DE19525240A1 - Kurbelwinkel-Erfassungssystem - Google Patents
Kurbelwinkel-ErfassungssystemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum
Erfassen eines Kurbelwinkels eines Motors mit innerer Ver
brennung und ein Steuersystem zum Steuern einer Zeitgebung
des Motors, wie z. B. des Zündzeitpunkts und/oder des Kraft
stoffeinspritz-Zeitpunkts.
Ein Kurbelwinkelsensor wird üblicherweise in einem elektro
nischen Steuersystem für einen Motor mit innerer Verbrennung
verwendet, um einen Zündzeitpunkt (einen Voreilwinkel für
die Zündung) und/oder einen Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt
(einen Zeitpunkt zum Beginnen oder Beenden der Kraftstoff
einspritzung) zu bestimmen. Der Kurbelwinkelsensor erzeugt
jedesmal ein Referenzwinkelsignal, wenn eine Referenzkurbel
winkelposition jedes Zylinders (z. B. BTDC 70°) (BTDC =
before top dead centre = vor dem oberen Totpunkt) erreicht
wird. Außerdem erzeugt der Kurbelwinkelsensor ein Einheits
winkelsignal bei jeder winkelmäßigen Verschiebung um einen
Einheitskurbelwinkel (z. B. 1 Grad). Die augenblickliche Kur
belwinkelposition jedes Zylinders kann aus der Kurbelwinkel
position, bei der das Referenzsignal erzeugt wird, und der
Anzahl des Auftretens der Einheitswinkelsignale nach der Er
zeugung des Referenzwinkelsignals bestimmt werden.
Da die Referenzwinkelposition folglich als ein Standard zur
Messung des Kurbelwinkels verwendet wird, muß die Befesti
gungsposition des Kurbelwinkelsensors beim Prozeß des Zusam
menbauens des Motors exakt eingestellt werden. Die Einstel
lung wird normalerweise durch das Überwachen der Zündposi
tion durchgeführt, weshalb die Einstellung folglich be
schwerlich und zeitaufwendig ist.
Es ist folglich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Kurbelwinkel-Erfassungssystem zu schaffen, das in der Lage
ist, eine Abweichung der Position der Kurbelwinkel-Erfas
sungseinrichtung zu korrigieren, und dadurch die Notwendig
keit nach einer Einstellung der Position der Kurbelwinkel-
Erfassungseinrichtung zu beseitigen (oder zu reduzieren).
Diese Aufgabe wird durch ein Kurbelwinkel-Erfassungssystem
gemäß Anspruch 1 gelöst.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Motorsystem und ein Motorsteuerverfahren für einen Motor mit
innerer Verbrennung zu schaffen, um einen Zeitpunkt des Be
triebs des Motors, wie z. B. einen Zündzeitpunkt oder einen
Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt unter Verwendung der somit
korrigierten Kurbelwinkelposition zu steuern.
Diese Aufgabe wird durch ein Motorsystem gemäß Anspruch 10
und ein Motorsteuerverfahren gemäß Anspruch 15 gelöst.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist ein Kurbelwinkel-Erfas
sungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Merk
male auf:
eine Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung 101 (14) zum Erfas sen einer Position eines beweglichen Bauteils, wie z. B. ei ner Kurbelwelle oder einer Nockenwelle des Motors, und zum Erzeugen eines Referenzwinkelsignals (REF) bei jeder vorbe stimmten Referenzkurbelwinkelposition jedes Zylinders des Motors, und eines Einheitswinkelsignals (POS) bei Interval len eines Einheitskurbelwinkels, um die Bestimmung einer Kurbelwinkelposition jedes Zylinders des Motors aus der Re ferenzkurbelwinkelposition, bei der das Referenzsignal er zeugt wird, und der Anzahl des Auftretens der Einheitswin kelsignale nach der Erzeugung des Referenzsignals zu ermög lichen;
eine Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung 102 (17) zum Erfas sen eines Zylinderdrucks in zumindest einem Zylinder des Mo tors, und zum Erzeugen eines Zylinderdrucksignals, das den erfaßten Zylinderdruck (P) darstellt;
eine Einrichtung 103 zum Erfassen des oberen Totpunkts, um das Referenzwinkelsignal (REF) und das Einheitswinkelsignal (POS) von der Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung 101 und das Zylinderdrucksignal von der Zylinderdruck-Erfassungseinrich tung (102) zu empfangen, um bei einem Spitzendruck eine Kur belwinkelposition zu bestimmen, die eine Kurbelwinkelposi tion ist, bei der der Zylinderdruck unter einem vorbestimm ten Nicht-Verbrennungszustand maximal wird, und Betrachten dieser Kurbelwinkelposition bei dem Spitzendruck als einen Winkel bei dem oberen Totpunkt; und
eine Kurbelwinkelposition-Korrektureinrichtung 104 zum Ver gleichen einer Kurbelwinkel-Phasendifferenz zwischen dem oberen Totpunkt, der durch die Einrichtung 103 zum Erfassen des oberen Totpunkts bestimmt wird, und der Referenzkurbel winkelposition, die durch die Kurbelwinkel-Erfassungsein richtung 101 erfaßt wird, mit einem vorbestimmten Standard wert, und Korrigieren der Kurbelwinkelposition, die von der Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, unter Ver wendung einer Abweichung der Kurbelwinkel-Phasendifferenz von dem Standardwert.
eine Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung 101 (14) zum Erfas sen einer Position eines beweglichen Bauteils, wie z. B. ei ner Kurbelwelle oder einer Nockenwelle des Motors, und zum Erzeugen eines Referenzwinkelsignals (REF) bei jeder vorbe stimmten Referenzkurbelwinkelposition jedes Zylinders des Motors, und eines Einheitswinkelsignals (POS) bei Interval len eines Einheitskurbelwinkels, um die Bestimmung einer Kurbelwinkelposition jedes Zylinders des Motors aus der Re ferenzkurbelwinkelposition, bei der das Referenzsignal er zeugt wird, und der Anzahl des Auftretens der Einheitswin kelsignale nach der Erzeugung des Referenzsignals zu ermög lichen;
eine Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung 102 (17) zum Erfas sen eines Zylinderdrucks in zumindest einem Zylinder des Mo tors, und zum Erzeugen eines Zylinderdrucksignals, das den erfaßten Zylinderdruck (P) darstellt;
eine Einrichtung 103 zum Erfassen des oberen Totpunkts, um das Referenzwinkelsignal (REF) und das Einheitswinkelsignal (POS) von der Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung 101 und das Zylinderdrucksignal von der Zylinderdruck-Erfassungseinrich tung (102) zu empfangen, um bei einem Spitzendruck eine Kur belwinkelposition zu bestimmen, die eine Kurbelwinkelposi tion ist, bei der der Zylinderdruck unter einem vorbestimm ten Nicht-Verbrennungszustand maximal wird, und Betrachten dieser Kurbelwinkelposition bei dem Spitzendruck als einen Winkel bei dem oberen Totpunkt; und
eine Kurbelwinkelposition-Korrektureinrichtung 104 zum Ver gleichen einer Kurbelwinkel-Phasendifferenz zwischen dem oberen Totpunkt, der durch die Einrichtung 103 zum Erfassen des oberen Totpunkts bestimmt wird, und der Referenzkurbel winkelposition, die durch die Kurbelwinkel-Erfassungsein richtung 101 erfaßt wird, mit einem vorbestimmten Standard wert, und Korrigieren der Kurbelwinkelposition, die von der Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, unter Ver wendung einer Abweichung der Kurbelwinkel-Phasendifferenz von dem Standardwert.
Wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 gezeigt ist,
kann das Kurbelwinkel-Erfassungssystem die Form eines Steu
ersystems aufweisen, das ferner eine Zündzeitpunkt-Steuer
einrichtung 105 zum Steuern eines Zündzeitpunkt des Motors
gemäß der korrigierten Kurbelwinkelposition aufweist.
Wie durch die strichpunktierten Linien in Fig. 1 gezeigt
ist, kann das Kurbelwinkel-Erfassungssystem ferner die Form
eines Steuersystems aufweisen, das ferner eine Kraftstoff
einspritz-Zeitpunkt-Steuereinrichtung 106 zum Steuern eines
Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkts des Motors gemäß der korri
gierten Kurbelwinkelposition aufweist.
Der Zylinderdruck erreicht an dem oberen Totpunkt ein Maxi
mum, wenn der Motor in einem Nicht-Verbrennungszustand ist.
Daher zeigt die Phasendifferenz zwischen der Position, bei
der das Referenzsignal erzeugt wird, und dem erfaßten oberen
Totpunkt die Befestigungsposition der Kurbelwinkel-Erfas
sungseinrichtung 101 an, wobei die Abweichung der Phasendif
ferenz von einem vorbestimmten Standardwert die Abweichung
der Befestigungsposition der Kurbelwinkel-Erfassungseinrich
tung 101 von einer vorbestimmten Standardposition anzeigt.
Daher kann die Kurbelwinkel-Korrektureinrichtung 104 die
korrekte Kurbelwinkelposition durch Korrigieren der Kurbel
winkelposition, die mittels der Kurbelwinkel-Erfassungsein
richtung 101 erfaßt wird, unter Verwendung der Abweichung
der Phasendifferenz bestimmen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich
nungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine elementare Anordnung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine schematische Ansicht, die ein Motorsteuersy
stem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung zeigt.
Fig. 3 ein Flußdiagramm, das eine Kurbelwinkelpositions-
Korrekturroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel
zeigt.
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine Motorsteuerroutine zur
Zündzeitpunkt-Steuerung und zur Kraftstoffein
spritz-Zeitpunkt-Steuerung gemäß dem Ausführungs
beispiel der Erfindung zeigt; und
Fig. 5 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Motor
steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
Ein Motorsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Das Motorsystem be
sitzt einen Motor mit innerer Verbrennung 1, wie z. B. den
Motor eines Kraftfahrzeugs.
Bei dem Motorsystem, das in Fig. 2 gezeigt ist, wird Luft
durch einen Luftfilter 2, ein Ansaugrohr 3, ein Drosselven
til 4 und einen Ansaugkrümmer 5 in den Motor mit innerer
Verbrennung 1 gesaugt.
In Zweigen des Ansaugkrümmers 5 sind Kraftstoffeinspritzven
tile 6 für einzelne Zylinder des Motors 1 vorgesehen. Bei
diesem Beispiel besitzt jeder Zylinder ein eigenes Kraft
stoffeinspritzventil 6. Die Kraftstoffeinspritzventile 6
dieses Beispiels sind Einspritzvorrichtungen des elektro
magnetischen Typs. Jede Einspritzvorrichtung 6 ist geöffnet,
wenn sein Solenoid angeregt ist, und geschlossen, wenn der
Solenoid abgeregt ist. Jede Einspritzvorrichtung 6 ist elek
trisch mit einer Steuereinheit 12 verbunden. Die Steuerein
heit 12 steuert jede Einspritzvorrichtung 6 durch das Senden
eines Treiberpulssignals. Eine Kraftstoffpumpe (nicht ge
zeigt) liefert Kraftstoff unter einem Druck, wobei ein
Druckregler den Druck des Kraftstoffs auf einen vorbestimm
ten Pegel regelt. Die Einspritzvorrichtungen 6 empfangen den
Kraftstoff des so geregelten Drucks und liefern den Kraft
stoff mittels einer Einspritzung absatzweise unter der
Steuerung der Steuereinheit 12 zu dem Motor.
In jeder Verbrennungskammer des Motors 1 ist eine Zündkerze
7 vorgesehen, um einen Funken zu erzeugen, um ein Kraft
stoff/Luftgemisch in dem Zylinder zu zünden. Bei diesem Bei
spiel bilden die Zündkerzen 7, eine Zündspule (nicht ge
zeigt) und eine Schaltung, die zumindest einen Leistungs
transistor einschließt, eine Zündeinrichtung.
Abgase von dem Motor 1 werden durch einen Abgaskrümmer 8,
ein Abgasrohr 9, einen Dreiwegekatalysator 10 und einen
Schalldämpfer 11 nach außen befördert.
Die Steuereinheit 12 ist entwickelt, um die Kraftstoffein
spritzmenge der Kraftstoffeinspritzventile 6 und den Zünd
zeitpunkt der Zündkerzen 7 elektronisch zu steuern. Die
Steuereinheit 12 dieses Beispiels besitzt einen Mikrocompu
ter (z. B. einen bordinternen Mikrocomputer), der bei diesem
Beispiel eine CPU (CPU = central processing unit = zentrale
Verarbeitungseinheit), zumindest einen ROM (ROM = read only
memory = Nur-Lese-Speicher), zumindest einen RAM (RAM = ran
dom access memory = Direktzugriffsspeicher), zumindest einen
A/D-Wandler (Analog/Digital-Wandler) und einen Eingabe- und
Ausgabe-Schnittstellenabschnitt (oder Eingabe- und Ausgabe-
Schnittstellenabschnitte) aufweist. Die Steuereinheit 12
empfängt Eingangssignale von verschiedenen Sensoren und
steuert die Einspritzvorrichtungen 6 und die Zündkerzen 7
durch das Durchführen eines vorbestimmten Steuerverfahrens.
Die Sensorgruppe weist bei diesem Beispiel die im Folgenden
genannten Sensoren auf.
Ein Luftflußsensor (oder ein Luftflußmesser) 13 ist in dem
Ansaugrohr 3 vorgesehen und angeordnet, um ein Signal zu er
zeugen, das eine Ansaugluftflußmenge Q zu dem Motor 1 dar
stellt.
Ein Kurbelwinkelsensor 14 ist bei diesem Beispiel an einer
Nockenwelle (nicht gezeigt) des Motors 1 vorgesehen und an
geordnet, um den Kurbelwinkel durch die Umdrehung der
Nockenwelle zu erfassen. Der Kurbelwinkelsensor 14 erzeugt
ein Referenzwinkelsignal REF zum Anzeigen jeder Referenzwin
kelposition und ein Einheitswinkelsignal POS zum Signali
sieren jedes Einheitswinkels der Kurbelwellenumdrehung. Bei
diesem Beispiel ist der Motor 1 ein Vierzylindermotor. Der
Kurbelwinkelsensor 14 erzeugt das Referenzsignal REF bei je
dem Referenzwinkel (z. B. BTDC 70°) jedes Zylinders und das
Einheitswinkelsignal POS bei jedem Einheitswinkel (z. B. 1°).
Der Kurbelwinkelsensor 14 kann als die Kurbelwinkel-Erfas
sungseinrichtung 101 dienen.
Das Referenzsignal REF ist entworfen, um es möglich zu ma
chen, jeden einzelnen Zylinder zu unterscheiden. Ein Sensor
signal, das zu zumindest einem spezifizierten Zylinder ge
hört, ist beispielsweise von den anderen Sensorsignalen hin
sichtlich einer Pulsbreite (oder einer Pulsdauer) oder einer
bestimmten anderen Signalcharakteristik unterscheidbar.
Ein Kühlmittel-Temperatursensor 15 erfaßt die Temperatur Tw
eines Kühlwassers in einem Wassermantel des Motors 1.
Ein Sauerstoffsensor 16 ist in einem Zusammenflußabschnitt
des Abgaskrümmers 8 angeordnet. Der Sauerstoffsensor 16 er
faßt das Luft/Kraftstoffverhältnis des Luft/Kraftstoffgemi
sches, das in den Motor 1 fließt, durch das Erfassen des
Prozentsatzes an Sauerstoff in dem Abgasgemisch.
Ein Zylinderdrucksensor 17 ist bei diesem Beispiel für jede
Zündkerze 7 vorgesehen. Die Zylinderdrucksensoren können als
die Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung 102 dienen, die bei
diesem Beispiel den Druck in jedem Zylinder erfaßt. Bei die
sem Beispiel hat jeder Drucksensor 17 die Form einer Unter
legscheibe, die auf einer entsprechenden der Zündkerzen 7
befestigt ist, die in der vorläufigen (ungeprüften) japani
schen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nummer 62-146941 of
fenbart ist. Die Drucksensoren 17 dieses Typs sind entwor
fen, um den Zylinderdruck P mit einem piezoelektrischen Ele
ment als einen relativen Druck zu erfassen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung 102 zum
Erfassen des Drucks in einem Motorzylinder nicht auf den
oben genannten Sensor eines Unterlegscheibentyps begrenzt.
Es ist z. B. möglich, einen Drucksensor eines Typs zu verwen
den, der einen Erfassungsabschnitt aufweist, der in einer
Verbrennungskammer direkt freiliegend ist, wie in der vor
läufigen (ungeprüften) japanischen Patentveröffentlichung
4-81557 offenbart ist.
Ein Drosselsensor 18 ist angeordnet, um einen Drosselöff
nungsgrad TVO des Drosselventils 4 zu erfassen.
Die Steuereinheit 12 empfängt die Signale von diesen Senso
ren und führt ein Kurbelwinkelpositions-Korrekturverfahren
durch, wie in dem Flußdiagramm von Fig. 3 gezeigt ist.
Bei diesem Beispiel kann die Steuereinheit 12 mittels eines
Softwaresystems, wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, als
die Einrichtung 103 zum Erfassen des oberen Totpunkts, die
Kurbelwinkelpositions-Korrektureinrichtung 104 und die Zeit
punktsteuereinrichtungen 105 und 106 wirken.
In einem Schritt S1 in Fig. 3 bestimmt die Steuereinheit 12
(d. h. die CPU der Steuereinheit 12), ob der Motor 1 in einem
Anlaßbetrieb ist oder nicht. Wenn der Anlaßbetrieb im Gang
ist, springt die Steuereinheit 12 zu einem Schritt S2 und
überprüft im Schritt S2, ob nach dem letzten Anlaßbetrieb
eine Batterie abgeklemmt wurde.
Wenn die Beurteilung lautet, daß die Batterie abgeklemmt
wurde, springt die Steuereinheit 12 zu einem Schritt S3 und
bestimmt im Schritt S3, ob eine Flag F1 auf Eins gesetzt ist
oder nicht.
Wenn die Flag F1 Null ist, d. h., wenn dieser Anlaßbetrieb
ein erster Anlaßbetrieb nach dem vorherigen Abklemmen der
Batterie ist, und dies eine erste Ausführung des Schritts S3
ist, springt die Steuereinheit 12 zu einem Schritt S4 und
setzt eine Abweichung ΔREF einer Kurbelwinkelposition im
Schritt S4 auf Null zurück. Nach dem Schritt S4 setzt die
Steuereinheit 12 die Flag F1 auf Eins und springt dann zu
einem Schritt S7. Daher lautet bei einer nächsten Ausführung
die Beurteilung im Schritt S3 F1 = 1, und die Steuereinheit
12 springt vom Schritt S3 direkt zum Schritt S7. Im Schritt
S7 unterbricht die Steuereinheit 12 zwangsweise die Kraft
stoffzufuhr für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen. Nach
dem Schritt S7 springt die Steuereinheit 12 zu einem Schritt
S9.
Wenn im Schritt S2 beurteilt wird, daß die Batterie beim
vorherigen Mal nicht abgeklemmt wurde, springt die Steuer
einheit 12 von dem Schritt S2 zu einem Schritt S6 und be
stimmt im Schritt S6, ob eine vorbestimmte Bedingung für
eine zwangsweise Kraftstoffzufuhrunterbrechung, um einen
Nicht-Verbrennungszustand für eine Kurbelwinkel-Positions
korrektur zu erzeugen, existiert. Wenn die vorbestimmte Be
dingung für die zwangsweise Kraftstoffzufuhrunterbrechung
existiert, springt die Steuereinheit 12 vom Schritt S6 zum
Schritt S7 und führt die zwangsweise Kraftstoffzufuhrunter
brechung im Schritt S7 für eine vorbestimmte Anzahl von Zyk
len durch. Wenn die vorbestimmte Bedingung für die zwangs
weise Kraftstoffzufuhrunterbrechung nicht existiert, springt
die Steuereinheit 12 von dem Schritt S6 direkt zu einem
Schritt S14 und bestimmt die korrigierte Kurbelwinkelposi
tion basierend auf den gespeicherten Wert der Abweichung
.REF, ohne das vorherige Ergebnis der Kurbelwinkel-Posi
tionskorrektur zu aktualisieren.
Wenn der Motor 1 nicht in dem Anlaßbetrieb ist, und die Ant
wort des Schritts S1 dementsprechend negativ ist, springt
die Steuereinheit 12 vom Schritt S1 zu einem Schritt S8 und
bestimmt im Schritt S8, ob eine Kraftstoffzufuhrunterbre
chungssteuerung während eines normalen Motorbetriebs durch
geführt wird oder nicht. Vom Schritt S8 springt die Steuer
einheit 12 zum Schritt S9, wenn eine Kraftstoffzufuhrunter
brechungssteuerung im Gang ist, und zum Schritt S14, wenn
keine Kraftstoffzufuhrunterbrechungssteuerung im Gang ist.
Im Schritt S9 wartet die Steuereinheit 12 nach dem Schritt
S7 oder S8 auf eine nächste Erzeugung des Referenzsignals
REF. Beim Empfang des jüngsten Referenzsignals REF beginnt
die Steuereinheit 12, das Auftreten der Einheitswinkelsi
gnale POS in einem nächsten Schritt S10 zu zählen.
Danach liest die Steuereinheit im Schritt S11 den Zylinder
druck P, der von dem Zylinderdrucksensor 10 erfaßt wird, von
dem Zylinder ein, der zu dem oben genannten Referenzsignal
REF gehört, bestimmt eine Kurbelwinkelposition, wenn der Zy
linderdruck P maximal wird, und betrachtet die somit be
stimmte Kurbelwinkelposition als einen oberen Totpunkt. Ei
nes der leichtesten Verfahren, um den oberen Totpunkt zu er
fassen, besteht darin, einen Punkt zu finden, bei dem eine
Abweichung ΔP des Zylinderdrucks P sich von positiv zu ne
gativ ändert.
Nach dem Schritt S11 bestimmt die Steuereinheit 12 in einem
Schritt S12 eine Kurbelwinkel-Phasendifferenz A aus der Po
sition des Referenzsignals REF zu dem oberen Totpunkt mit
tels der Anzahl C der Einheitswinkelsignale POS.
In einem nächsten Schritt S13 berechnet die Steuereinheit 12
die Abweichung ΔREF (= 70-A, beispielsweise) zwischen der
Kurbelwinkelphasendifferenz A und dem Kurbelwinkel vor dem
oberen Totpunkt (beispielsweise 70°) der vorbestimmten Refe
renzkurbelwinkelposition und speichert die berechnete Abwei
chung. Diese Abweichung ΔREF zeigt eine Abweichung der tat
sächlichen Befestigungsposition des Kurbelwinkelsensors 11
von der vorbestimmten richtigen Position an. Die Abweichung
ΔREF ist positiv, wenn die Befestigungsposition des Kurbel
winkelsensors 11 in eine Richtung verschoben ist, in der die
tatsächliche Referenzkurbelwinkelposition kleiner als der
vorbestimmte Referenzvoreilwinkel (beispielsweise 70°) ist,
während die Abweichung ΔREF negativ ist, wenn die Befesti
gungsposition des Kurbelwinkelsensors 11 in eine Richtung
verschoben ist, in der die tatsächliche Referenzkurbelwin
kelposition größer als der vorbestimmte Referenzvoreilwinkel
(beispielsweise 70°) ist. Nach dem Schritt S13 springt die
Steuereinheit 12 zum Schritt S14.
Im Schritt S14 bestimmt die Steuereinheit 12 eine korrigier
te Kurbelwinkelposition in der Form eines korrigierten Win
kels CAA vor dem oberen Totpunkt gemäß folgender Gleichung:
CAA = R - C * (Einheitswinkel) -ΔREF,
wobei R der vorbestimmte Referenzwinkel (70°) vor dem oberen
Totpunkt, der der Referenzkurbelwinkelposition entspricht,
ist.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das eine Motorzeitgebungs-Steu
erroutine zeigt, die bei diesem Beispiel entworfen ist, um
sowohl den Motorzündzeitpunkt als auch den Kraftstoffein
spritz-Zeitpunkt unter Verwendung des korrigierten Winkels
CCA, der gemäß ΔREF korrigiert ist, zu steuern.
In einem Schritt S21 bestimmt die Steuereinheit 12 einen ge
wünschten Zündzeitpunkt ADV (in der Form eines Winkels vor
dem oberen Totpunkt) in Übereinstimmung mit Motorbetriebsbe
dingungen, wie z. B. einer Motordrehzahl N und einer Motor
last (beispielsweise einer elementaren Kraftstoffeinspritz
menge Tp).
In einem Schritt S22 bestimmt die Steuereinheit 12 einen ge
wünschten Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt INJs (in der
Form eines Winkels vor dem oberen Totpunkt). Der Einspritz
startzeitpunkt INJs kann fest einer konstanten Kurbelwinkel
position sein. Der Einspritzstartzeitpunkt INJs kann alter
nativ in Übereinstimmung mit den Motorbetriebsbedingungen
gesteuert werden. Beispielsweise kann der Kraftstoffein
spritz-Startzeitpunkt INJs entsprechend der Motordrehzahl N
und der elementaren Kraftstoffeinspritzmenge Tp (der Ein
spritzpulsbreite) bestimmt werden, derart, daß die Kraft
stoffeinspritzung in einer vorbestimmten Periode während des
Ansaughubs enden kann.
In einem Schritt S23 bestimmt die Steuereinheit 12, ob die
korrigierte Kurbelwinkelposition CAA des Zylinders, der als
nächstes gezündet werden soll, die mittels der Routine von
Fig. 3 bestimmt wird, den gewünschten Zündzeitpunkt ADV er
reicht. Wenn die korrigierte Kurbelwinkelposition CAA gleich
ADV wird, befiehlt die Steuereinheit 12 die Zündung des ent
sprechenden Zylinders in einem Schritt S24.
In einem Schritt S25 bestimmt die Steuereinheit 12, ob die
korrigierte Kurbelwinkelposition CAA des Zylinders, in den
als nächstes Kraftstoff eingespritzt werden soll, welche
durch die Routine von Fig. 3 bestimmt wird, den gewünschten
Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt INJs erreicht. Wenn die
korrigierte Kurbelwinkelposition CAA gleich INJs wird, be
fiehlt die Steuereinheit 12 einen Beginn der Kraftstoffein
spritzung zu dem entsprechenden Zylinder in einem Schritt
S26.
Auf diese Weise kann dieses Motorsteuersystem den Zündzeit
punkt und den Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt unter Verwendung
des Kurbelwinkels, der durch den Zylinderdruck korrigiert
ist, exakt steuern.
Der Änderungsbetrag des Zylinderdrucks pro Einheitskurbel
winkel ist in der Nähe des oberen Totpunkts gering. Daher
kann das Steuersystem angeordnet sein, um den Zylinderdruck
mit einem vorbestimmten Schnittpegel zu vergleichen, um eine
erste Kurbelwinkelposition, bei der der Zylinderdruck wäh
rend eines Kolbenanstiegshubs gleich dem Schnittpegel wird,
zu speichern, und um einen Winkel des oberen Totpunkts zu
bestimmen, der ein Mittelwert, oder ein Durchschnitt, dieser
ersten und dieser zweiten Kurbelwinkelposition ist.
Das derart aufgebaute Steuersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann den oberen Totpunkt durch das Überwachen des
Zylinderdrucks erfassen und die Kurbelwinkelposition exakt
korrigieren.
Durch das Erfassen des Zylinderdrucks für jeden Zylinder und
das Korrigieren der Kurbelwinkelposition jedes Zylinders
kann das Steuersystem Abweichungen von Zylinder zu Zylinder
reduzieren oder beseitigen und ferner die Genauigkeit der
Kurbelwinkelerfassung verbessern.
Durch die Verwendung eines Sicherungsspeichers, der die Ab
weichung von dem Referenzwert speichert, selbst nachdem die
Leistungsversorgung abgeschaltet wird, kann das Steuersystem
die Korrektur der Kurbelwinkelposition vom Beginn eines
nächsten Betriebs an exakt durchführen.
Das Steuersystem kann die Erfassung des oberen Totpunkts
während eines Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Betriebs wäh
rend des normalen Betriebs, und nicht des Anlaßbetriebs,
durchführen. In diesem Fall muß das Steuersystem nicht aus
schließlich für den Zweck der Kurbelwinkelerfassung einen
Nicht-Verbrennungszustand erzeugen.
Das Steuersystem kann die Erfassung des oberen Totpunkts
während des Anlaßbetriebs durchführen. In diesem Fall gibt
es keinen Bedarf, den Motor in einem speziellen Nicht-Ver
brennungszustand zu betreiben, und der exakt korrigierte
Kurbelwinkel ist vom Anlassen des Motors an verfügbar.
Das Steuersystem kann angeordnet sein, um die Abweichung,
die in dem Sicherungsspeicher gespeichert ist, rückzusetzen,
wenn die Batterie abgeklemmt wird, oder wenn die Batterie
eingebaut ist, um dann nach einem Anlassen oder einem ersten
Andrehbetrieb für ein vorbestimmtes Kurbelwinkelintervall
einen Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Betrieb durchzuführen,
und die Erfassung des oberen Totpunkts während dieses Kraft
stoffzufuhrunterbrechungs-Betriebs durchzuführen. In diesem
Fall kann das Steuersystem die korrigierte Kurbelwinkelposi
tion vom Beginn des nächsten Betriebs an bieten, selbst wenn
die Batterie abgeklemmt wird.
Das Steuersystem ermöglicht eine genaue Steuerung des Zünd
zeitpunkts und/oder eine genaue Steuerung des Kraftstoffein
spritz-Zeitpunkts.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie oben er
klärt wurde, weist ein Motorsteuersystem zumindest eine Sen
sorgruppe (13, 14, 15, 16, 17, 18) zum Erfassen zumindest
einer Motorbetriebsbedingung des Motors (1) und eine Steu
ereinheit (12) auf. Der Motor weist zumindest einen Zylinder
auf, der nachfolgend als ein erster Zylinder bezeichnet
wird. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weist die Sensorgruppe zu
mindest einen Kurbelwinkelsensor 201 (14) auf, der ein Ein
heitskurbelwinkelsignal (POS) periodisch zu Intervallen ei
nes Einheitswinkels (beispielsweise 1°) der Umdrehung einer
Kurbelwelle des Motors und ein Referenzwinkelsignal (REF)
bei einem vorbestimmten Referenzwinkel bezüglich eines obe
ren Totpunktes (beispielsweise 70° vor dem oberen Totpunkt)
in dem ersten Zylinder erzeugt. Die Steuereinheit bei dem
Beispiel von Fig. 5 weist einen Zählabschnitt oder eine Ein
richtung 204 zum Zählen der Einheitswinkelsignale (POS), die
nach dem Empfang des Referenzwinkelsignals (REF) empfangen
werden, auf, um einen erfaßten gegenwärtigen Winkel relativ
zu dem oberen Totpunkt aus der Anzahl C zu bestimmen (bei
spielsweise C*1° vor dem oberen Totpunkt).
Die Sensorgruppe, die in Fig. 5 gezeigt ist, weist ferner
zumindest einen Zylinderdrucksensor 202 (17) zum Erfassen
eines Zylinderdrucks (P) in dem ersten Zylinder des Motors
auf.
Die Steuereinheit in dem Beispiel von Fig. 5 weist ferner
folgende Merkmale auf:
einen Bedingungsunterscheidungs-Abschnitt oder eine -Ein richtung 205 (S1, S6, S7, S8) zum Erzeugen eines Nicht-Ver brennungszustands-Signals, wenn der erste Zylinder des Mo tors in einem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist, bei dem eine Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylinder unter brochen ist;
einen Abschnitt oder eine Einrichtung 206 (S11) zum Erfassen des oberen Totpunkts zum Erzeugen eines Erfassungssignals für den oberen Totpunkt, wenn der Zylinderdruck maximal wird, während das Nicht-Verbrennungszustands-Signal vor liegt;
einen Abschnitt oder eine Einrichtung 207 (S12) zum Erfassen des tatsächlichen Referenzwinkels, um ein Signal des erfaß ten tatsächlichen Winkels, das den erfaßten tatsächlichen Winkel (C*1°), der gleich einem Produkt (C*1°) ist, das aus der Multiplikation des Einheitswinkels (beispielsweise 1°) mit der Anzahl (C), die durch das Zählen der Zähleinrichtung 204 erreicht wird, resultiert, und das Erfassungssignal für den oberen Totpunkt von der Einrichtung 206 zum Erfassen des oberen Totpunkts zu empfangen, und um einen tatsächlichen Referenzwinkel (A) zu bestimmen, der der erfaßte momentane Winkel (C*1°) ist, der zu dem Zeitpunkt erhalten wird, zu dem das Erfassungssignal für den oberen Totpunkt von dem Ab schnitt 206 zur Erfassung des oberen Totpunkts in den Ab schnitt 207 zur Bestimmung des tatsächlichen Referenzwinkels eingegeben wird; und
einen Abschnitt oder eine Einrichtung 208 (S14) zum Bestim men des korrigierten augenblicklichen Winkels (CAA), der gleich dem Ergebnis einer algebraischen Addition (beispiels weise A-C) des tatsächlichen Referenzwinkels (A), der durch den Abschnitt 207 zum Bestimmen des tatsächlichen Re ferenzwinkels bestimmt wird, und einer Größe (beispielsweise -C oder +C), deren absoluter Wert gleich dem erfaßten mo mentanen Winkel (C*1°) ist, der mittels dem Zählabschnitt 204 bestimmt wird, ist.
einen Bedingungsunterscheidungs-Abschnitt oder eine -Ein richtung 205 (S1, S6, S7, S8) zum Erzeugen eines Nicht-Ver brennungszustands-Signals, wenn der erste Zylinder des Mo tors in einem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist, bei dem eine Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylinder unter brochen ist;
einen Abschnitt oder eine Einrichtung 206 (S11) zum Erfassen des oberen Totpunkts zum Erzeugen eines Erfassungssignals für den oberen Totpunkt, wenn der Zylinderdruck maximal wird, während das Nicht-Verbrennungszustands-Signal vor liegt;
einen Abschnitt oder eine Einrichtung 207 (S12) zum Erfassen des tatsächlichen Referenzwinkels, um ein Signal des erfaß ten tatsächlichen Winkels, das den erfaßten tatsächlichen Winkel (C*1°), der gleich einem Produkt (C*1°) ist, das aus der Multiplikation des Einheitswinkels (beispielsweise 1°) mit der Anzahl (C), die durch das Zählen der Zähleinrichtung 204 erreicht wird, resultiert, und das Erfassungssignal für den oberen Totpunkt von der Einrichtung 206 zum Erfassen des oberen Totpunkts zu empfangen, und um einen tatsächlichen Referenzwinkel (A) zu bestimmen, der der erfaßte momentane Winkel (C*1°) ist, der zu dem Zeitpunkt erhalten wird, zu dem das Erfassungssignal für den oberen Totpunkt von dem Ab schnitt 206 zur Erfassung des oberen Totpunkts in den Ab schnitt 207 zur Bestimmung des tatsächlichen Referenzwinkels eingegeben wird; und
einen Abschnitt oder eine Einrichtung 208 (S14) zum Bestim men des korrigierten augenblicklichen Winkels (CAA), der gleich dem Ergebnis einer algebraischen Addition (beispiels weise A-C) des tatsächlichen Referenzwinkels (A), der durch den Abschnitt 207 zum Bestimmen des tatsächlichen Re ferenzwinkels bestimmt wird, und einer Größe (beispielsweise -C oder +C), deren absoluter Wert gleich dem erfaßten mo mentanen Winkel (C*1°) ist, der mittels dem Zählabschnitt 204 bestimmt wird, ist.
Das Steuersystem, das in Fig. 5 gezeigt ist, weist ferner
eine Betätigungseinrichtung 210 auf, die zumindest entweder
ein Kraftstoffzufuhrsystem, mit zumindest einer Komponente,
wie z. B. der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 6, oder ein
Zündsystem oder beides aufweist. Die Steuereinheit weist
ferner einen Zeitgebungssteuer-Abschnitt oder eine -Einrich
tung 211 zum Steuern eines Zeitpunkts eines Motorbetriebs,
wie z. B. des Zündzeitpunkts und des Kraftstoffzufuhr-Zeit
punkts unter Verwendung des korrigierten Stromwinkels (CAA),
der von dem Abschnitt 208 bestimmt wird, auf.
Das Motorsystem bei dem Beispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist,
weist ferner eine Anlaßbetrieb-Erfassungseinrichtung 214 zum
Erzeugen eines Anlaßbetriebssignals, wenn der Motor in einem
Anlaßbetrieb ist, auf. Die Anlaßbetrieberfassungseinrichtung
214 kann einen Zündschalter oder einen Schalter zum Ein
schalten eines Anlassermotors für den Motor aufweisen. Die
Steuereinheit bei dem Beispiel von Fig. 5 weist ferner einen
Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Steuerabschnitt oder eine
Einrichtung 216 auf, um ein Kraftstoffzufuhrunterbre
chungs-Steuersignal zu der Kraftstoffversorgungseinrichtung,
die in der Betätigungseinrichtung 210 enthalten ist, zu sen
den, um eine Kraftstoffzufuhr zu zumindest dem ersten Zylin
der entsprechend den Motorbetriebsbedingungen zu unterbre
chen, und einen Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Anweisungs
abschnitt oder eine Einrichtung 215, um den Kraftstoffzu
fuhrunterbrechungs-Steuerabschnitt 216 anzuweisen, das
Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Steuersignal zu erzeugen, um
denk oberen Totpunkt zu erfassen, wenn das Anlaßbedingungs
signal vorliegt. Der Bedingungsunterscheidungsabschnitt 205
ist angeordnet, um das Nicht-Verbrennungszustand-Signal zu
erzeugen, wenn das Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Steuer
signal während des normalen Betriebs des Motors erzeugt
wird, oder bei dem Befehl des Kraftstoffzufuhrunterbre
chungs-Anweisungsabschnitts 215 während des Anlaßbetriebs.
Die Steuereinheit bei dem Beispiel von Fig. 5 weist ferner
einen Sicherungsspeicher 221 zum Speichern des tatsächlichen
Referenzwinkels A direkt oder in der Form einer Abweichung
(beispielsweise ΔREF = R-A) des tatsächlichen Referenzwin
kels A von dem vorbestimmten Referenzwinkel R (beispielswei
se 70°), und eine Rücksetzeinrichtung 222 zum Überwachen ei
ner Leistungsversorgung 223, wie z. B. einer Batterie (bei
spielsweise einer Batterie, die an einem Kraftfahrzeug befe
stigt ist) und zum Rücksetzen des tatsächlichen Referenzwin
kels A auf den vorbestimmten Referenzwinkel (beispielsweise
R = 70°) oder zum Rücksetzen der Abweichung (.REF) auf Null,
sobald die Leistungsversorgung abgetrennt war.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein Motor
steuerverfahren für einen Motor mit innerer Verbrennung fol
gende Schritte auf:
einen Kurbelwinkel-Erfassungsschritt (S10) zum Zählen von Einheitswinkelsignalen (POS), die einen Einheitswinkel (bei spielsweise 1°) der Kurbelwinkelumdrehung des Motors dar stellen, von dem Auftreten eines Referenzwinkelsignals (REF) an, das einen vorbestimmten Referenzwinkel (beispielsweise 70° vor dem oberen Totpunkt) der Kurbelwinkelumdrehung des Motors darstellt, und zum Bestimmen eines erfaßten momenta nen Kurbelwinkels (C*1°) entsprechend einer Anzahl (C) der Einheitswinkelsignale (POS);
einen Bedingungsunterscheidungsschritt (S1, S6, S7, S8) zum Bestimmen, ob der Motor in einem vorbestimmten Nicht-Ver brennungszustand ist, und zum Erzeugen eines Nicht-Verbren nungszustands-Signals, wenn ein erster Zylinder des Motors in dem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist;
einen Erfassungsschritt (S11) des oberen Totpunkts zum Über wachen eines Zylinderdrucksignals, das einen erfaßten Zy linderdruck in dem ersten Zylinder des Motors darstellt, während das Nicht-Verbrennungszustands-Signal vorliegt, zum Erzeugen eines Erfassungssignals für den oberen Totpunkt (wobei das Signal die positive Antwort JA des Schritts S11 darstellt), wenn der Zylinderdruck eine Bedingung eines ma ximalen Drucks erreicht; und
einen Korrekturschritt (S12, S13, S14) zum Bestimmen eines tatsächlichen Referenzwinkels (A) relativ zu einem oberen Totpunkt aus der Anzahl (C) der Einheitswinkelsignale, die erreicht sind, wenn das Erfassungssignal für den oberen Tot punkt erzeugt wird, und zum Bestimmen eines korrigierten mo mentanen Winkels (beispielsweise CAA = R-C*1-ΔREF = A-C) relativ zu dem oberen Totpunkt entsprechend dem tatsächli chen Referenzwinkel (A) und dem erfaßten momentanen Winkel (C*1°).
einen Kurbelwinkel-Erfassungsschritt (S10) zum Zählen von Einheitswinkelsignalen (POS), die einen Einheitswinkel (bei spielsweise 1°) der Kurbelwinkelumdrehung des Motors dar stellen, von dem Auftreten eines Referenzwinkelsignals (REF) an, das einen vorbestimmten Referenzwinkel (beispielsweise 70° vor dem oberen Totpunkt) der Kurbelwinkelumdrehung des Motors darstellt, und zum Bestimmen eines erfaßten momenta nen Kurbelwinkels (C*1°) entsprechend einer Anzahl (C) der Einheitswinkelsignale (POS);
einen Bedingungsunterscheidungsschritt (S1, S6, S7, S8) zum Bestimmen, ob der Motor in einem vorbestimmten Nicht-Ver brennungszustand ist, und zum Erzeugen eines Nicht-Verbren nungszustands-Signals, wenn ein erster Zylinder des Motors in dem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist;
einen Erfassungsschritt (S11) des oberen Totpunkts zum Über wachen eines Zylinderdrucksignals, das einen erfaßten Zy linderdruck in dem ersten Zylinder des Motors darstellt, während das Nicht-Verbrennungszustands-Signal vorliegt, zum Erzeugen eines Erfassungssignals für den oberen Totpunkt (wobei das Signal die positive Antwort JA des Schritts S11 darstellt), wenn der Zylinderdruck eine Bedingung eines ma ximalen Drucks erreicht; und
einen Korrekturschritt (S12, S13, S14) zum Bestimmen eines tatsächlichen Referenzwinkels (A) relativ zu einem oberen Totpunkt aus der Anzahl (C) der Einheitswinkelsignale, die erreicht sind, wenn das Erfassungssignal für den oberen Tot punkt erzeugt wird, und zum Bestimmen eines korrigierten mo mentanen Winkels (beispielsweise CAA = R-C*1-ΔREF = A-C) relativ zu dem oberen Totpunkt entsprechend dem tatsächli chen Referenzwinkel (A) und dem erfaßten momentanen Winkel (C*1°).
Das Steuerverfahren kann ferner einen Steuerschritt (S23-
S26) des Erzeugens eines Zeitgebungs-Steuersignals zum Steu
ern entweder eines Zündzeitpunkts oder eines Kraftstoffein
spritz-Zeitpunkts des Motors aufweisen, wenn der korrigierte
momentane Winkel (CAA) gleich einem vorbestimmten gewünsch
ten Winkel (ADV, INJs) wird.
Der Bedingungsunterscheidungsschritt kann einen ersten Teil
schritt (S1) des Bestimmens, ob der Motor in einem Anlaß
betrieb ist, einen zweiten Teilschritt (S6, S7) der Unter
brechung einer Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylinder des
Motors für eine vorbestimmte Periode, wenn der Motor in dem
Anlaßbetrieb ist, und des Erzeugens des Nicht-Verbrennungs
zustands-Signals, und einen dritten Teilschritt (S8) des
Erzeugens des Nicht-Verbrennungszustands-Signals, wenn der
Motor in einem normalen Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Be
trieb ist, aufweisen.
Claims (17)
1. Kurbelwinkel-Erfassungssystem für einen Motor mit inne
rer Verbrennung (1), gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
eine Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung (14, 101) zum Erzeugen eines Referenzwinkelsignals (REF) bei jeder vorbestimmten Referenzkurbelwinkelposition jedes Zylin ders des Motors und eines Einheitswinkelsignals (POS) zu Intervallen eines Einheitskurbelwinkels, derart, daß eine tatsächliche Kurbelwinkelsposition jedes Zylinders des Motors durch das Zählen einer Anzahl des Auftretens der Einheitswinkelsignale nach dem Auftreten des Refe renzsignals bestimmt werden kann;
eine Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung (17, 102) zum Erfassen eines Zylinderdrucks in zumindest einem Zylin der des Motors und zum Erzeugen eines Zylinderdrucksi gnals, das den Zylinderdruck darstellt;
eine Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Tot punkts zum Empfangen des Referenzwinkelsignals (REF) und des Einheitswinkelsignals (POS) von der Kurbelwin kel-Erfassungseinrichtung (14, 101) und des Zylinder drucksignals von der Zylinderdruck-Erfassungseinrich tung (17, 102), und zum Erfassen eines oberen Totpunkts durch Herausfinden einer einen maximalen Druck liefern den Kurbelwinkelposition, welche eine Kurbelwinkelpo sition ist, bei der der Zylinderdruck in einem Nicht- Verbrennungszustand maximal wird; und
eine Kurbelwinkelposition-Korrektureinrichtung (104) zum Vergleichen einer Kurbelwinkel-Phasendifferenz zwischen dem oberen Totpunkt, der durch die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Totpunkts bestimmt wird, und der Referenzkurbelwinkelposition, die durch die Kurbel winkel-Erfassungseinrichtung (14, 101) bestimmt wird, mit einem vorbestimmten Standardwert, und zum Korri gieren der Kurbelwinkelposition, die durch die Kurbel winkels-Erfassungseinrichtung (14, 101) erfaßt wird, unter Verwendung einer Abweichung der Kurbelwinkel-Pha sendifferenz von dem Standardwert.
eine Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung (14, 101) zum Erzeugen eines Referenzwinkelsignals (REF) bei jeder vorbestimmten Referenzkurbelwinkelposition jedes Zylin ders des Motors und eines Einheitswinkelsignals (POS) zu Intervallen eines Einheitskurbelwinkels, derart, daß eine tatsächliche Kurbelwinkelsposition jedes Zylinders des Motors durch das Zählen einer Anzahl des Auftretens der Einheitswinkelsignale nach dem Auftreten des Refe renzsignals bestimmt werden kann;
eine Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung (17, 102) zum Erfassen eines Zylinderdrucks in zumindest einem Zylin der des Motors und zum Erzeugen eines Zylinderdrucksi gnals, das den Zylinderdruck darstellt;
eine Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Tot punkts zum Empfangen des Referenzwinkelsignals (REF) und des Einheitswinkelsignals (POS) von der Kurbelwin kel-Erfassungseinrichtung (14, 101) und des Zylinder drucksignals von der Zylinderdruck-Erfassungseinrich tung (17, 102), und zum Erfassen eines oberen Totpunkts durch Herausfinden einer einen maximalen Druck liefern den Kurbelwinkelposition, welche eine Kurbelwinkelpo sition ist, bei der der Zylinderdruck in einem Nicht- Verbrennungszustand maximal wird; und
eine Kurbelwinkelposition-Korrektureinrichtung (104) zum Vergleichen einer Kurbelwinkel-Phasendifferenz zwischen dem oberen Totpunkt, der durch die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Totpunkts bestimmt wird, und der Referenzkurbelwinkelposition, die durch die Kurbel winkel-Erfassungseinrichtung (14, 101) bestimmt wird, mit einem vorbestimmten Standardwert, und zum Korri gieren der Kurbelwinkelposition, die durch die Kurbel winkels-Erfassungseinrichtung (14, 101) erfaßt wird, unter Verwendung einer Abweichung der Kurbelwinkel-Pha sendifferenz von dem Standardwert.
2. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung (17, 102) eine Mehrzahl von Drucksensoren aufweist, die jeweils in einer Mehrzahl von Zylindern des Motors vorgesehen sind, daß die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Totpunkts eine Einrichtung zum Bestimmen des oberen Totpunkts jedes Zylinders entsprechend dem Zylinder druck in einem entsprechenden der Zylinder aufweist,
und daß die Kurbelwinkel-Korrektureinrichtung (104) eine Einrichtung zum Korrigieren der Kurbelwinkelposi tion jedes Zylinders gemäß dem oberen Totpunkt eines entsprechenden der Zylinder und der Referenzwinkelposi tion des entsprechenden der Zylinder aufweist.
daß die Zylinderdruck-Erfassungseinrichtung (17, 102) eine Mehrzahl von Drucksensoren aufweist, die jeweils in einer Mehrzahl von Zylindern des Motors vorgesehen sind, daß die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Totpunkts eine Einrichtung zum Bestimmen des oberen Totpunkts jedes Zylinders entsprechend dem Zylinder druck in einem entsprechenden der Zylinder aufweist,
und daß die Kurbelwinkel-Korrektureinrichtung (104) eine Einrichtung zum Korrigieren der Kurbelwinkelposi tion jedes Zylinders gemäß dem oberen Totpunkt eines entsprechenden der Zylinder und der Referenzwinkelposi tion des entsprechenden der Zylinder aufweist.
3. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurbelwinkel-Korrektureinrichtung (104) einen
Sicherungsspeicher aufweist, um die Abweichung zu spei
chern, selbst wenn eine Leistungsversorgung abgeschal
tet wird.
4. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Tot
punkts eine Einrichtung zum zwangsweisen Unterbrechen
der Kraftstoffzufuhr aufweist, um den Motor in einen
Nicht-Verbrennungszustand zu bringen, um den oberen
Totpunkt durch Unterbrechen einer Kraftstoffzufuhr zu
dem Motor zu erfassen.
5. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Tot
punkts eine Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungsbedingungs-
Unterscheidungseinrichtung zum Ermöglichen einer Er
fassung des oberen Totpunkts aufweist, während eine
Kraftstoffzufuhr zu dem Motor während eines normalen
Motorbetriebs unterbrochen ist.
6. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Tot
punkts eine Anlaßbedingung-Unterscheidungseinrichtung
aufweist, um eine Erfassung des oberen Totpunkts wäh
rend eines Anlaßbetriebs des Motors zu ermöglichen.
7. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (103) zum Erfassen des oberen Tot
punkts eine Rücksetzeinrichtung aufweist, um die Abwei
chung, die in dem Sicherungsspeicher gespeichert ist,
zurückzusetzen, wenn die Leistungsversorgung in der
Form einer Batterie abgeklemmt wird, um dann für ein
Intervall eines vorbestimmten Kurbelwinkels einen
Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungsbetrieb in einem ersten
Anlaßbetrieb nach dem Abklemmen der Batterie durchzu
führen, und den oberen Totpunkt während des Kraftstoff
zufuhr-Unterbrechungsbetriebs zu erfassen.
8. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß einem der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kurbelwinkel-Erfassungssystem ferner eine Zünd
zeitpunkt-Steuereinrichtung (105) zum Steuern eines
Zündzeitpunkts des Motors gemäß der Kurbelwinkelposi
tion, die durch die Kurbelwinkel-Korrektureinrichtung
(104) korrigiert ist, aufweist.
9. Kurbelwinkel-Erfassungssystem gemäß einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kurbelwinkel-Erfassungssystem ferner eine
Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt-Steuereinrichtung (106)
zum Steuern eines Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkts des
Motors gemäß der Kurbelwinkelposition, die durch die
Kurbelwinkel-Korrektureinrichtung (104) korrigiert ist,
aufweist.
10. Motorsystem gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
einen Motor mit innerer Verbrennung;
eine Sensorgruppe (13, 14, 15, 16, 17, 18) zum Erfassen von Motorbetriebsbedingungen des Motors, wobei die Sen sorgruppe einen Kurbelwinkelsensor (14, 201) zum Erzeu gen eines Einheitswinkelsignals (POS) periodisch zu In tervallen eines Einheitswinkels der Umdrehung einer Kurbelwelle des Motors und eines Referenzwinkelsignals (REF) bei einem vorbestimmten Referenzwinkel relativ zu einem oberen Totpunkt in einem ersten Zylinder, der ein Zylinder des Motors ist, und einen Zylinderdrucksensor (17, 202) zum Erfassen eines Zylinderdrucks in dem er sten Zylinder des Motors aufweist; und
eine Steuereinheit zum Überwachen des Zylinderdrucks, der durch den Zylinderdrucksensor (17, 202) erfaßt wird, während der Motor in einem Nicht-Verbrennungs-Zu stand ist, zum Erzeugen eines Signals für den oberen Totpunkt, wenn der Zylinderdruck in dem Nicht-Verbren nungs-Betriebszustand den Zustand eines maximalen Drucks erreicht, zum Bestimmen eines tatsächlichen Re ferenzwinkels relativ zu dem oberen Totpunkt durch das Zählen der Einheitswinkelsignale, die zwischen dem Re ferenzwinkelsignal und dem Signal für den oberen Tot punkt empfangen werden, und zum Bestimmen eines korri gierten momentanen Winkels relativ zu dem oberen Tot punkt gemäß dem tatsächlichen Referenzwinkel und einem erfaßten momentanen Winkel, der durch das Zählen der Einheitswinkelsignale, die nach dem Referenzwinkelsi gnal gezählt wurden, bestimmt wird.
einen Motor mit innerer Verbrennung;
eine Sensorgruppe (13, 14, 15, 16, 17, 18) zum Erfassen von Motorbetriebsbedingungen des Motors, wobei die Sen sorgruppe einen Kurbelwinkelsensor (14, 201) zum Erzeu gen eines Einheitswinkelsignals (POS) periodisch zu In tervallen eines Einheitswinkels der Umdrehung einer Kurbelwelle des Motors und eines Referenzwinkelsignals (REF) bei einem vorbestimmten Referenzwinkel relativ zu einem oberen Totpunkt in einem ersten Zylinder, der ein Zylinder des Motors ist, und einen Zylinderdrucksensor (17, 202) zum Erfassen eines Zylinderdrucks in dem er sten Zylinder des Motors aufweist; und
eine Steuereinheit zum Überwachen des Zylinderdrucks, der durch den Zylinderdrucksensor (17, 202) erfaßt wird, während der Motor in einem Nicht-Verbrennungs-Zu stand ist, zum Erzeugen eines Signals für den oberen Totpunkt, wenn der Zylinderdruck in dem Nicht-Verbren nungs-Betriebszustand den Zustand eines maximalen Drucks erreicht, zum Bestimmen eines tatsächlichen Re ferenzwinkels relativ zu dem oberen Totpunkt durch das Zählen der Einheitswinkelsignale, die zwischen dem Re ferenzwinkelsignal und dem Signal für den oberen Tot punkt empfangen werden, und zum Bestimmen eines korri gierten momentanen Winkels relativ zu dem oberen Tot punkt gemäß dem tatsächlichen Referenzwinkel und einem erfaßten momentanen Winkel, der durch das Zählen der Einheitswinkelsignale, die nach dem Referenzwinkelsi gnal gezählt wurden, bestimmt wird.
11. Motorsystem gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Motorsystem ferner eine Betätigungseinrichtung (210) zum Durchführen einer vorbestimmten Aktion für den Motor beim Empfang eines Zeitgebungs-Steuersignals aufweist, und daß die Steuereinheit eine Zeitgebungs- Steuereinrichtung (211) zum Erzeugen der Zeitgebungs- Steuersignale aufweist, wenn der korrigierte momentane Winkel relativ zu dem oberen Totpunkt einen vorbestimm ten gewünschten Winkel erreicht; und
daß die Steuereinheit folgende Merkmale aufweist:
eine Zähleinrichtung (204) zum Bestimmen des erfaßten momentanen Winkels durch das Zählen der Einheitswinkel signale nach dem Empfang des Referenzsignals,
eine Bedingungsunterscheidungseinrichtung (205) zum Be stimmen, ob der Motor in dem Nicht-Verbrennungszustand ist, in dem eine Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylin der unterbrochen ist, und zum Erzeugen eines Nicht-Ver brennungszustands-Signals, wenn der Motor in dem Nicht-Verbrennungszustand ist;
eine Einrichtung (206) zum Erfassen des oberen Tot punkts zum Überwachen des Zylinderdrucks und zum Erzeu gen des Signals für den oberen Totpunkt, wenn der Zy linderdruck den Zustand des maximalen Drucks erreicht, während das Nicht-Verbrennungszustand-Signal vorliegt;
eine Einrichtung (207) zum Bestimmen des tatsächlichen Referenzwinkels, um den tatsächlichen Referenzwinkel zu bestimmen, der gleich einem Produkt ist, das das Ergeb nis einer Multiplikation des Einheitswinkels mit einer Anzahl ist, die durch das Zählen der Zähleinrichtung (204) erreicht wird, wenn die Einrichtung (207) zum Be stimmen des tatsächlichen Referenzwinkels das Signal für den oberen Totpunkt von der Einrichtung (206) zum Erfassen des oberen Totpunkts empfängt; und
eine Einrichtung (208) zum Bestimmen eines korrigierten Winkels, um den korrigierten momentanen Winkel zu be stimmen, der gleich einem Ergebnis einer algebraischen Addition des tatsächlichen Referenzwinkels, der durch die Einrichtung (207) zum Bestimmen des tatsächlichen Referenzwinkels bestimmt wird, und einer Größe, deren absoluter Wert gleich dem erfaßten momentanen Winkel, der von der Zähleinrichtung (204) bestimmt wird, ist.
daß das Motorsystem ferner eine Betätigungseinrichtung (210) zum Durchführen einer vorbestimmten Aktion für den Motor beim Empfang eines Zeitgebungs-Steuersignals aufweist, und daß die Steuereinheit eine Zeitgebungs- Steuereinrichtung (211) zum Erzeugen der Zeitgebungs- Steuersignale aufweist, wenn der korrigierte momentane Winkel relativ zu dem oberen Totpunkt einen vorbestimm ten gewünschten Winkel erreicht; und
daß die Steuereinheit folgende Merkmale aufweist:
eine Zähleinrichtung (204) zum Bestimmen des erfaßten momentanen Winkels durch das Zählen der Einheitswinkel signale nach dem Empfang des Referenzsignals,
eine Bedingungsunterscheidungseinrichtung (205) zum Be stimmen, ob der Motor in dem Nicht-Verbrennungszustand ist, in dem eine Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylin der unterbrochen ist, und zum Erzeugen eines Nicht-Ver brennungszustands-Signals, wenn der Motor in dem Nicht-Verbrennungszustand ist;
eine Einrichtung (206) zum Erfassen des oberen Tot punkts zum Überwachen des Zylinderdrucks und zum Erzeu gen des Signals für den oberen Totpunkt, wenn der Zy linderdruck den Zustand des maximalen Drucks erreicht, während das Nicht-Verbrennungszustand-Signal vorliegt;
eine Einrichtung (207) zum Bestimmen des tatsächlichen Referenzwinkels, um den tatsächlichen Referenzwinkel zu bestimmen, der gleich einem Produkt ist, das das Ergeb nis einer Multiplikation des Einheitswinkels mit einer Anzahl ist, die durch das Zählen der Zähleinrichtung (204) erreicht wird, wenn die Einrichtung (207) zum Be stimmen des tatsächlichen Referenzwinkels das Signal für den oberen Totpunkt von der Einrichtung (206) zum Erfassen des oberen Totpunkts empfängt; und
eine Einrichtung (208) zum Bestimmen eines korrigierten Winkels, um den korrigierten momentanen Winkel zu be stimmen, der gleich einem Ergebnis einer algebraischen Addition des tatsächlichen Referenzwinkels, der durch die Einrichtung (207) zum Bestimmen des tatsächlichen Referenzwinkels bestimmt wird, und einer Größe, deren absoluter Wert gleich dem erfaßten momentanen Winkel, der von der Zähleinrichtung (204) bestimmt wird, ist.
12. Motorsystem gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungseinrichtung (210) eine Einrichtung (211) zum Verändern von zumindest einem eines Zündzeit punkts und eines Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkts des Motors aufweist; und
daß der vorbestimmte Referenzwinkel relativ zu dem obe ren Totpunkt ein Winkel vor dem oberen Totpunkt ist, und daß die Steuereinheit die Einrichtung (208) zum Be stimmen des korrigierten Winkels aufweist, die den kor rigierten momentanen Winkel relativ zu dem oberen Tot punkt durch Subtrahieren des erfaßten momentanen Win kels von dem tatsächlichen Referenzwinkel bestimmt.
daß die Betätigungseinrichtung (210) eine Einrichtung (211) zum Verändern von zumindest einem eines Zündzeit punkts und eines Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkts des Motors aufweist; und
daß der vorbestimmte Referenzwinkel relativ zu dem obe ren Totpunkt ein Winkel vor dem oberen Totpunkt ist, und daß die Steuereinheit die Einrichtung (208) zum Be stimmen des korrigierten Winkels aufweist, die den kor rigierten momentanen Winkel relativ zu dem oberen Tot punkt durch Subtrahieren des erfaßten momentanen Win kels von dem tatsächlichen Referenzwinkel bestimmt.
13. Motorsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Motorsystem ferner eine Anlaßbetrieb-Erfas
sungseinrichtung (214) zum Erzeugen eines Anlaßbedin
gungssignals, wenn der Motor in einem Anlaßbetrieb ist,
aufweist; daß die Betätigungseinrichtung (210) eine
Kraftstoffzufuhreinrichtung zum Zuführen von Kraftstoff
zu dem Motor aufweist; daß die Steuereinheit ferner
eine Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Steuereinheit (216)
zum Bewirken, daß die Kraftstoffzufuhreinrichtung eine
Kraftstoffzufuhr zu dem ersten Zylinder unterbricht,
durch das Erzeugen eines Kraftstoffzufuhrunterbre
chungs-Steuersignals, und eine Kraftstoffzufuhrunter
brechungs-Befehlseinrichtung (215) aufweist, um die
Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Steuereinrichtung (216)
anzuweisen, das Kraftstoffzufuhrunterbrechungs-Steuer
signal zu erzeugen, wenn das Anlaßbedingungssignal vor
liegt; und daß die Bedingungsunterscheidungseinrichtung
(205) eine Einrichtung zum Erzeugen des Nicht-Verbren
nungszustands-Signals aufweist, wenn das Kraftstoffzu
fuhrunterbrechungs-Steuersignal vorliegt.
14. Motorsystem gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinheit einen Sicherungsspeicher (221)
zum Speichern des tatsächlichen Referenzwinkels, der
durch die Einrichtung (206) zum Erfassen des oberen
Totpunkts bestimmt wird, und eine Rücksetzeinrichtung
(222) zum Überwachen einer Leistungsversorgung (223) zu
der Steuereinheit und zum Zurücksetzen des tatsächli
chen Referenzwinkels auf den vorbestimmten Referenzwin
kel, wenn die Leistungsversorgung (223) in einem vorbe
stimmten Zustand ist, aufweist.
15. Motorsteuerverfahren für einen Motor mit innerer Ver
brennung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
einen Kurbelwinkel-Erfassungsschritt (S10) zum Zählen von Einheitswinkelsignalen (POS), die einen Einheits winkel einer Kurbelwellenumdrehung des Motors darstel len, vom Auftreten eines Referenzwinkelsignals (REF) ab, das einen vorbestimmten Referenzwinkel der Kurbel wellenumdrehung des Motors darstellt, und zum Bestimmen eines erfaßten momentanen Kurbelwinkels gemäß einer An zahl der Einheitswinkelsignale (POS);
einen Bedingungsunterscheidungsschritt (S1, S6, S7, S8) zum Bestimmen, ob der Motor in einem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist und zum Erzeugen eines Nicht-Verbrennungszustands-Signals, wenn der Motor in dem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist;
einen Schritt (S11) zum Erfassen des oberen Totpunkts, um ein Zylinderdrucksignal zu überwachen, das einen er faßten Zylinderdruck in einem ersten Zylinder des Mo tors darstellt, während das Nicht-Verbrennungszu stands-Signal vorliegt, und zum Erzeugen eines Signals für den oberen Totpunkt, wenn der Zylinderdruck einen Zustand eines maximalen Drucks erreicht; und
einen Korrekturschritt (S12, S13, S14) zum Bestimmen eines tatsächlichen Referenzwinkels relativ zu einem oberen Totpunkt aus der Anzahl der Einheitswinkelsigna le, die erreicht wird, wenn das Signal für den oberen Totpunkt erzeugt wird, und zum Bestimmen eines korri gierten momentanen Winkels relativ zu dem oberen Tot punkt gemäß dem tatsächlichen Referenzwinkel und dem erfaßten momentanen Winkel, der in dem Kurbelwinkel-Er fassungsschritt bestimmt wird.
einen Kurbelwinkel-Erfassungsschritt (S10) zum Zählen von Einheitswinkelsignalen (POS), die einen Einheits winkel einer Kurbelwellenumdrehung des Motors darstel len, vom Auftreten eines Referenzwinkelsignals (REF) ab, das einen vorbestimmten Referenzwinkel der Kurbel wellenumdrehung des Motors darstellt, und zum Bestimmen eines erfaßten momentanen Kurbelwinkels gemäß einer An zahl der Einheitswinkelsignale (POS);
einen Bedingungsunterscheidungsschritt (S1, S6, S7, S8) zum Bestimmen, ob der Motor in einem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist und zum Erzeugen eines Nicht-Verbrennungszustands-Signals, wenn der Motor in dem vorbestimmten Nicht-Verbrennungszustand ist;
einen Schritt (S11) zum Erfassen des oberen Totpunkts, um ein Zylinderdrucksignal zu überwachen, das einen er faßten Zylinderdruck in einem ersten Zylinder des Mo tors darstellt, während das Nicht-Verbrennungszu stands-Signal vorliegt, und zum Erzeugen eines Signals für den oberen Totpunkt, wenn der Zylinderdruck einen Zustand eines maximalen Drucks erreicht; und
einen Korrekturschritt (S12, S13, S14) zum Bestimmen eines tatsächlichen Referenzwinkels relativ zu einem oberen Totpunkt aus der Anzahl der Einheitswinkelsigna le, die erreicht wird, wenn das Signal für den oberen Totpunkt erzeugt wird, und zum Bestimmen eines korri gierten momentanen Winkels relativ zu dem oberen Tot punkt gemäß dem tatsächlichen Referenzwinkel und dem erfaßten momentanen Winkel, der in dem Kurbelwinkel-Er fassungsschritt bestimmt wird.
16. Motorsteuerverfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet,
daß das Steuerverfahren ferner einen Steuerschritt (S23- S26) zum Erzeugen eines Zeitgebungssteuersignals zum Steuern von einem eines Zündzeitpunkts und eines Kraft stoffeinspritz-Zeitpunkts des Motors aufweist, wenn der korrigierte momentane Winkel gleich einem vorbestimmten gewünschten Winkel wird; und
daß der korrigierte momentane Winkel relativ zu dem oberen Totpunkt ein Winkel vor dem oberen Totpunkt ist und in dem Korrekturschritt durch Subtraktion des er faßten momentanen Winkels von dem tatsächlichen Refe renzwinkel bestimmt wird.
daß das Steuerverfahren ferner einen Steuerschritt (S23- S26) zum Erzeugen eines Zeitgebungssteuersignals zum Steuern von einem eines Zündzeitpunkts und eines Kraft stoffeinspritz-Zeitpunkts des Motors aufweist, wenn der korrigierte momentane Winkel gleich einem vorbestimmten gewünschten Winkel wird; und
daß der korrigierte momentane Winkel relativ zu dem oberen Totpunkt ein Winkel vor dem oberen Totpunkt ist und in dem Korrekturschritt durch Subtraktion des er faßten momentanen Winkels von dem tatsächlichen Refe renzwinkel bestimmt wird.
17. Motorsteuerverfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet,
daß der Bedingungsunterscheidungsschritt (S1, S6, S7,
S8) folgende Teilschritte aufweist: einen ersten Teil
schritt (S1) des Bestimmens, ob der Motor in einem An
laßbetrieb ist, einen zweiten Teilschritt (S6, S7) des
Unterbrechens einer Kraftstoffzufuhr zu dem Motor für
eine vorbestimmte Periode, wenn der Motor in dem Anlaß
betrieb ist, und des Erzeugens des Nicht-Verbrennungs
zustands-Signals, und einen dritten Teilschritt (S8)
des Erzeugens des Nicht-Verbrennungszustands-Signals,
wenn der Motor in einem normalen Kraftstoffzufuhrunter
brechungs-Betrieb ist.
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