EP1466083A1 - Verfahren zur drehrichtungsumkehr bei zweitaktmotoren - Google Patents

Verfahren zur drehrichtungsumkehr bei zweitaktmotoren

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EP1466083A1
EP1466083A1 EP03701471A EP03701471A EP1466083A1 EP 1466083 A1 EP1466083 A1 EP 1466083A1 EP 03701471 A EP03701471 A EP 03701471A EP 03701471 A EP03701471 A EP 03701471A EP 1466083 A1 EP1466083 A1 EP 1466083A1
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engine
rotation
encoder
sensor
gap
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Reinhard Beil
Thomas Herm
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Siemens AG
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    • F01L13/02—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for reversing
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
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    • 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
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
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    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • 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
    • F02P7/067—Electromagnetic pick-up devices, e.g. providing induced current in a coil
    • F02P7/07—Hall-effect pick-up devices

Definitions

  • the invention relates to a method for reversing the direction of rotation of a two-stroke engine, the speed and crank drive position of which are detected with the aid of a suitable sensor system, the ignition and / or the fuel supply first being switched off to reverse the direction of rotation and when the engine subsequently coasts down when the speed drops below one
  • a specific pre-ignition is set at a certain limit speed and after the fuel supply has possibly been resumed, which reverses the direction of rotation of the engine, and subsequently the ignition and the fuel supply are controlled in accordance with the reverse direction of rotation.
  • Such a method for reversing the running direction of a two-stroke engine from operation is already known.
  • the determination of the direction of rotation, which is necessary for the control is carried out with at least two Hall sensors, and in addition to the determination of the rotational speed, the direction of rotation and position of the crankshaft can also be determined from the chronological sequence of the sensor signals.
  • the costs for installing the second sensor which is also to be connected to a control logic, also increase.
  • the object of the present invention is to provide a method for reversing the direction of rotation of a two-stroke engine, which works with only one sensor.
  • the object is achieved by a method of the type described in the introduction, in which a single sensor with an incremental encoder with a certain number of encoder segments and distributed uniformly over a circumference a gap interacts and with the help of the encoder segments the instantaneous angular velocity of the crank drive is determined over the circumference and the gap is evaluated to determine the absolute crank drive position, the engine being stopped by the incremental encoder when the engine stops due to the compression and expansion phases of the combustion chamber of the engine Fluctuations in the angular speed of the crank mechanism during one revolution are recorded and assigned to a specific encoder segment and the direction of rotation is determined from the relative angular position of these encoder segments to the gap.
  • the method makes use of the cyclical fluctuations in the angular velocity that occur in an engine that runs without ignition and / or fuel supply, which result from the braking of the crank mechanism during the compression phases and a slight re-acceleration during the expansion phases.
  • the detection of these fluctuations is made possible by the use of an incremental encoder, the encoder segments of which are provided at a certain angular distance, so that the exact angular velocity can be determined several times during a revolution from the time interval of the triggered signals over the circumference.
  • local maxima and minima of the angular velocity occur as an example, which can be assigned to specific encoder segments, for example by counting the pulses since the incremental encoder last passed the gap.
  • this provides further information about the angular position of the crank mechanism, the assigned encoder element being a different number of segments away from the gap depending on the direction of rotation of the motor.
  • the type of sensor used is irrelevant, both inductive sensors and Hall sensors, which interact, for example, with teeth as sensor segments, or other sensors, for example optically acting sensors. are set, which interact with a perforated disc or the like as an incremental encoder, the gap in this case being a closed hole.
  • the position of the ignition and, if applicable, injection times of the fuel supply are preferably re-synchronized with the gap of the incremental encoder. This can be useful in order to compensate for any positioning errors that occur when the direction of rotation is reversed, since the number of pulses triggered by the encoder segments can fluctuate in the forward direction depending on the number of encoder segments that have passed after the pre-ignition due to the inertia of the crank mechanism. As a rule, the synchronization can already take place in the opposite direction during the first revolution.
  • the method can be developed in such a way that after the early ignition, after a few sensor signals, an increase in engine speed is expected, if the engine is not switched off, the engine is switched off. If the direction of rotation is successfully reversed, the motor is already accelerated strongly in its new direction of rotation with its first revolution, which can be detected by the sensor with the aid of the incremental encoder. This increase in engine speed, which occurs in the previous direction of rotation if the top dead center is incorrectly exceeded after the early ignition, can be used as a signal for switching off the engine in order to avoid that the engine that is still running forward is stressed by an ignition timing that is completely wrong during the subsequent revolution.
  • the method is particularly preferably used in a two-cylinder engine, the cylinders of which are arranged offset by 180 ° on the crank mechanism, with the assignment, ie the activation of the ignition and possibly the fuel injection, between the first and the after the reversal of the direction of rotation the second cylinder is exchanged. It would also be conceivable to change the actuation of the cylinders mathematically, but swapping them has the particular advantage that the gap of the incremental encoder, which is usually arranged approximately 90 ° before top dead center of the first cylinder with respect to the direction of forward rotation, also runs in reverse is relatively small angular distance with respect to the ignition process actually taking place in the second cylinder, which results in advantages in the control.
  • the new assignment can be changed after the reversal of the direction of rotation by exchanging pairs of cylinders or, for example in the case of a three-cylinder, the assignment is newly determined with reference to the gap of the incremental encoder.
  • a further advantage of the incremental encoder is used in a preferred further development of the method, according to which the number of encoder segments of the incremental encoder passing the sensor is counted after the early ignition has been given, and the motor is switched off when a certain limit number is exceeded.
  • This measure which is an alternative or in addition to the detection of the speed increase, can also be used to evaluate whether the reversal of the direction of rotation of the motor was successful.
  • the gap of the incremental encoder is usually up to approximately 90 ° before the top dead center of the piston with respect to the Windgrade direction of rotation.
  • the early ignition is, for example, preferably approximately 50 ° before top dead center, ie approximately 4 to 5 encoder segments after the gap of the incremental encoder.
  • the sensor detects significantly fewer segments until the gap is reached again, even in the event of overshoots due to the inertia of the crank mechanism, than if the dead center is exceeded with a subsequent 270 ° rotation of the incremental encoder. If the gap is detected after a number of sensor pulses in a number approximately equal to a quarter of the total number of encoder segments, a successful reversal of the direction of rotation can be assumed.
  • the present invention also relates to a sensor system which enables position detection with the aid of an incremental encoder having sensor segments which are uniformly distributed over the circumference and a sensor.
  • a control logic detects cyclic fluctuations in the detected angular velocity during a revolution due to the compression and expansion phases of the at least one combustion chamber of the engine and generates information about the angular position of the crank mechanism by assigning these fluctuations to specific encoder segments of the incremental encoder , With such a sensor system, which is suitable for use in different areas, one can determine the angular position of a crank mechanism.
  • the incremental encoder preferably has a gap, which is preferably formed by shortening or recessing two encoder segments, which, in conjunction with the sensor, provides further information about the angular position of the crank mechanism.
  • a sensor system enables the assignment of certain gradients of the angular velocity to certain encoder segments and the detection of the gap in addition to a determination of the instantaneous rotation number and a determination of the crank drive division also an exact determination of the direction of rotation, since the angular distance between the determined encoder segment and the gap varies depending on the direction of rotation when the two-stroke engine runs out.
  • the gap in the forward running direction of the engine is preferably provided 90 ° in front of the first or only cylinder of the engine in order to enable timely triggering of the ignition pulses during regular running on the one hand and on the other hand also preferably about 50 ° when the direction of rotation is desired to trigger early ignition before top dead center.
  • the incremental encoders previously used in the vehicle sector generally have a distribution of 60 teeth over the circumference, the gap generally making up two teeth so that they can be determined with certainty.
  • the sensor system according to the invention preferably has only 36 sensor segments distributed over the circumference, preferably teeth, two of which are omitted to form the gap.
  • This number of encoder segments has proven to be advantageous for an arrangement on the crankshaft of a two-stroke engine, since with a usual number of 60 teeth the system is subjected to an excessive interrupt load due to the high repetition rate at high speeds.
  • the number of approximately 36 encoder segments has proven to be particularly advantageous with regard to reducing the interrupt load on the system on the one hand and adequate resolution over the circumference of the crank mechanism on the other hand.

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Description

Beschreibung
Verfahren zur Drehrichtungsumkehr bei Zweitaktmotoren
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Umkehr der Laufrichtung eines Zweitaktmotors, dessen Drehzahl und Kurbeltriebstellung mit Hilfe einer geeigneten Sensorik erfasst werden, wobei zur Umkehrung der Drehrichtung zunächst die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet werden und beim nachfolgenden Auslaufen des Motors bei Unterschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl und nach gegebenenfalls erfolgter Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr eine gezielte Frühzündung gesetzt wird, die die Drehrichtung des Motors umkehrt, und nachfolgend die Zündung und die Kraftstoffzufuhr entsprechend der umgekehrten Laufrichtung gesteuert werden.
Ein solches Verfahren zur Umkehr der Laufrichtung eines Zweitaktmotors aus dem Betrieb heraus ist bereits bekannt . Die für die Steuerung notwendige Bestimmung der Laufrichtung erfolgt dabei mit wenigstens zwei Hall-Sensoren, wobei aus der zeitlichen Abfolge der Sensorsignale neben der Bestimmung der Drehzahl auch eine Drehrichtungs- und Positionsbestimmung der Kurbelwelle möglich ist. Neben den erhöhten Kosten für den zweiten Sensor erhöhen sich auch die Kosten für die Montage des zweiten Sensors, der ebenfalls an eine Steuerlogik anzuschließen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Umkehr der Laufrichtung eines Zweitaktmotors zu schaffen, das mit nur einem Sensor arbeitet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welchem ein einziger Sensor mit einem Inkrementalgeber mit einer bestimmten Anzahl gleichmäßig über einen Umfang verteilten Gebersegmenten und einer Lücke zusammenwirkt und mit Hilfe der Gebersegmente die augenblickliche Winkelgeschwindigkeit des Kurbeltriebes über den Umfang ermittelt und die Lücke zur Bestimmung der absoluten Kurbeltriebstellung ausgewertet wird, wobei beim Auslaufen des Motors mit Hilfe des Inkrementalgebers die durch die Kompressions- und Expansionsphasen wenigstens eines Brennraums des Motors bedingten Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit des Kurbeltriebes während einer Umdrehung erfasst und einem bestimmten Gebersegment zugeordnet werden und aus der relativen Winkellage dieser Gebersegmente zu der Lücke die Drehrichtung bestimmt wird.
Das Verfahren nutzt die bei einem ohne Zündung und/oder Kraftstoffzufuhr auslaufenden Motor auftretenden zyklischen Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit, die aus dem Abbremsen des Kurbeltriebes während der Kompressionsphasen und einem leichten Wiederbeschleunigen während der Expansionsphasen resultieren. Das Erfassen dieser Schwankungen wird durch den Einsatz eines Inkrementalgebers möglich, dessen Gebersegmente in bestimmtem Winkelabstand vorgesehen sind, so dass sich aus dem zeitlichen Abstand der ausgelösten Signale über den Umfang mehrfach während einer Umdrehung die exakte Winkelgeschwindigkeit bestimmen lässt . Während des Auslaufens treten als Beispiel lokale Maxima und Minima der Winkelgeschwindigkeit auf, die bestimmten Gebersegmenten zugeordnet werden können, beispielsweise durch Zählen der Impulse seit dem letzten Passieren der Lücke des Inkrementalgebers. Dadurch erhält man neben der Lücke eine weitere Information über die Winkelstellung des Kurbeltriebes, wobei das zugeordnete Geberelement je nach Drehrichtung des Motors eine unterschiedliche Segmentzahl von der Lücke entfernt liegt. Die Art des eingesetzten Sensors ist dabei unerheblich, es können sowohl Induktivsensoren als auch Hall-Sensoren, die beispielsweise mit Zähnen als Gebersegmenten zusammenwirken, oder auch sonstige Sensoren, beispielsweise optisch wirkende Sensoren ein- gesetzt werden, die mit einer Lochscheibe oder dergleichen als Inkrementalgeber zusammenwirken, wobei die Lücke in diesem Fall ein verschlossenes Loch ist.
Vorzugsweise wird nach einer erfolgten Drehrichtungsumkehr die Lage der Zünd- und gegebenenfalls Einspritzzeitpunkte der Kraftstoffzufuhr mit der Lücke des Inkrementalgebers neu synchronisiert. Dies kann zweckmäßig sein, um bei der Drehrichtungsumkehr eventuell entstehende Positionierungsfehler auszugleichen, da die Zahl der durch die Gebersegmente ausgelösten Impulse je nach Zahl der nach der Frühzündung noch infolge der Massenträgheit des Kurbeltriebes passierten Gebersegmente in Vorwärtsrichtung schwanken kann. In der Regel kann die Synchronisation bereits während der ersten Umdrehung in der Gegenrichtung vorgenommen werden.
Weiterhin kann das Verfahren in der Weise weitergebildet sein, dass nach der Frühzündung nach wenigen Sensorsignalen ein Drehzahlanstieg erwartet wird, bei dessen Ausbleiben der Motor abgeschaltet wird. Bei erfolgreicher Drehrichtungsumkehr wird der Motor bereits bei seiner ersten Umdrehung in neuer Drehrichtung stark beschleunigt, was mit Hilfe des Inkrementalgebers durch den Sensor erfassbar ist. Dieser bei einem fehlerhaften Überschreiten des oberen Totpunktes nach der Frühzündung in der vorherigen Drehrichtung ausbleibende Drehzahlanstieg kann als Signal für das Abschalten des Motors herangezogen werden, um zu vermeiden, dass der noch vorwärts laufende Motor durch einen bei der nachfolgenden Umdrehung völlig falschen Zündzeitpunkt beansprucht wird.
Besonders bevorzugt wird das Verfahren bei einem Zweizylindermotor verwendet, dessen Zylinder um 180° am Kurbeltrieb versetzt angeordnet sind, wobei nach der Drehrichtungsumkehr die Zuordnung, d. h. die Ansteuerung der Zündung und gegebenenfalls der Kraftstoffeinspritzung, zwischen dem ersten und dem zweiten Zylinder vertauscht wird. Denkbar wäre es zwar auch, die Ansteuerung der Zylinder rechnerisch zu verändern, jedoch ergibt sich durch das Vertauschen der besondere Vorteil, dass die meist ungefähr 90° vor dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders mit Bezug auf die Vorwärtsdrehrichtung angeordnete Lücke des Inkrementalgebers auch beim Rückwärtslauf in relativ geringem Winkelabstand mit Bezug auf den tatsächlich dann beim zweiten Zylinder erfolgenden Zündvorgang liegt, wodurch sich Vorteile bei der Ansteuerung ergeben. Bei einem Einzylindermotor muss selbstverständlich nach der Drehrichtungsumkehr die Zündung und gegebenenfalls die Kraftstoffeinspritzung in einen geänderten Bezug zur Lage der Lücke des Inkrementalgebers gesetzt werden. Denkbar wäre unter Umständen auch das Vorsehen einer weiteren Lücke, die allerdings nicht die Positionsbestimmung des Kurbeltriebes in der zuvor beschriebenen Art und Weise erschweren darf.
Bei Mehrzylindermotoren kann je nach Versatz der den Zylindern zugeordneten Kröpfungen der Kurbelwelle die neue Zuordnung nach der Drehrichtungsumkehr durch paarweisen Tausch zwischen Zylindern geändert werden oder, beispielsweise bei einem Dreizylinder, wird die Zuordnung mit Bezug auf die Lük- ke des Inkrementalgebers neu bestimmt.
Ein weiterer Vorteil des Inkrementalgebers wird bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens eingesetzt, wonach nach der Abgabe der Frühzündung die Zahl der den Sensor passierenden Gebersegmente des Inkrementalgebers gezählt und bei Überschreiten einer bestimmten Grenzanzahl der Motor abgeschaltet wird. Diese alternativ oder ergänzend zur Erfassung des Drehzahlanstieges mögliche Maßnahme kann ebenfalls zur Bewertung herangezogen werden, ob die Drehrichtungsumkehr des Motors erfolgreich war. Die Lücke des Inkrementalgebers liegt, wie bereits erwähnt, in der Regel bei bis ungefähr 90° vor dem oberen Totpunkt des Kolbens mit Bezug auf die Vor- wärtsdrehrichtung. Die Frühzündung liegt beispielsweise bevorzugt ungefähr 50° vor dem oberen Totpunkt, d. h. ungefähr 4 bis 5 Gebersegmente nach der Lücke des Inkrementalgebers. Kehrt sich die Drehrichtung erfolgreich um, erfasst der Sensor bis zum erneuten Erreichen der Lücke auch bei Überschwingen infolge der Massenträgheit des Kurbeltriebes erheblich weniger Segmente, als bei einem Überschreiten des Totpunktes mit einem nachfolgenden 270° -Umlauf des Inkrementalgebers. Wird die Lücke nach einer Anzahl von Sensorimpulsen in einer Anzahl ungefähr gleich einem Viertel der Gesamtzahl der Gebersegmente erfasst, kann von einer erfolgreichen Drehrichtungsumkehr ausgegangen werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Sensorik, die eine Positionserfassung mit Hilfe eines über den Umfang gleichmäßig verteilte Gebersegmente aufweisenden Inkrementalgebers und einem Sensor ermöglicht. Erfindungsgemäß erfasst eine Steuerlogik beim nicht-angetriebenen Auslaufen des Motors durch die Kompressions- und Expansionsphasen des wenigstens einen Brennraums des Motors bedingte zyklische Schwankungen der erfassten Winkelgeschwindigkeit während eines Umlaufes und generiert durch Zuordnen dieser Schwankungen zu bestimmten Gebersegmenten des Inkrementalgebers eine Information über die Winkelstellung des Kurbeltriebes. Man kann mit einer solchen Sensorik, die sich zum Einsatz in verschiedenen Bereichen eignet, die Winkelstellung eines Kurbeltriebes bestimmen. Für den bevorzugten Einsatz bei einem Verfahren der zuvor beschriebenen Art weist der Inkrementalgeber vorzugsweise eine Lücke auf, die vorzugsweise durch Verkürzung oder Aussparung zweier Gebersegmente gebildet ist, die in Verbindung mit dem Sensor eine weitere Information über die Winkel- Stellung des Kurbeltriebes darstellt. Eine solche Sensorik ermöglicht mit der Zuordnung bestimmter Gradienten der Winkelgeschwindigkeit zu bestimmten Gebersegmenten und mit der Erfassung der Lücke neben einer Bestimmung der Momentandreh- zahl und einer Bestimmung der Kurbeltriebsteilung auch eine exakte Bestimmung der Drehrichtung, da der Winkelabstand zwischen dem ermittelten Gebersegment und der Lücke je nach Drehrichtung beim Auslaufen des Zweitaktmotors unterschiedlich ist.
Wie bereits erwähnt, ist die Lücke in Vorwärtslaufrichtung des Motors gesehen vorzugsweise 90° vor dem ersten oder einzigen Zylinders des Motors vorgesehen, um einerseits bei regulärem Lauf eine zeitnahe Auslösung der Zündimpulse zu ermöglichen und andererseits auch bei einer gewünschten Drehrichtungsumkehr noch den vorzugsweise ungefähr 50° vor dem oberen Totpunkt liegenden Frühzündung auslösen zu können.
Die im Fahrzeugbereich bisher verwendeten Inkrementalgeber besitzen in der Regel eine Aufteilung von 60 Zähnen über den Umfang, wobei die Lücke in der Regel zwei Zähne ausmacht, um sie mit Bestimmtheit erfassen zu können. Die erfindungsgemäße Sensorik weist vorzugsweise hingegen nur 36 über den Umfang verteilte Gebersegmente, vorzugsweise Zähne, auf, von denen zwei zur Bildung der Lücke weggelassen sind. Diese Anzahl von Gebersegmenten hat sich bei einer Anordnung an der Kurbelwelle eines Zweitaktmotors als vorteilhaft erwiesen, da sich bei einer üblichen Anzahl von 60 Zähnen eine zu- hohe Interrupt- Belastung des Systems aufgrund der hohen Wiederholrate bei hohen Drehzahlen ergibt. Die Anzahl von ungefähr 36 Gebersegmenten hat sich dabei im Hinblick einerseits auf eine Senkung der Interrupt-Belastung des Systems und andererseits auf eine hinreichende Auflösung über den Umfang des Kurbeltriebes als besonders vorteilhaft erwiesen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Umkehr der Laufrichtung eines Zweitaktmotors, dessen Drehzahl und Kurbeltriebstellung mit Hilfe einer geeigneten Sensorik erfasst werden, wobei zur Umkehr der Drehrichtung zunächst die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet werden und beim nachfolgenden Auslaufen des Motors bei Unterschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl und nach gegebenenfalls erfolgter Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr eine gezielte Frühzündung gesetzt wird, die die Drehrichtung des Motors umkehrt und nachfolgend die Kraftstoffzufuhr und die Zündung entsprechend der umgekehrten Laufrichtung gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Sensor mit einem Inkrementalgeber mit einer bestimmten Anzahl gleichmäßig über einen Umfang verteilten Gebersegmenten und einer Lücke zusammenwirkt und mit Hilfe der Gebersegmente die augenblickliche Winkelgeschwindigkeit des Kurbeltriebes über den Umfang ermittelt und die Lücke zur Bestimmung der Kurbeltriebstellung ausgewertet wird, wobei beim Auslaufen des Motors mit Hilfe des Inkrementalgebers die durch die Kompressions- und Expansionsphasen des wenigstens einen Brennraumes des Motors bedingten Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit des Kurbeltriebes während einer Umdrehung des Motors erfasst und einem bestimmten Gebersegment zugeordnet werden und aus der relativen Winkellage dieses Gebersegments zu der Lücke die Drehrichtung des Motors bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Drehrichtungsumkehr die Lage der Zünd- und gegebenenfalls Einspritzzeitpunkte mit der Lücke des Inkrementalgebers neu synchronisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Drehrichtungsumkehr nach einigen Sensorsignalen ein Drehzahlanstieg erwartet wird, bei dessen Ausbleiben der Motor abgeschaltet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einem Zweizylindermotor mit 180° am Kurbeltrieb versetzten Zylindern eingesetzt wird und nach einer Drehrichtungsumkehr die Zuordnung zwischen dem ersten und dem zweiten Zylinder vertauscht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Motor mit mehr als zwei Zylindern die Zuordnung zwischen um 180° am Kurbeltrieb zueinander versetzt angeordneten Zylindern paarweise getauscht wird oder bei abweichendem Versatz der Zylinder die Zuordnung entsprechend dem Versatz mit Bezug auf die Lücke neu bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einzylindermotor entsprechend der Lage der Lücke die Zuordnung entsprechend der Lage der Lücke bezüglich des oberen Totpunktes des Kolbens nach der Drehrichtungsumkehr steuerungstechnisch verzögert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abgabe der Frühzündung die Zahl der den Sensor passierenden Gebersegmente des Inkrementalgebers gezählt und bei Überschreiten einer bestimmten Grenzanzahl der Motor abgeschaltet wird.
8. Sensorik mit einem Sensor und einem an einem rotierenden Bauteil eines Zweitaktmotors mit einem über den Umfang gleichmäßig verteilte Gebersegmente aufweisenden Inkre- mentalgeber, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerlogik mit Hilfe des Inkrementalgebers beim Auslaufen des Motors durch die Kompressions- und Expansionsphasen des wenigstens einen Brennraums bedingte zyklische Schwankungen der erfassten Winkelgeschwindigkeit während eines Umlaufes erfasst und durch Zuordnung zu bestimmten Gebersegmenten des Inkrementalgebers eine Information über die Winkelstellung des Kurbeltriebes generiert.
9. Sensorik nach Anspruch 8, insbesondere zur Verwendung bei einem der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Inkrementalgeber eine Lük- ke aufweist, die eine weitere Information über eine Winkelstellung des Kurbeltriebes darstellt.
10. Sensorik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerlogik durch Zählen der durch die Gebersegmente ausgelösten Steuersignale zwischen der Lücke und der rechnerisch bestimmten Kurbeltriebstellung die Drehrichtung des Motors ermittelt .
11. Sensorik nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lücke in Vorwärtslaufrichtung des Motors gesehen 90° vor dem ersten oder einzigen Zylinder des Motors vorgesehen ist.
12. Sensorik nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Inkrementalgeber aus 36 Gebersegmenten besteht, von denen zwei zur Bildung der Lücke verkürzt oder ausgespart sind.
13. Sensorik nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Induktivsensor ist.
4. Sensorik nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Hall-Sensor ist.
EP03701471A 2002-01-16 2003-01-08 Verfahren zur drehrichtungsumkehr bei zweitaktmotoren Expired - Lifetime EP1466083B1 (de)

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