WO2008064646A1 - Verfahren zur steuerung eines motors - Google Patents

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WO2008064646A1
WO2008064646A1 PCT/DE2007/002076 DE2007002076W WO2008064646A1 WO 2008064646 A1 WO2008064646 A1 WO 2008064646A1 DE 2007002076 W DE2007002076 W DE 2007002076W WO 2008064646 A1 WO2008064646 A1 WO 2008064646A1
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WO
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engine
signal
controlling
speed
primary input
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PCT/DE2007/002076
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Inventor
Stephen John Jones
Original Assignee
Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Publication date
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    • 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
    • G01P3/488—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 delivered by variable reluctance detectors
    • 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
    • F02D41/0097—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating speed signals
    • 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 relates to a method for controlling a motor according to the features of claim 1.
  • the engine speed is determined by a speed sensor that provides the angle signals from the crankshaft via a Winkelgeberad, the angularly equidistant pulses to the engine control.
  • a speed sensor that provides the angle signals from the crankshaft via a Winkelgeberad, the angularly equidistant pulses to the engine control.
  • the calculation of the ignition events in most ignition control devices can be done only in segments, one segment being the angular interval of 720 ° degrees of the crankshaft divided by the number of cylinders, ie 180 ° for a four-cylinder engine.
  • the output signal is filtered for smoothing, so that in order to determine the maximum permissible engine torque, a filtered, or based on a past period of time, each average engine speed is used.
  • a filtered speed signal With this average engine speed signal, the engine management system diagrams, the control variables such as gasoline spark ignition angle, fuel injection amount or the diesel injection angle, and also the diesel fuel injection amount can be output.
  • the use of average speed requires normal operating conditions - reverse burns or impending engine stoppages are not normal operating conditions. For such extreme operating situations, a filtered speed signal is only suitable for specific purposes. In new generations of vehicles, it is common to use a flywheel, which receives the sensor sprocket and the clutch to store kinetic energy and thus help the crankshaft to overcome dead times and dead centers.
  • the two-mass flywheel additionally binds torsional vibrations between the clutch and the drive.
  • the crankshaft position is measured by the sensor sprocket arranged on the flywheel (on the motor side). This is also possible a sensor sprocket on the flywheel side facing away from the engine. It is important that there is a tooth gap at a predefined location in order to clearly reset the position of the crankshaft at each revolution to a specific position.
  • this method of using the average speed to generate a primary signal in the engine control does not work at low idle speeds when the engine stalls or when the driveline and the dual mass flywheel are resonating.
  • the associated critical engine speeds and dual mass flywheel resonance can lead to very low or even negative engine speeds, favoring reverse combustion, resulting in high negative torques.
  • the method also works in these speed ranges, but a ZMS in low idle speeds can stimulate the resonance frequency of the engine-DMF drive train system.
  • crankshaft positions or, for a short time very small engine speeds may occur, which facilitate reverse combustion. This can only be prevented by a very fast / direct detection of the actual / dynamic speeds of the engine and by intervention in the engine control.
  • both the powertrain itself and the dual mass flywheel may exhibit resonance behavior, which may result during a power stroke of the engine Negative engine torque occurs.
  • the quality of the filtered engine speed signal is poorly suited for motor torque control, as it may result in backward burns damaging the DMF or the rest of the powertrain, or endangering and thus increasing driveline wear.
  • DE 693 17 795 T3 describes a method with which high-resolution motor synchronization control signals are provided for controlling the firing sequence.
  • a motor gear position sensor is used to detect the rotation of a gear of the motor.
  • each gear tooth of a periphery of the gear is detected when passing through the gear teeth position sensor, so that a gear teeth signal is detected. is neriert.
  • a motor phase sensor is for detecting a phase of the motor and generating a motor phase signal every cycle of the motor.
  • This method is based on conventionally forming a primary input signal for a total engine control from a sensor sprocket at the flywheel or a filtered filtered engine speed derived from an auxiliary drive derived from a sensor.
  • This sensor also senses the tooth-to-tooth distance of a gear arranged on the crankshaft for determining a speed change of the motor.
  • This signal is used in addition to the conventional primary input signal when the current operating condition requires it, i. h., if the filtered speed of the motor drops below a certain level (eg, 2000rpm).
  • This additional signal is only for certain tasks, such as avoiding reverse combustion, maintaining driveability, resynchronizing the speed signal, more stable readout of the torque map, which are dependent on the filtered speed below idle speed.
  • the reliability of the crankshaft signal is improved, thus avoiding engine stoppages and ensuring minimum exhaust emissions
  • the exact dynamic engine speed signal is only used in addition to the primary input signal when the engine speed is in the range between 2000 rpm and a speed close to zero. Above an engine speed of 2000 rpm, the engine can only be adequately controlled with a filtered engine speed signal as the primary input signal. Eliminating the calculation of the additional high-resolution tooth-to-tooth distance based engine speed signal, - A - based on the evaluation of the time interval between the maximum points of two adjacent teeth, it is avoided that the computing capacity of the overall motor control is unnecessarily overloaded.
  • an inductive incremental sensor or comparable sensors for the sensor, since it supplies the high-resolution speed signals formed by a rotary movement directly via a counter to the controller and reliably determines a current position even under unfavorable ambient conditions. Since these sensors do not detect a direction of rotation, below a certain speed (eg 100 rpm) each injection is stopped and the speed signal at the tooth space is resynchronized.
  • a certain speed eg 100 rpm
  • this method according to the invention can be used for electronic control both for diesel engines and for gasoline engines.
  • these engines can be used to control the pilot injection, main injection angle and spark timing, as well as injection timings. This optimizes the combustion process in terms of driveability while maintaining the emission limits. It can also be used to control the position of the throttle valve (to be closed during sustained resonance travel to avoid driveline vibrations) and / or the position of the exhaust gas recirculation valve to maintain emission limits.
  • the turbo or compressor operation of a vehicle is controllable, whereby a motor stop can be prevented. By intervening in the on / off of the air conditioning compressor driveability can be increased or maintained in critical operating points.
  • At least one optical and / or acoustic signal is controllable in an advantageous manner with the aid of the generated primary input signal, which serves to trigger a warning signal to the driver when unequally directed transmission torques that announce a motor stop, so that this can actuate the clutch to disengage.
  • the generated primary input signal serves to trigger a warning signal to the driver when unequally directed transmission torques that announce a motor stop, so that this can actuate the clutch to disengage.
  • a sudden stalling of the engine is prevented, whereby in the drive train, the wear is reduced.
  • the ride comfort is not diminished by sudden impacts during operation, which leads to an optimization of drivability.
  • the drivability is optimized in the starting process. In this process, where frequently engine speeds occur, which are below the idling speed, the elimination of the engine is avoided by the elimination of reverse ignitions.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an apparatus for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 a shows a detail of an analog trigger signal
  • FIG. 2b shows a detail of the digitized signal according to FIG. 2a
  • Figure 3 is a schematic representation of the sequence of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a device of the method according to the invention in a schematic representation.
  • a trained as an incremental encoder sensor 3 or similar can be seen, which senses the rotation caused by the rotational speed of the motor of an input shaft 1, such as the crankshaft, in a conventional manner, from which a primary input signal 10 is derived.
  • the formation of this primary input signal 10 takes place from the calculation of the angular interval of the crankshaft 1 of 720 ° divided by the number of cylinders. In the case of a four-cylinder engine results in a distance from one ignition to the next of 180 °. The determined during this period speed corresponds to an average speed.
  • this sensor 3 can sense a further signal 20 from the time change of an inductance.
  • a gear with 60 teeth is used so that they are arranged on a circular arc at an angle of 6 °. Two more teeth are replaced by tooth gaps, as can be seen from the figure. This change in inductance results at the distance a of a tooth tip C to the next tooth tip C.
  • These two signals 10 and 20 are fed to a motor control unit 60, not shown, and evaluated in this accordingly for further processing.
  • FIG. 2 a shows a detail of an analog signal generated according to FIG.
  • This section reflects the tooth-to-tooth sequence of the toothed wheel 2, wherein the distance a of the points C to C or the distance b from the point C to the point C " corresponds to the time interval of the teeth on the horizontal time axis
  • the dashed curve of a trigger signal is the one generated at a lower speed, and it can be seen that at a higher speed Furthermore, at a higher speed, the areas between the curve and the X axis also become slimmer, and these trigger signals are also characterized by being point-symmetrical with respect to the points C, C, C ".
  • FIG. 3 schematically illustrates the sequence of the method according to the invention with reference to a plurality of method steps.
  • step 15 the incoming sensor signal 10 is checked as to whether the engine speed is below an average speed of 2000 rpm. If this is the case, the monitoring of the time between two teeth is triggered, in this example, in particular, the limit times 2 ms, 3 ms and 10 ms to see whether they are exceeded.
  • the method step 25 is made of the Sub-steps 25a to 25c together. In step 25a, therefore, the sensor signal 20 is first evaluated whether the time between two teeth is greater than 2 ms, which corresponds to a speed of less than 500 U / min.
  • step 30 the pre-injection is immediately stopped in step 30 in a diesel engine and the main injection is moved to top dead center (TDC).
  • TDC top dead center
  • the ignition is postponed to the top dead center (TDC).
  • the maximum amount of fuel is injected, which is limited by a smoke limit.
  • the driver in the cockpit is warned by an audible or visual signal.
  • step 40 the ignition is stopped in step 40 for a gasoline engine at the next piston stroke or stroke. In a diesel engine injection is stopped at the next piston stroke or stroke.
  • the senor signal 10 is resynchronized, ie it is reset to its standard function in the engine control software. During this synchronization process, no injections or ignitions take place in step 50. If left in speed ranges below 500 rpm, the filtered engine speed can be used to provide stable torque, or the engine can be shut off, closing the throttle to avoid driveline vibration due to engine excitations.
  • steps 25a to 25c indicate that these limit time values are not reached in each case, the monitoring is referred back to the respective preceding step.
  • the sensor signal has a higher engine speed than 2000 rpm, this signal can be used for other engine management operations. This also means that above an average speed of 2000 rpm, the signal 20 is not evaluated. With below this average speed speeds thus a stable, maximum torque is achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Motors, das sowohl für gefilterte Motordrehzahlen über 2000 U/min als auch für Drehzahlen unter der Leerlaufdrehzahl anwendbar ist, indem einer am Schwungrad oder einem Zusatzantrieb gemessenen gefilterten, von einem Sensor abgeleiteten Motordrehzahl ein Primäreingangssignal für eine Motorgesamtsteuerung gebildet wird, dem im Drehzahlbereich zwischen 2000 U/min und einer Drehzahl, die unter der Leerlaufdrehzahl liegt, vom gleichen Sensor ein aus dem Zahn-zu-Zahn-Abstand eines Zahnrades abgeleitetes Motordrehzahlsignal alternativ bzw. zusätzlich verwendet wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Motors
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Motors gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
Bei elektronischen Motorsteuersystemen ist es bekannt, ein maximal zulässiges Motormoment von der Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung abhängig zu machen, um das Getriebe oder andere Komponenten des Antriebsstrangs vor Beschädigungen zu schützen und den Fahrkomfort nicht zu beeinträchtigen. Die Motordrehzahl wird dabei von einem Drehzahlsensor ermittelt, der die Winkelsignale von der Kurbelwelle über ein Winkelgeberad, das winkelmäßig äquidistante Impulse an die Motorsteuerung liefert. Aus Gründen der Rechenlaufzeit kann die Berechnung der Zündereignisse aber in den meisten Zündsteuervorrichtungen nur segmentweise erfolgen, wobei ein Segment das Winkelintervall von 720° Grad der Kurbelwelle geteilt durch die Anzahl der Zylinder ist, also bei einem Vierzylindermotor 180° Grad beträgt. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal zur Glättung gefiltert, so dass zur Bestimmung des maximal zulässigen Motormoments eine gefilterte, oder bezogen auf eine zurück liegende Zeitdauer, jeweils durchschnittliche Motordrehzahl herangezogen wird. Mit diesem durchschnittlichen Motordrehzahlsignal können die Motormanagementsystemdiagramme, die Steuervariablen wie Benzinfunkenzündwinkel, Benzineinspritzmenge oder den Dieseleinspritzwinkel und auch die Dieselkraftstoffeinspritzmenge ausgegeben werden. Die Verwendung der Durchschnittsdrehzahl setzt normale Betriebsbedingungen voraus - Rückwärtsverbrennungen oder drohende Motorstopps sind keine normalen Betriebsbedingungen. Für solche extreme Betriebssituationen ist ein gefiltertes Drehzahlsignal nur zu bestimmten Zwecken tauglich. In neuen Fahrzeuggenerationen ist es üblich, mittels eines Schwungrades, das den Sensor-Zahnkranz und die Kupplung aufnimmt, Bewegungsenergie zu speichern und damit der Kurbelwelle zu helfen, Leertakte und Totpunkte zu überwinden. Weiterhin dient es dazu, bei steigender Belastung für einen langsameren Leistungsabfall des Motors zu sorgen. Das mit zwei Massen versehene Schwungrad bindet zusätzlich Drehschwingungen zwischen der Kupplung und dem Antrieb. Zur Messung der Kurbelwellenstellung dient der auf dem Schwungrad (motorseitig) angeordnete Sensor-Zahnkranz. Möglich ist hierfür auch ein Sensor-Zahnkranz auf der schwungradabgewandten Seite des Motors. Wichtig ist dabei, dass an einer vordefinierten Stelle eine Zahnlücke ist, um die Position der Kurbelwelle bei jeder Umdrehung eindeutig auf eine bestimmte Position zurückzustellen. Diese Methode, bei der die Durchschnittsdrehzahl zur Generierung eines Primärsignals in der Motorsteuerung verwendet wird, funktioniert jedoch nicht bei Unterleerlaufdrehzahlen, wenn der Motor abgewürgt wird, oder wenn der Antrieb und das Zweimassenschwungrad eine Resonanz aufweisen. Die damit verbundenen kritischen Motordrehzahlen und die Zweimassen- schwungsradresonanz können zu sehr kleinen oder auch negativen Motordrehzahlen führen, durch die eine Rückwärtsverbrennung begünstigt wird, was zu hohen negativen Drehmomenten führt.
Prinzipiell funktioniert die Methode auch in diesen Drehzahlbereichen, jedoch kann durch ein ZMS in Unterleerlaufdrehzahlen die Resonanzfrequenz des Systems Motor-ZMS-Antriebs- strang angeregt werden. Dadurch kann es zum Zeitpunkt der Zündung/Verbrennung zu Kurbelwellenstellungen bzw. kurzzeitig sehr kleine Motordrehzahlen kommen, die eine Rückwärtsverbrennung begünstigen/ermöglichen. Dies kann nur durch eine sehr schnelle/direkte Erkennung der tatsächlichen/dynamischen Drehzahlen des Motors und durch Eingriff in die Motorsteuerung verhindert werden.
Aus der japanischen Patentanmeldungen 2003303996 ist bekannt, in einem Antriebsstrang, bei dem ein als Brennkraftmaschine ausgebildeter Motor drehfest mit einem Zweimassenschwungrad verbunden ist, die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn im Zweimassenschwungrad das Auftreten einer Resonanz wahrscheinlich ist.
Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen des Motors kann in einem Antriebsstrang, bei dem die Brennkraftmaschine mit einem Zweimassenschwungrad (ZMS) versehen ist, sowohl der Antriebsstrang an sich als auch das Zweimassenschwungrad ein Resonanzverhalten zeigen, wodurch es dazu kommen kann, dass während eines Arbeitstaktes des Motors ein negatives Motormoment auftritt. Für solche Bedingungen ist die Qualität des gefilterten Motordrehzahlsignals schlecht geeignet für eine Steuerung des Motormoments, da es durch Rückwärtsverbrennungen zu einer Beschädigung des ZMS oder den Rest des Antriebsstrangs oder zu einer Gefährdung und damit einem erhöhten Verschleiß des Antriebsstrangs führen kann.
Weiterhin wird in der DE 693 17 795 T3 ein Verfahren beschrieben, mit dem hoch auflösende Motorsynchronisationssteuersignale zur Steuerung der Brennfolge bereitgestellt werden. Bei diesem Verfahren dient ein Motorzahnrad-Positionssensor zur Erfassung der Rotation eines Zahnrades des Motors. Dabei wird jeder Zahnradzahn einer Peripherie des Zahnrades beim Passieren des Zahnradzähne-Positionssensors erfasst, so dass ein Zahnradzähne-Signal ge- neriert wird. Weiterhin dient ein Motorphasensensor zum Erfassen einer Phase des Motors und zum Generieren eines Motorphasensignals bei jedem Zyklus des Motors. Mit dieser Lösung wird die jeweilige Position des Kolbens des Motors durch einen Sensor erkannt, der über die Zahn-zu-Zahn-Abfolge des Zahnrades ein Peak-Signal erzeugt. In normalen Betriebszu- ständen soll dieses Verfahren dazu dienen, den optimalen Zeitpunkt für die Einspritzung bzw. Verbrennung des Kraftstoffes auszuweisen.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung das Verfahren zur Erzeugung eines Primärsignals zur Verwendung der Kennfelder für die entsprechenden Steuervariablen derart zu verbessern, dass dieses sowohl für gefilterte Motordrehzahlen über 2000 U/min als auch für Drehzahlen unter der Leerlaufdrehzahl anwendbar ist, ohne dabei die Abgasemission zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Steuerung eines Motors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dieses Verfahren beruht darauf, dass in herkömmlicher Weise ein Primäreingangssignal für eine Motorgesamtsteuerung aus einem Sensor-Zahnkranz am Schwungrad oder einem Zusatzantrieb gemessenen gefilterten Motordrehzahl gebildet wird, das von einem Sensor abgeleitet wird. Dieser Sensor sensiert außerdem zur Bestimmung einer Drehzahländerung des Motors den Zahn-zu-Zahn-Abstand eines auf der Kurbelwelle angeordneten Zahnrades. Dieses Signal wird zusätzlich zu dem herkömmlichen Primäreingangssignal verwendet, wenn der aktuelle Betriebszustand dies bedingt, d. h., wenn die gefilterte Drehzahl des Motors unter ein bestimmtes Level sinkt (z. B. 2000U/min). Dieses zusätzliche Signal dient nur für bestimmte Aufgaben, wie der Vermeidung einer Rückwärtsverbrennung, der Erhaltung bzw. Erhöhung der Fahrbarkeit, der Resynchronisation des Drehzahlsignals, dem stabileren Auslesen des Drehmomentkennfeldes, die abhängig sind von der gefilterten Drehzahl unterhalb der Leerlaufdrehzahl. Außerdem werden die Zuverlässigkeit des Kurbelwellensignals verbessert und damit Motorstopps vermieden, und minimale Abgasemissionen sichergestellt
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das exakte dynamische Motordrehzahlsignal nur zusätzlich zu dem Primäreingangssignal verwendet, wenn die Motordrehzahl im Bereich zwischen 2000 U/min und einer Drehzahl nahe Null liegt. Über einer Motordrehzahl von 2000 U/min kann der Motor nur mit einem gefilterten Motordrehzahlsignal als Primäreingangssignal ausreichend gesteuert werden. Durch den Wegfall der Berechnung des zusätzlichen hoch auflösenden auf dem Zahn-zu-Zahn-Abstand basierenden Motordrehzahlsignals, - A - das auf der Auswertung des zeitlichen Abstandes zwischen den Höchstpunkten zweier benachbarter Zähne beruht, wird vermieden, dass die Rechenkapazität der Motorgesamtsteuerung unnötig überbelastet wird.
Zur Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, für den Sensor einen induktiven Inkremen- talgeber oder vergleichbare Sensoren zu verwenden, da dieser die aus einer Drehbewegung gebildeten hoch auflösenden Drehzahlsignale direkt über einen Zähler der Steuerung zuführt und auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen eine aktuelle Position zuverlässig ermittelt. Da diese Sensoren keine Drehrichtung erkennen, wird unterhalb einer bestimmten Drehzahl (z. B. 100 U/min) jede Einspritzung gestoppt und das Drehzahlsignal an der Zahnlücke resynchronisiert.
Besonders vorteilhaft ist es, dass dieses erfindungsgemäße Verfahren für die elektronische Steuerung sowohl für Dieselmotoren als auch für Ottomotoren einsetzbar ist. Mit dem generierten Primäreingangssignal kann bei diesen Motoren die Steuerung des Voreinspritzungs-, Haupteinspritzungswinkel- und Zündfunkenzeitpunkt, sowie Einspritzzeitpunkte erfolgen. Dadurch wird der Verbrennungsprozess hinsichtlich der Fahrbarkeit unter Beibehaltung der Emissionsgrenzen optimiert. Weiter kann damit die Stellung der Drosselklappe (ist bei anhaltender Resonanzfahrt zu schließen, um Antriebsstrangschwingungen zu vermeiden) und/oder die Stellung des Abgasrückführventils zur Aufrechterhaltung der Emissionsgrenzen gesteuert werden. Ebenso ist darüber der Turbo- oder Kompressorbetrieb eines Fahrzeuges steuerbar, wodurch ein Motorstopp verhindert werden kann. Durch Eingriffe in die An-/Abschaltung des Klimakompressors kann in kritischen Betriebspunkten die Fahrbarkeit erhöht bzw. beibehalten werden.
Weiterhin ist in vorteilhafter Weise mit Hilfe des generierten Primäreingangssignals mindestens ein optisches und/oder akustisches Signal steuerbar, das dazu dient, beim Fahrer beim Auftreten ungleich gerichteter Übertragungsmomente, die einen Motorstopp ankündigen, ein Warnsignal auszulösen, damit dieser zum Auskuppeln die Kupplung betätigen kann. Auf diese Weise wird ein plötzliches Abwürgen des Motors verhindert, wodurch im Antriebsstrang der Verschleiß reduziert wird. Für den Fahrer bedeutet dies, dass der Fahrkomfort nicht durch plötzliche Stöße im Betrieb vermindert wird, was zu einer Optimierung der Fahrbarkeit führt. Mit Hilfe dieses Verfahren wird insbesondere die Fahrbarkeit im Anfahrvorgang optimiert. Bei diesem Vorgang, wo häufig Motordrehzahlen auftreten, die unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegen, wird durch den Wegfall von Rückwärtszündungen das Abwürgen des Motors vermieden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 2a einen Ausschnitt aus einem Analogtriggersignal,
Figur 2b einen Ausschnitt aus dem digitalisiertem Signal gemäß Figur 2a;
Figur 3 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung. Hierbei ist ein als Inkrementalgeber ausgebildeter Sensor 3 oder ähnlicher erkennbar, der die durch die Drehzahl des Motors verursachte Drehbewegung einer Eingangswelle 1 , wie der Kurbelwelle, in herkömmlicher Weise sensiert, woraus ein Primäreingangssignal 10 abgeleitet wird. Die Bildung dieses Primäreingangssignals 10 erfolgt aus der Berechnung des Winkelintervalls der Kurbelwelle 1 von 720° geteilt durch die Anzahl der Zylinder. Im Falle eines Vierzylindermotors ergibt sich ein Abstand von einer Zündung zur nächsten von 180°. Die in diesem Zeitraum ermittelte Drehzahl entspricht dabei einer Durchschnittsdrehzahl. Mit Hilfe eines auf dieser Kurbelwelle 1 angeordneten und mit dieser fest verbundenen Zahnrades 2 kann dieser Sensor 3 ein weiteres Signal 20 aus der zeitlichen Änderung einer Induktivität sensieren. Dabei wird ein Zahnrad mit 60 Zähnen benutzt, so dass sie auf einem Kreisbogen im Winkel von 6° angeordnet sind. Zwei weitere Zähne sind durch Zahnlücken ersetzt, wie aus der Figur ersichtlich ist. Diese Induktivitätsänderung ergibt sich auf dem Abstand a einer Zahnspitze C zur nächsten Zahnspitze C. Diese beiden Signale 10 und 20 werden einer nicht dargestellten Motorsteuereinheit 60 zugeführt und in dieser entsprechend zur weiteren Verarbeitung ausgewertet. In der Figur 2a ist ein Ausschnitt aus einem gemäß Figur 1 erzeugten Analog-Signal dargestellt. Dieser Ausschnitt wiederspiegelt die Zahn-zu-Zahn-Abfolge des Zahnrades 2, wobei der Abstand a der Punkte C zu C bzw. der Abstand b vom Punkt C zu Punkt C" dem zeitlichen Abstand der Zähne auf der waagerechten Zeitachse entspricht. Auf der senkrechten Achse ist der erzeugte Spannungsausschlag während dieser Abfolge erkennbar. Die durchgezogene Linie zeigt hierbei den Spannungsverlauf über die Zeit bei einer relativ hohen Geschwindigkeit. Der gestrichelte Verlauf eines Triggersignals ist derjenige, der bei einer geringeren Geschwindigkeit entsteht. Hierbei ist erkennbar, dass bei einer höheren Geschwindigkeit die Spannungsausschläge deutlich größer ausfallen. Weiterhin werden bei einer höheren Geschwindigkeit gleichzeitig auch die Flächen zwischen der Kurve und der X-Achse schlanker. Diese Triggersignale sind auch dadurch gekennzeichnet, dass sie zu den Punkten C, C, C" punktsymmetrisch sind.
Würde man bei der Umwandlung des analogen Triggersignals in ein digitales Signal, wie es in der Figur 2b zu sehen ist, einen Spannungspegel zugrunde legen, wie er beispielsweise in der Figur 2a in den Punkten A und B angegeben ist, so ergäbe sich beispielsweise bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit ein Verlagern des Punktes A in Richtung B oder noch darüber hinaus. Die Punkte A oder B würden also eine Verschiebung des Triggerpunktes bewirken. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn der Triggerpunkt für die Digitalisierung des Analogsignals in den Punkten C, C und C" erfolgt. Diese Punkte sind dadurch gekennzeichnet, dass hier durch ein Analogsignal ein Nulldurchgang durch die X-Achse (t-Achse) erfolgt. Eine Verschiebung der Triggerpunkte erfolgt dann nicht.
Aus der Figur 2b ist deutlich erkennbar, dass die dargestellte Rechteckfunktion sich durch senkrechte Flanken auszeichnet. Weiterhin geht daraus hervor, dass die Abstände a und b unterschiedlich sind. Dieses ist in der Darstellung der Figur 2b bewusst gewählt worden, um die Unregelmäßigkeit von digitalen Signalen - insbesondere von digitalen Triggersignalen - zu verdeutlichen.
Die Figur 3 stellt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand mehrerer Verfahrensschritte dar. Im Schritt 15 wird das eingehende Sensorsignal 10 dahingehend überprüft, ob die Motordrehzahl unter einer Durchschnittsdrehzahl von 2000 U/min liegt. Wenn dies der Fall ist, wird die Überwachung der Zeit zwischen zwei Zähnen ausgelöst, wobei bei diesem Beispiel insbesondere die Grenzzeiten 2 ms, 3 ms und 10 ms dahingehend überprüft werden, ob diese überschritten werden. Somit setzt sich der Verfahrensschritt 25 aus den Teilschritten 25a bis 25c zusammen. Im Schritt 25a wird demnach das Sensorsignal 20 zunächst ausgewertet, ob die Zeit zwischen zwei Zähnen größer ist als 2 ms, was einer Drehzahl von unter 500 U/min entspricht. Ergibt die Auswertung, dass diese größer ist, wird im Schritt 30 bei einem Dieselmotor sofort die Voreinspritzung gestoppt und die Haupteinspritzung nach dem oberen Totpunkt (OT) verlegt. Bei einem Benzinmotor wird dagegen der Zündzeitpunkt nach dem oberen Totpunkt (OT) verlegt. Weiterhin wird die maximale Brennstoffmenge eingespritzt, die durch eine Rauchgrenze begrenzt wird. Außerdem wird der Fahrer im Cockpit durch ein akustisches oder optisches Signal gewarnt. Ergibt eine weitere Überprüfung im Schritt 25b, dass die ermittelte Zeit größer als 3 ms beträgt, was einer Drehzahl von unter 333 U/min entspricht, wird im Schritt 40 bei einem Benzinmotor beim nächsten Kolbenhub bzw. Takt die Zündung gestoppt. Bei einem Dieselmotor wird beim nächsten Kolbenhub bzw. Takt die Einspritzung gestoppt. Wird eine Zeit größer als 10 ms ermittelt, was einer Drehzahl von unter 100 U/min entspricht, wird das Sensorsignal 10 neu synchronisiert, d. h. es wird auf seine Standardfunktion in der Motorsteuersoftware zurückgesetzt. Während dieses Synchronisationsvorganges finden keine Einspritzungen bzw. Zündungen im Schritt 50 statt. Bei längerem Verbleiben in Drehzahlbereichen von unter 500 U/min kann die gefilterte Motor- drehzahl verwendet werden, um ein stabiles Drehmoment zu liefern, oder der Motor wird ausgeschaltet und dabei die Drosselklappe geschlossen, um Vibrationen um Antriebsstrang durch Motoranregungen zu vermeiden.
Ergeben die Auswertungen der Schritte 25a bis 25c, dass diese Grenzzeitwerte jeweils nicht erreicht werden, wird die Überwachung auf den jeweils vorhergehenden Schritt zurückverwiesen.
Weist allerdings das Sensorsignal eine höhere Motordrehzahl als 2000 U/min aus, kann dieses Signal für andere Vorgänge im Motormanagement verwendet werden. Das heißt außerdem, dass oberhalb einer Durchschnittsdrehzahl von 2000 U/min das Signal 20 nicht ausgewertet wird. Mit unter dieser Durchschnittsdrehzahl liegenden Drehzahlen wird somit ein stabiles, maximales Drehmoment erreicht.
Aus dieser Figur 3 ist ersichtlich, dass der Motor mit einer Motordrehzahl, die höher ist als 2000 U/min nur mit dem bestehenden gefilterten Motordrehzahlsignal ausreichend gesteuert werden kann. Bezuqszeichenliste
1 Kurbelwelle
2 Zahnrad
3 Sensor
10 Sensorsignal der Durchschnittsdrehzahl / Primäreingangssignal
15 Verfahrensschritt
20 Sensorsignal aus dem Zahn-zu-Zahn-Abstand
25 bis 50 Verfahrensschritte
60 Motorsteuereinheit
A, B Markierungspunkte a Abstand C - C b Abstand C- C"

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Motors, bei dem ein Primäreingangssignal für eine Motorgesamtsteuerung aus einer an einer Eingangswelle (1 ) eines Zahnkranzes am Schwungrad oder an einem Zusatzantrieb gemessenen gefilterten Motordrehzahl (10) gebildet wird, das von einem Sensor (3) abgeleitet wird, der die Drehbewegung der mit einem Zahnrad (2) versehenen Eingangswelle (1) sensiert, und aus dem Zahn-zu-Zahn- Abstand des Zahnrades (2) ein Motordrehzahlsignal (20) generiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Primäreingangssignal (10) das vom gleichen Sensor (3) abgeleitete Motordrehzahlsignal (20) zusätzlich verwendet wird.
2. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Zahn-zu-Zahn-Abstand des Zahnrades (2) resultierende Signal (20) zur Bestimmung dessen Drehzahländerung genutzt wird.
3. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das abgeleitete Motordrehzahlsignal (20) dem Primäreingangssignal (10) zusätzlich genutzt wird, wenn die Motordrehzahl im Bereich zwischen 2000 U/min und einer Drehzahl nahe Null liegt.
4. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen den Höchstpunkten (C, C) zweier benachbarter Zähne zur Bildung jeweils eines Signals (20) dient.
5. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Sensor (3) ein induktiver Inkrementalgeber oder ein vergleichbarer Sensor verwendet wird.
6. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass neben der Nutzung des Primäreingangssignals (10) ein weiteres exakteres Motordrehzahlsignal (20) genutzt wird, das für bestimmte Eingriffe in der elektronischen Steuerung von Diesel- und/oder Ottomotoren einsetzbar ist.
7. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Primäreingangssignal für die Steuerung des Voreinspritzungs-, Haupt- einspritzungs- und Zündfunkenzeitpunktes, der Kraftstoffeinspritzungsmengen, des Drosselklappenwinkels, des Einlassventilsteuerungszeitpunktes, eines Turbo- oder Kompressorbetriebes, eines Klimakompressors verwendet wird.
8. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Primäreingangssignal für die Steuerung mindestens eines optischen und/oder akustischen Signals für einen Fahrer dient.
9. Verfahren zur Steuerung eines Motors nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das generierte Primäreingangssignal ein hoch auflösendes Signal ist.
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