DE3936259A1

DE3936259A1 - Vorrichtung zur motorsteuerung

Info

Publication number: DE3936259A1
Application number: DE3936259A
Authority: DE
Inventors: Shoji Sasaki; Kenji Tabuchi
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1990-05-03
Also published as: JPH0751936B2; KR900008168A; US4960092A; DE3936259C2; JPH02125948A; KR950000220B1

Description

Die Vorrichtung betrifft eine Vorrichtung zur Motorsteuerung und insbesondere eine solche Motorsteuerungsvorrichtung, die zu einer Ersatzsteuerung geeignet ist, wenn die Ausgabe eines Kurbelwinkelsensors Abnormalitäten aufweist.

Als herkömmliches Ersatzzündzeitpunktsteuerungsverfahren bei einer abnormalen Kurbelwinkelsensorausgabe ist aus JP 62-2 25 770-A ein Motorsteuerungsverfahren bekannt, das dadurch ausgeführt wird, daß nicht nur ein Kurbelwinkelsensor für die normale Steuerung sondern außerdem ein Ersatzsteuerungskurbelwinkelsensor vorgesehen sind, so daß zur Berechnung des Zündzeitpunkts zur Ausgabe des Ersatzkurbelwinkelsensors geschaltet werden kann, wenn in der Ausgabe des normalen Kurbelwinkelsensors eine Abnormalität ermittelt wird. Die erwähnte Zündzeitpunktsteuerung wird jedoch in dem Zeitintervall nicht richtig ausgeführt, in dem vom in einem abnormalen Betrieb sich befindenden normalen Kurbelwinkelsensor zum Ersatzsteuerungskurbelwinkelsensor gestaltet wird. Folglich kann bei einer kurzen Unterbrechung, während der das vom Kurbelwinkelsensor ausgegebene Positionssignal zwar fehlerhaft ist, aber sofort wieder hergestellt wird, ein normales Zündzeitpunktsignal nicht ausgegeben werden. Dies hat Drehzahlschwankungen zur Folge, die im schlimmsten Fall den Motor abdrosseln können.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung eines Motors zu schaffen, die Drehzahlschwankungen oder ein Abdrosseln des Motors aufgrund plötzlich auftretender Fehler in den für die Zündzeitpunktsteuerung notwendigen Positionssignalen (POS-Signalen) eines Kurbelwinkelsensors verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Motorsteuerung, in der die Zündzeitpunktsteuerung auf der Grundlage von Zündwinkelsignalen ausgeführt wird, wobei die Vorrichtung eine Bezugssignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Bezugssignalen, die jeweils in ersten vorbestimmten Drehwinkelintervallen des Motors ausgegeben werden und jeweils in einer konstanten Winkelbeziehung zum oberen Totpunkt eines jeden Zylinders des Motors stehen, eine Positionssignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Positionssignalen für die Zündzeitpunktsteuerung, die jeweils in zweiten vorbestimmten Drehwinkelintervallen, die kürzer als die ersten vorbestimmten Drehwinkelintervalle sind, ausgegeben werden, eine Zündwinkelsignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Zündwinkelsignalen auf der Grundlage der Bezugssignale und der Positionssignale, eine Taktsignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Taktsignalen mit konstanter Frequenz, eine Zündzeitpunktsignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Zündzeitpunktsignalen auf der Grundlage der Bezugssignale und der Taktsignale, eine Abnormalitätsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Abnormalität in den Positionssignalen und eine Ausgabewähleinrichtung, die in einem Normalzustand die Ausgabe der Zündwinkelsignale und bei Ermittlung einer Abnormalität in den Positionssignalen die Ausgabe der Zündzeitpunktsignale wählt, aufweist, um die Zündzeitpunktsteuerung sowohl in einem normalen Zustand als auch in einem abnormalen Zustand der Positionssignale auszuführen.

Gemäß der oben angegebenen Struktur wird die Zündzeitpunktsteuerung in einem normalen Zustand auf der Grundlage des Bezugssignals (REF-Signal) und des Positionssignals (POS-Signal) und bei einer abnormalen POS-Signalerzeugung auf der Grundlage des REF-Signals und des Taktsignals ausgeführt. Das Ergebnis besteht darin, daß die Motorsteuerung auch dann richtig ausgeführt werden kann, wenn das POS-Signal eine sich schnell ändernde Fehlerhaftigkeit zeigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Motorsteuerung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der inneren Struktur der elektronischen Verteilerschaltung von Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der inneren Struktur des E/A-Bausteins von Fig. 1;

Fig. 4 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Operationen des E/A-Bausteins;

Fig. 5 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Operationen des E/A-Bausteins, wenn die POS-Signale fehlerhaft sind;

Fig. 6 ein Flußdiagramm für die Ersatzsteuerung der Zündzeitpunktsignale;

Fig. 7 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Operationen bei der Erzeugung des Ersatzsteuerungszündzeitpunktsignals;

Fig. 8 ein Flußdiagramm für die Ersatzsteuerung des Zylindersignals;

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der inneren Struktur der erfindungsgemäßen elektronischen Verteilerschaltung;

Fig. 10 ein Blockschaltbild der inneren Struktur der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen E/A-Bausteins;

Fig. 11, 12 Flußdiagramme für die zweite Ausführungsform und

Fig. 13 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Operationen der zweiten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Motorsteuerung gezeigt. Ein Kurbelwinkelsensor 1 erzeugt Signale, wenn die Position der Kurbelwelle eines Motors einem vorbestimmten Drehwinkel entspricht. Das heißt, daß der Kurbelwinkelsensor 1 einerseits während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle ein Bezugspositionssignal (REF-Signal) 1 a für jeden Zylinder des Motors in gleichen Intervallen (von 120° für einen Sechszylinder-Verbrennungsmotor) und andererseits bei jedem kleinen Drehwinkel der Kurbelwelle (z. B. 2°) ein Positionssignal (POS-Signal) 1 b erzeugt. Das REF-Signal wird bei einer relativen Winkelposition erzeugt, die beispielsweise um 70° dem oberen Totpunkt eines Kolbens voreilt. Auf der Grundlage des REF-Signals werden Signale für die Zündzeitpunktsteuerung erzeugt.

Diese REF- und POS-Signale werden über einen Eingabe/Ausgabeschnittstellenbaustein (E/A-Baustein) 2 an eine Zentraleinheit (CPU) 3 geliefert. Die CPU 3 führt die Verarbeitung auf der Grundlage eines Programms, das in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 4 gespeichert ist und auf der Grundlage ebenfalls im ROM 4 gespeicherter, fester Daten aus. Von der CPU 3 verarbeitete temporäre Daten werden in einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) 5 gespeichert. Die verarbeiteten Daten werden als Zündwinkelsignal 2 a über den E/A-Baustein 2 an eine elektronische Verteilerschaltung 8 geliefert, um die Zündspulen 9 bis 14 zu steuern.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das die innere Struktur der elektronischen Verteilerschaltung 8 zeigt.

Die vom Kurbelwinkelsensor 1 erzeugten REF-Signale 1 a und POS-Signale 1 b werden in einem UND-Gatter 21 logisch verknüpft und in eine Zylinderunterscheidungsschaltung 22 eingegeben, in der die Zylinder voneinander unterschieden werden. Die Impulsbreite des REF-Signals 1 a ist für jeden der einzelnen Zylinder verschieden. Beispielsweise weist das den ersten Zylinder angebende REF-Signal eine Impulsbreite auf, die 24 POS-Signalimpulsen entspricht, weist das den zweiten Zylinder angebende REF-Signal eine Impulsbreite auf, die 20 POS-Signalimpulsen entspricht, weist das den dritten Zylinder angebende REF-Signal eine Impulsbreite auf, die 16 POS-Signalimpulsen entspricht, weist das den vierten Zylinder angebende REF-Signal eine Impulsbreite auf, die 12 POS-Signalimpulsen entspricht, weist das den fünften Zylinder angebende REF-Signal eine Impulsbreite auf, die 8 POS-Signalimpulsen entspricht und weist das den sechsten Zylinder angebende REF-Signal eine Impulsbreite auf, die 4 POS-Signalimpulsen entspricht. Das bedeutet, daß der Abstand zwischen einem REF-Signal und dem nächsten (beispielsweise zwischen deren jeweiligen Anstiegs- oder Abstiegsflanken) stets konstant ist, daß aber deren Impulsbreiten verschieden sind.

Das REF-Signal 1 a und das POS-Signal 1 b werden an das UND-Gatter 21 geliefert, und dieses UND-Gatter gibt eine Anzahl von Impulsen aus, die der Impulsbreite des REF-Signals entspricht. Die Zylinderunterscheidungsschaltung 22 entscheidet durch Zählen der Impulszahl mittels eines Zählers, welcher Zylinder momentan aktuell ist, und gibt ein Bezugszylindersignal 22 a aus. Mittels einer Impulsanstiegsermittlungsschaltung 20 wird die Anstiegsflanke des REF-Signals ermittelt und mit dieser der gezählte Wert im Zähler gelöscht. Ein Schieberegister 24 schickt an jeden der Zylinder entsprechend dem jeweiligen Bezugszylindersignal 22 a ein Zündwinkelsignal 2 a. Außerdem wird das Zündwinkelsignal 2 a mittels UND-Gattern 27 bis 32 logisch verknüpft, so daß es an einen zu zündenden Zylinder entsprechend der Ausgabe des Schieberegisters 24 über die entsprechenden Zündspulen 9 bis 14 ausgegeben wird.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, in dem die innere Struktur des E/A-Bausteins 2 gezeigt ist. Der E/A-Baustein 2 weist einen Voreilungszähler (ADV-Zähler) 33, mit dem eingegebene Impulse gezählt werden, ein Voreilungsregister (ADV-Register) 34, in dem der Wert des Voreilungswinkels gespeichert wird, einen Komparator 37, einen Spannungsabwesenheitszähler (DWELL-Zähler) 35, mit dem eingegebene Impulse gezählt werden, ein Spannungsabwesenheitsregister (DWELL-Register) 36, in dem der Winkel DWELL, während dem keine Spannung vorliegt, gespeichert wird, einen Komparator 38 und ein Flip-Flop (FF) 39 auf.

Die Operationen des E/A-Bausteins 2 werden mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Die CPU 3 berechnet aus der Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 1 die Motordrehzahl und empfängt von (nicht gezeigten) Sensoren Signale, die die Motorzustände angeben, um den Wert des Voreilungswinkels ADV und des Spannungsabwesenheitswinkels DWELL im ADV-Register 34 bzw. im DWELL-Register 36 zu speichern.

Der Voreilungswinkel ADV ist ein Winkel zwischen der Impulsanstiegsflanke des REF-Signals und dem Zündzeitpunkt, wie in Fig. 4 gezeigt, während der Spannungsabwesenheitswinkel DWELL ein Winkel zwischen dem Zündzeitpunkt und dem nächsten Beginn der Spannungsversorgung der Zündspule ist, wobei, wie in Fig. 4 gezeigt, während des DWELL-Winkels die Zündspule nicht mit Spannung versorgt wird.

Wenn in den ADV-Zähler 33 REF-Signale 1 a und POS-Signale 1 b eingegeben werden, beginnt dieser mit dem Zählen der POS-Signale, sobald er die Anstiegsflanke des REF-Signals 1 a empfängt und wird durch die Impulsanstiegsflanke des nächsten REF-Signals zurückgesetzt. Während der ADV-Zähler zählt, wird der Zählerwert an den Komparator 37 geschickt und dort mit einem ADV-Registerwert verglichen. Wenn der Zählerwert den Registerwert erreicht, erzeugt der Komparator 37 ein Signal 37 a und sendet dieses an den Rücksetzeingang (Reset) des Flip-Flops 39, wodurch das Flip-Flop 39 auf einen niedrigen Pegel gesetzt wird.

Andererseits zählt der DWELL-Zähler 35 die POS-Signale 1 b, wenn er vom Komparator 37 das Signal 37 a empfängt. Wenn der DWELL-Registerwert und der DWELL-Zählerwert übereinstimmen, liefert der DWELL-Komparator 38 ein Impulssignal an den Setzeingang (Set) des Flip-Flops 39, um das Flip-Flop 39 auf einen hohen Pegel zu setzen. Der DWELL-Zähler 35 wird durch das Impulssignal des DWELL-Komparators 38 gelöscht. Wenn der ADV-Zähler 34 so lange zählt, bis der ADV-Registerwert mit dem ADV-Zählerwert übereinstimmt, wird außerdem das Impulssignal 37 a des ADV-Komparators 37 an den Rücksetzeingang des Flip-Flops 39 eingegeben, um, wie oben erwähnt, das Flip-Flop 39 auf einen niedrigen Pegel zu setzen. Daher wird der ADV-Zähler 33 entsprechend dem REF-Signal 1 a zurückgesetzt und initialisiert, während der DWELL-Zähler 35 ausgelöst durch die Impulsausgabe 37 a des ADV-Komparators 37 initialisiert wird, wobei ein mit IGN (2 a) bezeichnetes Zündwinkelsignal 2 a aus dem Flip-Flop 39 ausgegeben wird, wie in Fig. 4 gezeigt.

Der E/A-Baustein 2 arbeitet normalerweise auf der Grundlage des REF-Signals 1 a und des POS-Signals 1 b, um wie erwähnt die Zündwinkelsignale 2 a zu erzeugen; er kann jedoch den Normalbetrieb nicht ausführen, falls aus irgendeinem Grund das POS-Signal 1 b fehlerhaft ist. Ein solcher Ablauf wird mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben.

Der in Fig. 3 gezeigte ADV-Zähler 33 wird durch das REF-Signal 1 a zurückgesetzt, um die POS-Signale 1 b zu zählen. Wenn, wie in Fig. 5 gezeigt, das POS-Signal 1 b fehlerhaft ist, wird ein dem REF-Signal 1 a, das den ADV-Zähler 33 zurückgesetzt hat, folgendes REF-Signal 1 a erzeugt, bevor der ADV-Zählerwert den ADV-Registerwert erreicht, so daß der ADV-Zähler durch das neu erzeugte REF-Signal 1 a zurückgesetzt wird, um wieder im Ausgang vom zurückgesetzten Zustand mit dem Zählen zu beginnen. Folglich wird zwischen den beiden oben erwähnten REF-Signalen kein Impulssignal erzeugt, so daß das Flip-Flop 39 nicht auf den niedrigen Pegel gesetzt werden kann und ein Zündwinkelsignal 2 a erzeugt wird, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, weshalb keine Zündung bewirkt wird. Falls das POS-Signal 1 b nach der Erzeugung des REF-Signals 1 a nicht fehlerhaft ist, zählt der ADV-Zähler das POS-Signal 1 b so lange, bis der ADV-Zählerwert den ADV-Registerwert erreicht, so daß das Signal nun an den Rücksetzeingang des Flip-Flops eingegeben und von der Zündspule ein Funke erzeugt wird. Somit kann also im Falle eines fehlerhaften POS-Signals der zu zündende Zylinder möglicherweise nicht gezündet werden.

Nun wird mit Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 6 die Ersatzsteuerung bei fehlerhaftem POS-Signal 1 b gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Wenn aufgrund des REF-Signals ein Unterbrechungssignal REFIRQ erzeugt wird, beginnt die CPU 3 eine Operation gemäß dem vorliegenden Flußdiagramm.

Im Schritt 601 wird die Anzahl der POS-Signale 1 b zwischen den REF-Signalen 1 a gelesen. Das Zählen der POS-Signale 1 b kann dadurch bewerkstelligt werden, daß der Zähler beispielsweise durch das vorangehende REF-Signal gelöscht wird und daß die POS-Signale hochgezählt werden. Zwischen den REF-Signalen 1 a wird stets eine konstante Anzahl von POS-Signalen 1 b erzeugt. Wenn das REF-Signal 1 a beispielsweise jeweils bei 120° erzeugt wird, während die POS-Signale 1 b jeweils bei 2° erzeugt werden, sollten zwischen 2 REF-Signalen 1 a jeweils 60 POS-Signale 1 b erzeugt werden.

Wenn die POS-Signale 1 b jedoch teilweise fehlerhaft sind, entspricht die Anzahl der POS-Signale 1 b nicht dem vorbestimmten Wert, so daß es möglich ist, dadurch auf eine Abnormalität des Kurbelwinkelsensors 1 zu schließen. Diese Abnormalität wird im Schritt 602 in Abhängigkeit davon, ob die Anzahl der POS-Signale 1 b innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht, beurteilt; d. h., es wird geprüft, ob die Beziehung

N₁ POS-Signalanzahl N₂

erfüllt ist, wobei N₁, N₂ jeweils vorbestimmte Zahlen sind. Wenn entschieden wird, daß der Kurbelwinkelsensor 1 nicht abnormal arbeitet, geht die Routine weiter zum Schritt 611, wo durch Prüfung des Zustandsbits 1 beurteilt wird, ob im vorherigen Schritt im POS-Signal 1 b eine Abnormalität aufgetreten ist. Wenn entschieden wird, daß das POS-Signal 1 b nicht abnormal war, d. h. daß das Zustandsbit 1 anstatt des Werts "1" den Wert "0" besitzt, wird die Zündzeitpunkteinstellung unter Verwendung des normalen Zündwinkelsignals 2 b gesteuert. Wenn das POS-Signal 1 b im vorherigen Schritt abnormal gewesen ist, werden die Eingänge des ADV-Zählers 33 und des DWELL-Zählers 35 im Schritt 612 vom Taktimpuls zum POS-Impuls geändert und das Zustandsbit 1 wird auf den Wert "0" gesetzt. Die Werte des Voreilungswinkels und des Spannungsabwesenheitswinkels werden im Schritt 614 auf die Werte des ADV-Registers 34 bzw. des DWELL-Registers 36 gesetzt und die Zündzeitpunkteinstellung wird durch das normale Zündwinkelsignal 2 a gesteuert.

Selbst wenn im Schritt 602 entschieden wird, daß der Kurbelwinkelsensor abnormal arbeitet und die POS-Signale 1 b fehlerhaft sind, während die REF-Signale 1 a normal erzeugt werden, kann das Zündsignal jedoch auf der Grundlage der Periode der REF-Signale 1 a gesteuert werden. Das bedeutet, daß ein Zündzeitpunktsignal 2 a′ zur Steuerung der Zündzeitpunkteinstellung auf der Grundlage des REF-Signals 1 a und des Taktsignals erzeugt und anstatt des Zündwinkelsignals 2 a verwendet werden kann.

Im Schritt 603 wird, wie in Fig. 7 gezeigt, die Periode T der REF-Signale 1 a eingelesen. Im Schritt 604 wird der Wert des Voreilungswinkels ADV von einem Winkelwert gemäß der folgenden Gleichung in einen Zeitwert T _ADV umgewandelt:

T _ADV = T/A × ADV

Hierbei ist A eine Konstante, die durch einen Kurbelwinkelwert zwischen den REF-Signalen 1 a, beispielsweise durch den Winkel von 120° bei Anwendung in einem Sechszylinder-Verbrennungsmotor, festgelegt wird; d. h., daß die Konstante in diesem Beispiel den Wert 120 besitzt.

Durch die REF-Signale wird der ADV-Zähler 33 zurückgesetzt. Der Wert T _ADV bezeichnet eine Zeitperiode zwischen der Erzeugung des REF-Signals und der Zündung durch die Zündspule. Im Schritt 605 wird der Wert des Spannungsabwesenheitswinkels DWELL in eine Zeitperiode umgewandelt. Da das Flußdiagramm mit einem REF-Signal beginnt und die Zeitperiode T _DWELL mit der Erzeugung des REF-Signals 1 a beginnt, wird sie durch Subtraktion eines konstanten Werts T _DWELL von der in einen Zeitwert umgewandelten Anzahl von gezählten Impulsen berechnet. Dieser Wert D kann ein fester Wert sein. Im Schritt 606 wird entschieden, ob das Zustandsbit 1 den Wert "1" besitzt, was bedeuten würde, daß die POS-Signale 1 b auch im vorherigen Schritt fehlerhaft gewesen sind. Falls die POS-Signale 1 b im vorherigen Schritt fehlerhaft gewesen sind (wenn das Zustandsbit den Wert "1" besitzt), wird die Steuerung des Zündzeitpunktsignals daraufhin abgeschlossen: Die Routine geht zum Schritt 610 weiter, wo die Zeitperioden T _ADV und T _DWELL im ADV-Register 34 bzw. im DWELL-Register 36 gesetzt werden; damit ist die Routine beendet. Falls im Schritt 606 nicht entschieden wird, daß das Zustandsbit 1 den Wert "1" besitzt, wird die Zündwinkelsteuerung vorher beendet. Daher werden die in den Schritten 607 und später ausgeführten Verarbeitungen dann initialisiert, wenn die POS-Signale 1 b während der Zündwinkelsignalsteuerung fehlerhaft sind, so daß die Steuerung in diesem Fall zur Zündzeitpunktsteuerung geschaltet wird. Da in diesem Fall der ADV-Zählerwert den ADV-Registerwert nicht erreicht, wird an die Rücksetzklemme des Flip-Flops 39 im Schritt 607 der Wert mit hohem Pegel eingegeben. Folglich wird die Zündspule gezündet. Im Schritt 608 werden die Eingänge des ADV-Zählers 33 und des DWELL-Zählers 35 an die Taktimpulse geschaltet. Im Schritt 610 werden die Zeitperioden T _ADV und T _DWELL im ADV-Register 34 bzw. im DWELL-Register 36 gesetzt, anschließend wird die Routine beendet. In Fig. 7 ist ein entsprechendes Impulsdiagramm gezeigt.

In der die elektronische Verteilerschaltung aufweisenden Vorrichtung zur Motorsteuerung wird außerdem, wie oben beschrieben, während der Erzeugung der REF-Signale die Anzahl der POS-Signale gezählt, um ein Bezugszylindersignal für die Unterscheidung der Zylinder auszugeben. Wenn jedoch während der Erzeugung der REF-Signale die POS-Signale fehlerhaft sind, kann das Bezugszylindersignal nicht erzeugt werden. Erfindungsgemäß wird die Ersatzsteuerung daher durch Erzeugung eines Hilfszylindersignals ausgeführt.

Die REF-Signale sind so ausgebildet, daß sie für die einzelnen Zylinder verschiedene Impulsbreiten besitzen. Wie oben erwähnt, ist beispielsweise die Anzahl der POS-Signale für den ersten bis sechsten Zylinder 24, 20, 16, 12, 8 bzw. 4. Damit ist es möglich, den entsprechenden Zylinder zu identifizieren, wenn die Impulsbreiten des vorangehenden REF-Signals und des momentan vorliegenden REF-Signals miteinander verglichen werden. Da außerdem der maximale Vergleichswert, d. h. das größte Verhältnis zwischen dem ersten und dem sechsten Zylinder sechs ist, kann ein einzelner Zylinder leicht und zuverlässig durch die Entscheidung, ob der aus dem Zeitvergleich der Impulsbreiten sich ergebende Wert größer als ein vorbestimmter Wert ist, identifiziert werden.

In Fig. 8 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das die Ersatzsteuerung der Zylinderunterscheidung erläutert. Im Schritt 801 wird das der Impulsbreite des momentanen REF-Signals entsprechende Zeitintervall t₂ eingelesen. Im Schritt 802 wird das der Impulsbreite des vorangehenden REF-Signals entsprechende Zeitintervall t₁ eingelesen. Wenn im Schritt 803 beabsichtigt ist, durch Vergleich des Zeitintervalls t₁ mit dem Zeitintervall t₂ zu beurteilen, ob der Vergleichswert, z. B. t₁/t₂ ein bestimmter vorgeschriebener Wert ist, d. h. ob er den ersten Zylinder darstellt, reicht es aus, zu entscheiden, ob der Vergleichswert sechs ist, d. h. ob der durch das Verhältnis der POS-Signalimpulsanzahl "24" des ersten Zylinders zur POS-Signalimpulsanzahl "4" des sechsten Zylinders gegebene Wert vorliegt. Falls im Schritt 803 positiv entschieden wird, d. h. wenn ein vorbestimmter Zylinder, z. B. der erste Zylinder, vorliegt, wird der Zählwert n im Schritt 807 auf den Anfangswert "1" gesetzt. Falls im Schritt 803 negativ entschieden wird, d. h. wenn der vorbestimmte Zylinder nicht vorliegt, wird der Wert im Schritt 804 hochgezählt. In den Schritten 804 und 807 wird auf der Grundlage eines gesetzten Wertes ein Hilfszylindersignal 3 b gewonnen und in eine Zylindersignalumschaltvorrichtung 23 eingegeben. Im Schritt 805 wird entschieden, ob die POS-Signale fehlerhaft sind. Falls die Entscheidung im Schritt 805 positiv ist, wird das Schaltsignal 3 c zum Schalten des Zylindersignals im Schritt 806 auf hohem Pegel angehoben, so daß die Ausgabe der Zylindersignalumschaltvorrichtung 23 durch das Hilfszylindersignal 3 b gegeben ist. Wenn im Schritt 805 entschieden wird, daß die POS-Signale nicht fehlerhaft sind, wird das Schaltsignal 3 c im Schritt 808 auf niedrigen Pegel gesetzt, so daß die Ausgabe der Zylindersignalumschaltvorrichtung 23 durch das Bezugszylindersignal 22 a gegeben ist.

Auf diese Weise kann die Zylinderunterscheidung auch dann ausgeführt werden, wenn das POS-Signal 1 b fehlerhaft ist.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 9 bis 13 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In Fig. 9 werden von einem Zündsignalschaltelement 25 anhand des später beschriebenen Schaltsignals 3 c das Zündwinkelsignal 2 a und das Zündzeitpunktsignal 3 a ausgewählt und an die UND-Gatter 27 bis 32 geliefert. Ferner werden auch das Bezugszylindersignal 22 a und das Hilfszylindersignal 3 b durch das Schaltsignal 3 c geschaltet und das ausgewählte Signal an das Schieberegister 24 geliefert.

Der grundlegende Aufbau der zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf das Impulsdiagramm von Fig. 13 beschrieben. Das auf dem REF-Signal 1 a und dem POS-Signal 1 b basierende Zündwinkelsignal ist mit 2 a bezeichnet. Wenn hierbei das Zündzeitpunktsignal 3 a auf der Grundlage der Periode T des REF-Signals 1 a so ausgegeben wird, daß seine Anstiegs- und Abstiegsflanken niemals um einen Betrag verzögert werden, der größer ist als der Abstand zwischen der Anstiegs- und der Abstiegsflanke des Zündwinkelsignals 2 a, wird entschieden, daß das Zündwinkelsignal 2 a normal ansteigt, wenn es zu dem Zeitpunkt einen hohen Pegel besitzt, zu dem das Zündzeitpunktsignal 3 a im Punkt IRQ ansteigt. Wenn andererseits unter der genannten Bedingung das Zündwinkelsignal 2 a zu dem Zeitpunkt einen niedrigen Pegel besitzt, zu dem das Zündzeitpunktsignal 3 a fällt (wie durch Pfeile angegeben ist), wird entschieden, daß das Zündwinkelsignal 2 a normal abfällt. Wenn daher bei fehlerhaften POS-Signalen 1 b auf der Grundlage dieser Entscheidung das Zündwinkelsignal 2 a zum Zündzeitpunktsignal 3 a umgeschaltet wird, kann die Zündzeitpunkteinstellung ersatzweise gesteuert werden.

Das Umschalten des Zündwinkelsignals 2 a zum Zündzeitpunktsignal 3 a wird gemäß dem Schaltsignal 3 c ausgeführt, das einen hohen Pegel besitzt, wenn das Zündwinkelsignal 2 a beim Abfall des Zündzeitpunktsignals 3 a hohen Pegel besitzt, wie durch den Pfeil "a" gezeigt, während es auf niedrigen Pegel gesetzt wird, wenn das Zündwinkelsignal 2 a beim Abfall des Zündzeitpunktsignals 3 a niedrigen Pegel besitzt.

Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 11 die Erzeugung des Zündzeitpunktsignals 3 a beschrieben.

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm für die Ausgabe des Zündzeitpunktsignals 3 a. Im Schritt 1101 wird die Periode des REF-Signals T eingelesen. Im Schritt 1102 wird der Wert ADV des Voreilungswinkels in ein Zeitintervall entsprechend der Periode des REF-Signals umgewandelt und zu einem Wert T′ _ADV addiert, um den Wert T _ADV des Voreilungswinkels des Zündzeitpunktsignals 3 a zu berechnen. Ebenso wird der Wert DWELL des Spannungsabwesenheitswinkels im Schritt 1103 gemäß der Gleichung

T _DWELL = T/A × DWELL - T _DWELL′

in das Zeitintervall T _DWELL umgewandelt. Der Wert T _DWELL′ wird so gesetzt, daß das Zeitintervall T _DWELL seit der Erzeugung des REF-Signals gegenüber dem Zündwinkelsignal 2 a verzögert ist. Im Schritt 1104 werden die Werte T _ADV und T _DWELL in den in Fig. 10 gezeigten ADV-Registern 1002 bzw. DWELL-Registern 1004 gesetzt. Der im Blockschaltbild von Fig. 10 gezeigte Aufbau ist von dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau verschieden und im E/A-Baustein 2 vorgesehen, um ein auf dem REF-Signal 1 a, dem Taktimpuls und den oben erwähnten Werten T _ADV und T _DWELL basierendes Zündzeitpunktsignal 3 a zu erzeugen.

Der Aufbau weist einen ADV-Zähler 1001 zum Zählen der Anzahl der Taktimpulse zwischen den REF-Impulsen 1 a, ein ADV-Register 1002 zum Speichern des oben erwähnten Wertes T _ADV, einen Komparator 1005, der ein Signal erzeugt, wenn der Zählerwert den Wert T _ADV erreicht, und damit den Rücksetzeingang eines Flip-Flops 1007 auf hohen Pegel hebt, einen DWELL-Zähler 1003 zum Zählen der Taktimpulse zwischen den REF-Signalen 1 a, ein DWELL-Register 1004 zum Speichern des oben erwähnten Wertes T _DWELL, einen Komparator 1006, der ein Signal erzeugt, wenn der Zählerwert den Wert T _DWELL erreicht, und einen Setzeingang des Flip-Flops 1007 auf hohen Pegel hebt, auf. Da die Operationen dieses Aufbaus denjenigen des Aufbaus von Fig. 3 gleichen, wird deren Beschreibung weggelassen.

Das in Fig. 12 gezeigte Flußdiagramm wird mit jeder Anstiegsflanke und jeder Abstiegsflanke des Zündzeitpunktsignals 3 a gestartet. Im Schritt 1201 wird entschieden, ob eine Anstiegs- oder Abstiegsflanke des Zündzeitpunktsignals 3 a vorliegt. Wenn im Schritt 1201 entschieden wird, daß eine Abstiegsflanke vorliegt, wird beurteilt, ob das Zustandsbit 2 den Wert "1" anzeigt, d. h. ob das Zündwinkelsignal 2 a hohen Pegel aufweist. Falls das Zustandsbit 2 den Wert "1" anzeigt, d. h. falls das Zündwinkelsignal 2 a trotz des Vorliegens der Abstiegsflanke des Zündzeitpunktsignals 3 a auf hohem Pegel liegt, wird entschieden, daß die POS-Signale fehlerhaft sind; daraufhin wird das Schaltsignal 3 c auf hohen Pegel angehoben, so daß vom Zündwinkelsignal 2 a zum Zündzeitpunktsignal 3 a umgeschaltet wird. Wenn im Schritt 1202 entschieden wird, daß das Zustandsbit 2 den Wert "0" anzeigt, wird im Schritt 1203 beurteilt, ob das Zündwinkelsignal 2 a auf niedrigem Pegel liegt. Wenn das Zündwinkelsignal 2 a auf niedrigem Pegel liegt, wird das Zustandsbit 2 im Schritt 1207 auf den Wert "0" gesetzt; im Schritt 1208 wird entschieden, daß die POS-Signale 1 b nicht fehlerhaft sind, so daß das Schaltsignal 3 c auf niedrigem Pegel gesetzt wird. Falls im Schritt 1203 entschieden wird, daß das Zündwinkelsignal auf hohem Pegel liegt, wird im Schritt 1204 das Zustandsbit 2 auf den Wert "1" und das Schaltsignal 3 c im Schritt 1205 auf hohen Pegel gesetzt.

Wenn andererseits im Schritt 1201 entschieden wird, daß eine Anstiegsflanke des Zündzeitpunktsignals 3 a vorliegt, wird im Schritt 1206 entschieden, ob das Zündwinkelsignal 2 a auf hohem Pegel liegt. Falls der Pegel hoch ist, wird das Schaltsignal 3 c im Schritt 1208 auf niedrigen Pegel gesetzt, anderenfalls wird das Schaltsignal 3 c auf hohen Pegel gesetzt. Danach ist der Ablauf des Flußdiagramms beendet.

Wie oben im einzelnen beschrieben worden ist, kann erfindungsgemäß auch dann eine fehlerfreie Zündzeitpunkteinstellungssteuerung ausgeführt werden, wenn die POS-Signalausgabe des Kurbelwinkelsensors 1 durch unzureichenden Kontakt der Verbindungselemente vorübergehend fehlerhaft ist, so daß Drehzahlschwankungen des Motors und ein Abdrosseln des Motors verhindert werden können.

Claims

1. Vorrichtung zur Motorsteuerung, in der die Zündzeitpunktsteuerung auf der Grundlage von Zündwinkelsignalen ausgeführt wird, gekennzeichnet durch
eine Bezugssignalerzeugungseinrichtung (1) zur Erzeugung von Bezugssignalen (1 a), die jeweils in ersten vorbestimmten Drehwinkelintervallen des Motors ausgegeben werden und jeweils in einer konstanten Winkelbeziehung zum oberen Totpunkt eines jeden Zylinders des Motors stehen;
eine Positionssignalerzeugungseinrichtung (1) zur Erzeugung von Positionssignalen (1 b) für die Zündzeitpunktsteuerung, die jeweils in zweiten vorbestimmten Drehwinkelintervallen, die kürzer als die ersten vorbestimmten Drehwinkelintervalle sind, ausgegeben werden;
eine Zündwinkelsignalerzeugungseinrichtung (2; 33 bis 39) zur Erzeugung von Zündwinkelsignalen (2 a) auf der Grundlage der Bezugssignale (1 a) und der Positionssignale (1 b);
eine Taktsignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Taktsignalen mit konstanter Frequenz;
eine Zündzeitpunktsignalerzeugungseinrichtung (2; 33 bis 39) zur Erzeugung von Zündzeitpunktsignalen (2 a′) auf der Grundlage der Bezugssignale (1 a) und der Taktsignale;
eine Abnormalitätsermittlungseinrichtung (3) zur Ermittlung einer Abnormalität in den Positionssignalen (1 b); und
eine Ausgabewähleinrichtung (3), die in einem Normalzustand die Ausgabe der Zündwinkelsignale (2 a) und bei Ermittlung einer Abnormalität in den Positionssignalen (1 b) die Ausgabe der Zündzeitpunktsignale (2 a′) wählt, um die Zündzeitpunktsteuerung sowohl in einem normalen Zustand als auch in einem abnormalen Zustand der Positionssignale (1 b) auszuführen.

2. Vorrichtung zur Motorsteuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnormalitätsermittlungseinrichtung Zähleinrichtungen (33, 35; 1001, 1103) zum Zählen der Anzahl der Positionssignale (1 b) zwischen den Bezugssignalen (1 a) und Vergleichseinrichtungen (37, 38; 1005, 1006) zum Vergleichen der Zählwerte der Zähleinrichtungen mit jeweiligen vorbestimmten Werten aufweist, wobei die Abnormalitätsermittlung auf der Grundlage der Vergleichsergebnisse der Vergleichseinrichtungen ausgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Motorsteuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnormalitätsermittlungseinrichtung (3) den Zustand des mit einer leichten Verzögerung ausgegebenen Zündzeitpunktsignals (3 a) anhand seiner Anstiegs- und Abstiegsflanken ermittelt.

4. Vorrichtung zur Motorsteuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnormalitätsermittlungseinrichtung eine Anstiegsflankenermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Anstiegsflanke des Zündzeitpunktsignals (3 a) aufweist, so daß die Abnormalität auf der Grundlage der Anstiegsflanke und des Zündwinkelsignals (2 a) ermittelt wird.

5. Vorrichtung zur Motorsteuerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnormalitätsermittlungseinrichtung eine Abstiegsflankenermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Abstiegsflanke des Zündzeitpunktsignals (3 a) aufweist, so daß die Abnormalität auf der Grundlage der Abstiegsflanke und des Zündwinkelsignals (2 a) ermittelt wird.

6. Vorrichtung zur Motorsteuerung, in der die Zündzeitpunktsteuerung für eine Mehrzahl von Zylindern durch an Zündspulen (9 bis 14) gerichtete Signale ausgeführt wird, gekennzeichnet durch
eine Bezugssignalerzeugungseinrichtung (1) zur Erzeugung von Bezugssignalen (1 a) deren Anzahl während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle des Motors der Anzahl der Zylinder des Motors entspricht, wobei zwischen den Bezugssignalen (1 a) jeweils ein konstantes Winkelintervall liegt;
eine Einrichtung (1) zur Erzeugung periodischer Impulssignale (1 b), die in kurzen Intervallen ausgegeben werden;
Zylindersignalerzeugungseinrichtungen (20, 21, 22) zur Erzeugung von Bezugszylindersignalen (22 a) auf der Grundlage der Bezugssignale (1 a) und der periodischen Impulssignale (1 b), wobei die Bezugszylindersignale (22 a) die einzelnen Zylinder spezifizieren;
eine Zündwinkelsignalerzeugungseinrichtung (2; 33 bis 39) zur Erzeugung von Zündwinkelsignalen (2 a) für die Zündzeitpunktsteuerung auf der Grundlage der Bezugssignale (1 a) und der periodischen Impulssignale (1 b);
eine Zündzeitpunktsignalerzeugungseinrichtung (2; 33 bis 39; 1001 bis 1007) zur Erzeugung von Zündzeitpunktsignalen (2 a′, 3 a) auf der Grundlage der Bezugssignale (1 a) und der periodisch ausgegebenen Taktsignale;
eine Abnormalitätsermittlungseinrichtung (3) zur Ermittlung einer Abnormalität in den periodischen Impulssignalen (1 b);
eine Hilfszylindersignalerzeugungseinrichtung (3) zum Vergleich des vorhergehenden Zylindersignals und des momentanen Zylindersignals, um ein Hilfszylindersignal (3 b) zu erzeugen;
eine Schalteinrichtung (23) zur Ausgabe des Bezugszylindersignals (22 a) im Normalbetrieb und des Hilfszylindersignals (3 b) bei Ermittlung einer Abnormalität; und
eine Ausgabewähleinrichtung (25) zur Ausgabe der Zündwinkelsignale (2 a) im Normalzustand und der Zündzeitpunktsignale (3 a) bei einer Abnormalität des periodischen Impulssignals (1 b).

7. Vorrichtung zur Motorsteuerung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Impulssignal (1 b) einem konstanten Drehwinkelintervall der Kurbelwelle entspricht.

8. Vorrichtung zur Motorsteuerung, in der die Zündzeitpunktsteuerung durch an Zündspulen (9 bis 14), die den jeweiligen Zylindern des Motors entsprechen, gerichtete Zündsignale ausgeführt wird, gekennzeichnet durch
einen Kurbelwinkelsensor (1) zur Erzeugung von Bezugssignalen (1 a), die während zweier Umdrehungen der Kurbelwelle des Motors in gleichen Abständen in einer Zahl ausgegeben werden, die der Anzahl der Zylinder des Motors entspricht, und zur Erzeugung von Positionssignalen (1 b) die in gleichen Abständen bei kleinen Drehwinkeln der Kurbelwelle ausgegeben werden;
eine Zündwinkelsignalerzeugungseinrichtung (2; 33 bis 39) zur Erzeugung von Zündwinkelsignalen (2 a), die zur Zündzeitpunktsteuerung an die entsprechenden Zündspulen (9 bis 14) geliefert werden, wobei die Zündwinkelsignalerzeugungseinrichtung (2; 33 bis 39) einen die Bezugssignale (1 a) und die Positionssignale (1 b) oder Taktimpulse empfangenden ADV-Zähler (33) zum Zählen der Positionssignale oder der Taktimpulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bezugssignalen (1 a), ein ADV-Register (34) zum Speichern des einem Winkel zwischen der Impulsanstiegsflanke eines der Bezugssignale (1 a) und der Zündposition entsprechenden Voreilungswinkelwertes (ADV), einen ersten Komparator (37) zum Vergleich des gespeicherten Voreilungswinkels (ADV) und des Zählwertes, um einen Rücksetzimpuls zu erzeugen, wenn der Zählwert den gespeicherten Voreilungswinkelwert (ADV) erreicht, einen den Rücksetzimpuls des Komparators (37) und das Positionssignal (1 b) oder den Taktimpuls empfangenden DWELL-Zähler (35) zum Zählen der Positionssignale (1 b) oder der Taktimpulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rücksetzimpulsen, ein DWELL-Register (36) zum Speichern eines einem Winkel zwischen der Zündposition und der Spannungslieferungsstartposition entsprechenden Spannungsabwesenheitswinkelwertes (DWELL), einen zweiten Komparator (38) zum Vergleich des Zählwertes mit dem gespeicherten Spannungsabwesenheitswert (DWELL), um einen Setzimpuls zu erzeugen, wenn der Zählwert den gespeicherten Spannungsabwesenheitswert (DWELL), erreicht und ein Flip-Flop (39) zur Ausgabe der Zündwinkelsignale (2 a) anhand der an es gelieferten Setz- und Rücksetzimpulse, wenn die Positionssignale (1 b) an den ADV-Zähler (33) und den DWELL-Zähler (35) eingegeben werden, und zur Ausgabe von Zündzeitpunktsignalen (2 a′), wenn an den ADV-Zähler 33 und den DWELL-Zähler (35) die Taktimpulse geliefert werden, aufweist und wobei der in einen Zeitwert umgewandelte Voreilungswinkelwert (ADV) und der in einen Zeitwert umgewandelte Spannungsabwesenheitswinkelwert (DWELL) an das ADV-Register (34) bzw. an das DWELL-Register (36) geliefert werden;
eine Abnormalitätsermittlungseinrichtung (3) zur Ermittlung einer Abnormalität der Positionssignale (1 b) durch Beurteilung, ob die Anzahl der Positionssignale (1 b) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bezugssignalen (1 a) gleich einer vorbestimmten Anzahl ist;
eine Zylindersignalerzeugungseinrichtung (20, 21, 22) zur Erzeugung von Zylindersignalen (22 a), durch die die einzelnen Zylinder unterschieden werden, wobei die Signale auf der Grundlage der Bezugssignale (1 a) und der Positionssignale (1 b) erzeugt werden;
eine Hilfszylindersignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Hilfszylindersignalen (3 b) auf der Grundlage des Verhältnisses der Impulsbreite eines der Bezugssignale (1 a) zu der Impulsbreite eines direkt nach diesem Bezugssignal ausgegebenen Bezugssignals;
eine Zylindersignalschalteinrichtung (23) zum Schalten vom Bezugszylindersignal (22 a) zum Hilfszylindersignal (3 b), wenn in den Positionssignalen (1 b) eine Abnormalität ermittelt wird; und
eine Zündsignalverteilereinrichtung (8) zur Verteilung der Zündsignale an die einzelnen Zündspulen (9 bis 14) auf der Grundlage entweder des Zündwinkelsignals (2 a) oder des Zündzeitpunktsignals (2 a′) und eines der Bezugszylindersignale (22 a) oder des Hilfszylindersignals (3 b).