WO2009083474A2 - Verfahren zur bestimmung der winkelposition einer kurbelwelle einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2009083474A2
WO2009083474A2 PCT/EP2008/067881 EP2008067881W WO2009083474A2 WO 2009083474 A2 WO2009083474 A2 WO 2009083474A2 EP 2008067881 W EP2008067881 W EP 2008067881W WO 2009083474 A2 WO2009083474 A2 WO 2009083474A2
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Prashanth Raghavendra
Manfred Grabs
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
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    • G01P3/489—Digital circuits therefor
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    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • G—PHYSICS
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the angular position of a crankshaft of an internal combustion engine, wherein the crankshaft rotatably connected to a sender wheel having a plurality of similar markings and at least one distinguishable from the similar marks marker, wherein upon rotation of the crankshaft of a the Speed sensor associated sensor for each of the plurality of similar markers, which passes the sensor, a signal is generated.
  • the teeth of the toothed disk generate high-priority interrupt signals at the controller of a control device associated with the internal combustion engine. Derived from this, various signals are calculated and / or output with angular accuracy. The higher the speed is, the higher the interrupt load of the system, so that accuracy losses due to calculation time problems occur.
  • the interrupt load results from software counters which are decremented when the tooth signal or interrupt occurs. In the usual systems, however, only a few results per work cycle are actually output, so that the vast majority of the generated interrupt signals must be processed without event output and only serves to decrement the software counter.
  • a disadvantage of the prior art is that the software load of the control unit in such internal combustion engines is considerably affected by the interrupt load and lead to problems in a time-critical processing of signals, especially at high engine speeds can.
  • An object of the invention is therefore to provide a new method and a new device, which allow a reduction of the software load and, in particular, the interrupt load in an internal combustion engine.
  • Marks are generated before and / or after the distinguishable mark, in each case an associated interrupt signal is generated.
  • the invention thus enables a reduction of the generated interrupt signals and thus a reduction of the interrupt load of the internal combustion engine.
  • a donor wheel is used as the speed sensor, which has as identical markings successive identical tooth / gap combinations and as a distinguishable mark a gap that is longer than a gap in the range of similar markings.
  • the sensor for each at a
  • Rotation of the crankshaft on this passing tooth of a tooth / gap combination generates a pulse having a rising from an output value and falling back to this output edge, wherein a sensor signal is formed, which pulses for the teeth of the tooth / gap combinations and the baseline value for all the gaps / gaps and the longer gap.
  • the invention can be realized easily and inexpensively using already existing components and elements. From a first selected pulse generating a first predetermined number of pulses before the output representing the first occurrence of the longer gap, an interrupt signal is generated on each falling edge of a following pulse.
  • the invention thus makes it possible to prevent the generation of interrupt signals in one revolution of the crankshaft until the passage of a tooth of a selected tooth / gap combination of the encoder wheel to reduce the interrupt load of the internal combustion engine.
  • the second predetermined number is selected such that it allows a determination of the occurrence of the longer gap by the output value representing the longer gap.
  • the invention thus enables a safe and precise detection of the occurrence of the longer gap.
  • the predetermined criterion is chosen such that it is satisfied at a third selected pulse generating a predetermined number of pulses before the initial value representing a longer gap occurrence, the third selected pulse being used as the first selected pulse.
  • the generation of the interrupt signals to reduce the interrupt load of the internal combustion engine can be cyclically prevented, wherein the inhibiting or generating the interrupt signals in each case loop-shaped.
  • the problem mentioned at the beginning is also solved by a computer program for carrying out a method for determining the angular position of a crankshaft of an internal combustion engine.
  • the crankshaft is rotatably connected to a speed sensor having a plurality of similar markings and at least one mark distinguishable from the similar markings gene.
  • a signal is generated from a sensor associated with the tachometer for each of the plurality of similar markers passing the sensor.
  • the computer program only generates an associated interrupt signal only for signals which are generated for a predetermined number of similar marks before and / or after the distinguishable marking.
  • an internal combustion engine with a crankshaft which is non-rotatably connected to a rotational speed sensor which has a plurality of similar markings and at least one mark which can be distinguished from the identical markings.
  • a signal is generated from a sensor associated with the speed sensor for each of the plurality of similar markers passing the sensor. Only for signals which are generated for a predetermined number of similar markings before and / or after the distinguishable mark, an associated interrupt signal is generated in each case.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an evaluation device of an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the time profile of a sensor signal obtained by means of the evaluation device of FIG. 1;
  • FIG. 1 is a schematic representation of an evaluation device of an internal combustion engine
  • 3 a and 3 b show a schematic representation of the time profile of the sensor signal from FIG. 2 and the interrupt signals generated on the basis of this sensor signal;
  • 4a and 4b is a schematic representation of the time course of the sensor signal of Fig. 2 and the generated on the basis of this sensor signal interrupt signals in an enlarged scale.
  • FIG. 1 shows an evaluation device 100 provided for detecting a shaft speed of an internal combustion engine with a speed sensor 110 in the form of a donor wheel, which is non-rotatably connected to a crankshaft 32 of the internal combustion engine (not shown).
  • the encoder wheel 110 has a plurality of similar markers 110a formed by successive identical tooth / gap combinations.
  • a gap 11 Ob is provided on the sender wheel 110 which is longer than a gap in the area of the like marks HOa.
  • the sender wheel 110 is formed as a 60-2 toothed pulley having a tooth gap (-2) as a distinguishable mark 11b.
  • a rotational speed sensor 111 which is embodied, for example, as an inductive rotational speed sensor.
  • the speed sensor 111 provides a crankshaft speed of the
  • Internal combustion engine proportional output signal which is formed in a downstream pulse shaper stage 112 in a known manner to a rectangular sensor signal whose amplitude is substantially constant.
  • This sensor signal which is shown by way of example in FIG. 2, is fed to a computing unit 113 (FIG. 1), which calculates the crankshaft rotational speed from this mathematically.
  • FIG. 2 shows a diagram 200, which illustrates a time profile of a rectangular sensor signal 210 using an example. This is generated according to an embodiment in the operation of a corresponding internal combustion engine of the pulse shaper stage 112 of FIG.
  • the diagram 200 illustrates an embodiment of a method for determining the angular position of a crankshaft of an internal combustion engine. For further explanation, it is assumed that the rectangular sensor signal 210 was determined in the present example for the crankshaft 32 of FIG.
  • a pulse is generated by the sensor 111 of FIG. 1 for each tooth of a tooth / gap combination HOa passing therethrough upon rotation of the crankshaft 32.
  • the generated pulses each have an edge rising from an output value and dropping again to this output value.
  • the pulse shaping stage 112 forms corresponding rectangular pulses which form the rectangular sensor signal 210.
  • the rectangular pulse 230 has an edge 234 rising from an output value 232 and an edge 236 dropping back to this output value 232. Since, in the present example, the rectangular pulses are only generated for the teeth of the tooth / gap combinations HOa that join the sensor 111 , the sensor signal 210 for the gaps of the tooth / gap combinations 110a and for the longer gap 110b the output value 232. In this case, passing the longer gap 110b past the sensor 111 thus leads in each case to a longer time interval t_l in which the sensor signal 210 has no rectangular pulse and is formed exclusively by the output value 232.
  • an interrupt signal is generated on each falling edge of a following pulse each time a selected, first pulse of the sensor signal 210 is selected.
  • the first pulse is selected such that it generates a first predetermined number of pulses before the output value 232 representing a first occurrence of the longer gap 110b.
  • the first pulse e.g. the one square pulse selected which is generated three pulses before the signal section 240.
  • the rectangular pulse 220 is selected as the first pulse, so that from the falling edge of this pulse interrupt signals are generated.
  • a total of three interrupt signals are initially generated for the falling edges of the rectangular pulses 220, 222, 224.
  • the generation of interrupt signals is prevented until a predetermined criterion is met.
  • the second pulse e.g. the square pulse which is generated two pulses after the signal section 240, i. the rectangular pulse 228. Accordingly, after generation of an interrupt signal on the falling edge of the rectangular pulse 228, the interrupt signal generation is suppressed until the predetermined criterion is met.
  • Output 232 was previously generated, i. whether the sensor signal 210 has the signal section 240. Only with an affirmative check the generation of the interrupt signals is suppressed until the predetermined criterion is met.
  • first and second pulses are preferably selected to occur immediately before and after the signal portion 240, respectively.
  • This serves as a reference section of the sensor signal 210 for synchronization purposes in the determination of the angular position of the crankshaft 32. Since the angular position of the selected, first pulse associated tooth / gap combination HOa erf ⁇ n- According to the invention, the detection of the signal section 240 and thus the quality of this extrapolation must be ensured in each case, since otherwise no precise determination of the angular position of the crankshaft 32 is possible. Therefore, the second predetermined number is chosen to be a determination of the occurrence of the longer ones
  • Gap 110b is made possible by the output 232 representing the longer gap.
  • the predetermined criterion described above is chosen such that, given a selected, third pulse, which in turn is a predetermined number of pulses before the next occurrence of the longer gap
  • the third pulse is selected to be three pulses before the signal portion 250.
  • the predetermined criterion is satisfied when the rectangular pulse 270 is generated.
  • the selected third pulse is then preferably used as the selected first pulse, i. that until the occurrence of a new second pulse at the falling edges of the rectangular pulses interrupt signals are generated before their generation is again inhibited.
  • the method for determining the angular position of the crankshaft 32 is thus executed in the form of a loop, wherein in each case in the region of the signal sections 240,
  • FIG. 3 a and FIG. 3 b show a diagram 300 showing the time course of the rectangular
  • 3b shows enlarged representations of these temporal courses, these are denoted by AZ, BZ and CZ, wherein AZ correspond to the line train A, BZ to the line train B and CZ to the line C in FIG. 3a.
  • the diagram 300 illustrates an embodiment of a method for determining the angular position of a crankshaft of an internal combustion engine, in which, as described in FIG. 2, respectively three interrupt signals before and two interrupt signals after the occurrence of the longer gap HOb in the sensor signal 210 representing output value 232 are generated.
  • interrupt signals 340, 342, 344, 346 and 348 of the interrupt burst 320 are indicated. These were generated at the falling edges of the rectangular pulses 220, 222, 224, 226 and 228, respectively.
  • an interrupt signal 380 of the interrupt burst 330 is indicated, which is at the falling edge of the
  • Rectangular pulse 270 was generated.
  • the interrupt load of the internal combustion engine according to the invention can be reduced by about 60%.
  • FIGS. 4a and 4b show a diagram 400, which is a detail in FIG. 3 in an enlarged view.
  • FIG. 4 shows the time profile of the rectangular sensor signal 210 of FIG. 2 as well as the temporal profiles of the associated phase signal 310 and associated interrupt signal bundles 320 and 330.
  • the designation of the line trains with A, AZ, B. BZ. C, CZ corresponds to that in Fig. 3a and 3b.
  • Fig. 4b shows compared to Fig. 4a again enlarged
  • FIGS. 4a and 4b Representations of the temporal courses.
  • the interrupt bundle 320 includes the interrupts 340, 342, 344, 346 and 348. It is also clearly evident from FIGS. 4a and 4b that only five interrupts are generated, namely three before and two after the tooth gap.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle (32) einer Brennkraftmaschine, wobei die Kurbelwelle (32) drehfest mit einem Drehzahlgeber (110) verbunden ist, der eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen (110a) sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierungen (110a) unterscheidbare Markierung (110b) aufweist, wobei bei einer Drehung der Kurbelwelle (32) von einem dem Drehzahlgeber (110) zugeordneten Sensor (111) für jede der Mehrzahl gleichartiger Markierungen (110a), die an dem Sensor (111) vorbeitritt, ein Signal erzeugt wird, wird nur für Signale, die für eine vorgegebene Anzahl gleichartiger Markierungen (110a) vor und/oder nach der unterscheidbaren Markierung (110b) erzeugt werden, jeweils ein zugeordnetes Interruptsignal erzeugt.

Description

Beschreibung
Titel Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Kurbelwelle drehfest mit einem Geberrad verbunden ist, das eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierungen unterscheidbare Markierung aufweist, wobei bei einer Drehung der Kurbelwelle von einem dem Drehzahlgeber zugeordneten Sensor für jede der Mehrzahl gleichartiger Markierungen, die an dem Sensor vorbeitritt, ein Signal erzeugt wird.
Bei derartigen Brennkraftmaschinen wird zur Bestimmung der Winkelposition der Kurbelwelle in der Regel ein zentrales Bezugssignal für den Drehwinkel des Motors von einer Kurbelwellen-Zahnscheibe mit z. B. 60-2 Zähnen abgeleitet. Ausgehend von einer Zahnlücke (-2) lässt sich über die Anzahl der Zähne der momentane Drehwinkel und somit die aktuelle Winkelposi- tion bestimmen. Die Zähne der Zahnscheibe erzeugen am Controller eines der Brennkraftmaschine zugeordneten Steuergerätes Interruptsignale von hoher Priorität. Davon abgeleitet werden verschiedene Signale berechnet und/oder winkelgenau ausgegeben. Je höher nun die Drehzahl ist, umso höher ist auch die Interruptbelastung des Systems, sodass Genauigkeitseinbussen durch Rechenzeitprobleme auftreten.
Die Interruptbelastung ergibt sich durch Software-Zähler, die bei Auftreten des Zahnsignals bzw. -interrupts dekrementiert werden. Bei den üblichen Systemen werden jedoch in der Regel nur wenige Ergebnisse pro Arbeitstakt tatsächlich ausgegeben, sodass die überwiegende Anzahl der erzeugten Interruptsignale ohne Ereignisausgabe bearbeitet werden muss und nur dazu dient, die Softwarezähler zu dekrementieren.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass die Softwarebelastung des Steuergeräts bei derartigen Brennkraftmaschinen durch die Interruptbelastung erheblich ist und insbesondere bei hohen Motordrehzahlen zu Problemen bei einer zeitkritischen Bearbeitung von Signalen führen kann.
Offenbarang der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung anzugeben, die eine Reduzierung der Softwarebelastung und, insbesondere, der Interruptbelastung bei einer Brennkraftmaschine ermöglichen.
Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Kurbelwelle drehfest mit einem Drehzahlgeber verbunden ist, der eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierungen unterscheidbare Markierung aufweist, wobei bei einer Drehung der Kurbelwelle von einem dem Drehzahlgeber zugeordneten Sensor für jede der Mehrzahl gleichartiger Markierungen, die an dem Sensor vorbeitritt, ein Signal erzeugt wird, da- durch gekennzeichnet, dass nur für Signale, die für eine vorgegebene Anzahl gleichartiger
Markierungen vor und/oder nach der unterscheidbaren Markierung erzeugt werden, jeweils ein zugeordnetes Interruptsignal erzeugt wird.
Die Erfindung ermöglicht somit eine Reduzierung der erzeugten Interruptsignale und somit eine Reduzierung der Interruptbelastung der Brennkraftmaschine.
Gemäß einer Ausführungsform wird als Drehzahlgeber ein Geberrad verwendet, das als gleichartige Markierungen aufeinander folgende identische Zahn-/Lücke-Kombinationen und als unterscheidbare Markierung eine Lücke aufweist, die länger ist, als eine Lücke im Bereich der gleichartigen Markierungen. Hierbei wird von dem Sensor für jeden bei einer
Drehung der Kurbelwelle an diesem vorbeitretenden Zahn einer Zahn-/Lücke-Kombination ein Impuls mit einer von einem Ausgangswert ansteigenden und auf diesen Ausgangswert wieder abfallenden Flanke erzeugt, wobei ein Sensorsignal gebildet wird, das die Impulse für die Zähne der Zahn-/Lücke-Kombinationen und den Ausgangswert für alle Lücken der Zahn-/Lücke-Kombinationen und die längere Lücke aufweist.
Somit kann die Erfindung unter Verwendung bereits vorhandener Bauteile und Elemente einfach und kostengünstig realisiert werden. Ab einem ersten ausgewählten Impuls, der eine erste vorgegebene Anzahl von Impulsen vor dem ein erstes Auftreten der längeren Lücke repräsentierenden Ausgangswert erzeugt wird, wird jeweils ein Interruptsignal an jeder abfallenden Flanke eines folgenden Impulses erzeugt.
Die Erfindung ermöglicht somit, die Erzeugung von Interruptsignalen bei einer Umdrehung der Kurbelwelle bis zum Vorbeitritt eines Zahns einer ausgewählten Zahn-/Lücke- Kombination des Geberrads zur Reduzierung der Interruptbelastung der Brennkraftmaschine zu unterbinden.
Ab einem zweiten ausgewählten Impuls, der eine zweite vorgegebene Anzahl von Impulsen nach dem ein Auftreten der längeren Lücke repräsentierenden Ausgangswert erzeugt wird, wird die Erzeugung von Interruptsignalen unterbunden, bis ein vorgegebenes Kriterium erfüllt ist.
Somit kann die Erzeugung von Interruptsignalen bei einer Umdrehung der Kurbelwelle ab bzw. nach dem Vorbeitritt eines Zahns einer ausgewählten Zahn-/Lücke-Kombination des Geberrads zur Reduzierung der Interruptbelastung der Brennkraftmaschine unterbunden werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird bei dem zweiten ausgewählten Impuls überprüft, ob der das Auftreten der längeren Lücke repräsentierende Ausgangswert erzeugt wurde, wobei nur bei einer affirmativen Überprüfung die Erzeugung der Interruptsignale unterbunden wird. Hierbei ist die zweite vorgegebene Anzahl derart gewählt, dass sie eine Bestimmung des Auftretens der längeren Lücke durch den die längere Lücke repräsentierenden Ausgangswert ermöglicht.
Die Erfindung ermöglicht somit eine sichere und präzise Detektion des Auftretens der längeren Lücke.
Das vorgegebene Kriterium wird derart gewählt, dass es bei einem dritten ausgewählten Impuls, der eine vorgegebene Anzahl von Impulsen vor dem ein nächstes Auftreten der längeren Lücke repräsentierenden Ausgangswert erzeugt wird, erfüllt ist, wobei der dritte ausgewählte Impuls als erster ausgewählter Impuls verwendet wird. - A -
Somit kann die Erzeugung der Interruptsignale zur Reduzierung der Interruptbelastung der Brennkraftmaschine zyklisch unterbunden werden, wobei das Unterbinden bzw. Erzeugen der Interruptsignale jeweils schleifenförmig erfolgt.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Die Kurbelwelle ist drehfest mit einem Drehzahlgeber verbunden, der eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierun- gen unterscheidbare Markierung aufweist. Bei einer Drehung der Kurbelwelle wird von einem dem Drehzahlgeber zugeordneten Sensor für jede der Mehrzahl gleichartiger Markierungen, die an dem Sensor vorbeitritt, ein Signal erzeugt. Das Computerprogramm erzeugt nur für Signale, die für eine vorgegebene Anzahl gleichartiger Markierungen vor und/oder nach der unterscheidbaren Markierung erzeugt werden, jeweils ein zugeordnetes Interruptsignal.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, die drehfest mit einem Drehzahlgeber verbunden ist, der eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierungen unterscheidbare Markierung aufweist. Bei einer Drehung der Kurbelwelle wird von einem dem Drehzahlge- ber zugeordneten Sensor für jede der Mehrzahl gleichartiger Markierungen, die an dem Sensor vorbeitritt, ein Signal erzeugt. Nur für Signale, die für eine vorgegebene Anzahl gleichartiger Markierungen vor und/oder nach der unterscheidbaren Markierung erzeugt werden, wird jeweils ein zugeordnetes Interruptsignal erzeugt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Auswerteinrichtung einer Brennkraftmaschine; Fig. 2 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs eines mittels der Auswert- einrichtung von Fig. 1 erhaltenen Sensorsignals;
Fig. 3 a und 3b eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Sensorsignals von Fig. 2 und der auf der Basis dieses Sensorsignals erzeugten Interruptsignale;
Fig. 4a und 4b eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Sensorsignals von Fig. 2 und der auf der Basis dieses Sensorsignals erzeugten Interruptsignale in vergrößertem Maßstab.
Ausführungsform der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine zur Erfassung einer Wellendrehzahl einer Brennkraftmaschine vorgesehene Auswerteinrichtung 100 mit einem als Geberrad ausgebildeten Drehzahlgeber 110, der drehfest mit einer Kurbelwelle 32 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Geberrad 110 weist eine Vielzahl von gleichartigen Markierungen 110a auf, welche durch aufeinander folgende identische Zahn-/Lücke-Kombinationen gebildet sind. Als von den gleichartigen Markierungen 110a unterscheidbare Markierung 11 Ob ist, wie in Fig. 1 abgebildet, eine Lücke 11 Ob an dem Geberrad 110 vorgesehen, die länger ist, als eine Lücke im Bereich der gleicharti- gen Markierungen HOa. Z.B. ist das Geberrad 110 als eine Zahnscheibe mit 60-2 Zähnen ausgebildet, die eine Zahnlücke (-2) als unterscheidbare Markierung 11 Ob aufweist.
Bei einer Drehung des Geberrads 110 werden die Zähne beziehungsweise Lücken des Geberrads 110 von einem Drehzahlsensor 111, der beispielsweise als induktiver Drehzahlsensor aus- gebildet ist, abgetastet. Der Drehzahlsensor 111 liefert ein zur Kurbelwellendrehzahl der
Brennkraftmaschine proportionales Ausgangssignal, das in einer nachgeschalteten Pulsformerstufe 112 in bekannter Weise zu einem rechteckförmigen Sensorsignal geformt wird, dessen Amplitude im Wesentlichen konstant ist. Dieses Sensorsignal, das beispielhaft in Fig. 2 abgebildet ist, wird einer Recheneinheit 113 (Fig. 1) zugeleitet, die hieraus die Kurbelwellendreh- zahl rechnerisch ermittelt.
Die zu Synchronisationszwecken in dem Geberrad 110 vorgesehene längere Lücke 11 Ob führt zu dem in Fig. 2 jeweils mit t_l bezeichneten Zeitverlauf des Sensorsignals, während eine Erfassung der als gleichartige Markierungen HOa ausgebildeten Zahn-/Lücken-Kombinationen zu dem restlichen in Fig. 2 gezeigten, außerhalb der Zeitintervalle t_l befindlichen Zeitverlauf führt, wie unten stehend im Detail beschrieben.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm 200, das anhand eines Beispiels einen zeitlichen Verlauf eines recht- eckförmigen Sensorsignals 210 darstellt. Dieses wird gemäß einer Ausführungsform im Betrieb einer entsprechenden Brennkraftmaschine von der Pulsformerstufe 112 von Fig. 1 erzeugt.
Das Diagramm 200 verdeutlicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Für die weiteren Erläuterungen wird angenommen, dass das rechteckförmige Sensorsignal 210 im vorliegenden Beispiel für die Kurbelwelle 32 von Fig. 1 bestimmt wurde.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird von dem Sensor 111 von Fig. 1 für jeden bei einer Drehung der Kurbelwelle 32 an diesem vorbeitretenden Zahn einer Zahn- /Lücke-Kombination HOa ein Impuls erzeugt. Die erzeugten Impulse weisen jeweils eine von einem Ausgangswert ansteigende und auf diesen Ausgangswert wieder abfallende Flanke auf. Aus den derart vom Sensor 111 erzeugten Impulsen formt die Pulsformerstufe 112 entsprechende Rechteckimpulse, die das rechteckförmige Sensorsignal 210 bilden.
In Fig. 2 sind der Einfachheit halber zur Verdeutlichung nur Rechteckimpulse 220, 222,
224, 226, 228, 230 und 270 gekennzeichnet, deren Form nachfolgend anhand des Impulses 230 näher erläutert wird. Der Rechteckimpuls 230 hat eine von einem Ausgangswert 232 aus ansteigende Flanke 234 und eine auf diesen Ausgangswert 232 wieder abfallende Flanke 236. Da im vorliegenden Beispiel die Rechteckimpulse nur für die am Sensor 111 vor- beitretenden Zähne der Zahn-/Lücke-Kombinationen HOa erzeugt werden, weist das Sensorsignal 210 für die Lücken der Zahn-/Lücke-Kombinationen 110a und für die längere Lücke 110b den Ausgangswert 232 auf. Hierbei führt ein Vorbeitreten der längeren Lücke 110b an dem Sensor 111 somit jeweils zu einem längeren Zeitintervall t_l, in dem das Sensorsignal 210 keinen Rechteckimpuls aufweist und ausschließlich von dem Ausgangswert 232 gebildet ist.
In Fig. 2 sind zur Verdeutlichung zwei Zeitintervalle t_l bei Signalabschnitten 240, 250 dargestellt. Da das Geberrad 110 nur eine einzelne längere Lücke 110b (Zahnlücke) aufweist, bedeutet dies, dass die Kurbelwelle 32 sich zwischen diesen Signalabschnitten 240, 250 einmal vollständig um ihre Längsachse, d.h. um 360°, gedreht hat.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ab einem ausgewählten, ersten Impuls des Sensorsignals 210 jeweils ein Interruptsignal an jeder abfallenden Flanke eines folgen- den Impulses erzeugt. Hierbei wird der erste Impuls derart ausgewählt, dass dieser eine erste vorgegebene Anzahl von Impulsen vor dem ein erstes Auftreten der längeren Lücke 110b repräsentierenden Ausgangswert 232 erzeugt wird. Im vorliegenden Beispiel wird als erster Impuls z.B. derjenige Rechteckimpuls ausgewählt, der drei Impulse vor dem Signalabschnitt 240 erzeugt wird. Dementsprechend wird der Rechteckimpuls 220 als erster Impuls ausgewählt, sodass ab der abfallenden Flanke dieses Impulses Interruptsignale erzeugt werden. Somit werden zunächst für die abfallenden Flanken der Rechteckimpulse 220, 222, 224 insgesamt drei Interruptsignale erzeugt.
Im vorliegenden Beispiel wird dann ab einem ausgewählten, zweiten Impuls, der eine zwei- te vorgegebene Anzahl von Rechteckimpulsen nach dem Signalabschnitt 240 erzeugt wird, die Erzeugung von Interruptsignalen unterbunden, bis ein vorgegebenes Kriterium erfüllt ist. Als zweiter Impuls wird z.B. derjenige Rechteckimpuls ausgewählt, der zwei Impulse nach dem Signalabschnitt 240 erzeugt wird, d.h. der Rechteckimpuls 228. Dementsprechend wird nach Erzeugung eines Interruptsignals an der abfallenden Flanke des Rechteck- impulses 228 die Interruptsignal-Erzeugung unterbunden, bis das vorgegebene Kriterium erfüllt ist.
Um eine zuverlässige und präzise Bestimmung der Winkelposition der Kurbelwelle 32 zu gewährleisten, wird bei dem ausgewählten zweiten Impuls, d.h. dem Rechteckimpuls 228, überprüft, ob der das Auftreten der längeren Lücke HOb (Zahnlücke) repräsentierende
Ausgangswert 232 zuvor erzeugt wurde, d.h. ob das Sensorsignal 210 den Signalabschnitt 240 aufweist. Nur bei einer affirmativen Überprüfung wird die Erzeugung der Interruptsignale unterbunden, bis das vorgegebene Kriterium erfüllt ist.
Diese Überprüfung ist erforderlich, da der erste und zweite Impuls bevorzugt derart ausgewählt sind, dass sie unmittelbar vor bzw. nach dem Signalabschnitt 240 auftreten. Dieser wiederum dient als Referenzabschnitt des Sensorsignals 210 zu Synchronisationszwecken bei der Bestimmung der Winkelposition der Kurbelwelle 32. Da die Winkelposition der dem ausgewählten, ersten Impuls zugeordneten Zahn-/Lücke-Kombination HOa erfϊn- dungsgemäß nicht unter Verwendung entsprechender Interruptsignale, sondern vielmehr durch Extrapolation bestimmt wird, muss die Erkennung des Signalabschnitts 240 und somit die Qualität dieser Extrapolation jeweils sichergestellt sein, da sonst keine präzise Bestimmung der Winkelposition der Kurbelwelle 32 möglich ist. Deshalb wird die zweite vorgegebene Anzahl derart gewählt, dass sie eine Bestimmung des Auftretens der längeren
Lücke 110b durch den die längere Lücke repräsentierenden Ausgangswert 232 ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das oben beschriebene vorgegebene Kriterium derart gewählt, dass es bei einem ausgewählten, dritten Impuls, der wiederum ei- ne vorgegebene Anzahl von Impulsen vor dem ein nächstes Auftreten der längeren Lücke
HOb repräsentierenden Ausgangswert 232 erzeugt wird, erfüllt ist. Im vorliegenden Beispiel wird der dritte Impuls derart ausgewählt, dass er drei Impulse vor dem Signalabschnitt 250 liegt. Somit ist das vorgegebene Kriterium erfüllt, wenn der Rechteckimpuls 270 erzeugt wird.
Der ausgewählte, dritte Impuls wird dann bevorzugt als ausgewählter, erster Impuls verwendet, d.h. das bis zum Auftreten eines neuen, zweiten Impulses an den abfallenden Flanken der Rechteckimpulse Interruptsignale erzeugt werden, bevor deren Erzeugung erneut unterbunden wird. Das Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition der Kurbelwelle 32 wird somit schleifenförmig ausgeführt, wobei jeweils im Bereich der Signalabschnitte 240,
250 Interruptsignale erzeugt werden und zwischen diesen Bereichen die Erzeugung der Interruptsignale jeweils unterbunden wird. Somit kann die Erzeugung der Interruptsignale und somit auch die Interruptbelastung der Brennkraftmaschine effizient verringert werden.
Fig. 3 a und Fig. 3b zeigen ein Diagramm 300, das den zeitlichen Verlauf des rechteckförmigen
Sensorsignals 210 von Fig. 2, dieses ist mit A bezeichnet, sowie zeitliche Verläufe eines zugeordneten Phasensignals 310, mit B bezeichnet, und zugeordneter Interruptsignalbündel 320 und 330, mit C bezeichnet, darstellt. Fig. 3b zeigt vergrößerte Darstellungen dieser zeitlichen Verläufe, diese sind mit AZ, BZ und CZ bezeichnet, wobei AZ mit dem Linienzug A, BZ dem Li- nienzug B und CZ dem Linienzug C in Fig. 3a korrespondieren.
Das Diagramm 300 verdeutlicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, bei dem wie bei Fig. 2 beschrieben jeweils drei Interruptsignale vor und zwei Interruptsignale nach dem ein Auftreten der längeren Lücke HOb im Sensorsignal 210 repräsentierenden Ausgangswert 232 erzeugt werden. In Fig. 3 sind beispielhaft Interruptsignale 340, 342, 344, 346 und 348 des Interruptsignalbündels 320 gekennzeichnet. Diese wurden an den abfallenden Flanken der Rechteckimpulse 220, 222, 224, 226 bzw. 228 erzeugt. Des Weiteren ist ein Interruptsignal 380 des Interruptsignalbündels 330 gekennzeichnet, das an der abfallenden Flanke des
Rechteckimpulses 270 erzeugt wurde.
Wie aus Fig. 3a und Fig. 3b ersichtlich, werden bei einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle 32 von Fig. 1, d.h. einer Umdrehung um 360° um deren Längsachse, jeweils nur fünf Interruptsignale erzeugt, und zwar zwei Interruptsignale nach dem Signalabschnitt
240 und drei Interruptsignale vor dem Signalabschnitt 250. Im Vergleich hierzu würden bei einem herkömmlichen Betrieb der Brennkraftmaschine pro Umdrehung der Kurbelwelle 32 jeweils 58 Interruptsignale erzeugt (60-2 Zähne des Geberrads). Somit kann die Interruptbelastung der Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung um etwa 60% reduziert werden.
Fig. 4a und Fig. 4b zeigen ein Diagramm 400, das ein Ausschnitt in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung ist. Wie Fig. 3 zeigt Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des rechteckförmigen Sensorsignals 210 von Fig. 2 sowie die zeitlichen Verläufe des zugeordneten Phasensignals 310 und zugeordneter Interruptsignalbündel 320 und 330. Die Bezeichnung der Linienzüge mit A, AZ, B. BZ. C, CZ entspricht der in Fig. 3a und 3b. Fig. 4b zeigt gegenüber Fig. 4a noch einmal vergrößerte
Darstellungen der zeitlichen Verläufe. Die einzelnen Rechtecksignale um die Zahnlücke, diese ist durch den längeren Low- Wert 232 erkennbar, sind in Fig. 4a und 4b wie in Fig. 3a und 3b mit den Bezugszeichen 220, 222, 224, 226 sowie 228 versehen. Zu dem Interruptbündel 320 gehören die Interrupts 340, 342, 344, 346 sowie 348. Auch aus Fig. 4a und 4b ist klar erkenn- bar, dass nur fünf Interrupts erzeugt werden, nämlich drei vor und zwei nach der Zahnlücke.
Die übrigen Flanken erzeugen keinen Interrupt mehr, dieser wird steuergeräteseitig maskiert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Winkelposition einer Kurbelwelle (32) einer Brennkraftma- schine, wobei die Kurbelwelle (32) drehfest mit einem Drehzahlgeber (110) verbunden ist, der eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen (HOa) sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierungen (HOa) unterscheidbare Markierung (110b) aufweist, wobei bei einer Drehung der Kurbelwelle (32) von einem dem Drehzahlgeber (110) zugeordneten Sensor (111) für jede der Mehrzahl gleichartiger Markierungen (110a), die an dem Sensor (111) vorbeitritt, ein Sig- nal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur für Signale, die für eine vorgegebene
Anzahl gleichartiger Markierungen (HOa) vor und/oder nach der unterscheidbaren Markierung (110b) erzeugt werden, jeweils ein zugeordnetes Interruptsignal erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehzahlgeber (110) ein Geberrad verwendet wird, das als gleichartige Markierungen (110a) aufeinander folgende identische Zahn-/Lücke-Kombinationen und als unterscheidbare Markierung (110b) eine Lücke aufweist, die länger ist, als eine Lücke im Bereich der gleichartigen Markierungen (110a).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Sensor (111) für jeden bei einer Drehung der Kurbelwelle (32) an diesem vorbeitretenden Zahn einer Zahnlücke-Kombination ein Impuls mit einer von einem Ausgangswert ansteigenden und auf diesen Ausgangswert wieder abfallenden Flanke erzeugt wird, wobei ein Sensorsignal gebildet wird, das die Impulse für die Zähne der Zahn-/Lücke-Kombinationen und den Aus- gangswert für alle Lücken der Zahn-/Lücke-Kombinationen und die längere Lücke aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ab einem ersten ausgewählten Impuls, der eine erste vorgegebene Anzahl von Impulsen vor dem ein erstes Auftreten der längeren Lücke repräsentierenden Ausgangswert erzeugt wird, jeweils ein Interruptsignal an jeder abfallenden Flanke eines folgenden Impulses erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ab einem zweiten ausgewählten Impuls, der eine zweite vorgegebene Anzahl von Impulsen nach dem ein Auftreten der längeren Lücke repräsentierenden Ausgangswert erzeugt wird, die Erzeugung von Interruptsignalen unterbunden wird, bis ein vorgegebenes Kriterium erfüllt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem zweiten ausgewähl- ten Impuls überprüft wird, ob der das Auftreten der längeren Lücke repräsentierende Ausgangswert erzeugt wurde, wobei nur bei einer affirmativen Überprüfung die Erzeugung der Interruptsignale unterbunden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite vorgegebene An- zahl derart gewählt ist, dass sie eine Bestimmung des Auftretens der längeren Lücke durch den die längere Lücke repräsentierenden Ausgangswert ermöglicht.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Kriterium derart gewählt wird, dass es bei einem dritten ausgewählten Impuls, der eine vorge- gebene Anzahl von Impulsen vor dem ein nächstes Auftreten der längeren Lücke repräsentierenden Ausgangswert erzeugt wird, erfüllt ist, wobei der dritte ausgewählte Impuls als erster ausgewählter Impuls verwendet wird.
9. Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung der Winkelpositi- on einer Kurbelwelle (32) einer Brennkraftmaschine, wobei die Kurbelwelle (32) drehfest mit einem Drehzahlgeber (110) verbunden ist, der eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen (HOa) sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierungen (HOa) unterscheidbare Markierung (110b) aufweist, wobei bei einer Drehung der Kurbelwelle (32) von einem dem Drehzahlgeber (110) zugeordneten Sensor (111) für jede der Mehrzahl gleichartiger Markie- rangen (110a), die an dem Sensor (111) vorbeitritt, ein Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm nur für Signale, die für eine vorgegebene Anzahl gleichartiger Markierungen (HOa) vor und/oder nach der unterscheidbaren Markierung (110b) erzeugt werden, jeweils ein zugeordnetes Interruptsignal erzeugt.
10. Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle (32), die drehfest mit einem Drehzahlgeber
(110) verbunden ist, der eine Mehrzahl gleichartiger Markierungen (110a) sowie mindestens eine von den gleichartigen Markierungen (110a) unterscheidbare Markierung (110b) aufweist, wobei bei einer Drehung der Kurbelwelle (32) von einem dem Drehzahlgeber (110) zugeordneten Sensor (111) für jede der Mehrzahl gleichartiger Markierungen (110a), die an dem Sensor (111) vorbeitritt, ein Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur für Signale, die für eine vorgegebene Anzahl gleichartiger Markierungen (HOa) vor und/oder nach der unterscheidbaren Markierung (HOb) erzeugt werden, jeweils ein zugeordnetes Interruptsignal erzeugt wird.
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