JPH09500216A - 内燃機関のセンサホイール用適合化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 センサホイール（１０）は、例えば、内燃機関の回転数変動分を、かなり高い精度で検出して、該回転数変動分から回転の非均衡値を算出するために使用される。その様なセンサホイールは、例えば、３つのセグメントを有しており、該各セグメントは、理想的には、同じ長さであるが、実際には、大抵、相互に少し違う長さを有している。そのことにより生じる、回転数変動分の検出の際の測定誤差を回避するために、適合化方法によって実際の長さを検出することが公知である。本発明による装置は、当該装置が、各セグメントに対して、複数の適合化フィルタ（１７．Ｂ１〜１７．Ｂ４）を介して、種々の回転数領域用の種々の適合化値を検出するのに使用されるように構成されている。即ち、種々の回転数領域内で、種々の長さが測定された場合、つまり、誤差があるものは、補償される必要がある。と言うのは、一つのセグメントの長さは、実際には、持続的に一定であるからである。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関のセンサホイール用適合化装置 本発明は、例えば、内燃機関のクランクシャフトに取り付けられたセグメント 化されたセンサホイールの、角度に応じたセグメント長さの測定の際、許容偏差 の適合化のための装置に関する。 従来技術 独立請求項１及び２の上位概念による装置は、ドイツ連邦共和国特許公開第４ １３３６７９号広報から公知である。そこに記載されている装置は、学習進展度 検出装置（添付された請求範囲３の特徴部分に記載されている）、並びに、比較 装置（添付された請求範囲４の特徴部分に記載されている）を介しても使用され る。 内燃機関に付けられたセンサホイールは、その都度一つのピストンがその上死 点に位置する度毎に測定値検出器を介して測定信号を供給するようにように調整 されている。このために、６シリンダエンジンに取り付けられたセンサホイール は、夫々６０度に亘っている３つの歯、並びに、各歯間に位置している、比較的 小さなホイール直径で、同様に夫々６０度に亘っている３つの部分を有している 。夫々の歯の上昇縁及び下降縁で、測定値検出器が測定信号を送出する。上述の センサホイールは、上述の機能では、６つのセグメントを使用する。同じセンサ ホイールの場合、夫々１２０度の長さの３つのセグメントを用いる歯の上昇縁し か考慮されない。以下では、分かりやすくするために、３つのセグメントを有す るセンサホイールについてのみ説明する。本発明にとっては、セグメントの個数 とその位置は、重要なことではない。 センサホイールが、所定回転数で回転して、時間パルスのカウントにより両セ グメント始点間の持続時間が決定された場合、理想的なセンサホイールの各セグ メントに対して、例えば、カウント値１００が得られ、つまり、センサホイール の全回転に対して、全部でカウント値３００が得られるとする。しかし、実際に は、種々の許容偏差に基づいて不均等なカウント値が得られ、例えば、第１のセ グメントに対しては、カウント値１０１が得られ、第２のセグメント値に対して は、カウント値９７が得られ、第３のセグメント値に対しては、カウント値１０ ２が得られる。センサホイールを用いて発生された測定信号が、後続の処理アル ゴリズムのために必要な場合、理想的なセグメント長さの代わりに、この実際の セグメント長さが考慮されなければならない。このために、実施例の場合、各セ グメントに対して、カウント値１００に基づく適合化が必要であり、その際、前 述の正確な値に適合化される。この様にして、セグメント長さが、固定回転数の 場合、 正確に測定されるならば、それに続いて、この正確に求められたセグメント長さ を、新たな時間測定により、センサホイールの回転数変動分を非常に正確に求め るために使用することができる。 前述の実施例から、直ぐ分かることは、固定時間クロックの場合、セグメント 長さに対して得られるカウント値は、センサホイールの回転数に依存するという ことである。セグメントの長さに関して、回転数に依存しないようにするために 、正規化を行うことは有意義である。このことは、例えば、回転全体に対してカ ウント値を関連付けて行うことができる。その際、前述の実施例では、夫々の理 想的なセグメントは、長さ１００／３００を有しており、実施例の理想的なセン サホイールの場合、夫々のセグメントは、長さ１０１／３００，９７／３００乃 至１０２／３００を有している。これは、例えば、回転数の絶対的な測定が必要 なく、パーセントでの回転数変動分を求めれば十分な場合に可能である。更に、 任意のセグメントの長さを任意に１に設定して、このセグメントに対する他のセ グメントの長さの偏差を検出することができる。つまり、実施例では、第２のセ グメントは、第１のセグメントよりも４／１０１だけ短く、第３のセグメントは 、第１のセグメントよりも１／１０１だけ短い。 本発明の場合、セグメントの長さをどのようにして検出するのか、即ち、絶対 的に検出するのか、又は、 相対的に検出するのか、回転全体に関して検出するのか、又は、選定されたセグ メントに関して検出するのか、又は、差として検出するのか、については、全く 重要なことではない。 前述のドイツ連邦共和国特許公開第４１３３６７９号公報に記載された装置の 場合、基準セグメントは、単一セグメントとして選定され、他のセグメントの長 さは、この単一長さに対する差として特徴付けられる。しかし、以下の説明では 、簡単化のために、夫々３つのセグメントの各長さは、同様にして、即ち、セン サホイールが、完全に一回転するのに、その都度必要とする時間に関して検出さ れる。 これまでの説明では、セグメント長さが、一定回転数の場合に時間測定により 検出されるものとしてきた。実際には、いずれにせよ、回転数は一定ではなく、 そのことは、セグメント長さの測定の際、考慮される必要がある。最初の回転の 際、上述の３００個のクロックパルスがカウントされるが、センサホイールの第 ２の回転の際、例えば、３０３クロックパルスが検出されることがあり、夫々の セグメント以上に、回転数がクロックパルスに応じて増大することになってしま う。その際、この一方のクロックパルスが、実際に測定された長さから減算され る。上述の実施例の場合、センサホイールが若干加速されていて、第１のセグメ ントに対して１０１個のクロックパルスではなく、１０２ 個のクロックパルスが得られ、それから、一方のクロックパルスが減じられ、そ の結果、再び、１０１個のクロックパルスの正確な値が得られる（その際、完全 に１回転する場合に、３００個のクロックパルスになるように減算される）。そ のような、単なる線形（一次）的な換算は、前述の刊行物ドイツ連邦共和国特許 公開第４１３３６７９号公報に記載されている。しかし、比較的コスト高な回転 数補正方法も使用することができ、そのことは、例えば、刊行物ドイツ連邦共和 国特許公開第４００９２８５号公報及びドイツ連邦共和国特許公開４１３８７６ ５に、回転不安定値の検出と関連して記載されている。補償された測定信号の検 出の際、どの様に、回転数変動分が考慮されるのかについては、本発明にとって は、重要なことではないことを指摘しておく。 補償された測定信号を用いて、上述の適合化が行われる。適合化は、値を、比 較的強く分散された値の平均値に適合化させることに基づいている。平均値形成 は、任意に行うことができ、例えば、多数の測定値の算術平均値の形成により、 中央値を見つけることにより、または、デジタルデータ処理の際、殆ど専用に使 用される方法としては、１次のフィルタの使用によって行うことができ、その際 、このフィルタは、夫々の新たな測定値を、非常に僅かしか重み付けせずに、新 たな平均値を形成するために、これまでの平均値に加 算するように作動する。この、最後に述べた適合化は、刊行物ドイツ連邦共和国 特許第４１３３６７９号公報にも記載されている。しかし、本発明の場合、適合 化アルゴリズムは、重要なことではない。 適合化方法を構成する際、とりわけ、プロセスが開始したら、既に、学習進展 度がどの程度であるかについて関心がある。学習進展度の検出のために使用する ことができる最も簡単な装置は、単にカウントする適合化ステップカウンタであ り、その際、平均値形成の際、新たな測定値により適合化値が頻繁に変更される 。実際の実験により、夫々の適用の場合に、限界値数が求められ、この値から、 適合化値が、高い精度で実際状態を再現することができるようになる。他の手段 としては、所定数の適合化ステップのために、適合化値を変更することもできる 。と言うのは、公知のように、適合化値は、それが、最終値からかなり離れてい る場合に特に強く変動し、それに対して、それが、最終値にほぼ一致している場 合には、最早殆ど変動しない。刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第４１３３６７ ９号公報には、別の変形実施例が挙げられており、即ち、実際の適合化値と実際 の測定値との差をフィルタリングする、１次フィルタの形式での平均値形成が開 示されている。理想的な場合、学習フィルタの初期値は、値ゼロになる。実際に は、達成信号は、充分な学習の際、既に、フィルタの初期値、即ち、学習進展度 信号 が、所定の限界値を下廻る場合に送出されている。 センサホイールのセグメントの長さに対する非常に正確な適合化は、特に、セ グメントの長さを非常に高い精度で検出する（そのことは、例えば、ミスファイ アによって制約されている）ために使用される場合に必要である。その様な回転 数変動分から、所謂回転不安定値が算出され、そのために、アルゴリズムを使用 することができる（例えば、既述の刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第４００９ ２８５号公報及びドイツ連邦共和国特許公開第４１３８７６５号公報に概略的に 記載されている）。本発明との関連では、どのようにして、回転不安定値が検出 されるのかについては、重要なことではない。クランクシャフトに前述のセンサ ホイールが取り付けられている内燃機関で、許容し得ない程多数のミスファイア が生じているかどうか検出するために、回転不安定値が限界値と比較される。理 想的には、回転不安定値は、ミスファイアが全く生じていない場合、値ゼロであ り、ミスファイアにより生じていない回転数変動分は、全て補償することができ 、結局、センサホイールを用いて、精確な回転数変動分測定を行うことができる 。全部で３つの条件が理想的に充足される場合、限界値は、値ゼロを有している 。しかし、実際には、ゼロではなく、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第４１３ ３６７９号公報で説明されているように、適合化の際、学習進展度に依存して変 え ることができる。即ち、センサホイールは、適合化の初めでは、未だ不正確な測 定値を供給し、回転不安定値は、この不正確性に基づいてのみ、全くミスファイ アが生じていない場合でも、既に、所定量に達している。適合化が改善されれば される程、測定の不正確さにより回転不安定値が増大しなくなる。従って、限界 値は、実際の回転不安定値と比較するために、適合化の進展と共に小さくするこ とができ、又は、その最小値は、常に比較的小さな値に固定することができる。 前述の刊行物によると、前述の限界値は、１ステップでの（即ち、達成信号が学 習進展度のために送出された場合に）切替が行われる。この時点では、前述の限 界値の上昇又は下方制限は、行われない。 前述の原理が適用された場合、適合化は、１セグメントの長さの１パーミル（ 千分の一）の数分の一の精度を達成することができる。しかし、この精度は、実 際には、内燃機関でのミスファイアを許容可能な範囲で検出し得るのには、未だ 充分ではないことが分かった。 本発明の説明 本発明の課題は、セグメント化されたセンサホイールの角度依存のセグメント 長さの測定の際、従来のその種の装置よりも精確な適合化値を供給する許容偏差 の適合化用装置を提供することにある。 本発明の装置は、請求項１乃至２の技術思想により 示されている。この技術思想には、少なくとも一つのセグメントに対して、但一 つの適合化値を検出するのみならず、少なくとも２つの回転数依存の適合化値を 検出するという技術的原理が共通している。この原理は、センサホイールのセグ メントの長さは、実際には、どの様な回転数の場合に常に等しく測定されるとは 限らないという認識に基づいている。しかし、明らかに、セグメントの長さは変 わらず、従って、測定された長さの回転数依存の変動分は補償することができ、 そのことは、適合化の場合も考慮される。 請求項１の装置の場合、適合化を行う各平均化装置は、夫々所定回転数領域に 配属された、少なくとも２つの平均化サブ装置を有しており、請求項１による装 置の場合、各平均化サブ装置の夫々には、回転数領域ではなくて、回転数が配属 されており、その際、いずれにせよ、この所定の回転数を中心として同様に（但 し、重畳することがある）各領域が位置している（種々の重み付けを用いて考慮 される）。 上述のように、本発明は、セグメントの長さの測定は、回転数に依存している という認識に基づく。強調すべきことに、この依存性は、極めて非直線的である 。そこで、特徴的な共鳴領域が生じ、この領域内では、共鳴のない領域に比して 、数百分の１度の大きさである。例えば、２００回／分の回転数領域以上に亘っ ている様な共鳴領域が、平均化サブ装置に配属された、 例えば、１０００回／分の領域内に位置している場合、問題が生じることがある 。適合化が、偶然、共鳴領域の外側の部分領域内の、前述の１０００回／分以内 で行われる場合、共鳴領域では、精確でない値になってしまう。それに相応して 、１０００回／分の領域の外側で、偶然、共鳴部分領域内で適合化されて、それ から、この値が、他の部分領域に適用された場合にも同様となる。このようにす ることによって生じることがある諸々の難点に対処し得るために、請求項５の実 施例では、最大値メモリ及び最小値メモリが、少なくとも一つのヤグメント用の 各平均化サブ装置内の適合化値のために使用されて、相互に配属された最大値メ モリ及び最小値メモリ内に記憶されている様な両値の夫々の偏差が形成される。 共鳴部分領域のない領域内では、最小値と最大値との間の差は極めて小さく、そ れに対して、共鳴部分領域のある領域内では、極めて大きい。この差が、所定限 界以上である場合、種々の手段を個別又は共通に使用することができる。１手段 としては、平均化サブ装置用の各領域境界又は基準回転数をずらして、共鳴領域 が出来る限り別々に検出される手段がある。この手段では、大きな範囲内に共鳴 部分が位置している場合、付加的に比較的小さな領域を挿入することもできる。 他の手段としては、ミスファイアの検出の際、共鳴部分領域のある所定回転数領 域内で測定される場合、限界値を上昇する手段がある。 本発明の装置が、各セグメント長さに対して少なくとも２つの適合化値が、相 互に異なる回転数領域で検出されるようにすることによって、多数の変形実施例 が得られ、例えば、このような種々異なる適合化値を、後続のアルゴリズムで使 用することができ、このアルゴリズムは、セグメント長さ測定に基づき、例えば 、回転不安定度検出用のアルゴリズムで使用することができる。ここで注意すべ き点は、適合化は、どんな回転数領域でも同様に迅速に進行するとは限らないと いう点である。典型的な第１の領域は、例えば、ほぼ１５００回／分〜ほぼ３０ ００回／分の回転数領域である。この領域内では、他のどんな領域内よりも非常 に頻繁に測定値が検出される。この領域内で、達成信号が満足な学習展開度を指 示するように急速に学習されると直ぐに、どんな回転数領域でも変動しないセン サホイールの機械的許容偏差が、非常に良好に適合化される。従って、原理的に は、種々の各セグメント長さ用の各適合化値が、他の回転数領域内の各セグメン ト長さの適合化値用にも転用されるという利点がある。その際、他の回転数領域 内での別の適合化の際、回転数依存の許容偏差だけを適合化しさえすればよい。 更に、個別の回転数領域内での学習進展度に依存して、前述の限界値が、回転 不安定度検出のために修正され得る。機械的許容偏差も回転数依存の許容偏差も 適合化されていない限り、この限界値は、比較的強く 上昇される必要がある。しかし、適合化が、所定回転数領域内で行われると、こ の領域に対して、限界値の上昇（又は、最小値の制限）を行わないようにするこ とができる。残りの領域内では、限界値を低減することができる。と言うのは、 誤差は、機械的な許容偏差により何度も生じるのではなくて、回転数依存の許容 偏差だけによって生じるからである。別の領域内では、限界値の上昇は、その領 域内でも適合化が行われる迄行われる。前述の方式に対して択一的に、適合化が 行われてしまってから、限界値上昇が止められる前に、別の検査が行われるのを 待機するようにすることもできる。上述のこの検査では、最大値及び最小値を用 いて、共鳴が回転数領域内で生じているかどうかが、検査される。この択一的な 選択肢の方式の際、最大値及び最小値に対して比較的小さな差しかないことが判 明した場合にのみ、限界値上昇分が、最終的に値ゼロにまで低下される。 図面 図１は、センサホイール用の第１の適合化装置のブロック機能図、図２は、図 １の装置とは異なる点が明瞭に示されている本発明の第２の装置の部分機能ブロ ック図、図３は、回転数領域及び重み付け係数を明瞭に示す図、図４は、回転数 領域内の共鳴部分領域を検出するためのサブ装置用のブロック機能図、図５は、 回転数に依存する、回転不安定値が、センサホイール の許容偏差によって、どの程度影響を受けるのかについて示す図、図６は、回転 の不安定状態検査時に使用される限界値が、センサホイールの許容偏差の適合化 の際の学習進展度に依存してどの様にして修正されるのかについて明瞭に示すブ ロック機能図、図７は、回転の不安定状態の検査時に使用される限界値が、種々 の回転数領域用の適合化結果に依存してどの様にして修正されるのかについて明 瞭に示すブロック機能図である。 実施例の説明 図１のセンサホイール１０の場合、３つの歯が夫々６０°に亘って形成されて いて、各歯の間には、夫々６０°の溝が形成されている。その結果、３つのセグ メントＡ，Ｂ，Ｃが形成され、各セグメントは、夫々１つの歯と１つの溝から形 成されていて、理想的には、夫々１２０°に亘っている。しかし、実際には、セ ンサホイールの機械的許容偏差や回転数依存の偏差に基づいて、夫々１２０°で はない。図１の装置は、各セグメントＡ，Ｂ，Ｃの夫々の実際の長さを出来る限 り回転数に依存しないで検出するために使用される。セグメント全てに妥当する 各量については、本願では、添字ｘで示した。従って、ｘは、値Ａ，Ｂ，Ｃの何 れかを添えて示される。 センサホイール１０の歯の側縁は、測定値検出器１１によって走査されて、測 定信号がセグメント長さ算 出装置１２に送出され、この装置１２は、補償されていない各セグメント長さ値 XSxyを送出するが、この値は、センサホイールの全周に関係している。前述の測 定信号MSは、回転数検出装置１３にも供給されて、当該測定信号から、その都度 実際の回転数ｎが検出される。 セグメントセレクタ１４は、前述のセグメント長さ値と、１セグメントでの（ 図示していない）溝と関連して送出される信号、又は、カムシャフト信号NWとを 用いて、どのセグメントが丁度測定されているのかを検出する。それら各信号に 依存して、セグメントセレクタ１４は、３つのセグメント適合化装置１５．Ａ， １５．Ｂ，又は、１５．Ｃのうちの何れか一つの装置に切替える。それに応じて 、この装置には、セグメント長さ値XSAy，XSBy乃至XSCy並びに夫々回転数信号ｎ が入力される。図１では、セグメントＢ用のセグメント適合化装置１５．Ｂが詳 細に示されている。その他の２つのセグメント適合化装置１５．Ａ及び１５．Ｃ が、それに相応して構成されている。 セグメント適合化装置１５．Ｂは、回転数セレクタ１６．Ｂ、４つの適合化フ ィルタ１７．Ｂ１〜１７．Ｂ４、学習フィルタ１８、３つの適合化ステップカウ ンタ１９．Ｂ２〜１９．Ｂ４並びに４つの比較装置２０．Ｂ１〜２０．Ｂ４から 構成されている。 回転数セレクタ１６．Ｂは、４つの回転数領域、例 えば、図３の最上部によって示されている各領域間を識別する。第１の領域は、 1500〜3500回/分、第２の領域は、そこから4500回/分までの領域、第３の領域は 、そこから5500回/分までの領域、第４の領域は、そこから6000回/分までの領域 である。回転数は、実際には、大抵第１の領域内に位置している。それ故、図１ では、回転数セレクタ１６．Ｂの出力側は、第１の出力分岐に接続されている状 態で図示されている。それにより、セグメント長さ値XSByは、第１の回転数領域 の値XSB1として供給される。次に、添字ｙにより、回転数領域なのか、又は、固 定された回転数なのかが識別されるという点について指摘しておく。どの実施例 でも、その添字ｙは、１〜４であるが、本発明では、２つ以上の回転数領域又は 固定された回転数で実施することができる。領域又は固定された回転数が沢山使 用されればされる程、適合化の際に回転数の作用について、理論的に一層良く考 慮することができる。しかし、実際には、その際、種々異なる回転数領域で走行 が行われることは殆どなく、従って、そこでは、適合化は、非常に緩慢にしか行 われないという難点が生じる。４つの領域を使用すると、既述の利点と欠点との 間で、良好な妥協点が得られる。 セグメント長さ値XSB1は、適合化フィルタ１７．Ｂ１に、適合化値ASB1の形成 のために供給される。これは、冒頭で説明した様に、種々の形式で行うことがで きる（例えば、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第４１３３６７９号公報に記載 されている）。相応の適合化が、他の適合化フィルタ１７．Ｂ２〜１７．Ｂ４で 行われる。つまり、回転数セレクタ１６．Ｂが夫々の適合化フィルタに切替える と、その都度、セグメントＢ用の全部で４つの適合化フィルタの夫々で適合化が 行われる。と言うのは、回転数ｎは、丁度、４つの上述の領域の相応の領域内に 位置しているからである。 セグメント適合化装置１５．Ｂ内で切換選択される他の手段は、適合化とは直 接関係なく、適合化の際、学習の進展度を検出するものであり、その検出によっ て、学習の進展度に応じて、別の種々の手段を、例えば、回転の不安定状態の評 価の際に用いるため、各セグメント長さ値と関連している値と関係付けて切換選 択することができる。 学習フィルタ１８では、適合化値ASB1とセグメント長さ値XSB1との間の偏差が 、一次フィルタでフィルタリングされる（刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第４ １３３６７９号公報に記載されている）。フィルタリングされた値FE SB1は、値 ゼロになる。その値が所定の限界値を超過すると直ぐに、比較装置２０．Ｂ１の 出力信号EB1（以下、達成信号と呼ぶ）が、低レベルＬから高レベルＨになる。 学習進展度検出装置は、領域２〜４用の分岐内では、学習フィルタとしてでは なく、適合化ステップカウン タ１９．Ｂ２〜１９．Ｂ４として構成されている。当該各カウンタの夫々は、新 たな適合化ステップが行われると常に値１だけ増分される。と言うのは、新たな セグメント長さ値XSByが夫々の領域に対して入力されるからである。比較装置２ ０．Ｂ２では、適合化ステップカウンタ１９．Ｂ２のカウント値が限界値と比較 される。限界値が超過されると直ぐに、比較装置２０．Ｂ２の出力信号は、レベ ルＬからレベルＨになる。適合化ステップカウンタ１９．Ｂ２〜１９．Ｂ４に対 応して配属されている各比較装置２０．Ｂ２〜２０．Ｂ４も、相応に動作する。 分岐全てにおいて、夫々一つの学習フィルタが学習ステップ検出装置として使 用されている場合には、学習結果を最も精確に検出することができる。それに対 して、分岐全てに対して共通に但一つしか適合化ステップカウンタを使用しない と、構成は最も簡単である。最も頻繁に走行状態が達する第１の回転数領域用の 、このカウンタの値が、例えば、5000といった第１の限界値を超過した場合、こ の領域は、充分に適合化されていると推定することができる。同様に、このこと は、3000という新たな値が、第２の領域に対して供給された場合、この領域に対 して充分に適合化されていると推定され、新たに4000という値が、第３の領域に 対して供給された場合、この領域に対して充分に適合化されていると推定され、 再度、4000という値が、第４の 領域に対して供給された場合、この領域に対して充分に適合化されていると推定 される。この際、これらの各領域の通し番号付けは、必ずしも回転数の増大に応 じて設定せずに、走行状態が、その都度典型的に、どの程度頻繁に、回転数に応 じて順次連続する各領域に達するのかに応じて設定される（予め、実際の走行試 験によって求められる）。 図２には、部分的に、図１のセグメント適合化装置１５．Ｂの変形実施例１５ ．Ｂ´が示されており、その際、図１との相違点は、回転数セレクタ１６．Ｂの 代わりに、重み付け装置２１．Ｂが設けられている点、適合化フィルタ１７．Ｂ １〜１７．Ｂ４の全てに、持続的かつ共通に、セグメント長さ値XSByが供給され ている点、適合化フィルタ１７．Ｂ１〜１７．Ｂ４に付加的に、夫々一つの重み 付け係数WB1〜WB4が、重み付け装置２１．Ｂによって供給される点である。当該 各重み付け係数WB1〜WB4は、第１次のフィルタリングの場合、各適合化フィルタ １７．Ｂ１〜１７．Ｂ４において、夫々、フィルタ係数の重み付け（これにより 、フィルタリングの際、新たなセグメント長さ値が考慮される）を行うのに使用 される。このフィルタ係数は、重み付けしない場合、乃至、重み付け係数１の場 合、例えば、0.004であるので、重み付け係数0.5の場合、フィルタ係数は、僅か 0.002であり、これまでの適合化値としては、元の重み付けされた係数0.996の代 わりに、重 み付けされた係数0.998が用いられる。しかし、重み付けのために、各測定値の 個数(平均値形成のために利用される)も変化することがある。この装置の機能に ついては、図３の中央及び下方部分図を用いて説明する。 図３によると、図２の変形実施例に対して、４つの回転数が設定されている( 即ち、2500,4000,5000,5750回/分)。これら４つの回転数は、図１の実施例に対 する回転数領域１〜４の丁度夫々の真中に位置している。回転数が4000回/分の 所に位置している場合、重み付け係数WB2は、値１を有しており、他の重み付け 係数WB1，WB3，WB4は、値０を有している（図３では、重み付け係数WB1について 示されている）。それに対して、回転数が2500回/分の所に位置している場合、 重み付け係数WB1は、値１を有しており、その他の重み付け係数は全て値０を有 している。それに対して、回転数が、例えば、3500回/分の所に位置している場 合、適合化フィルタ１７．Ｂ１でも適合化フィルタ１７．Ｂ２でも夫々適合化が 行われ、その適合化の場合、新たな値は、夫々重み付け係数0.5を用いてのみ調 整される。一般的に言える通り、実際の回転数が所定の各回転数の一つに接近す ればする程、重み付け係数も大きくなる。所定の各回転数は、各セグメント長さ 値が共鳴作用によって誤差を生じるような領域内には、当該セグメント長さ値が 位置しないように選定すると 有利である。その際、各共鳴部分領域は、この回転数から離れており、従って、 比較的小さな重み付けしか、共鳴のない部分領域内の所定の回転数付近に位置し ている値として用いられない。 前述の第２の変形実施例と関連して指摘しておくが、評価の際、各適合化結果 を補間によって求めるようにしてもよい。つまり、第１の変形実施例で使用され ている領域区分の場合でも、夫々の領域に対する適合化値は、当該領域の平均頻 度に極めて精確に相当するものとされている。例えば、第２の領域3500〜4500回 /分に対して、適合化値1.005が相当する場合、この適合化値は、回転数4000回/ 分に対応している。隣の第３の領域4500〜5500回/分では、適合化値は、1.003で あり、この値は、回転数5000回/分に対応している。その際、実際に、4000回/分 と5000回/分との真中の回転数4500回/分が生じている場合、この回転数に対して は、適合化値として、1.005と1.003との中間値、つまり、1.004が補間された適 合化値として使用される。直接、第２の変形実施例により、夫々の適合化分岐の 選択用の回転数に関しても、相応の様に行なってもよい。 前述の共鳴部分領域に基づく諸難点に対処するために、図４に示した別の実施 例を設けてもよい。この実施例の場合、最大値メモリ２２，最小値メモリ２３， 差形成装置２４及び領域設定装置２５から構成されて おり、領域設定装置２５は、第１の比較器２６．１、第２の比較器２６．２、領 域拡張装置２７、領域縮小装置２８、第３の比較器２６．３及び適合化ステップ カウンタ２９から構成されている。この装置は、一つのセグメント用でしかない （実施例では、セグメントＢ）が、全ての所定回転数領域に対して、夫々別個に 構成される。図４では、第１の回転数領域の場合が示されている。 両メモリ２２及び２３が達成信号EB1を受け取ると即座に、両メモリは、実際 の適合化値ＡＳＢ１を記憶する。更に、適合化ステップカウンタ２９は、この信 号によりゼロに設定される。この時点から、適合化ステップカウンタ２９は、適 合化値ASB1用の各適合化ステップをカウント開始する。最大値メモリ２２には、 新たな値の方が従来記憶されていた方の値よりも大きい場合、その都度、記憶さ れていた値に代わって、新たな値が記憶される。それに対して、最小値メモリ２ ３には、常に比較的小さな値が記憶される。差形成装置２４により、記憶されて いる両方の値の差が形成されて、領域設定装置２５に供給される。第３の比較器 ２６．３により、適合化ステップカウンタ２９のカウント値が所定カウント値を 超過したことが確認されると即座に、第３の比較器２６．３の出力信号は、レベ ルＬからレベルＨに移行する。その際、第１の比較器２６．１において、前述の 差が、比較的低い第１の限 界値より下廻っていることが確認された場合、領域拡張装置２７において、第１ の領域が拡張され、例えば、1500〜3500回/分から1500〜4000回/分に拡張される 。それに相応して、残りの３つの領域は、一様に縮小することができる。それに 対して、前述の差が、比較的高い第２の限界値を上回っている場合、このことか ら、領域内に共鳴個所があるということが分かる。従って、この領域は、領域縮 小装置２８によって縮小され、その結果、この領域は、例えば、3500回/分以下 から3000回/分以下に移行する。それに相応して、他の３つの領域は、一様に拡 張される。 このような領域拡張乃至領域縮小は、他の領域に対しても行われる。結局、例 えば、２つの部分共鳴領域が生じている場合、全部で４つの領域のうち２つが、 この各部分共鳴領域に制限されて、他の両領域は、夫々比較的大きな回転数帯以 上であるということになる。 更に、領域調整のために、差形成装置２４の出力信号を、他の目的のために使 用してもよく、それに関しては、以下、回転不安定状態の検出と関連して一層詳 細に説明する。 既に、繰返し述べた様に、測定値センサ１１から送出された測定信号MSは、例 えば、回転不安定値（内燃機関での許容し得ない程多数のミスファイアが生じて いるかどうかの尺度である）を算出するために使用される。測定信号内に、測定 値検出の際のセンサホイー ルの機械的許容偏差及び回転数依存の許容偏差が入り込まないようにするために 、前述の許容偏差の適合化が行われる。どのセグメントｘ及びどの回転数領域ｙ に対して、測定値が丁度検出されているかに依存して、この測定値は、当該セグ メントの長さに対応した適合化値ASxyを用いて補正される。それから、そのよう に補正された測定値を用いて、回転不安定値が算出される。このことは、図６に よって示されている。そこでは、前述の補正は、補正装置３０で行われ、回転不 安定値の算出は、回転不安定値算出装置３１で行われる。それから、回転不安定 値Lutは、回転不安定値比較器３２によって所定限界値THと比較される。回転不 安定値Lutが、当該限界値THを超過すると即座に、回転不安定値比較器３２の出 力信号は、レベルＬからレベルＨに移行し、それにより、内燃機関に許容し得な い程のミスファイアが生じていることが指示される。 センサホイールの各許容偏差が、依然として全く適合化されていないか、又は 、依然として充分に適合化されてない場合には、回転不安定値は、測定誤差(許 容偏差に依存する)に基づいて上昇されることが明らかである。従って、限界値T Hをその様に可変に形成することにより、当該限界値は、許容偏差が依然として 不充分にしか適合化されていない場合には、閉ループ状態の適合化の場合よりも 高いという利点が得られる。このために、限界値THは、特性領域限界値TH KF、 例 えば、回転数の実際値及び内燃機関の負荷Ｌに依存して特性領域部３３から読み 出されて、限界値変動分ΔTH(習進展度信号FE Sxyの大きさに依存して換算装置 ３４により送出される)に合成される。信号TH KF⁺ΔTHが形成される換算装置３ ４及び加算装置３５は、修正装置３６（従来使用されていた限界値TH KFを限界 値変更分ΔTHを用いて修正する）と一緒に構成されている。 図５には、回転不安定値が回転数に依存して変化する様子（但し、回転不安定 値が完全にセンサホイールの許容偏差によってのみ制約されているとする）が示 されている。その際、測定信号MSの許容偏差(セグメント長さ１２０°以上で角 度±0.3°に相応、つまり、上側の機械的許容偏差)の場合、6000回/分で回転不 安定値100が得られる。この値は、ほぼ指数関数的に上昇しする。従って、3000 回/分で、僅かに、ほぼ25の大きさでしかない。この値は、限界値THでの回転数 に依存して考慮されなければならない。つまり、適合化に誤差がある場合、実施 例では、3000回/分での限界値の変動ΔTHは、値25でなければならず、6000回/分 で値100でなければならない。 図７の機能ブロック接続図の以下の説明では、適合化は、達成信号Exy、例え ば、達成信号EB1が送出されるような程度の領域に対して閉ループ状態にされて いるとする。従って、この領域、つまり、セグメントＢ 用の最下位速度領域の場合に、機械的及び回転数依存の許容偏差が適合化される 。機械的許容偏差の適合化は、他の回転数領域に対しても同時に行われる。つま り、所定回転数領域に対して適合化される値を他の回転数領域にも転用すること は、技術的意義がある。その際、適合化は、その領域に対応した達成信号が送出 される程度には進行されない。しかし、この他の回転数領域、例えば、同じセグ メントＢ用の回転数領域２では、回転数依存の適合化が必要になることがある。 従って、ここでは、限界値の変動分ΔTHは、ゼロに戻される必要はない。しかし 、この限界値の変動分ΔTHが、大きな機械的許容偏差の場合よりも著しく小さな 値に低減されることがある。即ち、回転数依存の許容偏差が、120°で、ほぼ±0 .05°でしかない。図５では、その様な誤差がある場合にしか生じない様な、回 転不安定値の相応の曲線が、破線で示されている。図から分かる様に、6000回/ 分の場合、回転不安定値は、100ではなく、ほぼ値34でしかなく、3000回/分の場 合、ほぼ値８でしかない。それに応じて、限界値の変動分ΔTHは、小さく選定す ることができる。 上述の技術思想を利用した部分装置が、図７に示されている。この装置構成が 図６の装置構成と異なっている点は、修正装置３６が、加算装置３５の他に、１ つの修正装置３４の代わりに、４つの修正−サブ装置３４．１〜３４．４を有し ている点である。全部で４つ の修正−サブ装置には、セグメントＢ及び最下位の回転数領域(経験上、適合化 が明らかに最も速く行われる)用の達成信号EB1が供給される。この達成信号が高 いレベルになると直ぐに、限界値の変動分ΔTHは、図５に破線で示した経過特性 ΔTH 大から値ΔTH＝０に切替られる。それに対して、他の３つの修正−サブ装 置３４．２〜３４．４では、図５で破線で示した経過特性ΔTH 小に切替られる 。これら３つの領域では、夫々の達成信号EB2,EB3乃至EB4が高いレベルになって から初めて、ΔTHがゼロにセットされる。 図６及び図７の変形実施例を組み合わせてもよい。即ち、図７の修正−サブ装 置３４．１〜３４．４で、回転数毎の限界値変動分として大きな値と小さな値の みならず、図６の修正装置３４での様に、その都度使用される限界値変動分を学 習進展度信号FE Sxyの値に依存して調整できるようにしてもよい。 更に、第１の修正−サブ装置３４．１において、達成信号EB1が出力された場 合に、即座に限界値変動分をゼロに切替るのではなく、先ず、図４を用いて説明 した、回転数領域内の各適合化値の比較的大きな帯域幅での検査が終わるのを待 つこともできる。即ち、達成信号EB1が高いレベルになってから初めて、大きな 限界値変動分から小さな限界値変動分に切替るのである。図４を用いて説明した 検査の経過に連れて、対応する回転数領域全てに対して、ここでは、領域１に対 して、 非常に狭い帯域での適合化ができるようになってから初めて、限界値変動分ゼロ に切替られる。それに対して、領域内の各適合化値が、共鳴個所のために、比較 的広い帯域をカバーする場合、特性領域部３３から読み出される限界値TH KFの 修正は、小さな限界値変動分ΔTH 小のままで行われ続ける。 念のため指摘しておくが、図７では、修正装置３６´は、一つのセグメント、 即ち、セグメントＢ用として示されている。つまり、所定の応用実施例の際、各 セグメント全てに対して時間的に同じ程度で適合化される場合、必ずしも直接相 応する修正装置を設ける必要はなく、従って、修正装置３６´によって決定され た時点で、セグメントＢと関連して相応に変更しても、他のセグメントと関連し て相応に変更してもよい。それに対して、所定の応用実施例の際、各個別セグメ ントが夫々極端に異なった学習進展度を指示しているならば、その様な場合に、 各セグメントに対して、所定の修正装置を設けることができる。 再度、指摘しておくが、回転不安定値の算出の際、必ずしも回転数を完全に検 出する必要はなく、回転数の変動分だけを非常に精確に検出すればよい。従って 、極めて有利にも、一つのセグメントを任意に所定の長さにして、このように選 定されたセグメントの長さと、少なくとも一つの、その他のセグメントの長さと の偏差を検出すればよい。その際、上述の適合化及び限界 値修正を、設けられているセグメント全体に対して行なう必要はなく、それより も１つ少ない所定のセグメントにだけ行なえばよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クレンク， マルティン ドイツ連邦共和国 71522 バックナング シュトレーゼマンシュトラーセ 11 (72)発明者 ベームラー， ハインツ ドイツ連邦共和国 74385 プライデルス ハイム バッハガルテンシュトラーセ 49 (72)発明者 ミシュカー， カルステン ドイツ連邦共和国 71229 レオンベルク グロッケントゥルムシュトラーセ 18 (72)発明者 リース−ミュラー， クラウス ドイツ連邦共和国 74906 バート ラッ ペナウ ハインスハイマー シュトラーセ 47 (72)発明者 ヴィンマー， ヴォルフガング ドイツ連邦共和国 74235 エルレンバッ ハ ファイルヒェンヴェーク ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． セグメント化されたセンサホイールの、角度に応じた各セグメント長さの 測定の際、許容偏差を適合化するための装置であって、 測定値検出器（１１）とセグメント長さ算出装置（１２）と平均化装置（１７ ．Ｘ）と回転数検出装置（１３）とが設けられており、 前記測定値検出器（１１）は、当該測定値検出器が各セグメントの境界のとこ ろを通過する毎に一つの測定信号(MS)を送出するように、前記センサホイールに 関して配向され、且つ、構成されており、 前記セグメント長さ算出装置（１２）は、少なくとも、一つのセグメントを除 く前記各セグメントに対して、即ち、セグメント全てに対して、又は、一つ少な いセグメントの場合に対して、夫々一つ設けられており、前記セグメント長さ算 出装置（１２）は、順次連続する２つの測定信号から、対応のセグメント（ｘ＝ Ａ，Ｂ，Ｃ）のセグメント長さを測定して、相応のセグメント長さ値(XSx)を送 出するように構成されており、 前記平均化装置（１７．Ｘ）は、前記各セグメントに対して夫々一つ設けられ ており、前記平均化装置（１７．Ｘ）は、当該平均化装置が、前記対応のセグメ ントに対する各セグメント長さ値を、所定適合 化値(ASx)の形成のために求めるように構成されている装置において、 各平均化装置(１５．ｘ)の夫々は、少なくとも２つの平均化サブ装置（１５． ｘｙ）を有しており、該平均化サブ装置には、夫々一つの回転数領域(y＝１，２ ，３，４)が配属されており、 各セグメントに対して一つの回転数セレクタ（１６．Ｘ）が設けられており、 該回転数セレクタは、前記各平均化サブ装置に、当該平均化サブ装置に配属され た回転数領域に該当するセグメント長さ値だけが供給されるように接続かつ構成 されていることを特徴とする適合化装置。 ２． セグメント化されたセンサホイールの、角度に応じた各セグメント長さの 測定の際、許容偏差を適合化するための装置であって、 測定値検出器（１１）とセグメント長さ算出装置（１２）と平均化装置（１７ ．Ｘ）と回転数検出装置（１３）とが設けられており、 前記測定値検出器（１１）は、当該測定値検出器が各セグメントの境界のとこ ろを通過する毎に一つの測定信号(MS)を送出するように、前記センサホイールに 関して配向され、且つ、構成されており、 前記セグメント長さ算出装置（１２）は、少なくとも、一つのセグメントを除 く前記各セグメントに対して、即ち、セグメント全てに対して、又は、一つ 少ないセグメントの場合に対して、夫々一つ設けられており、前記セグメント長 さ算出装置（１２）は、順次連続する２つの測定信号から、対応のセグメント（ ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）のセグメント長さを測定して、相応のセグメント長さ値(XSx) を送出するように構成されており、 前記平均化装置（１７．Ｘ）は、前記各セグメントに対して夫々一つ設けられ ており、前記平均化装置（１７．Ｘ）は、当該平均化装置が、前記対応のセグメ ントに対する各セグメント長さ値を、所定適合化値(ASx)の形成のために求める ように構成されている装置において、 各平均化装置（１５．ｘ）の夫々は、少なくとも２つの平均化サブ装置（１５ ．ｘｙ）を有しており、該平均化サブ装置には、夫々一つの回転数(y＝１，２， ３，４)が配属されており、 各セグメントに対して一つの重み付け装置（２１．ｘ）が設けられており、該 重み付け装置は、前記各平均化サブ装置に、各セグメント長さ値と共に、一つの 重み付け係数が供給されるように接続かつ構成されており、前記重み付け係数を 用いて平均化が実行され、前記重み付け係数は、実際の回転数が、前記平均化サ ブ装置に配属された回転数から離れれば離れる程、小さくなるように構成されて いることを特徴とする適合化装置。 ３． 少なくとも一つの平均化サブ装置（１５．Ｂ）に、学習進展度検出装置（ １８；１９．Ｂ２，１９．Ｂ３，１９．Ｂ４）が配属されており、該学習進展度 検出装置は、当該装置が、前記配属された平均化サブ装置での適合化の進展の程 度について検出するように構成されており、前記学習進展度検出装置は、所属の 学習進展度信号(FE Sxy)を送出するように構成されている請求項１又は２記載の 装置。 ４． 各学習進展度検出装置に対応して、夫々１つの比較装置（２０．ｘｙ）が 設けられており、前記比較装置は、当該比較装置が、前記学習進展度信号を所定 の限界値と比較して、前記学習進展度信号が前記限界値を超過した場合に、達成 信号を送出するように構成されている請求項３記載の装置。 ５． 最大値メモリ（２２）と最小値メモリ（２３）と差形成装置（２４）とが 設けられており、 前記最大値メモリ（２２）は、少なくとも一つの選択されたセグメント及び当 該セグメントに配属された各平均化サブ装置（１７．ｘｙ）用に設けられており 、前記最大値メモリ（２２）は、達成信号(Exy)の発生の際、前記配属されてい る平均化サブ装置の実際の適合化値に設定され、続いて、前記配属されている平 均化サブ装置から発生した最大適合化値を記憶し、 前記最小値メモリ（２３）は、少なくとも一つの選 択されたセグメント及び当該セグメントに配属された前記各平均化サブ装置（１ ７．ｘｙ）用に設けられており、前記最小値メモリ（２３）は、達成信号(Exy) の発生の際、前記配属されている平均化サブ装置の実際の適合化値に設定され、 続いて、前記配属されている平均化サブ装置から発生した最小適合化値を記憶し 、 前記差形成装置（２４）は、前記最大値と前記最小値との差を検出して、相応 の差信号を送出するように構成されている請求項４記載の装置。 ６． 領域調整装置（２５）が設けられており、前記領域調整装置は、達成信号 (Ｅ＝xy)の発生後、所定の検査条件が充足されている限り、適合化が進められる 場合に、請求項１記載の装置の場合の所定の回転数領域の幅、乃至、その他の所 定の回転数に隣接している、少なくとも１つの所定回転数の間隔を拡大し、該拡 大により、当該平均化サブ装置用の差信号が所定限界値以下に低下した場合に、 新たに設定値が形成され、乃至、前記差信号が前記所定限界値を超過した場合に 、前記幅乃至間隔を縮小するように構成されている請求項５記載の装置。 ７． 各平均化サブ装置（１７．ｘｙ）には、一つの修正装置（３６）が配属さ れており、該修正装置は、当該装置が、当該平均化サブ装置から送出された適合 化値（ＡＳｘｙ）を使用して算出された量(Lut) と比較するために使用される限界値（ＴＨ）を、学習進展度信号(FE Sxy)の大き さに依存して修正するように構成されている請求項３記載の装置。 ８． センサホイール（１０）のセグメントｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃに配属された複数の 修正装置（３４．１〜３４．４）は、当該修正装置が、配属された各比較装置（ ２０．ｘｙ）のうち１つが、最初に達成信号(Exy)を送出した場合に、該達成信 号を送出した比較装置に属さない修正サブ装置が、限界値を、高い初期値(TH KF ＋ΔTH 大)から低い値(TH KF＋ΔTH 小)に低減するように構成されている請求項 ４及び７記載の装置。 ９． 少なくとも１つの修正装置（３４．１）は、該装置が、当該装置に所属の 比較装置（２０．Ｂ１）が達成信号を送出した場合に、限界値変動分を値ゼロ( ΔTH＝O)に設定するように構成されている請求項８記載の装置。 １０． 少なくとも１つの修正装置は、該装置が、当該装置に所属の比較装置が 、達成信号を送出した場合に、先ず、限界値を高い初期値から低い値に低減し、 最終的に、差形成装置が差信号を送出し、且つ、該差信号が所定比較値を下回っ ている場合に、限界値変動分をゼロに設定するように構成されている請求項５及 び８記載の装置。