JP3380244B2 - 回転数の勾配を求める装置 - Google Patents

回転数の勾配を求める装置

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/16—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal
    • G01P15/165—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal for measuring angular accelerations

Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は主請求の範囲の上位概念に示された装置に関
する。
内燃機関の回転数勾配dn/dtすなわちngradを求める装
置は既に知られている。例えばドイツ連邦共和国特許第
3421640号明細書に、エンジンの回転数を、回転数に依
存するパルス対の間隔から算出し、このように算出され
た少なくとも２つの回転数から回転数変化値を即ち回転
数勾配を測定することが示されている。
しかしこの公知の装置は次の欠点を有する。即ち、制
御装置における回転数勾配と、内燃機関の閉ループ制御
または閉ループ制御に必要とされる算出が同時に進行
し、そのため制御装置の算出装置の高い負荷が、時間的
にクリティカルな期間の間中も生ずる。
発明の効果 主請求の範囲の特徴部分に示された構成を有する本発
明の装置は、従来装置に比較して次の利点を有する。す
なわち、回転数勾配の検出が、内燃機関制御のためのパ
ラメータの検出が行われていない、時間的に余裕のある
期間（時間的に非クリティカルな期間）において実行さ
れることにより、コンピュータの負荷が軽減される。内
燃機関の制御および／または調整のために必要なパラメ
ータを検出する期間には時間的余裕がなく、「時間的に
クリティカル」である。この期間に実行されるプログラ
ムは、時間的にクリティカルなプログラムである。この
期間においては、内燃機関の正常機能を保証するために
計算器は連続的にデータを処理しなければならないず、
計算器には負荷がかかる。また内燃機関の制御および／
または調整に必要なパラメータの検出が実行されていな
い期間は時間的に余裕があり「時間的に非クリティカ
ル」である。この期間に実行されるプログラムは時間的
に非クリティカルなプログラムである。
回転数勾配は他のパラメータほど頻繁に算出する必要
がないため、この別個の算出は可能である。これはさら
に次のようにして有利に改善される、即ち、回転数勾配
dn/dtの算出を簡単に行い、いずれにしても求められる
回転数ｎならびに、同じくいずれにしても求められるセ
グメント時間tseg（ｉ）ならびにtseg（ｉ−１）を算出
の際に用いることにより改善される。
本発明の別の利点は従属形式の請求の範囲により得ら
れる。
図面 本発明の実施例が図面に示されており、以降の記載に
より詳説される。
第１図は外見的には既に公知の、各種の自動車に用い
られる、エンジンの回転数を検出して制御する装置を示
し、この装置により本発明も実現できる。第２図に信号
波形が示されており、第3a図と第3b図に，回転数勾配dn
/dtすなわちgrad ｎの本発明による算出のステップが
示されている。
実施例の説明 第１図に、本発明の方法を実施するのに適した装置が
示されている。インクリメントディスク10は多数の同種
の角度マーク11,例えば60−２をその表面に有してい
る。このディスクは軸12に取り付けられており、この軸
の回転数または回転数変化が測定される。この軸は、こ
の実施例においては内燃機関のクランク軸である。
インクリメントディスク10の角度マーク11はすべて互
いに同じ間隔で設けられており、基準マークは13で示さ
れている。この基準マークは、図示の実施例の場合は、
欠如したマークとして構成されており、同期用空隙とも
称される。
インクリメントディスクの、必要に応じて適合化され
た構造により、別の軸たとえばカム軸のための回転数勾
配を求めることも出来る。インクレメントディスクでは
なく、少なくとも１つの角度マークを有する別のディス
クも使用できる。
シリンダ毎に角度マークを有するセグメントディスク
を、カム軸の回転数勾配の算出と関連付けて、または相
応にクランク軸におけるシリンダ数の半分毎に角度マー
クに関連付けて、使用してもよい。
内燃機関のクランク軸と結合されている前述のインク
リメントディスクの場合、適切なトリガマークを発生す
るために、４シリンダ内燃機関の場合は、公知のように
２つのセグメント14が必要とされる。そのため60−２角
度マークを有するディスクの場合は１つのセグメントが
30以上のマークにわたり延在することになる。
６シリンダ内燃機関の場合はそれに応じて３つのセグ
メントが必要とされることになり、そのため60−２のマ
ークを有する１つのディスクに、１つのセグメントが20
のマークにわたり延在することになる。
例えば矢印方向へ回転するインクリメントディスク10
は、例えば誘導センサのようなピックアップ15により走
査される。このピックアップは，回転数に依存する出力
信号を供給する。この信号はパルス成形段16において方
形波パルスへ成形される。これらのパルスはさらに算出
装置17たとえばえば制御装置において、内燃機関の制御
および／または調整のために必要とされる値の算出のた
めに、評価される。この場合、所定のパルス間隔から持
続時間が形成され、所定の角度マーク側縁はトリガマー
クとして用いられる。
さらにこれらの方形波パルスから、ないしこれから得
られる時間から、回転数ｎと回転数勾配dn/dtすなわちg
rad ｎが求められる。
評価されるべき方形波信号U16は第２図に時間ｔを横
軸として示されている。平均回転数ｎの測定のために、
ならびに回転数勾配dn/dtのために重要なセグメント時
間は、第２図においてtseg（ｉ）で示されている。先行
のセグメント時間はtseg（ｉ−１）となる。セグメント
時間とは、１つのセグメントがピックアップの前方を通
過する間中に経過する時間である。
算出装置16において、時間的にクリティカルな算出
と、非クリティカルな時間においてだけ実施される回転
数勾配dn/dtの算出が進行経過する。回転数勾配を算出
させる適切な関係式を求めるために、次の考察を用いる
べきである：即ち回転数勾配の算出のためにセグメント
時間tsegも回転数ｎも関係付けられて次の式が適用され
る。
この式の分母において、セグメント時間tseg（ｉ−
１）はセグメント時間tseg（ｉ）に近似的に等しいとさ
れており、そのため両方のセグメント時間は値K/nで置
き換えられる： （４） tseg（ｉ−１）＝tseg（ｉ）＝K/n 計算式は次の形に簡単化される。
（５） ngrad＝dn/dt＝n3/K2＋［tseg（ｉ−１）−tseg（ｉ）］ 回転数勾配dn/dtの算出のために、回転数の３乗に依
存し、定数Ｋの２乗で除算され、２つのセグメント時間
相互間の差で乗算される式が最終的に得られる。
算出の手間は、第3a図と第3b図に示された方法を実施
することにより、低く維持できる。
この場合、セグメントタイミングにおける時間的にク
リティカルな算出パターンにおいて、先行のセグメント
時間だけが一時記憶され、続いて新たなセグメント時間
が算出される。そのためセグメント時間tseg（ｉ）とts
eg（ｉ−１）からなる有効な値の対が常に存在する。こ
の値の対から非クリティカルな時間パターンにおいて回
転数勾配dn/dtの算出が実施される。
第3a図にセグメントタイミングにおける時間的にクリ
ティカルな算出パターンにおいて進行する個々のステッ
プが記入されている。ただし記号は次の内容を示す。
S1:セグメント時間tseg（ｉ−１）の読み込み S2:セグメント時間tseg（ｉ−１）の記憶 S3:セグメント時間tseg（ｉ）の読み込み S4:セグメント時間tseg（ｉ）の記憶 S5:セグメント時間tseg（ｉ＋１）の読み込み これらのステップは、相応の時間が設けられると、直
ちに継続的に繰り返される。
種々異なるセグメント時間の読み込みないし記憶の行
われる同じ時間パターンにおいて、内燃機関の制御と調
整のために必要とされるデータの測定のための評価が進
行する。この場合、これらのデータの算出のためのプロ
グラムＰが進行する。
時間的にクリティカルな領域における算出のためにそ
の都度に、２つのセグメント時間たとえば第3b図に示さ
れているセグメント時間tseg（ｉ−１）およびtseg
（ｉ）が用いられる。それぞれ２つのセグメント時間な
らびに記憶されている定数Ｋから回転数勾配が、時間的
に非クリティカルなプログラムにおいて算出される。こ
の場合、次ぎのステップが進行する： ステップS10において、定数Ｋをセグメント時間tseg
（ｉ）で除算することにより、記憶されている定数Ｋと
読み込まれたセグメント時間tseg（ｉ）から、回転数ｎ
が求められる。
この回転数ｎからステップS11において、回転数の２
乗n2が形成される。回転数ｎならびにこの回転数の２乗
から、ステップS12において、回転数の３乗n3が算出さ
れる。
ステップS13において回転数の３乗n3がk2で除算され
る。ただしk2は記憶されているかまたはｋから算出され
る。
ステップ14において、記憶されているセグメント時間
tseg（ｉ−１）と読み込まれたセグメント時間tseg
（ｉ）との差が形成される。この差はステップS15にお
いて値n3/k2で乗算される。そのためステップS15の結果
が所望の回転数勾配dn/dtを表す。
第3b図に示されているプログラムは別の順序でも進行
できる。重要なことは、このプログラムが時間的に非ク
リティカルな期間においてだけ進行し、そのため算出ユ
ニット17が時間的にクリティカルな期間において負荷を
与えられないことである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィルト， エルンスト ドイツ連邦共和国 71739 オーバーリ ークシンゲン ヴェルナーシュトラーセ 20／６ (72)発明者 ベトヒャー， クラウス ドイツ連邦共和国 71735 エバーディ ンゲン―ホーホドルフ テオドール―ホ イス―シュトラーセ ４ (72)発明者 マレブライン， ゲオルク ドイツ連邦共和国 70197 シュツット ガルト ハーゼンベルクシュタイゲ 74 アー (72)発明者 ティッシャー， クリスチアン ドイツ連邦共和国 71282 ヘミンゲン ゼーシュトラーセ 51 (56)参考文献 特開 昭60−1338（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−1339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−13988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−61470（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−203658（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−306256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−82672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/16 G01P 3/481 - 3/489

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関により駆動される軸の回転数勾配
    （dn/dt）を求める装置であって、この被駆動軸には回
    転数に依存するパルス列を発生する発信器が配属されて
    おり、前記装置は算出装置を有し、この算出装置の中
    で、選定可能なパルス間の時間間隔、または同種のパル
    ス側縁間の時間間隔が求められ、 前記算出装置は、内燃機関制御のためのパラメータをプ
    ログラムにおいて継続的に求める形式の装置において、 前記回転数勾配（dn/dt）の検出は、前記内燃機関制御
    のためのパラメータの検出が行われていない、時間的に
    余裕のある期間において行われる、 ことを特徴とする、内燃機関により駆動される軸の回転
    数勾配（dn/dt）を求める装置。
  2. 【請求項２】前記の時間間隔がセグメント時間であり、
    このセグメント時間は、内燃機関のクランク軸が角度36
    0゜/z/2だけ回転する時間であり、ｚは内燃機関のシリ
    ンダ数である、請求の範囲１に記載の装置。
  3. 【請求項３】算出装置が内燃機関の制御装置である、請
    求の範囲１または２に記載の装置。
  4. 【請求項４】回転数勾配（dn/dt）が、回転数（ｎ）の
    ３乗および、実際のセグメント時間（tseg（ｉ））と、
    該実際のセグメント時間に時間的に直接先行するセグメ
    ント時間（tseg（ｉ−１））との差に依存して形成され
    る、請求の範囲２に記載の装置。
  5. 【請求項５】回転数勾配dn/dtが制御装置の中で次の式
    を用いて即ち： ngrad＝dn/dt＝n3/k2＊〔tseg（ｉ−１）−tseg
    （ｉ）〕を用いて算出される、請求の範囲１から４のい
    ずれか１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】定数（ｋ）またはこれとは異なる定数
    （k2）が算出装置の非揮発性メモリの中に格納されてい
    る、請求の範囲５に記載の装置。
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