DE3602994C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung einer Fehlfunktion in einem Referenzkurbelwinkelstellung-Erfas­ sungssystem einer Steueranordnung zur Regelung einer eine Kurbelwelle aufweisenden Brennkraftmaschine, bei dem Referenzimpulse und vergleichsweise höherfrequente Kurbel­ winkelimpulse bei vorgegebenen Kurbelwellenwinkeln erzeugt werden.

Bei einem nach der DE-OS 28 51 986 bekannten Verfahren dieser Art werden Startimpulse zur Auslösung von Zünd- oder Kraftstoffeinspritzimpulsen erzeugt. Um die Start­ impulse zu genau festgelegten Zeitpunkten zu erzeugen, werden Referenzimpulse und Kurbelwinkelimpulse verwendet.

Die Erfahrung hat nun erwiesen, daß die Referenzimpulse durch zwischen ihnen auftretende, etwa durch Rauschen be­ dingte Störimpulse verfälscht werden können. Die Folge davon ist, daß als Referenzimpulse anzusehende Impulse ent­ weder gar nicht oder zum falschen Zeitpunkt auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Feststellung einer Fehlfunktion in einem Referenz-Kurbelwinkelstellung- Erfassungssystem nach der DE-OS 28 51 986 derart weiterzu­ bilden, daß Fehlfunktionen beim Auftreten von Referenz­ impulsen ohne Verzögerung wirksam erfaßt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.

Die Lösung nutzt aus, daß das Auftreten von Störimpulsen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Referenzimpulsen wesent­ lich wahrscheinlicher ist als zwischen zwei aufeinander­ folgenden Kurbelwinkelimpulsen, da die Kurbelwinkelimpulse höherfrequent sind als die Referenzimpulse.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 (a) zeigt einen Referenzimpulssensor.

Fig. 1 (b) zeigt einen Kurbelwinkelimpulssensor.

Fig. 2 zeigt in einem Zeitdiagramm die von dem Referenz­ impulssensor nach Fig. 1 (a) und dem Kurbelwinkelimpuls­ sensor nach Fig. 1 (b) erzeugten Referenzimpulse und Kur­ belwinkelimpulse.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Steueranordnung zur Festlegung der Kraftstoffeinspritzmengen und der Zündzeit­ punkte einer Brennkraftmaschine.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Teils eines Programms.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm zur Durchführung des Verfah­ rens in einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm zur Durchführung des Verfah­ rens in einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 1 (a) und (b) zeigen Sensoren 6 und 7 zur Erfas­ sung vorgegebener Kurbelwinkel einer Brennkraftmaschine. Eine Nockenwelle 1 führt pro zwei Umdrehungen einer Kurbel­ welle der Brennkraftmaschine eine Umdrehung (360°) aus. Auf der Nockenwelle 1 sind in vorgegebenem Axialabstand zwei Rotoren 2 und 3 angeordnet. An der Umfangsfläche des Rotors 2 sind in gleichen Abständen, z. B. in Abständen von 90°, mehrere, z. B. vier, radial nach außen gerichtete Ansätze 2 a vorgegebener Breite vorgesehen, deren Anzahl der Anzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine entspricht. An der Umfangsfläche des Rotors 3 sind in gleichen Abständen, z. B. in Abständen von 15°, die kleiner sind als die Ab­ stände der Ansätze 2 a des Rotors 2, mehrere, z. B. vier­ undzwanzig, radial nach außen gerichtete Ansätze 3 a vor­ gesehen.

Ein Sensorabnehmer 4 ist mit einer Abnehmerspule an einer Stelle radial außerhalb des Rotors 2 derart angeordnet, daß er bei rotierendem Rotor 2 den Ansätzen 2 a unter Bildung eines kleinen Spalts gegenübersteht, wodurch über eine Signalformerstufe 12 (Fig. 3) Impulse T 04 (Fig. 2 (a)) erzeugt werden. Entsprechend ist ein Sensorabnehmer 5 mit einer Abnehmerspule an einer Stelle radial außerhalb des Rotors 3 derart angeordnet, daß er bei rotierendem Rotor 3 den Ansätzen 3 a unter Bildung eines kleinen Spalts gegenüber­ steht, wodurch über eine Signalformerstufe 13 (Fig. 3) Impulse T 24 (Fig. 2 (b)) erzeugt werden. Der Rotor 2 und der Sensorabnehmer 4 bilden einen Referenzimpulssensor 6, der bei vorgegebenen Kurbelwinkeln, nämlich bei jeder Dre­ hung der Kurbelwelle um 180°, d. h. bei jeder Drehung der Nockenwelle 1 um 90°, einen Impuls T 04 (im folgenden "Referenzimpuls" bezeichnet) erzeugt. Der Rotor 3 und der Sensorabnehmer 5 bilden einen Nockenwinkelsensor 7, der bei vorgegebenen Kurbelwinkeln, nämlich bei jeder Dre­ hung der Kurbelwelle um 30°, d. h. bei jeder Drehung der Nockenwelle um 15°, einen Impuls T 24 (im folgenden "Kurbel­ winkelimpuls" bezeichnet) erzeugt. Dabei ist die Impuls­ folgeperiode der Kurbelwinkelimpulse T 24 wesentlich kürzer als die der Referenzimpulse T 04. Wenn ein Kurbelwinkelimpuls T 24 unmittelbar folgend auf jeden Referenzimpuls T 04 erzeugt wird, wird angenommen, daß die Kurbelwelle in einer vorge­ gebenen Referenzwinkelstellung steht.

Fig. 3 zeigt eine Steueranordnung, in der die durch den Referenzimpulssensor 6 bzw. den Nockenwinkelsensor 7 erzeugten Referenzimpulse T 04 bzw. Kurbelwinkelimpulse T 24 in Signal­ formerstufen 12, 13 einer Steuereinheit 11 eingespeist werden, um in entsprechende rechteckförmige Impulse über­ führt zu werden. Sodann werden diese Impulse in einen Zentralprozessor 16 (im folgenden "CPU" bezeichnet) einge­ speist. An die elektronische Steuereinheit 11 sind Maschi­ nenparametersensoren, beispielsweise ein PB-Sensor 8, zur Erfassung des Absolutdruckes PB in einem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, ein TW-Sensor 9 zur Erfassung der Temperatur TW eines Kühlmittels der Brennkraftmaschine, sowie ein TA-Sensor 10 zur Erfassung der Temperatur TA im Ansaugrohr angeschlossen. Analoge Ausgangssignale dieser Sensoren werden in eine Pegelschieberstufe 14 eingespeist, in der ihr Pegel auf eine geeignete Höhe gebracht wird, dann mittels eines Analog-Digital-Umsetzers 15 in entspre­ chende Digital-Signale überführt und dann in die CPU 16 eingespeist. Die CPU 16 berechnet aus den Signalen der Sensoren 6 bis 10 eine Kraftstoffeinspritzperiode, einen Zündzeittakt usw. auf der Basis der genannten Maschinen­ parametersignale, der Referenzimpulse T 04 und der Kurbel­ winkelimpulse T 24 in Übereinstimmung mit in einem ROM 18 gespeicherten Programmen und liefert ein Kraftstoffein­ spritzperioden-Steuersignal sowie ein Zündzeittakt-Steuer­ signal in vorgegebenen, durch die Kurbelwinkelimpulse T 24 definierten Schritten. Die CPU 16 liefert weiterhin ein Zündzeittakt-Steuersignal für einen festen Zündzeittakt auf der Basis der Referenzimpulse T 04 bei kleinen Motor­ drehzahlen, beispielsweise unterhalb 500 Umdrehungen pro Minute. Dieses Signal wird auch in einem Notbetrieb bei Auftreten einer Fehlfunktion im Referenz-Kurbelwinkel­ stellungs-Erfassungssystem erzeugt. Dies gilt solange, wie die Referenzimpulse T 04 normal erzeugt werden. Ergebnisse der vorgenannten, durch die CPU 16 durchgeführten Berech­ nungen werden in einem RAM 17 zwischengespeichert.

Durch das Kraftstoffeinspritzperioden-Steuersignal wird eine Treiberschaltung 19 zur Steuerung von den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Kraftstoffeinspritz­ ventilen 20 bis 23 gesteuert, um diese für Zeitperioden entsprechend dem Steuersignal zu öffnen. Durch das Zünd­ zeittakt-Steuersignal wird eine Zündschaltung 24 gesteuert, um Zündbefehlsignale in eine Primärwicklung 25 a einer Zündspule 25 einzuspeisen, die daraufhin hohe Spannungen in einer Sekundärwicklung 25 b erzeugt. Diese hohen Spannun­ gen werden nacheinander den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Zündkerzen über einen synchron mit der Kurbel­ welle rotierenden Verteiler 26 zugeführt.

Die Referenzimpulse T 04 werden oft durch Rauschen gestört, da ihre Impulsfolgeperiode verhältnismäßig lang ist. Die Wahrscheinlichkeit einer derartigen Störung ist wegen der unterschiedlichen Impulsfolgeperioden höher als die Wahr­ scheinlichkeit einer entsprechenden Störung der Kurbelwinkel­ impulse T 24. Andererseits sind die Referenzimpulse T 04 unverzichtbar für die Kraftstoffeinspritzperioden-Steuerung und die Zündzeittakt-Steuerung, besonders der festen Zünd­ zeittakte bei kleinen Motordrehzahlen oder bei Notbetrieb. Die Erzeugung der Referenzimpulse T 04 wird daher durch die im Vergleich zu den Referenzimpulsen T 04 weniger durch Rauschen beeinflußten Kurbelwinkelimpulse T 24 überprüft.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird hierzu jedesmal dann, wenn ein Referenzimpuls T 04 erzeugt wird, in einem Schritt 30 nach Fig. 4 ein die Erzeugung des Referenz­ impulses T 04 anzeigendes T 04-Impulskennzeichen gesetzt. Dann wird bei jeder Erzeugung eines Kurbelwinkelimpulses T 24 das Programm nach Fig. 5 abgearbeitet. In einem Schritt 31 wird bestimmt, ob in einem Schritt 34 ein Anfangskenn­ zeichen für einen T 24-Zähler (Stufenzähler) gesetzt worden ist, der die Anzahl der Kurbelwinkelimpulse T 24 zählt. Ist die Antwort im Schritt 31 Nein, so schreitet das Pro­ gramm zu einem Schritt 32 fort, in dem bestimmt wird, ob das T 04-Impulskennzeichen gesetzt worden ist oder nicht. Ist im Schritt 32 die Antwort Nein, so wird die Abarbeitung des Programms gemäß Fig. 5 beendet.

Ist die Antwort im Schritt 32 Ja, so wird in einem Schritt 33 das Anfangskennzeichen für den T 24-Zähler gesetzt und das T 04-Impulskennzeichen rückgesetzt, wenn das T 04-Impuls­ kennzeichen im Schritt 30 nach Fig. 4 im Zeitpunkt der Erzeugung eines Referenzimpulses T 04 unmittelbar vor dem vorhandenen Kurbelwinkelimpuls T 24 gesetzt worden ist. Weiterhin wird der Stand des T 24-Zählers folgend auf die Beendigung der Abarbeitung des Programms in einem Schritt 34 auf Null gesetzt. Bei Erzeugung des ersten Referenz­ impulses T 24 wird also der T 24-Zähler auf Null gesetzt. Der T 24-Zähler enthält einen Ringzähler, der jedesmal dann, wenn ein Kurbelwinkelimpuls T 24 eingegeben wird, um einen Schritt aufwärts zählt und bei Erreichen eines vorgegebenen Zählwerts, beispielsweise 5, auf 0 rückgesetzt wird. Auf diese Weise ändert sich sein Stand wiederholt in der Folge 0 1 2 3 4 5 0. Nachdem der T 24-Zähler durch Erzeugung des ersten Referenzimpulses T 04 anfänglich auf 0 rückgesetzt wurde, wird er also jedesmal dann auf 0 gesetzt, wenn sechs Kurbelwinkelimpulse T 24 erzeugt worden sind.

Ist das Anfangskennzeichen für den T 24-Zähler gesetzt, so ist die Antwort in dem Schritt 31, der bei jeder Erzeugung eines Kurbelwinkelimpulses T 24 ausgeführt wird, Ja, und der T 24-Zähler zählt in einem Schritt 35 um einen Schritt auf­ wärts. Sodann wird in einem Schritt 36 bestimmt, ob der Stand im T 24-Zähler 0 ist oder nicht. Ist die Antwort im Schritt 36 Nein, so wird die Abarbeitung des Programms beendet. Ist die Antwort im Schritt 36 Ja, ist also der Stand des T 24-Zählers, der schrittweise auf 5 erhöht worden ist, durch Eingeben eines Kurbelwinkelimpulses T 24 auf 0 rückgesetzt, so wird in einem Schritt 37 bestimmt, ob das T 04-Impulskennzeichen zwischen einem unmittelbar vorher­ gehenden Kurbelwinkelimpuls T 24 und dem gerade erfaßten Kurbelwinkelimpuls T 24 gesetzt wurde oder nicht, d. h. ob ein Referenzimpuls T 04 zwischen dem unmittelbar vorher­ gehenden und dem gerade erfaßten Kurbelwinkelimpuls T 24 erzeugt wurde. Ist die Antwort Ja, so wird das T 04-Impuls­ kennzeichen, das durch den unmittelbar vorhergehenden Re­ ferenzimpuls T 04 gesetzt wurde, in einem Schritt 38 rück­ gesetzt. Auf diese Weise wird festgestellt, daß folgend auf die Beendigung der Abarbeitung des Programms keine Fehlfunktion im Referenz-Kurbelwinkelstellungs-Erfassungs­ system einschließlich des Referenzimpulssensors 6 vorliegt.

Ist die Antwort im Schritt 37 Nein, d. h. wurde ein Refe­ renzimpuls T 04 zwischen dem unmittelbar vorhergehenden und dem gerade erfaßten Kurbelwinkelimpuls T 24, durch den der T 24-Zähler auf 0 gesetzt wurde, nicht erzeugt, so wird in einem Schritt 39 bestimmt, ob die Motordrehzahl Ne größer als ein vorgegebener Wert Nf ist. Ist die Antwort Ja, so wird ein Notbetrieb im oben beschriebenen Sinne durch­ geführt. Ist die Antwort im Schritt 39 Nein, d. h. läuft der Motor in einem Bereich sehr kleiner Drehzahl, in dem kein Notbetrieb durchgeführt werden muß, z. B. wenn der Motor angelassen wird, so wird folgend auf die Beendigung der Abarbeitung des Programms in einem Schritt 40 das Anfangskennzeichen für den T 24-Zähler rückgesetzt. Dies erfolgt, weil, wenn der Motor mit einer derart kleinen Dreh­ zahl läuft, die Motordrehung u. a. wegen der Motorreibung nicht glatt sein kann, und daher die Referenzimpulse T 04 und die Kurbelwinkelimpulse T 24 nicht regulär erzeugt wer­ den können, was zu einer Fehlbeurteilung hinsichtlich einer Fehlfunktion führen kann. Während eines Betriebs mit einer derart kleinen Drehzahl erfolgt daher keine Entscheidung, ob eine Fehlfunktion vorliegt, selbst wenn die Antwort im Schritt 37 Nein ist, so daß kein Notbetrieb durchgeführt wird.

Ist die Antwort im Schritt 39 Ja, d. h. läuft der Motor mit einer Drehzahl Ne, die größer als der vorgegebene Wert Nf ist, so ist festgestellt, daß im Auftreten des Referenz­ impulses T 04 eine Fehlfunktion vorliegt, und das Programm geht zu einem Not-Unterprogramm über. In diesem Not-Unter­ programm kann auf der Basis der Kurbelwinkelimpulse T 24 ein Notbetrieb, beispielsweise eine gleichzeitige Kraft­ stoffeinspritzung in die Zylinder und eine Zündung mit fe­ ster Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel synchron mit der Zählung des T 24-Zählers bei einem vorgegebenen Zählwert des T 24-Zählers erfolgen. Das Not-Unterprogramm kann dar­ über hinaus eine Warngebung für den Fahrer enthalten, um ihm eine Fehlfunktion in dem Referenz-Kurbelwinkelstellungs- Erfassungssystem zur Kenntnis zu geben.

Der Referenzimpulssensor 6 und der Kurbelwinkelsensor 7 können auch eine Vielzahl von Schlitzen in einem Rotor, sowie einen Projektor und einen Empfänger auf sich gegen­ überliegenden Seiten der Schlitze aufweisen, wobei vom Projektor ausgehendes und durch die Schlitze gelangendes Licht vom Empfänger empfangen wird, um vorgegebene Kurbel­ winkelstellungen zu erfassen.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 durch zusätzliche Schritte 41 bis 45 unterscheidet. Die Schritte 31 bis 40 entsprechen denjenigen nach Fig. 5 und werden daher nicht erneut beschrieben. Im Schritt 40 wird nach Abarbeitung des Programms ein Sicherheitszähler (im folgenden "F/S- Zähler" bezeichnet) rückgesetzt, wenn das T 04-Impulskenn­ zeichen im Schritt 38 durch das im Schritt 37 festgestellte Auftreten eines Referenzimpulses T 04 zwischen dem unmittel­ bar vorhergehenden und dem gerade erfaßten Kurbelwinkel­ impuls T 24 rückgesetzt wurde. Der F/S-Zähler zählt, wie oft eine Fehlfunktion beim Auftreten der Referenzimpulse T 04 im Schritt 37 erfaßt wurde. Auch wenn die Antwort im Schritt 39 Nein ist, d. h. wenn der Motor in einem Bereich sehr kleiner Drehzahl, wie etwa im Anlaßbereich arbeitet, wird der Stand des F/S-Zählers in einem Schritt 42 folgend auf die Rücksetzung des Anfangskennzeichens für den T 24- Zähler im Schritt 40 rückgesetzt.

Ist die Antwort im Schritt 39 Ja, d. h. läuft der Motor mit einer Motordrehzahl Ne, die größer als der vorgegebene Wert Nf ist, so zählt der F/S-Zähler in einem Schritt 43 um einen Schritt weiter, worauf in einem Schritt 44 bestimmt wird, ob der gezählte Wert gleich einem vorgegebenen Wert n (beispielsweise 10) ist oder nicht. Ist die Antwort im Schritt 44 Nein, so kehrt das Programm zum Schritt 31 zurück, während es bei der Antwort Ja zu einem Schritt 45 fortschreitet, in dem eine Fehlfunktion im Auftreten des Referenzimpulses T 04 endgültig festgestellt wird, und der Notbetrieb, beispielsweise eine Alarmgabe, durchgeführt wird. Der Schritt 45 wird also lediglich dann ausgeführt, wenn der gezählte Wert im F/S-Zähler, der jedesmal bei einer Fehlfunktion des Auftretens eines Referenzimpulses T 04 in den Schritten 37, 39 um einen Schritt aufwärts ge­ zählt wurde, gleich n ist. Das bedeutet, daß der Notbetrieb nur dann durchgeführt wird, wenn der F/S-Zähler kontinuier­ lich ohne Unterbrechung den vorgegebenen Wert n erreicht hat. Auf diese Weise kann eine Fehlbeurteilung einer Fehl­ funktion aufgrund von Rauschen vermieden werden.

Beide Ausführungsbeispiele bewirken eine genaue Prüfung einer Fehlfunktion im Auftreten der Referenzimpulse T 04, etwa wegen einer Abschaltung des Referenzimpulssensors 6 oder einer Leitungsunterbrechung in dem Referenzimpulssen­ sor 6, durch Verwendung eines einfachen Programms ohne die Verwendung zusätzlicher Anordnungen, wie beispielsweise eines internen oder externen Zählers oder Zeitgebers. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Endent­ scheidung, daß eine Fehlfunktion im Referenz-Kurbelwinkel­ stellungs-Erfassungssystem vorliegt, wenn sich das Fehlen eines Referenzimpulses T 04 kontinuierlich vorgegeben oft wiederholt, so daß es möglich ist, eine Fehlbeurtei­ lung einer durch Rauschen verursachten Fehlfunktion zu vermeiden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Feststellung einer Fehlfunktion in einem Referenz-Kurbelwinkelstellungs-Erfassungssystem einer Steueranordnung zur Regelung einer eine Kurbelwelle auf­ weisenden Brennkraftmaschine, bei dem Referenzimpulse (T 04) und vergleichsweise höherfrequente Kurbelwinkel­ impulse (T 24) bei vorgegebenen Kurbelwellenwinkeln erzeugt werden, mit folgenden Schritten:

• - ausgehend von einem ersten Referenzimpuls (T 04) wer­ den die Kurbelwinkelimpulse (T 24) bis zu einem vorbe­ stimmten Zählwert in einen Zähler eingelesen,
• - es wird geprüft, ob ein auf den ersten Referenzimpuls (T 04) unmittelbar folgender zweiter Referenzimpuls (T 04) in dem Zeitintervall zwischen dem zuletzt eingele­ senen Kurbelwinkelimpuls (T 24) und dem unmittelbar vorher eingelesenen Kurbelwinkelimpuls (T 24) aufgetreten ist,
• - wenn der zweite Referenzimpuls (T 04) nicht aufgetreten ist, wird entschieden, daß eine Fehlfunktion vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem erst dann entschie­ den wird, daß eine Fehlfunktion vorliegt, wenn der zweite Referenzimpuls (T 04) mehrfach hintereinander nicht aufgetreten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Überprü­ fung des Auftretens des zweiten Referenzimpulses (T 04) nur bei Motordrehzahlen (Ne) oberhalb einer vorgege­ benen Motordrehzahl (Nf) durchgeführt wird.