasensignals abgearbeitet wird, beschrieben. Der Programmschritt 80 bezeichnet den Start dieses Interrupt-Programms. Im Programmschritt 81 wird das Register 18 ausgelesen und der Inhalt für spätere Auswertezwecke ins RAM des Mikrorechners 11 eingespeichert. In Abfrage 82 wird danach überprüft, ob der Notlauf schon ausgelöst wurde. Ist dies nicht der Fall, wird das Interrupt-Programm im Programmschritt 87 beendet. War der Notlauf schon aktiviert worden, findet im Programmschritt 83 eine Berechnung der Differenzzeit für die nächsten auszugebenden Flanken von simulierten Winkelmarkensignalen statt. Dabei wird aus der Differenz zweier zuvor ab¬ gespeicherter, aufeinanderfolgender Auffangwerte des Registers 18 die Drehzahl der Kurbelwelle bestimmt. Dies ist möglich, weil sich bekanntlich die Nockenwelle mit der halben Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwelle dreht. Aufgrund der Drehzahlinformation und der Information, wieviele Winkelmarken 20 an dem rotierenden Teil 19 ange¬ bracht sind, errechnet der Mikrorechner 11 im Programmschritt 83 den Wert für die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flanken eines zu simulierenden Winkelmarkensignals voraus. Dieser Wert wird im Programmschritt 84 in das RAM des Mikrorechners 11 eingespeichert. Auf diesen Wert greift der Mikrorechner 11 während des Notlaufs noch mehrfach zurück.
Im folgenden Programmschritt 85 findet die Berechnung der Sollzeit für die nächste auszugebende, ansteigende Flanke eines ersten simulierten Winkelmarkensignals nach Auftreten der fallenden Flanke des Phasensignals statt. Bei dieser Berechnung berücksichtigt der Mikrorechner den aktuellen Zählerstand des Zeitzählers 13 und den Zeitpunkt des Auftretens der fallenden Flanke des letzten Phasensignals.
Im folgenden Programmschritt 86 wird der vorausberechnete Wert für die ansteigende Flanke in das Register 15 eingeschreiben. Danach wird das Interrupt-Programm im Programmschritt 87 beendet. Das Register 15 löst die ansteigende Flanke des ersten, simulierten
Winkelmarkensignals bei Übereinstimmung mit dem Zählerstand des Zeitzählers 13 selbständig aus. Nachfolgend wird noch das Interrup -Programm in Figur 6, das jeweils nach einer aufgetretenen Flanke am Eingang des Winkelzählers 14 abgearbeitet wird, erläutert. Nach dem Start des Interrupt-Programms im Programmschritt 70 wird in Abfrage 71 geprüft, ob der Notlauf schon aktiviert wurde. Dies geschieht durch Auslesen der im Programmschritt 52 des Notlaufprogramms gesetzten RAM-Zelle. War der Notlauf noch nicht aktiviert, wird im Programmschritt 72 das als Auffangregister fungierende Register 15 ausgelesen und der entsprechende Wert für spätere Auswertezwecke im RAM abgelegt. Danach wird das Interrupt-Programm im Programmschritt 75 beendet. War der Notlauf schon aktiviert worden, wird im Programmschritt 73 die Sollzeit der nächsten auszugebenden Flanke für das nachzubildende
Winkelmarkensignal berechnet. Die Berechnung findet dabei so statt, daß zu dem aktuellen Zählerstand des Zählers 13 der Wert hinzuaddiert wird, der im Programmschritt 84 des zuvor erläuterten Interrupt-Programms in das RAM des Mikrorechners 11 eingespeichert wurde. Dieser Wert wird im Programmschritt 74 in das Register 15 eingetragen. Anschließend wird das Interrupt-Programm im Programmschritt 75 beendet.
Mit Hilfe des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels werden also nach Erkennung eines Defektes beim Eingangskreis bezüglich der Drehzahlerfassung der Kurbelwelle simulierte Winkelmarkensignale erzeugt, die wie im Normalbetrieb vom Winkelzähler 14 erfaßt werden.
Das Signaldiagramm sieht im Idealfall im Notlaufbetrieb genauso aus, wie in Figur 3 dargestellt. Da die Drehzahl des Motors im Notlaufbetrieb während zwei
Kurbelwellenumdrehungen nur einmal berechnet wird, kann es bei einem Drehzahlabfall des Motors passieren, daß schon alle (8-1) Winkelmarkensignale ausgegeben wurden und erst später der nächste Phaseninterrupt auftritt. Ebenso kann es bei einem Drehzahlanstieg vorkommen, daß noch nicht alle (8-1) Winkelmarkensignale simuliert wurden, wenn der nächste Phaseninterrupt erfolgt. In diesem Fall können die noch ausstehenden Impulse durch Sondermaßnahmen sehr schnell hintereinander ausgegeben werden. Wegen dieser Dynamikeffekte (Drehzahlanstieg, Drehzahlabfall) ist es vorteilhaft, das rotierende Teil 23 mit weiteren Be¬ zugsmarken 24 zu versehen, so daß ein Phaseninterrupt z.B. alle 90° Kurbelwellenwinkel auftritt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Auslösung von zur Winkellage eines rotierenden Teils abhängigen Vorgängen, insbesondere Zündungs- und Einspritzvorgängen bei einer Brennkraftmaschine, wobei das rotierende Teil über seinen Umfang verteilt Winkelmarken aufweist, wobei zur Erfassung der Winkellage des rotierenden Teils ein erster Geber ver¬ wendet wird, der bei Umlauf einer Winkelmarke ein Winkelmarkensignal abgibt, wobei die Winkelmarkensignale von ersten Zählmitteln gezählt werden und wobei in Abhängigkeit des Zählergebnisses die Vorgänge ausgelöst werden, wobei das ordnungsgemäße Auftreten von Winkelmarkensignalen überprüft wird, mit einem zweiten Geber, dessen Signale in einer festen Zuordnung zu den Winkelmarkensignalen des ersten Gebers stehen, mit zweiten Zählmitteln, die die Zeittakt¬ signale eines Taktgenerators zählen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erkennung des nicht ordnungsgemäßen Auftretens von Winkelmarkensignalen ein Notlauf gestartet wird, in dem aus der zeitlichen Abfolge der Signale des zweiten Gebers (25) mindestens ein erster und zweiter Wert berechnet wird, daß der Zählerstand der zweiten Zählmittel (13) mit dem mindestens einen ersten und zweiten Wert verglichen wird, daß bei Übereinstimmung des Zählerstandes der zweiten Zählmittel (13) mit dem mindestens einen ersten Wert eine erste Flanke und bei Übereinstimmung des Zählerstandes des zweiten Zählmittels (13) mit dem mindestens einen zweiten Wert eine zweite der ersten entgegengesetzten Flanke zur Simulation mindestens eines Winkelmarkensignals erzeugt wird und daß das mindestens eine simulierte Winkelmarkensignal den ersten Zählmitteln (14) zugeführt wird. ■
2 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der zeitlichen Abfolge der Signale des zweiten Gebers (25) der Zählerstand der zweiten Zählmittel (13) bei Auftreten einer fallenden oder steigenden Flanke wenigstens zweier aufeinanderfolgender Signale des zweiten Gebers (25) festgehalten und in einen Speicher eingetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der ersten und zweiten Werte in Abhängigkeit der Differenz zwischen den bei Auftreten einer fallenden oder steigenden Flanke wenigstens zweier aufeinanderfolgender Signale des zweiten Gebers (25) festgehaltenen und abgespeicherten Zählerständen der zweiten Zählmittel (13) und der Anzahl von Winkelmarken (20) des rotierenden Teiles (19) sowie des bei der zuletzt aufgetretenen fallenden oder steigenden Flanke des Signals des zweiten Gebers (25) festgehaltenen und abgespeicherten Zählerstandes der zweiten Zählmittel (13) berechnet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung des ordnungsgemäßen Auftretens von Winkelmarkensignalen die Signale des zweiten Gebers (25) erfaßt werden und daß, wenn nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Auftreten mindestens eines Signals des zweiten Gebers (25) noch kein Winkelmarkensignal erfaßt wurde, ein Fehlersignal erzeugt wird, das die Erkennung des nicht ordnungsgemäßen Auftretens von Winkelmarkensignalen anzeigt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Teil (19) mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gekoppelt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Geber (25) ein Geber, der die Drehbewegung eines zweiten rotierenden Teils (23) , das mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, verwendet wird.
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