DE10246224B4 - Device and method for detecting a specific cylinder segment at the start of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Erkennen eines bestimmten Zylindersegments beim Start einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit einem Kurbelwellen-Sensor, der mit einem mit Zähnen und einer Synchronisationslücke versehenen Kurbelwellengeberrad zusammenwirkt, mit einem Nockenwellen-Sensor, der mit einem mit Zähnen und Lücken versehenen Nockenwellengeberrad zusammenwirkt und mit einem Steuergerät, das sowohl die High- und die Low-Pegel als auch die Flanken des Signals des Nockenwellen-Sensors und des Kurbelwellen-Sensors auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellengeberrad (NW) derart ausgestaltet und zum Kurbelwellengeberrad (KW) ausgerichtet ist, dass jedem Zylindersegment (Zyl.1 bis Zyl.6) mindestens ein Ereignis zugeordnet ist, das das Ende eines vorgegebenen Musters bestimmt und innerhalb des ihm zugeordneten Zylindersegments liegt, wobei das Muster durch mindestens einen Zahn und/oder eine Lücke oder durch eine Folge von Zähnen und Lücken auf dem Nockenwellengeberrad (NW) definiert ist und der Nockenwellen-Sensor entsprechende High- und Low-Pegel liefert, wobei das Muster vor dem ihm zugeordneten Zylindersegment beginnt.contraption to detect a particular cylinder segment at the start of a Internal combustion engine in a motor vehicle with a crankshaft sensor, the one with teeth and a synchronization gap provided crankshaft sensor wheel cooperates with a camshaft sensor, the one with teeth and gaps provided camshaft sensor wheel interacts with a control unit that both the High and low levels as well as the edges of the signal of the camshaft sensor and the crankshaft sensor evaluates, characterized in that the Nockenwellengeberrad (NW) designed in such a way and to the Kurbelwellengeberrad (KW) aligned is that each cylinder segment (Zyl.1 to Zyl.6) at least one Associated with an event that determines the end of a given pattern and within its associated cylinder segment, wherein the pattern by at least one tooth and / or a gap or through a series of teeth and gaps is defined on the camshaft sensor wheel (NW) and the camshaft sensor and low level, with the pattern before its associated one Cylinder segment begins.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erkennen eines bestimmten Zylindersegments nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for detecting a particular Cylinder segment according to the preamble of patent claim 1.
Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise im Kapitel „Drehzahl, Kurbelwellen- und Nockenwellenstellung" des Fachbuchs „Autoelektrik, Autoelektronik am Otto-Motor" der Firma Bosch, VDI-Verlag, 1994, Seite 224 ff., beschrieben. Dieses bekannte Verfahren wird mittels eines Kurbelwellen-Sensors (Drehzahlsensor), mittels eines Nockenwellen-Sensors (Hall-Sensor) und mittels eines elektronischen Steuergerätes (Motronic) durchgeführt. Der Kurbelwellen-Sensor wirkt mit einem auf der Kurbelwelle angebrachten, mit einer Vielzahl von Zähnen und kleinen Zahnlücken sowie mit einer großen Zahnlücke, der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke, versehenen Geberrad zusammen. Im Steuergerät wird das Signal des Kurbelwellen-Sensors in eine Rechteckspannung mit konstanter Amplitude umgeformt. Dabei entspricht ein High-Pegel einem Zahn und ein Low-Pegel einer Zahnlücke oder umgekehrt. Zur Ermittlung der Winkellage der Brenn kraftmaschine werden die Flankenabstände der Rechteckspannung ausgewertet. Die große Zahnlücke ist einer definierten Kurbelwellenstellung des Zylinders 1, üblicherweise dem sog. oberen Totpunkt (OT), zugeordnet. Bei dem bekannten Verfahren sowie bei der Erfindung wird von einer Viertakt-Brennkraftmaschine ausgegangen. Die Zylinder einer Viertakt-Brennkraftmaschine sind so gegeneinander versetzt, dass nach zwei Kurbelwellenumdrehungen der Zylinder 1 erneut mit dem Arbeitszyklus beginnt. Die Kolbenstellung eines Zylinders wird als Messgröße zur Festlegung des Zündzeitpunktes verwendet. Die Kolben aller Zylinder sind über Pleuelstangen mit der Kurbelwelle verbunden. Der Kurbelwellen-Sensor liefert deshalb auch die Information über die Kolbenstellung aller Zylinder, aber nicht genau in welchem Arbeitstakt (es sind zwei Arbeitstakte möglich).One Such a method is described, for example, in the chapter "Speed, Crankshaft and camshaft position "of the textbook" Autoelektrik, Autoelektronik at the petrol engine "the Company Bosch, VDI-Verlag, 1994, page 224 et seq., Described. This known method is by means of a crankshaft sensor (speed sensor), by means of a camshaft sensor (Hall sensor) and performed by means of an electronic control unit (Motronic). Of the Crankshaft sensor works with a mounted on the crankshaft, with a variety of teeth and small missing teeth as well as with a big one Gap, the crankshaft encoder wheel synchronization gap, provided sender wheel. In the control unit the signal of the crankshaft sensor becomes a square wave voltage Reshaped with constant amplitude. This corresponds to a high level a tooth and a low level of a tooth gap or vice versa. For investigation the angular position of the internal combustion engine, the edge distances of the Rectangular voltage evaluated. The large tooth gap is a defined crankshaft position of the cylinder 1, usually the so-called top dead center (OT) assigned. In the known method as well as in the invention is based on a four-stroke internal combustion engine. The Cylinder of a four-stroke internal combustion engine are offset from each other so that after two crankshaft revolutions the cylinder 1 starts again with the duty cycle. The piston position of a cylinder is used as a measured variable the ignition timing used. The pistons of all cylinders are via connecting rods with the crankshaft connected. The crankshaft sensor therefore also provides the information about the Piston position of all cylinders, but not exactly in which power stroke (two working cycles are possible).
Die Nockenwelle steuert die Einlassventile und die Auslassventile der Brennkraftmaschine. Sie dreht sich halb so schnell wie die Kurbelwelle. Wenn sich ein Kolben zum oberen Totpunkt bewegt (entspricht z. B. der Synchronisationslücke für den Zylinder 1), bestimmt die Nockenwelle durch die Stellung der Ein- und Auslassventile, ob sich der Zylinder im Verbrennungstakt oder im Auspufftakt befindet. Aus der Kurbelwellenstellung allein kann diese Information nicht gewonnen werden. Auch wenn der Zeitpunkt der Einspritzung für jeden Zylinder individuell angepasst ist (sequentielle Einspritzung), ist die Information der Nockenwellenstellung nötig.The Camshaft controls the intake valves and the exhaust valves of the Internal combustion engine. It turns half as fast as the crankshaft. When a piston moves to top dead center (eg corresponds to the synchronization gap for the Cylinder 1), determines the camshaft by the position of the and exhaust valves, whether the cylinder is in the combustion stroke or located in the exhaust stroke. From the crankshaft position alone can this information is not obtained. Even if the time the injection for each cylinder is individually adapted (sequential injection), is the information of the camshaft position necessary.
Bei dem bekannten Verfahren wird zur Erkennung des Verbrennungstaktes des Zylinders 1 vom Steuergerät überprüft, ob während des Passierens der (großen) Synchronisationslücke das Signal des Nockenwellen-Sensors einen High- oder Low-Pegel aufweist.at the known method is used to detect the combustion cycle of the cylinder 1 checked by the control unit, whether during the Passing the (big) synchronization gap the signal of the camshaft sensor has a high or low level.
Bei dem bekannten Verfahren können ggf. zur Erkennung des Verbrennungstaktes eines bestimmten Zylinders für die Synchronisation der Zündung und/oder Einspritzung beim Start der Brennkraftmaschine nahezu zwei Kurbelwellen-Umdrehungen notwendig sein. Hierdurch wird die Startzeit einer Brennkraftmaschine verzögert, da bis zur Synchronisation keine winkelsynchrone Ausgabe der Zündung und/oder Einspritzung möglich ist.at the known method can possibly to detect the combustion cycle of a particular cylinder for the Synchronization of the ignition and / or injection at the start of the engine almost two crankshaft revolutions to be necessary. As a result, the start time of an internal combustion engine is delayed because until synchronization no angle-synchronous output of the ignition and / or Injection possible is.
In
der
Aus
der
Weitere
Offenbarungen zur Zylinderidentifikation gemäß dem Stand der Technik sind
in der
Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Zylindersegments beim Start einer Brennkraftmaschine zu verbessern.task The invention relates to an apparatus and a method for detecting a cylinder segment at the start of an internal combustion engine to improve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.These Task is achieved by a device according to claim 1. Advantageous developments are the objects the dependent Claims.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung für maximal vier in etwa gleichverteilte Zylindersegmente, also maximal vier Zylinder pro Nockenwelle, vorgesehen ist. Besitzt die Brennkraftmaschine mehr als vier Zylinder, können die Zylindersegmente nicht mehr eindeutig bestimmt werden. Eine Verzögerung der Startzeit der Brennkraftmaschine ist die Folge.According to the invention is recognized been that the known from the prior art method and the associated Device for a maximum of four approximately equally distributed cylinder segments, ie a maximum four cylinders per camshaft, is provided. Owns the internal combustion engine more than four cylinders, can the cylinder segments can no longer be determined uniquely. A delay the start time of the internal combustion engine is the result.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zum Erkennen eines bestimmten Zylindersegments beim Start einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit einem Kurbelwellen-Sensor, der mit einem mit Zähnen und einer Synchronisationslücke versehenen Kurbelwellengeberrad zusammenwirkt, mit einem Nockenwellen-Sensor, der mit einem mit Zähnen und Lücken versehenen Nockenwellengeberrad zusammenwirkt und mit einem Steuergerät, das sowohl die High- und die Low-Pegel als auch die Flanken des Signals des Nockenwellen-Sensors und des Kurbelwellen-Sensors auswertet, folgendermaßen aufgebaut. Das Nockenwellengeberrad ist derart ausgestaltet und zum Kurbelwellengeberrad ausgerichtet, dass jedem Zylindersegment mindestens ein Ereignis zugeordnet ist, das das Ende eines vorgegebenen Musters bestimmt und innerhalb des ihm zugeordneten Zylindersegments liegt, wobei das Muster durch eine Folge von Zähnen und Lücken auf dem Nockenwellengeberrad definiert ist und der Nockenwellen-Sensor eine entsprechende Folge von High- und Low-Pegeln liefert, wobei das Muster vor dem ihm zugeordneten Zylindersegment beginnt. Vorzugsweise ist jedem Zylindersegment mindestens ein Ereignis zugeordnet.According to the invention Device for detecting a specific cylinder segment during Start of an internal combustion engine in a motor vehicle with a Crankshaft sensor, which is provided with a teeth and a synchronization gap Crankshaft sensor wheel cooperates, with a camshaft sensor, the one with teeth and gaps provided camshaft sensor wheel interacts with a control unit, both the high and low levels as well as the edges of the signal of the Camshaft sensor and the crankshaft sensor evaluates, constructed as follows. The Nockenwellengeberrad is configured and the Kurbelwellengeberrad aligned that each cylinder segment at least one event is assigned, which determines the end of a given pattern and within its associated cylinder segment, wherein the pattern through a series of teeth and gaps on the camshaft sensor wheel is defined and the camshaft sensor a corresponding sequence of high and low levels, with the pattern ahead of its associated one Cylinder segment begins. Preferably, each cylinder segment associated with at least one event.
Zur näheren Erläuterung des Signals der Kurbelwelle bzw. des Kurbelwellengeberrads wird ergänzend auf die Seiten 224 und 225 des bereits genannten Fachbuches verwiesen. Die Zähne und Lücken auf dem Nockenwellengeberrad können unterschiedlich ausgestaltet sein. Die Begriffe „Zähne" und „Lücken" auf dem Nockenwellengeberrad sollen im weitersten Sinne dahingegen verstanden werden, dass dadurch im Zusammenwirken mit ei nem entsprechenden Sensor ein Muster aus High- und Low-Pegeln im Steuergerät erfassbar ist. Neben Erhebungen und Vertiefungen können beispielsweise auch Lochmuster oder magnetisierte Multipolräder mit entsprechenden Sensoren zu den entsprechenden Mustern aus High- und Low-Pegeln führen. Als Nockenwellen-Sensoren können je nach Ausgestaltung des Nockenwellengeberrads alle gängigen Sensoren wie z. B. Hall-Sensor, Induktiv-, Kapazitiv- oder auch optische Sensoren verwendet werden. Ein Muster kann auch aus einem einzigen Pegel bestehen, der durch zwei Flanken bzw. zwei Pegelwechsel zu Beginn und am Ende das Muster begrenzt wird. An dieser Vorrichtung ist folglich besonders vorteilhaft, dass herkömmliche, bereits bekannte und verwendete Sensoren eingesetzt werden können.to closer explanation the signal of the crankshaft or the Kurbelwellengeberrads is in addition to pages 224 and 225 of the aforementioned textbook referenced. The teeth and gaps on the camshaft sensor wheel can be designed differently. The terms "teeth" and "gaps" on the Nockenwellengeberrad should understood in the broadest sense that thereby in the Interact with a corresponding sensor to create a pattern of high- and low levels in the controller is detectable. In addition to surveys and depressions, for example also hole patterns or magnetized multipole wheels with corresponding sensors lead to the corresponding patterns of high and low levels. As camshaft sensors can depending on the design of the Nockenwellengeberrads all common sensors such z. B. Hall sensor, inductive, capacitive or optical sensors be used. A pattern can also be from a single level consist of two flanks or two level changes at the beginning and at the end the pattern is limited. At this device is Consequently, particularly advantageous that conventional, already known and used sensors can be used.
Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung kann in der Weise aufgebaut werden, dass jedem Zylindersegment mindestens eines der folgenden Ereignisse zugeordnet werden kann:
- 1. Das Ende (= z. B. ein Flanke) eines 1. Musters des Nockenwellengeberrads mit einer definierten 1. Länge,
- 2. das Ende (= z. B. ein Flanke) eines 2. Musters des Nockenwellengeberrads mit einer definierten 2. Länge,
- 3. das Auftreten der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke bei einem definierten 1. Pegel des Nockenwellengeberrads,
- 4. das Ende (= z. B. ein Flanke) eines 3. Musters des Nockenwellengeberrads mit einer definierten 3. Länge,
- 5. das Ende (= z. B. ein Flanke) eines 4. Musters des Nockenwellengeberrads mit einer definierten 4. Länge,
- 6. das Auftreten der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke bei einem definierten 2. Pegel des Nockenwellengeberrads, wobei sich der 1. Pegel und der 2. Pegel voneinander unterscheiden (indem sie z. B. vorzugsweise invers sind),
- 1. The end (= eg an edge) of a first pattern of the camshaft sensor wheel with a defined 1st length,
- 2. the end (= eg a flank) of a 2nd pattern of the camshaft sensor wheel with a defined 2nd length,
- 3. the occurrence of the crankshaft timing wheel synchronization gap at a defined 1st level of the camshaft sensor wheel,
- 4. the end (= eg a flank) of a 3rd pattern of the camshaft sensor wheel with a defined 3rd length,
- 5. the end (= eg a flank) of a 4th pattern of the camshaft sensor wheel with a defined 4th length,
- 6. the occurrence of the crankshaft timing wheel synchronization gap at a defined 2nd level of the camshaft gear wheel, wherein the 1st level and the 2nd level differ from each other (eg by being preferably inverse),
Diese Ausführungsform ist für einen 6-Zylinder-Reihenmotor besonders geeignet, da jedem Zylindersegment genau ein Ereignis zugeordnet wird. Die Muster auf dem Nockenwellengeberrad mit der 1. Länge und der 3.Länge sollen in der Weise zum Kurbelwellengeberrad ausgerichtet sein, dass diese genannten Muster innerhalb des ihnen zugeordneten Zylindersegments lie gen. Die 1. Länge und die 3. Länge müssen aber eine Mindestlänge haben, damit das Muster trotz Toleranzen und Fehlmessungen eindeutig erkannt werden kann. Ebenso gilt für die 2. Länge und 4. Länge, dass sie auch beim auftreten gewisser Toleranzen klar von der 1. Länge und 3. Länge unterschieden werden können. Um die beiden Zylindersegmente, denen als Ereignis das Auftreten der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke zugeordnet ist, unterscheiden zu können, müssen sich die Pegel des Nockwellengeberrads unterscheiden. Beispielsweise ist der 2. Pegel invers zum 1. Pegel. Ist also das Signal des Nockenwellen-Sensors des 1. Pegels „high", muss das Signal des Nockenwellen-Sensors des 2. Pegels „low" sein oder umgekehrt.This embodiment is particularly suitable for a 6-cylinder in-line engine because each cylinder segment is assigned exactly one event. The patterns on the 1st and 3rd length camshaft encoder wheels should be aligned with the crankshaft encoder wheel so that these patterns lie within their associated cylinder segment. However, the first length and the third length must be of minimum length so that the pattern can be clearly recognized despite tolerances and incorrect measurements. Likewise applies to the 2nd length and 4th length, that they can also be clearly distinguished from the 1st length and 3rd length when certain tolerances occur. In order to be able to distinguish between the two cylinder segments, which is associated with the occurrence of the Kurbelwellengeberrad-synchronization gap as an event the levels of the Nockwellengeberrads differ. For example, the 2nd level is inverse to the 1st level. Thus, if the signal of the camshaft sensor of the first level is "high", the signal of the camshaft sensor of the second level must be "low" or vice versa.
Folgt dem 1. Muster unmittelbar das 2. Muster oder dem 2. Muster unmittelbar das 1. Muster, kann das Nockenwellengeberrad relativ klein ausgestaltet werde, da bspw. das Ende des 1. Musters gleichzeitig der Anfang des 2. Musters ist. Vor bzw. nach der Folge aus 1. Muster und 2. Muster ist auf dem Nockenwellengeberad vorzugsweise der 1. Pegel bzw. der 2. Pegel oder umgekehrt. Es gilt zu beachten, dass sich die Pegel voneinander unterscheiden, da sie bspw. bei einem 6-Zylinder-Reihenmotor unterschiedlichen Zylindersegmenten zugeordnet sind.follows the 1st pattern directly the 2nd pattern or the 2nd pattern immediately the 1st pattern, the Nockenwellengeberrad can be made relatively small For example, the end of the first pattern will be the beginning at the same time of the 2nd pattern is. Before or after the episode of 1. pattern and 2. Pattern is preferably the 1st level on the camshaft encoder wheel or the 2nd level or vice versa. It is important to note that the levels differ from each other, as they are, for example, in a 6-cylinder in-line engine associated with different cylinder segments.
Vorzugsweise wird die Vorrichtung so ausgestaltet dass dem 3. Muster unmittelbar das 4. Muster oder dem 4. Muster unmittelbar das 3. Muster folgt und dass einer Folge aus dem 3. und dem 4. Muster bzw. dem 4. und dem 3. Muster der 1. Pegel oder der 2. Pegel vorausgeht und der jeweils andere Pegel folgt. Dies führt zu einer weiteren Optimierung der Herstellung des Nockenwellengeberrads, da eine minimale Anzahl von Zähnen und Lücken auf dem Nockenwellengeberrad die Folge ist.Preferably the device is designed so that the third pattern immediately the 4th pattern or the 4th pattern immediately follows the 3rd pattern and that a sequence of the 3rd and the 4th pattern and the 4th and the 3rd pattern precedes the 1st level or the 2nd level and the each other level follows. This leads to a further optimization the manufacture of the Nockenwellengeberrads, since a minimum number of teeth and gaps on the camshaft sensor wheel is the result.
Da in dem Zylindersegment, dem die Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke zugeordnet ist, ein beim Erkennen der Kurbelwellegeberrad-Synchronisationslücke definierter Pegel des Nockenwellengeber rads erkannt werden muss, ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn zwischen dem Erkennen der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke und dem Ende des vorausgehenden Musters kein Pegelwechsel stattfindet.There in the cylinder segment associated with the crankshaft timing wheel synchronization gap is a defined when detecting the crankshaft timing wheel synchronization gap Level of the camshaft encoder rads must be recognized, it is also advantageous if between the detection of the Kurbelwellengeberrad synchronization gap and no level change takes place at the end of the previous pattern.
Für einen einfachen Aufbau eines Nockenwellengeberrads und eine vereinfachte Auswertung der Muster im Steuergerät ist es besonders vorteilhaft, wenn das 1. Muster und das 3. Muster auf dem Nockenwellengeberrad gegenüber liegen und invers zueinander sind und wenn das 2. Muster und das 4. Muster auf dem Nockenwellengeberrad gegenüber liegen und ebenfalls invers zueinander sind. Zwei gegenüberliegende Muster unterscheiden sich folglich nur durch den Pegel.For one simple construction of a camshaft sensor wheel and a simplified Evaluation of the patterns in the control unit, it is particularly advantageous if the 1st pattern and 3rd pattern on the camshaft sensor wheel across from are lying and inverse to each other and if the 2nd pattern and the 4. Pattern on the Nockenwellengeberrad are opposite and also inverse to each other. Two opposite patterns consequently differ only by the level.
Um insbesondere bei Brennkraftmaschinen-Regelsystemen mit verstellbarer Nockenwelle (z. B. VANOS oder VVT) den aktuellen Lagewinkel der Nockenwelle zur Kurbelwelle zuverlässig bestimmen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn alle 90° eine Flanke auf dem Nockenwellengeberrad auftritt und als solcher erkannt wird. Bei Systemen ohne verstellbare Nockenwelle ist dieses Erfordernis nicht notwendig. Nur zur Zylindersegmenterkennung beim Start ist die Einhaltung eines 90°- Musters nicht unbedingt erforderlich.Around in particular with internal combustion engine control systems with adjustable Camshaft (eg VANOS or VVT) the current position angle of the Camshaft to determine the crankshaft reliably is It is particularly advantageous if every 90 ° a flank on the Nockenwellengeberrad occurs and is recognized as such. For systems without adjustable Camshaft this requirement is not necessary. Only for cylinder segment recognition at startup, it is not necessary to maintain a 90 ° pattern.
Auf eine besonders vorteilhafte Vorrichtung, in der das 1. Muster eine erste Lücke mit der definierten 1. Länge auf dem Nockenwellengeberrad ist, in der als 2. Muster ein Zahn mit der definierten 2. Länge folgt, in der sich die Folge aus dieser ersten Lücke und diesem Zahn über 90° erstreckt, in der an den Zahn eine zweite Lücke, den 1. Pegel bestimmend und sich ebenfalls über 90° erstreckend, anschließt und in der sich die Folge aus erster Lücke, Zahn und zweiter Lücke invers wiederholen, wird in der Figurenbeschreibung näher eingegangen. Diese Vorrichtung ist besonders im Hinblick auf die Herstellung und das Messprinzip sehr geeignet.On a particularly advantageous device in which the first pattern a first gap with the defined 1st length on the camshaft sensor wheel is in the 2nd pattern a tooth with the defined 2nd length follows, in which the sequence of this first gap and this tooth extends over 90 °, in the on the tooth a second gap, Determining the 1st level and also extending over 90 °, connects and in the result of first gap, Tooth and second gap repeat inversely, is discussed in more detail in the description of the figures. This device is particularly in terms of manufacture and the measuring principle very suitable.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Erkennen des Verbrennungstaktes eines bestimmten Zylindersegments beim Start einer Brennkraftmaschine mittels einer Vorrichtung nach Patentanspruch 1 folgendermaßen durchgeführt. Mindestens einem Zylindersegment im Steuergerät wird ein Ereignis zugeordnet, das das Ende eines vorgegebenen Musters bestimmt. Dieses Ereignis muss innerhalb des ihm zugeordneten Zylindersegments liegen, wobei das Muster, das (im weitersten Sinne) als eine Folge von Zähnen und Lücken auf dem Nockenwellengeberrad definiert ist, durch den Nockenwellen-Sensor eine Folge von High- und Low-Pegeln liefert, wobei das Muster vor dem ihm zugeordneten Zylindersegment beginnt. Vorzugsweise wird jedem Zylindersegment mindestens ein Ereignis zugeordnet.According to the invention is a Method for detecting the combustion cycle of a specific cylinder segment when starting an internal combustion engine by means of a device after Claim 1 as follows carried out. At least one cylinder segment in the ECU is assigned an event, which determines the end of a given pattern. This event must be within its assigned cylinder segment, where the pattern that (in the broad sense) as a series of teeth and Gaps the camshaft sensor wheel is defined by the camshaft sensor provides a sequence of high and low levels, with the pattern before begins the associated cylinder segment. Preferably, everyone will Cylinder segment at least one event assigned.
Besonders vorteilhaft wird für einen 6-Zylinder-Reihenmotor das Verfahren nach Patentanspruch 2 mit folgenden Schritten durchgeführt:
- 1. Jedem Zylindersegment wird im Steuergerät mindestens ein Ereignis zugeordnet.
- 2. Solange keine Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke erkannt wird, wird das Signal des Nockenwellen-Sensors im Hinblick auf das Erkennen des 1. Musters, des 2. Musters, des 3. Musters oder des 4. Musters ausgewertet und bei Erkennen der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke wird das Signal des Nockenwellen-Sensors im Hinblick auf den 1. Pegel oder den 2. Pegel ausgewertet.
- 1. At least one event is assigned to each cylinder segment in the control unit.
- 2. As long as no crankshaft timing wheel synchronization gap is detected, the signal of the camshaft sensor is evaluated with respect to the detection of the 1st pattern, the 2nd pattern, the 3rd pattern or the 4th pattern, and becomes upon detection of the crankshaft timing wheel synchronization gap the signal of the camshaft sensor is evaluated with regard to the 1st level or the 2nd level.
Wenn ein Ereignis, z. B. wegen Toleranzen oder einer variablen Nockenwellen-Verdrehvorrichtung, nicht eindeutig einem Zylindersegment zugeordnet werden kann, wird vorzugsweise das Ereignis im Hinblick auf die Zylindersegment-Erkennung nicht ausgewertet. Dadurch wird verhindert, dass ein falsches Zylindersegment erkannt wird.When an event, e.g. Due to tolerances or a variable camshaft twisting device, can not be clearly assigned to a cylinder segment, the event is preferably not evaluated in terms of the cylinder segment detection. This prevents a wrong cylinder segment from being detected.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ergibt sich, wenn eine ggf. dynamisch verlängerte Lücke bzw. ein dynamisch ver längerter Zahn des Nockenwellengeberrads logisch verkürzt wird. Die Lücke oder der Zahn eines Musters kann sich bspw. bei einer Vorrichtung mit variabler Nockenwellen-Verstellung dynamisch verlängern. Wenn zum Beispiel keine Verriegelung bei der Nockenwelle vorgesehen ist, kann es vorkommen, dass beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Nockenwelle mit dem Nockenwellengeberrad bis zum (im Sinne der Drehrichtung) vorrauseilenden Anschlag gedreht ist. Wird dann der Motor gestartet, bewegen sich die Kurbelwelle und die Nockenwelle nicht mit gleicher Relativ-Geschwindigkeit. Die Nockenwelle wird von der Kurbelwelle geschleppt und dreht sich langsamer. Dadurch kann das Signal, das durch eine Lücke oder einen Zahn entsteht, dynamisch verlängert und somit im Steuergerät falsch ausgewertet werden. Um dies zu verhindern, wird die Lücke bzw. der Zahn auf dem Nockenwellengeberrad logisch verkürzt, indem die Auswertung verzögert wird.A further particularly advantageous embodiment of the device results itself, if a possibly dynamically extended gap or a dynamically extended one Tooth of the camshaft sensor wheel is logically shortened. The gap or the tooth of a pattern can, for example, in a device with dynamically extend the variable camshaft adjustment. If for example, no locking is provided at the camshaft, It may happen that when you turn off the engine Camshaft with the camshaft encoder wheel up to (in the sense of the direction of rotation) vorrauseilenden stop is turned. If then the engine is started, The crankshaft and the camshaft do not move with the same Relative speed. The camshaft is from the crankshaft dragged and turns slower. This allows the signal to pass through a gap or a tooth is created, dynamically extended and thus wrong in the control unit be evaluated. To prevent this, the gap or the tooth on the camshaft sensor wheel logically shortened by the evaluation is delayed becomes.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing are exemplary embodiments represented the invention. It shows
- Das 1. Muster des Nockenwellengeberrads NW ist als Lücke L1 dargestellt und die dazugehörige 1. Länge 1→2 muss in Abhängigkeit vom Außenradius des Nockenwellengeberrads NW und der Mindestlaufzeit nach Angaben des Nockenwellen-Sensor-Herstellers so bestimmt sein, dass auch im Worstcase möglicher Messtoleranzen noch immer eine Lücke erkannt wird.
- Das 2. Muster des Nockenwellengeberrads NW ist ein Zahn Z2 mit
der definierten 2. Länge
2→3 und
folgt unmittelbar dem 1. Muster L1. Die 2. Länge 2→3 ergibt sich daraus, dass
sich die Folge aus 1. Muster L1 und 2. Muster Z2 über 90° erstrecken
soll, wobei Abweichungen, um bspw. Toleranzen der Mechanik oder die
Messkette abgleichen zu können,
im begrenzten Maße
zulässig
sind. Das Ziel ist ein erster 90° Abstand von
der Flanke 1 auf die Flanke 3. Wie
1 zeigt, ist die 2. Länge 2→3 wesentlich länger als die 1. Länge 1→2.
- The 1st pattern of the camshaft sensor wheel NW is shown as a gap L1 and the corresponding 1st length 1 → 2 must be determined depending on the outer radius of the camshaft sensor wheel NW and the minimum running time according to the camshaft sensor manufacturer so that even in the worst case possible measurement tolerances still a gap is recognized.
- The second pattern of the Nockenwellengeberrads NW is a tooth Z2 with the defined 2nd length 2 → 3 and follows immediately the 1st pattern L1. The 2nd length 2 → 3 results from the fact that the sequence of 1. pattern L1 and 2. pattern Z2 should extend over 90 °, with deviations, for example, to be able to balance tolerances of the mechanics or the measuring chain, to a limited extent are permissible. The goal is a first 90 ° distance from flank 1 to flank 3. How
1 shows, the 2nd length 2 → 3 is much longer than the 1st length 1 → 2.
Nach der Folge aus 1. und 2. Muster schließt eine Lücke L an, durch die der 1. Pegel des Nockenwellengeberads NW als Low definiert wird, wenn die Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke auftritt. Die Lücke L hat in dieser Vorrichtung eine Länge 3→4 von 90°, wodurch ein zweiter 90°-Abstand definiert wird.To The sequence of 1st and 2nd pattern includes a gap L through which the 1. Level of the camshaft encoder NW is defined as low, if the Crankshaft timing wheel synchronization gap occurs. The gap L has in this device a length 3 → 4 of 90 °, which a second 90 ° distance is defined.
Als 3. Muster ist auf dem Nockenwellengeberrad NW wieder ein Zahn Z3. Für die 3. Länge 4→5 gelten die gleichen Bedingungen wie für die 1. Länge 1→2 des 1. Musters L1.When 3. Pattern is again a tooth Z3 on the camshaft sensor wheel NW. For the 3rd length 4 → 5 apply the same conditions as for the 1st length 1 → 2 of the 1st pattern L1.
Als 4. Muster folgt wieder eine Lücke L4 mit der 4. Länge 5→6 unmittelbar an das 3. Muster. Für die 4. Länge 5→6 gilt das gleiche wie für die 2. Länge 23.When 4. pattern follows again a gap L4 with the 4th length 5 → 6 immediately to the 3rd pattern. For the 4th length 5 → 6 applies the same as for the 2nd length 23rd
Nach
der Folge aus 3. und 4. Muster schließt ein Zahn Z an, durch den
der 2. Pegel des Nockenwellengeberads NW als High definiert wird,
wenn die Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke auftritt. Der Zahn Z hat
in dieser Vorrichtung eine Länge
6→1 von
90°, wodurch
der vierte 90°-Abstand
definiert wird. Der 2. Pegel geht, wie aus der
Aus
Die Ausrichtung des Nockenwellengeberrads NW zum Kurbelwellengeberrad KW ist durch den Winkel α bestimmt. Der Zünd-OT ZOT des 1. Zylinders liegt um den Winkel α vor der ersten Flanke 1 verdreht. Jedem Zylindersegment ist ein Ereignis zugeordnet. Das Ende des 1. Musters L1 des Nockenwellengeberrads NW mit der definierten 1. Länge 1→2, ist dem Zylindersegment Zyl.5 zugeordnet, das Ende des 2. Musters Z2 des Nockenwellengeberrads NW mit der definierten 2. Länge 2→3 dem Zylindersegment Zyl.3.The Alignment of camshaft sensor wheel NW to crankshaft sensor wheel KW is determined by the angle α. The ignition TDC ZOT of the 1st cylinder is rotated by the angle α in front of the first flank 1. Each cylinder segment is assigned an event. The end of the 1. pattern L1 of Nockenwellengeberrads NW with the defined 1. Length 1 → 2, is the Cylinder segment Zyl.5 assigned, the end of the 2nd pattern Z2 of the Nockenwellengeberrads NW with the defined 2nd length 2 → 3 the Cylinder segment Cyl.3.
Mit dem Auftreten der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke bei dem definierten 1. Pegel des Nockenwellengeberrads NW wird das Zylindersegment Zyl.6 erkannt. Das Ende des 3. Musters Z3 des Nockenwellengeber rads NW mit der definierten 3. Länge 4→5 bestimmt das Zylindersegment Zyl.2. Tritt das Ende des 4. Musters L4 des Nockenwellengeberrads NW mit der definierten 4. Länge 5→6 auf, wird das Zylindersegment Zyl.4 erkannt. Mit dem Auftreten der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke bei dem definierten 2. Pegel des Nockenwellengeberrads NW wird das Zylindersegment Zyl.1 erkannt.With the occurrence of the Kurbelwellengeberrad synchronization gap at the defined 1st level of the Nockenwellengeberrads NW is the cylinder segment Zyl.6 recognized. The end of the 3rd pattern Z3 of the camshaft encoder rads NW with the defined 3rd length 4 → 5 determined the cylinder segment Zyl.2. Join the end of the 4th pattern L4 of the Nockenwellengeberrads NW with the defined 4th length 5 → 6, is the cylinder segment Zyl.4 recognized. With the occurrence of Kurbelwellengeberrad synchronization gap at the defined 2nd level of the Nockenwellengeberrads NW is the cylinder segment Cyl.1 recognized.
In
Das
Signal des Kurbelwellengeberrads KW in der 1. Zeile erstreckt sich über zwei
Kurbelwellenumdrehungen (720° KW)
der Kurbelwelle. Das Kurbelwellengeberrad-Signal entspricht der
Folge von 58 Zähnen, die
Signallücke
Dem
sechsten Zylindersegment Zyl.6 ist als Ereignis das Auftreten der
Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke (Signallücke
In
Zeile 3 der
Das
in
Nach
dem Start einer Zylinder-Erkennungsroutine im Steuergerät, zählt das
Steuergerät
die Impulse des Kurbelwellensensorsignals, die sich aus der Folge
von kurzen Zähnen
und Lücken
ergeben, bis entweder auf dem Kurbelwellengeberrad die Synchronisationslücke in Form
der Signallücke
Wird
die der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke zugeordnete Signallücke
Wird
anstelle der Signallücke
Ist jedoch der Zählerstand kleiner als der Grenzwert S, wird der Zählerstand zurückgesetzt, das Zählen der Impulse ab Auftreten der ersten Flanke neu gestartet und das zweite Ereignis abgewartet.is however, the meter reading less than the limit value S, the counter reading is reset, counting the Pulses restarted from the occurrence of the first edge and the second Event awaited.
Wird
als zweites Ereignis die Signallücke
Wird jedoch als zweites Ereignis die zweite Flanke erkannt, wird zum einen wieder abhängig vom vorausgegangen Pegel auf einen beendeten Zahn oder eine beendete Lücke geschlossen. Zum anderen wird die „Länge" des vorausgegangenen Pegels in Form des Zählerstandes beim Auftreten der zweiten Flanke festgestellt. Der Zählerstand wird wieder mit dem definierten Grenzwert S verglichen. Ist der Pegel High und der Zählerstand größer als der Grenzwert S, wird auf das Ende den langen Zahns Z2 geschlossen. Somit wird das dritte Zylindersegment Zyl. 3 erkannt. Ist der Pegel Low und der Zählerstand größer als der Grenzwert S, wird auf das Ende der langen Lücke L4 geschlossen. Somit wird das vierte Zylindersegment Zyl. 4 erkannt. Ist der Pegel High und der Zählerstand kleiner als der Grenzwert S, wird auf das Ende den kurzen Zahns Z3 geschlossen. Somit wird das zweite Zylindersegment Zyl. 2 erkannt. Ist der Pegel Low und der Zählerstand kleiner als der Grenzwert S, wird auf das Ende der kurzen Lücke L1 geschlossen. Somit wird das fünfte Zylindersegment Zyl. 5 erkannt.However, if the second edge is detected as the second event, on the one hand, depending on the previous level, a completed tooth or a closed gap is closed again. On the other hand, the "length" of the previous level is determined in the form of the counter reading at the occurrence of the second edge The counter reading is again compared with the defined limit value S. If the level is high and the counter reading is greater than the limit value S, the end is denoted by long tooth Z2 closed third cylinder segment Cyl. 3 detected. If the level is low and the counter reading is greater than the limit value S, the end of the long gap L4 is closed. Thus, the fourth cylinder segment Cyl. 4 detected. If the level is high and the counter reading is smaller than the limit value S, the short tooth Z3 is closed at the end. Thus, the second cylinder segment Cyl. 2 detected. If the level is low and the counter reading is smaller than the limit value S, the end of the short gap L1 is closed. Thus, the fifth cylinder segment Cyl. 5 detected.
Somit ist jedes Zylindersegment genau durch ein bestimmtes Ereignis spätestens nach ungenutztem Verstreichen des vorangegangenen Zylindersegments erkennbar und die Zündreihenfolge kann wie üblich mit optimaler Regelung durchgeführt werden. Kern der Erfindung ist, dass bis zu sechs Zylinder mit einer Anordnung individuell identifizierbar sind.Consequently Each cylinder segment is accurate by a specific event at the latest after unused spreading of the previous cylinder segment recognizable and the firing order can as usual performed with optimal control become. The core of the invention is that up to six cylinders with a Arrangement are individually identifiable.
Alternativ
zu der in
Um z. B. ein Muster eindeutig und schnell
erkennen zu können,
besteht die Möglichkeit,
die Zylindersegmente mittels „Zahn"-Ereignisse und Pegelzuordnung
zu identifizieren, was wie folgt beschrieben ist: Es wird bspw. eine
2 × 3-Zellen-Matrix
definiert:
To z. For example, to identify a pattern clearly and quickly, it is possible to identify the cylinder segments by means of "tooth" events and level mapping, which is described as follows: For example, a 2 × 3 cell matrix is defined:
Es ist zu beachten, dass nicht die Zeitabstände, sondern jeder Zahnwechsel (bzw. Impuls) an dem Kurbelwellengeberrad KW bei gleichem Pegelzustand des Nockenwellengeberrads NW aufaddiert wird.It It should be noted that not the time intervals, but every change of teeth (or pulse) at the Kurbelwellengeberrad KW at the same level state of the Nockenwellengeberrads NW is added up.
Zum Motorstart werden alle Zähl-Zellen mit 0 vorinitialisiert. Wird zunächst noch mit Startbeginn vom Steuergerät der Zahnwechsel am Kurbelwellengeberrad KW initialisiert, so wird im Anschluss der aktuelle Pegel erfasst und in Spalte 1 gemäß High- oder Low-Pegel (Zeile 1 oder 2) der Zähler auf 1 ge setzt. Mit jedem weiteren Zahn des Kurbelwellengeberrads KW auf gleichem Pegel des Nockenwellengeberrads wird der Zähler hochgezählt. Wird ein 1. Pegelwechsel (bzw. 1. Flanke) erkannt, so wechselt der Zähler in Spalte 2, springt in die korrespondierende Zeile und summiert die folgenden Zahnwechsel auf. Mit dem nächsten Pegelwechsel, springt der Zähler in Spalte 3, zurück in die Ausgangszeile und beginnt wieder mit der Aufsummierung der „Zahnwechsel".To the Engine start all count cells pre-initialized with 0. Will be first still with the start of the control unit of the tooth change on Kurbelwellengeberrad KW is initialized, then the current level is detected and in column 1 in accordance with or low level (line 1 or 2) the counter sets to 1 ge. With each other Tooth of Kurbelwellengeberrads KW at the same level of Nockenwellengeberrads becomes the counter incremented. If a 1st level change (or 1st edge) is detected, the changes counter in column 2, jumps to the corresponding line and sums the following teeth change up. With the next level change, jumps the counter in column 3, back in the starting line and starts again with the summation of the "tooth change".
Parallel zum Aufsummieren werden folgende Zähl-Bedingungen bzw. Ereignisse ständig überprüft:
- – für Zyl.2: i-low1 ≥ 1 und 1 ≤ i-high2 ≤ n und i-low3 ≥ 1
- – für Zyl.3: [( i-high1 oder i-high2) > n] und [(i-low2 oder i-low3) ≥ 1]
- – für Zyl.4: [(i-low1 oder i-low2) > n] und [(i-high2 oder i-high3) ≥ 1]
- – für Zyl.5: i-high1 ≥ 1 und 1 ≤ i-low2 ≤ n und i-high3 ≥ 1
- - for Cyl.2: i-low1 ≥ 1 and 1 ≤ i-high2 ≤ n and i-low3 ≥ 1
- For Cyl.3: [(i-high1 or i-high2)> n] and [(i-low2 or i-low3) ≥ 1]
- - for Cyl.4: [(i-low1 or i-low2)> n] and [(i-high2 or i-high3) ≥ 1]
- - for Cyl.5: i-high1 ≥ 1 and 1 ≤ i-low2 ≤ n and i-high3 ≥ 1
Diese vier Ereignisse müssen nicht abgefragt werden, wenn die Zylindersegmente Zyl.1 und Zyl.6 sofort nach dem Start durch das Auftreten der Signallücke 100 im Kurbelwellen-Sensor-Signal erkannt werden.These four events have to are not queried when the cylinder segments Zyl.1 and Zyl.6 immediately after the start by the occurrence of signal gap 100 be detected in the crankshaft sensor signal.
Die Zähllänge n (entspricht dem Grenzwert S) wird durch Messtoleranz, Länge des kurzen Zahnes bzw. der kurzen Lücke und der maximalen Nockenwellenverstellung definiert. Mit Erreichen einer der o.g. Bedingungen wird das Ereignis zum Erkennen eines Zylindersegments erreicht.The Count length n (corresponds the limit value S) is determined by measuring tolerance, length of the short tooth or the short gap and the maximum camshaft adjustment defined. With reaching one of the o.g. Conditions will be the event for recognizing a Cylinder segment reached.
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