DE3539275A1 - Motorsteuersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorsteuersystem nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Es ist bei Motorsteuersystemen üblich, die Drehzahlinformation zu gewinnen, indem die Winkelstellung der Kurbelwelle erfaßt wird. Dies kann beispielsweise durch Abtasten der Zähne am An­ lasserkranz geschehen.

Zur eindeutigen Festlegung der Kurbelwellenstellung, also zur Synchronisierung, ist es weiterhin notwendig, einen Markierungs­ impuls zu erzeugen, der einer definierten Winkelstellung ent­ spricht.

Ein Arbeitstakt einer Viertakt-Brennkraftmaschine findet während zwei Umläufen einer Kurbelwelle statt, die zugehörige Nockenwel­ le dreht sich während dieser Zeit einmal um sich selbst. Eine eindeutige Zuordnung bei Zündimpulsen ist jedoch bei einem Rei­ henmotor mit gerader Zylinderzahl ohne weiteres möglich, da die benötigten Signale während der ersten 360° Kurbelwellenumdrehung identisch sind mit den benötigten Signalen während der Umdrehung der Kurbelwelle von 360° bis 720°.

Schwierigkeiten jedoch gibt es bei Motoren mit ungeraden Zylin­ derzahlen, die unterschiedliche Zündzeitpunktauslösungen während der ersten und zweiten Kurbelwellenumdrehung eines Arbeitstaktes benötigen. Außerdem sind für intermittierende Einspritzsysteme die Zylinderansteuerung nicht eindeutig.

Aus der DE-PS 29 27 538 ist es bekannt, die nicht benötigten Signale durch ein von der Nockenwelle abgeleitetes Signalfenster auszublenden, so daß weiterhin die Vorteile der direkten Abfra­ ge an der Kurbelwelle erhalten bleiben, nämlich die Vermeidung von Toleranzen durch Spiel zwischen Kurbel- und Nockenwelle, andererseits jedoch auf einfache Weise die nicht benötigten Kurbel­ wellenwinkelsignale ausgeblendet werden.

Nachteilig bei diesem bekannten System ist jedoch, daß bei Aus­ fall des Sensors oder der Logik, die den Kurbelwellenwinkel ab­ tastet, die Brennkraftmaschine funktionsunfähig wird und ein mit der Brennkraftmaschine betriebenes Fahrzeug liegenbleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem gattungsgemäßen System Notlaufeigenschaften sicherzustellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1.

Vorgesehen ist, daß von der Nockenwellenumdrehung zwei verschie­ dene Signale abgenommen werden: Zum einen, wie bekannt, das Sig­ nal, das das Fenster liefert, um das Kurbelwellensynchronisier­ signal zu erzeugen. Weiterhin wird zu einem festen Zeitpunkt von der Nockenwelle ein Signal für jeden Zylinder abgeleitet, das die Aufladung der Zündspule und den anschließenden Zündfun­ ken für den jeweiligen Zylinder erzeugt.

Eine Ausführungsform sieht vor, daß zwei getrennte Verteiler für den Motor vorgesehen sind. Eine derartige Lösung findet sich beispielsweise bei V 8-Motoren. Während der eine der beiden Ver­ teiler das Fenstersignal zur Festlegung des Kurbelwellenwinkel­ synchronisierimpulses liefert, liefert der andere Verteiler die Signale, die bei Ausfall des Kurbelwellenwinkelabtastsensors die Notlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine sicherstellen.

Eine bevorzugte Ausführungsform, die auch bei herkömmlichen Mo­ toren mit einem Verteiler eingesetzt werden kann, sieht vor, daß die beiden Signale in einem einzigen Verteiler zusammengefaßt werden. Da jedoch dem Signal, das das Fenster für den Synchroni­ sierimpuls auslöst, eine andere Bedeutung zukommt als den Signa­ len für die Notlaufeigenschaften, werden die Signale mit unter­ schiedlicher Länge erzeugt und anhand ihrer Länge entsprechend diskriminiert.

Das Signal, das durch seine Zeitgleichheit mit dem Hauptmarkie­ rungssignal an der Kurbelwelle das Synchronisiersignal detektiert, ist zeitlich größer als die nachfolgenden Signale, die den Not­ laufzündimpuls sicherstellen sollen. Die Signale für den Notlauf­ zündimpuls müssen so lang sein, daß eine ausreichende Ladung der Zündspule bei Signalbeginn gewährleistet ist, während das Signalende dann die Zündung selbst auslöst. Das Signalende ist dabei in einem festen Verhältnis zum oberen Totpunkt des jeweili­ gen Zylinders, beispielsweise 15° vor OT und stellt sicher, daß zu diesem Zeitpunkt unter Notlaufbedingungen eine Zündung er­ folgt.

Das Signal, das zeitgleich mit dem Markierungssignal von der Kurbelwelle kommt, um den Synchronisierimpuls zu erzeugen, ist von längerer Dauer als die Notlaufsignale und dabei so angeord­ net, daß die Kurbelwellenmarkierung kurz nach der Öffnung des Fensters, verursacht durch den Signalbeginn, anliegt.

In Kauf genommen wird dabei, daß durch dieses längerdauernde Signal die Zündspule eine leisere Aufladung erfährt als bei den kürzeren Notlaufsignalen, Untersuchungen jedoch haben ergeben, daß dadurch die Notlaufeigenschaften dennoch aufrechterhalten bleiben können.

Durch das erfindungsgemäße System ist außerdem eine Schnellstart­ funktion möglich. Bei Systemen nach dem Stand der Technik kann es bis zu zwei Kurbelwellenumdrehungen beim Anlaßvorgang dauern, bis der erste Zylinderzündimpuls abgegeben werden kann. Erfindungs­ gemäß kann beim Anlassen das Notlaufsignal verwendet werden, so daß bei einem Vierzylindermotor schon nach 180° Kurbelwellen­ drehung, bei höherer Zylinderzahl entsprechend noch früher, eine Zündung des entsprechenden Zylinders erfolgen kann.

Außerdem wird durch die Erfindung eine leichtere Einstellung des Motors bei der Produktion möglich. Wird beim Einstellen das Zündsystem im Notlaufmodus betrieben, wird dementsprechend ein vorgegebener Testzündwinkel, der durch die Verteilerblende er­ zeugt ist, ausgegeben, der dann entsprechend einzustellen ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß im Notlaufmodus, z. B. bei einem Achtzylindermotor, nur jeder zweite Zylinder gezündet wird, so daß die dadurch bedingten verschlechterten Fahreigenschaften den Betreiber des Kraftfahrzeuges veranlassen werden, umgehend eine Werkstatt aufzusuchen.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung wird anhand der bei­ den Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Lage der Signale zueinander bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 2 die Lage der Signale zueinander bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist die Verwirklichung der Erfindung unter Verwendung von zwei Verteilern, beispielsweise bei einem V 8-Motor gezeigt.

Fig. 1a zeigt die Lage der oberen Totpunkte der einzelnen Zylin­ der, wobei von Zylinder 1 bis zu Zylinder 1 die Kurbelwelle zwei volle Umdrehungen macht. Der Verteiler 1 liefert das Phasensig­ nal, das an der Hall-Blende des Verteilers abgegriffen wird und dazu dient, ein Signalfenster zu öffnen, während dessen durch das Phasensignal von der Nockenwelle ein Synchronisierimpuls an die anschließende Logik gegeben wird.

Verteiler 2 liefert für die einzelnen Zylinder, also während eines Arbeitstaktes insgesamt achtmal, Notlaufsignale, die so gelegt sein müssen, daß jeweils während des von der Kurbelwelle abgegriffenen Markierungssignals kein Notlaufsignal anliegt, damit allein die Hall-Blende des Verteilers 1 verantwortlich ist für die Festlegung des Synchronisierimpulses.

Von diesem Signal aus dem zweiten Verteiler, das ebenfalls gün­ stigerweise durch Aussparungen in der Hall-Blende verwirklicht wird, werden Drehzahlersatzsignale abgeleitet, so daß ein ent­ sprechend der Drehzahl festgelegter Zündimpuls jeweils an den Zylinder abgegeben wird.

Eine weitere Ausführungsform zeigt das Diagramm nach Fig. 2, ebenfalls wieder sind acht Zylinder aufgezeigt, diesmal jedoch ist nur ein einziger Verteiler vorgesehen, der die entsprechenden Signale abgibt.

Das Bezugsmarkensignal erfolgt zweimal während eines Arbeitstak­ tes, wobei nur eines der beiden Signale detektiert werden darf als Synchronisiersignal, um den Beginn eines Arbeitstaktes fest­ legen zu können.

Das Verteilersignal besteht aus einer Reihenfolge von einem rela­ tiv längeren und sieben relativ kürzeren Signalen. Die Länge des relativ längeren Signales ist so gewählt, daß mit Sicherheit das Bezugsmarkensignal in das Signalfenster des längeren Signals fällt, die kürzeren Signale sind mit ihren Low- und High-Phasen so aufeinander abgestimmt, daß das zweite Bezugsmarkensignal, das nicht als Synchronisierimpuls verwendet werden soll, durch ein entsprechendes Fehlen von dem Verteilersignal gesperrt wird. Hierbei sind die entsprechenden Toleranzen zwischen den Zahn­ rädern oder den Riemenantrieben zu beachten.

Claims (7)

1. Motorsteuersystem für eine fremdgezündete, mehrzylindrige Brennkraftmaschine, bei dem der Kurbelwelle ein Drehzahlsig­ nalgeber zugeordnet ist, von dem Drehzahlsignale abgeleitet werden sowie ein Synchronisiersignal pro Umdrehung der Kurbel­ welle, das eine definierte Stellung der Kurbelwelle anzeigt, und bei dem von der Nockenwelle Signale abgeleitet werden, die zur Festlegung der Eindeutigkeit des Synchronisiersignals nutzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Nockenwellendrehzahl umlaufender Signalgeber Not­ laufsignale liefert, mit Hilfe derer bei Ausfall der Kurbel­ wellensignalinformation die Motorsteuerung aufrechterhalten werden kann.

2. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Brennkraftma­ schine zwei Verteiler aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Verteiler einen ersten Sig­ nalgeber trägt, der das Synchronisiersignal festlegt, und der zweite Verteiler einen zweiten Signalgeber trägt, der die Notlaufsignale liefert.

3. Motorsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß von der Nockenwellenumdre­ hung abgeleitete Signale durch einen Signalgeber geliefert werden, der dem Zündverteiler zugeordnet ist.

4. Motorsteuersystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Signalgeber gelieferten unterschiedlichen Signale zur Festlegung des Syn­ chronisiersignals einerseits und die Notlaufsignale anderer­ seits durch ihre unterschiedliche Länge diskriminierbar sind.

5. Motorsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Signal­ geber eine Hall-Blende eingesetzt wird, die einen längeren und eine Anzahl kürzerer Abschnitte trägt, wobei die Gesamt­ ausschnittanzahl der Zylinderanzahl entspricht.

6. Motorsteuersystem nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Winkelabstände zwischen jeweils einer definierten Flanke zweier benachbarter Signale gleich groß sind.

7. Motorsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Notlaufsignale jeweils nur jeder zweite Zylinder angesteuert wird.