DE4240917C2 - Steuervorrichtung und Steuerverfahren für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Steuervorrichtung und Steuerverfahren für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für eine
Brennkraftmaschine, welche den Takt oder die Zeitvorgabe
für ein Merkmal des Betriebs der Brennkraftmaschine
(nachstehend als Motor bezeichnet) steuern, beispielsweise
den Zündzeitpunkt oder den Brennstoffeinspritz-Zeitpunkt.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, bzw. ein Verfahren,
welche eine Beeinflussung des Motortakts durch Fehler bei
der Ermittlung der Kurbelwellenposition des Motors
verhindern können.
Üblicherweise ist ein Motor mit einem
Bezugspositionssensor ausgerüstet, welcher jedesmal
feststellt, wenn ein Kolben irgendeines Zylinders des
Motors eine vorbestimmte Bezugsposition erreicht. Der
Zeitpunkt, an welchem die Zündung oder die
Brennstoffeinspritzung in jedem Zylinder stattfinden soll,
wird gegenüber diesen Bezugspositionen gemessen.
Ein Bezugspositionssensor ist typischerweise ein Gerät,
welches die Drehung irgendeines Teils ermittelt, das sich
synchron zum Motor dreht, beispielsweise der Kurbelwelle
oder Nockenwelle des Motors, oder des Verteilerfingers
eines Verteilers des Motors. Infolge der Begrenzungen
durch die Herstellungsgenauigkeit, und in Folge der
vorgegebenen Begrenzungen der Meßfähigkeit von
Bezugspositionssensoren können die Bezugspositionen nur
mit einer Genauigkeit von ± 2° der Kurbelwellendrehung
gemessen werden. Da der Motortakt, beispielsweise der
Zündtakt, gegenüber dem Auftreten der Bezugspositionen
gemessen wird, wie diese von dem Bezugspositionssensor
ermittelt werden, kann der Motorzündzeitpunkt bis zu 2° in
Folge des Meßfehlers gegenüber dem korrekten Zündzeitpunkt
verschoben sein. Wenn beispielsweise der korrekte
Zündzeitpunkt 10° vor OT (oberer Totpunkt) liegen müßte,
und die Messung der Bezugspositionen um 2° verschoben ist,
so kann die Zündung tatsächlich so früh wie 12° vor OT
oder so spät wie 8° vor OT stattfinden.
Wenn der Zündzeitpunkt eines Motors den Idealwert annimmt,
gibt der Motor ein maximales Ausgangsdrehmoment ab. Wenn
sich allerdings der Zündzeitpunkt auch nur um einen Grad
von dem Idealwert unterscheidet, fällt das
Ausgangsdrehmoment um etwa 1 PS. Daher ist ein
Fehleranteil von ± 2° im Motortakt erheblich größer, als
daß er vernachlässigbar sein könnte, und kann eine
nennenswerte Verringerung der Motorleistung hervorrufen.
Wenn der Zündzeitpunkt von dem Idealwert abweicht und sich
ein zu großer Vorstellwinkel oder ein abnormer
Verzögerungswinkel einstellt, können sich darüber hinaus auch
Probleme wie ein Klopfen des Motors oder eine ungenügende
Motorausgangsleistung einstellen.
Aus der US 4 642 773 sind eine Steuervorrichtung und ein
Steuerverfahren für einen Motor bekannt, bei welchen ein
Steuersignal erzeugt wird, um ein Magnetspulventil in einer
Drehwinkelphase des Motors zu betätigen, um die
Brennstoffversorgung für einen Motorzylinder abzuschneiden.
Zur Messung des Drehwinkels ist ein Drehwinkelsensor
vorgesehen, der nur eine relativ geringe Auflösung von 22,5°
aufweist. Jedesmal beim Anlegen eines Bezugswinkel-
Sensorsignals wird eine einzige Winkelbezugsposition
gemessen. Tritt das Bezugswinkelsensorsignal auf, so wird
eine Interrupt-Verarbeitung durchgeführt, und eine
Steuerposition oder ein Winkel wird in einem Kennlinienfeld
aufgesucht, wobei dieser Winkel einer Brennstoffmenge
entspricht, die auf der Grundlage bestimmter Motorbetriebs-
Parameter festgelegt wurde. Der Winkel wird durch die
Periode des Drehwinkelsensorsignals dividiert, um einen
Quotienten und einen Rest zu ermitteln, und dann wird die
Zeit entsprechend dem Rest auf der Grundlage eines
Durchschnittswertes der Drehzahl berechnet. Daraufhin wird
die Interrupt-Verarbeitung verlassen, und der Quotient und
der Rest, die auf diese Weise bestimmt wurden, werden in
einer Steuereinheit eines Mikrocomputers eingestellt,
welcher das Magnetventil nach Ablauf von dem Quotienten
entsprechenden Drehwinkel-Sensorsignalen und der Zeit
entsprechend dem Rest nach dem Bezugswinkelsensorsignal
öffnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zur Verfügung zu
stellen, durch welche eine Motorsteuerung mit hoher
Genauigkeit aufgrund einer Fehlerkompensation bei der Messung
der Bezugspositionen erfolgen kann.
Die Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung gemäß
Patentanspruch 1 bzw. durch ein Steuerverfahren
gemäß Patentanspruch 13 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es
zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer
Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 ein Signalformdiagramm zur Erläuterung der
Ausführungsform von Fig. 1 bei hohen
Motordrehzahlen;
Fig. 3 ein Signalformdiagramm zur Erläuterung des
Betriebs der Ausführungsform von Fig. 1 bei
niedrigen Motordrehzahlen;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des
Betriebsablaufs der Ausführungsform von Fig. 1;
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des
Betriebsablaufs der Ausführungsform von Fig. 5.
Fig. 1 erläutert schematisch eine erste Ausführungsform
der Erfindung, eingesetzt bei einer nicht dargestellten
Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, beispielsweise einem auf
einem Kraftfahrzeug oder auf einem anderen Fahrzeug
angebrachten Motor. Diese Ausführungsform wird in bezug
auf einen Vierzylinder-Viertaktmotor beschrieben, jedoch
ist die Anzahl der Zylinder des Motors nicht wesentlich.
Die vorliegende Ausführungsform umfaßt als Bezugspositions-Ermittlungseinrichtung einen
konventionellen Bezugspositionssensor 1, der die Drehung
eines Teils ermittelt, welches sich synchron mit dem Motor
dreht, und welcher ein elektrisches Ausgangssignal
erzeugt, welches als ein Bezugspositionssignal TR
bezeichnet wird, und jedesmal dann eine Anzeige gibt, wenn
sich ein Kolben des Motors in einer vorbestimmten
Bezugsposition befindet. Ein Beispiel für den
Bezugspositionssensor 1 stellt ein konventioneller
Kurbelwellen-Positionssensor dar, der durch eine
magnetische oder optische Einrichtung die Drehung einer
von der Kurbelwelle angetriebenen Scheibe ermittelt. Bei
dieser Ausführungsform umfaßt, wie in Fig. 2 und 3
gezeigt, das Bezugspositionssignal TR Impulse, welche eine
Vorderflanke aufweisen, die einer ersten Bezugsposition RR
entspricht, sowie eine Hinterflanke, die einer zweiten
Bezugsposition RI entspricht. Die Bezugspositionen sind
nicht auf irgendwelche bestimmten Kurbelwellenwinkel
begrenzt, jedoch entspricht bei der vorliegenden
Ausführungsform die erste Bezugsposition RR einer
Kolbenposition von 75° vor OT, und die zweite
Bezugsposition RI entspricht einer Kolbenposition von 5°
vor OT für jeden Zylinder des Motors.
Die Periode zwischen aufeinander folgenden Erscheinungen
der ersten Bezugsposition RR wird als T1 bezeichnet, und
die Periode zwischen aufeinander folgenden Erscheinungen
der zweiten Bezugsposition RI als T2. Die Zeit zwischen
dem Auftreten der ersten und zweiten Bezugsposition RR und
RI für einen einzelnen Zylinder, also die Impulsbreite des
Bezugspositionssignals TR, wird als Zeitintervall TRI
bezeichnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
entspricht TRI einer Kurbelwellendrehung von 70°. Bei
einem Vierzylindermotor entsprechen T1 und T2 beide einer
Kurbelwellendrehung von 180°. Bei einem einzigen Zylinder
entspricht die Periode zwischen aufeinander folgenden
Erscheinungen der ersten oder zweiten Bezugsposition einer
Kurbelwellendrehung von 720°.
Das Bezugspositionssignal TR wird von dem
Bezugspositionssensor 1 einer Steuerung in Form eines
Mikrocomputers 4 über eine Schnittstelle eingegeben
Weiterhin empfängt der Mikrocomputer 4 Eingangssignale von
einem oder mehreren Betriebszustandssensoren 3, welche
einen oder mehrere Betriebszustände D des Motors
ermitteln. Auf der Grundlage des Bezugspositionssignals TR
und der Betriebszustände D berechnet der Mikrocomputer 4
einen Steuertakt, beispielsweise den Zündzeitpunkt oder
den Brennstoffeinspritz-Zeitpunkt, und zwar für jeden
Zylinder des Motors.
In Fig. 1 ist der Mikrocomputer 4 so dargestellt, daß er
mehrere Einheiten umfaßt, welche durch die einzelnen
Blöcke in der Figur repräsentiert werden. Allerdings ist
dies nur eine funktionelle Darstellung, und die Funktionen
dieser Blöcke können durch ein Programm ausgeführt werden,
welches durch den Mikrocomputer 4 ausgeführt wird. Der
Mikrocomputer 4 umfaßt eine Perioden-
Ermittlungseinrichtung 41, welche das
Bezugspositionssignal TR empfängt und Perioden T1 und T2
und das Zeitintervall TRI dadurch berechnet, daß
sie die Zeit zwischen Erscheinungen der Bezugspositionen
mißt, welche durch das Bezugspositionssignal TR angezeigt
werden, und als entsprechendes Ausgangssignal ein Steuerpositionssignal RA erzeugt.
Eine Fehlerberechnungseinrichtung 43 ermittelt die Größe eines
Fehlers α in dem Bezugspositionssignal TR in bezug auf die
erste oder zweite Bezugsposition. Ein Signal, welches den
Fehler α angibt, wird einer Takteinstelleinrichtung 42, z. B. für den
Zündtakt, zugeführt. Die Takteinstelleinrichtung 42 berechnet ein Steuer
positionssignal RA für den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der Betriebsbedingungen
D und der ersten Periode T1. Auf der Grundlage des Fehlers
α setzt die Takteinstelleinrichtung 42 eine Steuerperiode
Ta für die Zündung fest, welche das Auftreten des Fehlers
α in dem Bezugspositionssignal TR kompensiert. Ta gibt die
Länge des Zeitraums zwischen dem Auftreten einer der
Bezugspositionen RR, RT bis zum Auftreten des Steuerpositionssignals
RA an. Ein den Wert von Ta anzeigendes Ausgangssignal wird
einer nicht dargestellten Zündsteuerung zugeführt, welche
eine Zündspule so steuert, daß diese einer nicht
dargestellten Zündkerze einen Zündstrom zuführt, wenn die
Steuerperiode Ta abläuft.
Wenn das Steuerpositionssignal RA vor der zweiten Bezugsposition
RI auftritt, beispielsweise bei hohen Motordrehzahlen,
wird die Steuerperiode Ta von der ersten Bezugsposition RR
aus gemessen, und wird als Ta1 bezeichnet. Wenn umgekehrt
der Zündzeitpunkt RA später als die zweite Bezugsposition
RI auftritt, beispielsweise bei niedrigen Motordrehzahlen,
so wird die Steuerperiode Ta von der zweiten
Bezugsposition RI aus gemessen und wird als Ta2
bezeichnet.
Die Fehlerberechnungseinrichtung 43 umfaßt einen Subtrahierer
44, der die Zeitdifferenz ΔT zwischen den Periodenlängen
T1 und T2 berechnet, welche durch die Perioden-Ermittlungseinrichtung 41
berechnet wurden. Ein Komparator 45 empfängt ein Signal
von dem Subtrahierer 44, welches die Zeitdifferenz ΔT
angibt, und erzeugt ein Ausgangssignal H, welches einen
stabilen Motorbetriebszustand anzeigt, wenn die Differenz
ΔT kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert γ ist.
Wenn der Komparator 45 das Ausgangssignal H erzeugt,
berechnet ein Fehlerberechner 46 den Fehler α, ausgedrückt
in Kurbelwellen-Drehgraden, der ersten oder zweiten
Bezugsposition, die durch das Bezugspositionssignal TR
angezeigt wird, auf der Grundlage des Verhältnisses der
Periode T1 und des Zeitintervalls TRI.
Der Subtrahierer 44 und der Komparator 45 bilden zusammen
eine Betriebszustands-Ermittlungseinrichtung, um zu
ermitteln, ob sich der Motor in einem stabilen
Betriebszustand befindet, in welchem die Motordrehzahl
stabil ist.
Die Fig. 2 und 3 erläutern die Signalformen des
Bezugspositionssignals TR und des Stroms, welcher durch
die Primärwicklung einer nicht dargestellten Zündspule des
Motors fließt. In diesen Figuren gibt die Abszisse den
Kurbelwellenwinkel R an, wogegen die Ordinate die Größe
des gemessenen Signals angibt.
Fig. 2 zeigt den Fall, in welchem der Takt der
Hinterflanke des Bezugspositionssignals TR als korrekt
angesehen wird, und der Takt der Vorderflanke des
Bezugspositionssignals TR einen Fehler enthält. Mit
anderen Worten wird angenommen, daß die Hinterflanke des
Bezugspositionssignals TR an der zweiten Bezugsposition RI
(5° vor OT) auftritt, daß jedoch die Vorderflanke des
Bezugspositionssignals TR gegenüber der ersten
Bezugsposition RR (75° vor OT) um einen Fehler α
verschoben ist. In Fig. 2 ist die tatsächliche
Vorderflanke jedes Impulses des Bezugspositionssignals TR
durch eine durchgezogene Linie dargestellt, wogegen die
gestrichelte Linie den Takt der Vorderflanke in
Abwesenheit eines Fehlers α anzeigt. Der Fehler α stellt
daher die Anzahl der Grade der Kurbelwellendrehung
zwischen der durchgezogenen Linie und der gestrichelten
Linie dar.
Fig. 3 zeigt den Fall, in welchem der Takt der
Vorderflanke des Bezugspositionssignals TR als korrekt
angenommen wird, und der Takt der Hinterflanke des
Bezugspositionssignals TR einen Fehler enthält. Mit
anderen Worten wird angenommen, daß die Vorderflanke des
Bezugspositionssignals TR in der ersten Bezugsposition RR
auftritt (75° vor OT), daß jedoch die Hinterflanke des
Bezugspositionssignals TR gegenüber der zweiten
Bezugsposition RI (5° vor OT) um einen Fehler α verschoben
ist. In Fig. 3 geben die gestrichelten Linien den Takt der
Hinterflanken des Bezugspositionssignals TR in Abwesenheit
eines Fehlers α an.
Nachstehend wird der Betriebsablauf der in Fig. 1
dargestellten Ausführungsform unter Bezug auf Fig. 4
beschrieben, welche ein Flußdiagramm eines Programms ist,
das von dem Mikrocomputer 4 durchgeführt wird.
Das Bezugspositionssignal TR wird über die Schnittstelle 2
dem Mikrocomputer 4 eingegeben, und in dem Schritt S10
berechnet die Perioden-Ermittlungseinrichtung 41 die Periode T1 und das
Zeitintervall TRI. Wie in den Fig. 2 und 3
gezeigt ist, enthält das Zeitintervall TRI einen
Fehler α.
Im Schritt S2 ermittelt die Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung, welche den Subtrahierer 44 und
den Komparator 45 umfaßt, ob der Motor in einem stabilen
Betriebszustand arbeitet. Der Subtrahierer 44 berechnet
nämlich die Zeitdifferenz ΔT, die gleich dem Absolutwert
der Differenz zwischen den Perioden T1 und T2 ist, und der
Komparator 45 vergleicht die Differenz ΔT mit einem
vorbestimmten Wert γ. γ kann so ausgewählt werden, daß es
beispielsweise einer Kurbelwellendrehung von 2 bis 3°
entspricht, was dem Bereich des Fehlers α in dem
Bezugspositionssignal TR entspricht.
Ist ΔT γ, so wird der Motorbetriebszustand als stabil
angesehen, und daher erzeugt der Komparator 45 ein Signal
H. Im Schritt S4 berechnet in Reaktion auf das Signal H
der Fehlerberechner 46 den Fehler α aus der nachstehenden
Formel, unter Verwendung des Verhältnisses des
Zeitinveralls TRI und der Periode T1:
α = (TRI/T1) × 180°-70°
= [TRI × (180°/70°) - T1] × (70°/T1) (1)
wobei 180° die Anzahl der Grade der Kurbelwellendrehung in
der Periode T1 ist, und 70° die Anzahl der Grade der
Kurbelwellendrehung zwischen der ersten und der zweiten
Bezugsposition ist.
Da T1 im allgemeinen eine sehr kleine Größe ist, führt
sein Auftreten im Nenner der rechten Seite der Gleichung
(1) dazu, daß kleine Fehler bei der Messung von T1 zu
recht großen Fehlern des Wertes von α führen können, der
durch die Gleichung (1) berechnet wird. Derartige große
Fehler können dadurch verringert werden, daß die Tatsache
ausgenutzt wird, daß T1 umgekehrt proportional zur
Motordrehzahl ist. Beispielsweise können die von dem
Betriebszustandssensor 3 erzeugten Signale eine
Drehzahlinformation Ne einschließen, welche die
Motordrehzahl angibt. Ne ist proportional der Drehzahl und
weist einen Wert von beispielsweise 256 auf, wenn die
Motordrehzahl 2000 U/Min beträgt. In diesem Fall läßt sich
einfach zeigen, daß gilt
Ne = (30 × 10°/T1) × 256/2000 (2)
Daher gilt
70°/T1 = Ne × (1/256) × (1/214) (3)
Einsetzen von Gleichung (3) in Gleichung (1) ergibt
α = [TRI × (180°/70°) - T1] × Ne × (1/256) × (1/214) (4)
Der Wert von (1/256)×(1/214) kann vorher in dem
Mikrocomputer 4 gespeichert werden. Da Ne ein relativ
großer Wert ist, haben kleine Fehler bei der Messung von
Ne eine erheblich geringere Auswirkung auf den Wert von α
als ein kleiner Fehler bei der Messung von T1 in Gleichung
(4). Da die Gleichung (4) eine Multiplikation anstelle
einer Division enthält, kann sie durch den Mikrocomputer 4
wirksamer und schneller berechnet werden als die Gleichung
(1).
Ein Signal, welches den berechneten Fehler α anzeigt, wird
der Takteinstelleinrichtung 42 zugeführt, die im
Schritt S5 den Zündzeitpunkt RA auf der Grundlage der
Betriebsbedingungen D und der Periode T1 oder T2
berechnet, und auch die Steuerperiode Ta berechnet, um so
den Fehler α in dem Bezugspositionssignal TR zu
kompensieren.
In dem in Fig. 2 gezeigten Fall, in welchem angenommen
wird, daß der Fehler α in bezug auf die erste
Bezugsposition RR auftritt, stellt dann, wenn der
Zündzeitpunkt TR vor der zweiten Bezugsposition RI
auftritt, die Steuerperiode Ta eine Periode Ta1 dar, die
von der ersten Bezugsposition RR aus gemessen wird. Daher
wird die Steuerperiode Ta1 durch die folgende Gleichung
berechnet:
Ta1 = (RR + α - RA) · T1/180° (5)
In dieser Gleichung ist (RR-RA) T1/180° der Wert von Ta1
in Abwesenheit eines Fehlers α in dem
Bezugspositionssignal TR, und der Term α T1/180° ist ein
Korrekturfaktor, der das Auftreten des Fehlers α
kompensiert.
Ein die berechnete Steuerperiode Ta1 anzeigendes Signal
wird der nicht dargestellten Zündsteuerung zugeführt. Bei
einer hohen Motordrehzahl, bei welcher das Steuerpositionssignal RA für den Zündtakt vor
der zweiten Bezugsposition RI auftritt, mißt die
Zündsteuerung den Ablauf der Zeit von der Vorderflanke des
Bezugspositionssignals TR aus, und schneidet nach Ablauf
der Steuerperiode Ta1 den Primärstrom in der Zündspule ab.
Der in der Sekundärwicklung der Zündspule erzeugte, sich
ergebende Strom veranlaßt die Zündkerze für den Zylinder,
für welchen die Steuerperiode Ta berechnet wurde, zum
Zünden.
Da die Berechnung der Steuerperiode Ta1 das Auftreten des
Fehlers α berücksichtigt, findet die Zündung in dem
korrekten Kurbelwellenwinkel statt, also zum Zündzeitpunkt entsprechend
RA. Dies führt dazu, daß Probleme, wie beispielsweise ein
übermäßiger Vorstellwinkel oder Verzögerungswinkel,
vermieden werden, und daß die Motorleistung maximiert
werden kann. Weiterhin können Probleme, wie beispielsweise
ein Klopfen in Folge eines zu großen Vorstellwinkels oder
eines abnormen Verzögerungswinkels, verhindert werden.
Bei einer niedrigen Motordrehzahl, bei welcher das Steuerpositionssignal
RA später als die zweite Bezugsposition RI
auftritt, stellt die Steuerperiode Ta eine Periode Ta2
dar, die von der zweiten Bezugsposition RI statt von der
ersten Bezugsposition RR aus gemessen wird. Da angenommen
wird, daß die Hinterflanke des Bezugspositionssignals RI
die zweite Bezugsposition RI exakt angibt, ist es nicht
erforderlich, die Steuerperiode Ta2 bezüglich des Fehlers
α zu korrigieren. Daher wird Ta2 aus der folgenden Formel
berechnet
Ta2 = (RR - 70° - RA) T1/180°
= (RI - RA) T1/180° (6)
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Fall, in welchem angenommen
wird, daß der Fehler α des Bezugspositionssignals TR in
bezug auf die zweite Bezugsposition RI auftritt, wenn das Steuer
positionssignal RA später als die zweite Bezugsposition RI
auftritt, wird die Steuerperiode Ta2 aus der folgenden
Gleichung berechnet:
Ta2 = (RR - 70° - α - RA) T1/180°
= (RI - α - RA) T1/180° (7)
In dieser Gleichung stellt (RI-RA) T1/180° den Wert von
Ta2 in Abwesenheit eines Fehlers α des
Bezugspositionssignals TR dar, und der Term α T1/180° ist
ein Korrekturfaktor, der das Auftreten des Fehlers α
kompensiert.
Auf dieselbe Weise wie voranstehend in bezug auf Fig. 2
beschrieben, kompensiert daher die Berechnung der
Steuerperiode Ta2 das Auftreten des Fehlers α in dem
Bezugspositionssignal TR, so daß auch jetzt noch die
Zündung zum korrekten Zündzeitpunkt (Steuerpositionssignal RA) stattfindet, und
die Motorleistung maximiert werden kann.
Mit einer hohen Motordrehzahl, bei welcher das Steuerpositionssignal RA
früher auftritt als die zweite Bezugsposition RT, stellt
die Steuerperiode Ta eine Periode Ta1 dar, die von der
ersten Bezugsposition RR statt von der zweiten
Bezugsposition RI aus gemessen wird. Da angenommen wird,
daß die Vorderflanke des Bezugspositionssignals RT exakt
die erste Bezugsposition RR angibt, selbst wenn das
Bezugspositionssignal TR einen Fehler in bezug auf die
zweite Bezugsposition RI enthält, ist es nicht
erforderlich, die Steuerperiode Ta1 für den Fehler α zu
korrigieren. Daher wird die Steuerperiode Ta1 aus der
folgenden Gleichung berechnet
Ta1 = (RR - RA) T1/180° (8)
Wenn im Schritt S3 ΔT größer als γ ist, so wird ermittelt,
daß der Motorbetriebszustand instabil ist, und daher geht
das Programm zum Schritt S5 über, und die Steuerperiode Ta
wird entweder unter der Annahme, daß der Fehler α Null
ist, berechnet, oder unter Verwendung des Fehlers α, der
bei einem vorherigen Durchgang durch das Programm
ermittelt wurde. Dies führt dazu, daß dann, wenn die
Motordrehzahl instabil ist, kein Fehler α mit einer
geringen Verläßlichkeit berechnet wird.
Die Gleichungen (5) bis (8) geben die Werte von Ta für
einen Vierzylinder-Viertaktmotor wieder. Wenn die
vorliegende Erfindung bei einem Motor mit einer
unterschiedlichen Zylinderanzahl eingesetzt wird, kann die
Anzahl der Grade der Kurbelwellendrehung entsprechend T1
oder T2 sich ändern. Im allgemeinen entsprechen T1 und T2
720°/n Grad der Kurbelwellendrehung, wobei n die
Zylinderzahl angibt. Beispielsweise bei einem
Sechszylinder-Motor entsprechen T1 und T2 720°/6 = 120°
Kurbelwellendrehung. Daher wird bei einem Motor, der eine
von vier Zylindern abweichende Zylinderzahl aufweist, die
Konstante 180° in den Gleichungen (5) bis (8) durch 720°/n
ersetzt. Weiterhin wird, wenn ein anderer Wert als 70°
Kurbelwellendrehung zwischen der ersten und zweiten
Bezugsposition vorliegt, die Konstante 70° in diesen
Gleichungen durch die geeignete Gradzahl ersetzt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dient die von
dem Mikrocomputer 4 berechnete Steuerperiode Ta zum
Steuern der Zündung. Allerdings kann der Mikrocomputer 4
auch daran angepaßt werden, eine unterschiedliche
Steuerperiode für den Motor zu berechnen, beispielsweise
für den Brennstoffeinspritz-Zeitpunkt.
Fig. 5 erläutert schematisch eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Gesamtaufbau dieser
Ausführungsform ist ähnlich wie bei der ersten
Ausführungsform, und umfaßt wie die erste Ausführungsform als
Bezugspositions-Ermittlungseinrichtung einen Bezugspositionssensor 1, der ein
Bezugspositionssignal TR erzeugt, eine an den
Bezugspositionssensor 1 angeschlossene Schnittstelle 2,
einen oder mehrere Sensoren 3, die Ausgangssignale
erzeugen, die einen oder mehrere Betriebszustände D des
Motors des Fahrzeuges anzeigen, sowie eine Steuerung in
Form eines Mikrocomputers 5, der an die Schnittstelle 2
und die Sensoren 3 angeschlossen ist. Der Mikrocomputer 5
ist bezüglich seiner Funktionen so dargestellt, daß er
Elemente 51 bis 56 aufweist, obwohl die Funktionen dieser
Elemente durch ein Programm durchgeführt werden können,
welches von dem Mikrocomputer 5 ausgeführt wird. Ein
Periodenberechner 51 als Perioden-Berechnungseinrichtung in dem Mikrocomputer 5 berechnet die
Periode T1 und das Zeitintervall TRI durch
Messung der Zeit zwischen dem Auftreten der
Bezugspositionen, die durch das Bezugspositionssignal TR
angezeigt werden, und erzeugt entsprechende
Ausgangssignale.
Eine Fehlerberechnungseinrichtung 53 ermittelt die Größe des
Fehlers α in dem Bezugspositionssignal TR, und berechnet
dann einen Mittelwert α′ des Fehlers α über einen
vorbestimmten Zeitraum. Ein Signal, welches den
Fehlermittelwert α′ anzeigt, wird einer Zündzeitpunkt-
Einstelleinrichtung 52 zugeführt, die der Zündzeitpunkt-
Einstelleinrichtung 42 von Fig. 1 entspricht, und auf
ähnliche Weise arbeitet, abgesehen von der Tatsache, daß
sie die Steuerperiode Ta für die Zündung auf der Grundlage
des Fehlermittelwertes α′ statt auf der Grundlage des
momentanen Fehlers α berechnet. Ein den Wert von Ta
anzeigendes Ausgangssignal wird einer nicht dargestellten
Zündsteuerung zugeführt, welche den Strom einer nicht
dargestellten Zündspule steuert.
Die Fehlerberechnungseinrichtung 53 umfaßt eine
Betriebszustands-Ermittlungseinrichtung 54, welche
Eingangssignale von den Betriebszustandssensoren 3
empfängt und ermittelt, ob die Betriebszustände D einen
vorbestimmten Betriebszustand anzeigen, beispielsweise
eine stabile Motordrehzahl. Wenn sie ermittelt, daß die
Motordrehzahl stabil ist, erzeugt sie ein Ausgangssignal
H, und in Reaktion auf dieses Signal berechnet eine
Fehlerberechnungsvorrichtung 55 den Fehler α des
Bezugspositionssignal TR. Die Fehlerberechnungsvorrichtung
55 entspricht der Fehlerberechnungsvorrichtung 46 von Fig.
1 und berechnet den Fehler α auf dieselbe Weise. Eine
Mittelwertbildungseinrichtung 56 berechnet dann einen laufenden
Mittelwert des Fehlers α, der durch die
Fehlerberechnungsvorrichtung 55 berechnet wurde, und
erzeugt ein Ausgangssignal, welches den Fehlermittelwert
α′ anzeigt. Dieses Signal wird der Zündzeitpunkt-
Einstelleinrichtung 52 zugeführt, zusammen mit einem
Signal von dem Betriebszustandssensor 3 und einem Signal
von der Perioden-Ermittlungseinrichtung 51, welches die
Periode T1 anzeigt.
Der Betriebsablauf der Ausführungsform von Fig. 5 wird
unter Bezug auf Fig. 6 beschrieben, die ein Flußdiagramm
eines Programms darstellt, welches von dem Mikrocomputer 5
ausgeführt werden kann, sowie unter Bezug auf die Fig. 2
und 3, welche das Betriebspositionssignal TR und den
Zündspulenstrom während des Betriebsablaufes dieser
Ausführungsform zeigen.
Das Bezugspositionssignal TR wird durch die Schnittstelle
2 in den Mikrocomputer 5 eingegeben, und im Schritt S10
berechnet die Perioden-Ermittlungseinrichtung 51 die
Periode T1 sowie das Zeitintervall TRI. Das
Zeitintervall TRI weist einen Fehler α auf. Die
Periode T1 kann dadurch ermittelt werden, daß die Zeit
zwischen aufeinander folgenden Vorderflanken des
Betriebspositionssignals TR gemessen wird, entsprechend
dem Auftreten der ersten Bezugsposition RR in zwei
verschiedenen Zylindern. Alternativ hierzu kann die Zeit
zwischen dem Auftreten der ersten Bezugsposition RR für
einen einzelnen Zylinder (entsprechend einer
Kurbelwellendrehung von 720°) gemessen und die gemessene
Zeit durch 4 dividiert werden, um T1 zu erhalten.
Weiterhin können mehrere Messungen von T1 zur Erzielung
einer größeren Genauigkeit gemittelt werden.
Im Schritt S11 stellt die Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung 54 fest, ob der
Motorbetriebszustand ein vorbestimmter Betriebszustand
ist, in welchem die Motordrehzahl stabil ist. Ist sie
stabil, dann erzeugt die Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung 54 ein Ausgangssignal V. Ein
Beispiel für einen stabilen Betriebszustand ist ein
Betriebszustand, in welchem die Motordrehzahl kleiner oder
gleich 2000 U/min ist. In diesem Fall umfassen die
Betriebszustände D die Motordrehzahl.
Ist der Motorbetriebszustand stabil, dann berechnet im
Schritt S12 die Fehlerberechnungsvorrichtung 55 den Fehler
α aus Gleichung (1) oder Gleichung (4). Im Schritt S13
berechnet die Mittelwertbildungs-Einrichtung 56 einen
laufenden Mittelwert des im Schritt S12 berechneten
Fehlers α und führt den Fehlermittelwert α′ der
Zündzeitpunkt-Einstellvorrichtung 52 zu. Es kann jedes
Verfahren verwendet werden, welches einen Mittelwert des
Fehlers α über mehrere Durchgänge durch das Programm von
Fig. 6 erzeugt. Beispielsweise kann der Fehlermittelwert
α′ aus folgender Formel berechnet werden
α′ = (αn-1 + an)/2 (9)
wobei αn der im Schritt S12 beim momentanen Durchlauf durch
das Programm berechnete Fehler ist, und αn-1 der Fehler ist,
der bei dem vorherigen Durchlauf durch das Programm für
denselben Zylinder berechnet wurde. Da der Fehler von
einem Zylinder zum andern schwanken kann, wird
vorzugsweise der Fehlermittelwert α′ einzeln für jeden
Zylinder berechnet. Anstatt zwei Werte des Fehlers α wie
in Gleichung (9) zu mitteln, ist es möglich, eine größere
Anzahl zu mitteln, beispielsweise drei oder mehr Werte.
Ein den berechneten Fehlermittelwert α′ anzeigendes Signal
wird in die Zündzeitpunkt-Einstellvorrichtung 52
eingegeben, welche im Schritt S14 den Zündzeitpunkt RA auf
der Grundlage der Betriebsbedingungen D und der Periode T1
berechnet, und dann die Steuerperiode Ta berechnet, um den
Fehler α in dem Bezugspositionssignal TR zu kompensieren.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Fall, in welchem
angenommen wird, daß der Fehler α des
Bezugspositionssignals TR in bezug auf die erste
Bezugsposition RR auftritt, wenn das Steuerpositionssignal RA vor der
zweiten Bezugsposition RI auftritt, stellt die
Steuerperiode Ta eine Periode Ta1 dar, die von der ersten
Bezugsposition RR aus gemessen wird. Daher wird die
Steuerperiode Ta1 durch die folgende Gleichung berechnet:
Ta1 = (RR + α′ - RA) T1/180° (10)
Diese Gleichung ist mit der Gleichung (2) identisch, mit
der Ausnahme, daß α in Gleichung (2) durch α′ ersetzt
wurde. Daher stellt (RR-RA) T1/180° den Wert von Ta1 in
Abwesenheit eines Fehlers α des Bezugspositionssignals TR
dar, und α′ T1/180° ist ein Korrekturfaktor zum
Kompensieren des Fehlers α.
Bei einer niedrigen Motordrehzahl, in welcher das Steuerpositionssignal
RA später als die zugehörige Bezugsposition RI auftritt,
stellt die Steuerperiode Ta eine Periode Ta2 dar, die von
der zweiten Bezugsposition RI statt von der ersten
Bezugsposition RR aus gemessen wird. Da angenommen wird,
daß die Hinterflanke des Bezugspositionssignals RI exakt
die zweite Bezugsposition RI anzeigt, ist es nicht
erforderlich, die Steuerperiode Ta2 bezüglich des Fehlers
α zu korrigieren. Daher wird die Steuerperiode Ta2 unter
Verwendung von Gleichung (6) berechnet.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Fall, bei welchem angenommen
wird, daß der Fehler α des Bezugspositionssignals TR in
bezug auf die zweite Bezugsposition RI auftritt, wenn das Steuer
positionssignal RA später als die zweite Bezugsposition RI
auftritt, stellt die Steuerperiode Ta eine Periode Ta2
dar, die von der zweiten Bezugsposition RI aus gemessen
wird. Daher wird die Steuerperiode Ta2 mit der folgenden
Gleichung berechnet:
Ta2 = (RR - 70° - α′ - RA) T1/180°
= (RI - α′ - RA) T1/180° (11)
Diese Gleichung ist identisch zur Gleichung (7), mit der
Ausnahme, daß α durch α′ ersetzt wurde. (RI-RA) T1/180°
ist der Wert von Ta2 in Abwesenheit eines Fehlers α im
Bezugspositionssignal TR, und der Term α′ T1/180° ist ein
Korrekturfaktor, der das Auftreten des Fehlers α
kompensiert. Bei einer hohen Motordrehzahl, bei welcher das Steuer
positionssignal RA früher auftritt als die zweite
Bezugsposition RI, stellt die Steuerperiode eine Periode
Ta1 dar, die von der ersten Bezugsposition RR statt von
der zweiten Bezugsposition RI aus gemessen wird. Da
angenommen wird, daß die Vorderflanke des
Bezugspositionssignals RT exakt die erste Bezugsposition
RR angibt, selbst wenn das Bezugspositionssignal TR einen
Fehler in bezug auf die zweite Bezugsposition RI enthält,
ist es nicht erforderlich, eine Korrektur der
Steuerperiode Ta1 bezüglich des Fehlers α vorzunehmen.
Daher wird die Steuerperiode Ta1 unter Verwendung von
Gleichung (8) berechnet.
Wenn im Schritt S11 ermittelt wird, daß der
Motorbetriebszustand nicht stabil ist, beispielsweise wenn
die Motordrehzahl größer als 2000 U/min ist, geht das
Programm zum Schritt S14 über, und die Steuerperiode Ta
wird entweder unter der Annahme berechnet, daß der Fehler
α Null ist, oder unter Verwendung des Fehlers α, der bei
einem vorherigen Durchgang durch das Programm ermittelt
wurde, als die Motordrehzahl stabil war. Wenn daher die
Motordrehzahl instabil ist, wird kein Fehler α mit
geringer Verläßlichkeit berechnet.
Wie bei der ersten Ausführungsform, berücksichtigt die
Berechnung der Steuerperiode Ta das Vorliegen eines
Fehlers α in dem Bezugspositionssignal TR. Daher erfolgt
die Zündung bei dem korrekten Kurbelwellenwinkel
entsprechend dem berechneten Zündzeitpunkt, also dem Steuerpositionssignal RA. Dies führt
dazu, daß Probleme, wie beispielsweise ein Klopfen in
Folge eines zu großen Vorstellwinkels oder
Verzögerungswinkels, vermieden werden können, und die
Motorleistung maximiert werden kann.
Wie in bezug auf die erste Ausführungsform erläutert
wurde, kann der Mikrocomputer 5 so ausgebildet werden, daß
er eine andere Steuerperiode für den Motor berechnet,
beispielsweise den Brennstoffeinspritztakt. Auch in diesem
Fall kompensiert die berechnete Steuerperiode den Fehler α
des Bezugspositionssignals TR.
Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 5 können Fälle
auftreten, in welchen der Absolutwert des Fehlers α oder
des Fehlermittelwerts α′, der durch die
Fehlerberechnungseinrichtung 43 oder 53 berechnet wurde, zu
groß ist, so daß dann, wenn die Steuerperiode Ta auf der
Grundlage dieses Wertes berechnet wird, die Steuerperiode
Ta unrichtig wird. Daher kann die Fehlerberechnungseinrichtung
43 oder 53 so abgeändert werden, daß der berechnete Fehler
α oder der berechnete Fehlermittelwert α′ innerhalb eines
vorbestimmten zulässigen Fehlerbereiches gehalten wird, der eine
Obergrenze (oberen Grenzwert) (beispielsweise 2°) und eine Untergrenze (unteren
Grenzwert) (beispielsweise -2°) aufweist. Wenn beispielsweise bei der
Ausführungsform von Fig. 1 der Wert von α, der durch die
Fehlerberechnungsvorrichtung 46 unter Verwendung von
Gleichung (1) berechnet wurde, größer als 2° ist, kann die
Fehlerberechnungseinrichtung 43 dazu veranlaßt werden,
automatisch den Fehler α bei der Obergrenze von 2°
abzuschneiden, und der Takteinstelleinrichtung 42 für den Zündzeitpunkt
ein Signal zuzuführen, welches einen Fehler von 2°
anzeigt. Ist der mit Hilfe von Gleichung (1) berechnete
Wert von α kleiner als -2°, so kann die
Fehlerberechnungseinrichtung 43 dazu veranlaßt werden, den
Fehler α an der Untergrenze von -2° automatisch
abzuschneiden. Auf diese Weise kann der Fehler α, der der
Takteinstelleinrichtung 42 zugeführt wird,
innerhalb des zulässigen Bereiches von ± 2° gehalten
werden.
Auf entsprechende Weise kann bei der Ausführungsform von
Fig. 5 die Fehlerberechnungseinrichtung 53 dazu veranlaßt
werden, daß sie automatisch den Fehlermittelwert α′
abschneidet, der durch die Mittelwert-Bildungseinrichtung
56 berechnet wurde, so daß er innerhalb eines zulässigen Fehler
bereiches wie beispielsweise innerhalb von ± 2° liegt. Auf
diese Weise läßt sich eine übermäßige Korrektur der
Steuerperiode verhindern.
Claims (17)
1. Steuervorrichtung für einen Motor, der einen oder
mehrere Zylinder aufweist, die jeweils mit einem Kolben
versehen sind, mit:
einer Bezugspositions-Ermittlungseinrichtung (1) zur Erzeugung eines Bezugspositionssignals (TR) zur Anzeige des Auftretens einer ersten und einer zweiten Bezugsposition (RI) eines Kolbens des Motors;
einer Perioden-Ermittlungseinrichtung (41), die auf das Bezugspositionssignal reagiert, um eine Periode (T1, T2) zwischen zwei Anzeigen des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI) zu messen, und ein Zeitintervall (TRI) zwischen einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) des Auftretens der ersten Bezugsposition (RR) und einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) des Auftretens der zweiten Bezugsposition (RI) zu messen;
einer Fehlerberechnungseinrichtung (43) zum Berechnen eines Fehlers (α) des Bezugspositionssignals (TR) in bezug auf die erste oder zweite Bezugsposition (RR, RI) auf der Grundlage eines Verhältnisses des Zeitintervalls (TRI) zur Periode (T1, T2), die von der Perioden-Ermittlungseinrichtung (41) gemessen wird; und
einer Takteinstelleinrichtung (42) zur Berechnung eines Steuerpositionssignals (RA), welches eine Kolbenposition anzeigt, bei welcher ein Steuervorgang für den Motor stattfinden soll, und zum Berechnen einer Steuerperiode entsprechend dem Zeitraum von einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI) bis zum Auftreten des Steuerpositionssignals (RA) auf der Grundlage des berechneten Fehlers (α).
einer Bezugspositions-Ermittlungseinrichtung (1) zur Erzeugung eines Bezugspositionssignals (TR) zur Anzeige des Auftretens einer ersten und einer zweiten Bezugsposition (RI) eines Kolbens des Motors;
einer Perioden-Ermittlungseinrichtung (41), die auf das Bezugspositionssignal reagiert, um eine Periode (T1, T2) zwischen zwei Anzeigen des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI) zu messen, und ein Zeitintervall (TRI) zwischen einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) des Auftretens der ersten Bezugsposition (RR) und einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) des Auftretens der zweiten Bezugsposition (RI) zu messen;
einer Fehlerberechnungseinrichtung (43) zum Berechnen eines Fehlers (α) des Bezugspositionssignals (TR) in bezug auf die erste oder zweite Bezugsposition (RR, RI) auf der Grundlage eines Verhältnisses des Zeitintervalls (TRI) zur Periode (T1, T2), die von der Perioden-Ermittlungseinrichtung (41) gemessen wird; und
einer Takteinstelleinrichtung (42) zur Berechnung eines Steuerpositionssignals (RA), welches eine Kolbenposition anzeigt, bei welcher ein Steuervorgang für den Motor stattfinden soll, und zum Berechnen einer Steuerperiode entsprechend dem Zeitraum von einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI) bis zum Auftreten des Steuerpositionssignals (RA) auf der Grundlage des berechneten Fehlers (α).
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bezugspositionssignal (TR) eine
erste Pegeländerung zur Anzeige eines Auftretens der
ersten Bezugsposition (RR) und eine zweite
Pegeländerung zur Anzeige eines Auftretens der zweiten
Bezugsposition (RI) aufweist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerperiode (Ta) gleich einem
Zeitraum für einen Kolben des Motors ist, in welchem
sich dieser von einer der Bezugspositionen zu dem
Steuerpositionssignal (RA) bewegt, eingestellt auf
einen Zeitraum entsprechend dem Fehler (α).
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß weiterhin eine Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung (44, 45) vorgesehen ist, um
festzustellen, wenn ein vorbestimmter Betriebszustand
des Motors existiert, wobei die
Fehlerberechnungseinrichtung (43) den Fehler (α) nur
dann berechnet, wenn die Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung (44, 45) feststellt, daß der
vorbestimmte Betriebszustand existiert.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung (44, 45) feststellt, daß der
vorbestimmte Betriebszustand existiert, wenn die
Drehzahl des Motors unterhalb eines vorbestimmten Wertes
liegt.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Perioden-Ermittlungseinrichtung
(41) eine Einrichtung zum Messen einer ersten Periode
(T1) zwischen zwei Anzeigen eines Auftretens der ersten
Bezugsposition (RR) und einer zweiten Periode (T2)
zwischen zwei Anzeigen eines Auftretens der zweiten Bezugsposition
(RI) aufweist; und daß die Betriebszustands-
Ermittlungseinrichtung (44, 45) feststellt, daß der
vorbestimmte Betriebszustand existiert, wenn eine
Differenz (Δ) zwischen der ersten und der zweiten
Periode (T1, T2) unterhalb eines vorbestimmten Wertes (γ)
liegt.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fehlerberechnungseinrichtung
(53) eine Einrichtung zur Berechnung eines ersten
Fehlers (α) für einen einzelnen Zylinder des Motors und
zum Mitteln des ersten Fehlers (α) zum Erhalten eines
Fehlermittelwerts (α′) aufweist, und daß die
Takteinstelleinrichtung (52) die Steuerperiode (Ta) auf
der Grundlage des Fehlermittelwerts (α′) einstellt.
8. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fehlerberechnungseinrichtung
(53) eine Einrichtung zur Berechnung eines ersten
Fehlers aufweist, eine Einrichtung zum Vergleich des
ersten Fehlers mit einem Fehlerbereich, der einen
Grenzwert aufweist, und eine Einrichtung zum Einstellen
eines zweiten Fehlers gleich dem Grenzwert, wenn der
erste Fehler außerhalb des Fehlerbereiches liegt, wobei
die Takteinstelleinrichtung (52) die Steuerperiode (Ta)
auf der Grundlage des zweiten Fehlers einstellt, wenn
der erste Fehler außerhalb des Fehlerbereiches liegt.
9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fehlerbereich einen oberen
Grenzwert und einen unteren Grenzwert aufweist, und daß
die Fehlerberechnungseinrichtung (53) den zweiten Fehler
gleich dem oberen Grenzwert setzt, wenn der erste Fehler
größer als der obere Grenzwert ist, und den zweiten
Fehler gleich dem unteren Grenzwert setzt, wenn der
erste Fehler kleiner als der untere Grenzwert ist.
10. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerpositionssignal (RA) ein
Zündsteuerpositionssignal ist, welches eine
Kolbenposition angibt, bei welcher in dem Motor die
Zündung stattfinden soll.
11. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerpositionssignal (RA) ein
Brennstoffeinspritz-Steuerpositionssignal ist, welches
eine Kolbenposition angibt, bei welcher in dem Motor die
Brennstoffeinspritzung stattfinden soll.
12. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Bezugspositionssignal (TR) mehrere Impulse aufweist, wobei jeder Impuls eine Vorderflanke hat, die eine erste Bezugsposition (RR) eines Kolbens des Motors anzeigt, und eine Hinterflanke, welche eine zweite Bezugsposition (RI) eines Kolbens des Motors anzeigt;
die Perioden-Ermittlungseinrichtung (41), die auf die Bezugspositions-Ermittlungseinrichtung (1) reagiert, zur Messung einer ersten Periode (T1) zwischen dem Auftreten zweier Vorderflanken des Bezugspositionssignals (TR) ausgebildet ist, und einer zweiten Periode (T2) zwischen dem Auftreten zweier Hinterflanken des Bezugspositionssignals (TR), wobei ein Zeitinvertvall (TRI) gleich einer Impulsbreite eines der Impulse des Bezugspositionssignals ist;
die Fehlerberechnungseinrichtung (43) zum Berechnen eines Fehlers (α) ausgebildet ist, der gleich einer Abweichung der Vorderflanke oder Hinterflanke eines der Impulse in bezug auf die erste oder zweite Bezugsposition (RR, RI) ist auf der Grundlage eines Verhältnisses des Zeitintervalls (TRI) und der ersten oder der zweiten Periode (T1, T2), wenn die Betriebszustands-Ermittlungseinrichtung (44, 45) feststellt, daß der Motorbetriebszustand stabil ist;
die Takteinstelleinrichtung (42) zur Berechnung eines Zündsteuerpositionssignals (RA) ausgebildet ist, welches eine Kolbenposition anzeigt, an welcher in dem Motor die Zündung stattfinden soll; und
eine Einrichtung zur Berechnung einer Steuerperiode (Ta) vorgesehen ist, die gleich einem Zeitraum von einem Auftreten einer Vorderflanke oder Hinterflanke eines der Impulse bis zum Auftreten des Zündsteuerpositionssignals (RA) auf der Grundlage des berechneten Fehlers (α) ist.
das Bezugspositionssignal (TR) mehrere Impulse aufweist, wobei jeder Impuls eine Vorderflanke hat, die eine erste Bezugsposition (RR) eines Kolbens des Motors anzeigt, und eine Hinterflanke, welche eine zweite Bezugsposition (RI) eines Kolbens des Motors anzeigt;
die Perioden-Ermittlungseinrichtung (41), die auf die Bezugspositions-Ermittlungseinrichtung (1) reagiert, zur Messung einer ersten Periode (T1) zwischen dem Auftreten zweier Vorderflanken des Bezugspositionssignals (TR) ausgebildet ist, und einer zweiten Periode (T2) zwischen dem Auftreten zweier Hinterflanken des Bezugspositionssignals (TR), wobei ein Zeitinvertvall (TRI) gleich einer Impulsbreite eines der Impulse des Bezugspositionssignals ist;
die Fehlerberechnungseinrichtung (43) zum Berechnen eines Fehlers (α) ausgebildet ist, der gleich einer Abweichung der Vorderflanke oder Hinterflanke eines der Impulse in bezug auf die erste oder zweite Bezugsposition (RR, RI) ist auf der Grundlage eines Verhältnisses des Zeitintervalls (TRI) und der ersten oder der zweiten Periode (T1, T2), wenn die Betriebszustands-Ermittlungseinrichtung (44, 45) feststellt, daß der Motorbetriebszustand stabil ist;
die Takteinstelleinrichtung (42) zur Berechnung eines Zündsteuerpositionssignals (RA) ausgebildet ist, welches eine Kolbenposition anzeigt, an welcher in dem Motor die Zündung stattfinden soll; und
eine Einrichtung zur Berechnung einer Steuerperiode (Ta) vorgesehen ist, die gleich einem Zeitraum von einem Auftreten einer Vorderflanke oder Hinterflanke eines der Impulse bis zum Auftreten des Zündsteuerpositionssignals (RA) auf der Grundlage des berechneten Fehlers (α) ist.
13. Steuerverfahren für einen Motor, der einen oder mehrere
Zylinder aufweist, die jeweils mit einem Kolben versehen
sind, mit folgenden Schritten:
Erzeugung eines Bezugspositionssignals (TR) zur Anzeige des Auftretens einer ersten und einer zweiten Bezugsposition (RR, RI) eines Kolbens des Motors;
Messung einer Periode zwischen zwei Anzeigen des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI), und eines Zeitintervalls (TRI) zwischen einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens der ersten Bezugsposition (RR) und einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens der zweiten Bezugsposition (RI);
Berechnung eines Fehlers (α) des Bezugspositionssignals (TR) in bezug auf die erste oder die zweite Bezugsposition (RR, RI) auf der Grundlage eines Verhältnisses des Zeitintervalls (TRI) zur gemessenen Periode;
Berechnung eines Steuerpositionssignals (RA), das eine Kolbenposition anzeigt, an welcher ein Steuervorgang für den Motor stattfinden soll; und
Berechnung einer Steuerperiode (Ta) entsprechend der Länge des Zeitraums von einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI) bis zum Auftreten des Steuerpositionssignals (RA) auf der Grundlage des berechneten Fehlers (α).
Erzeugung eines Bezugspositionssignals (TR) zur Anzeige des Auftretens einer ersten und einer zweiten Bezugsposition (RR, RI) eines Kolbens des Motors;
Messung einer Periode zwischen zwei Anzeigen des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI), und eines Zeitintervalls (TRI) zwischen einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens der ersten Bezugsposition (RR) und einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens der zweiten Bezugsposition (RI);
Berechnung eines Fehlers (α) des Bezugspositionssignals (TR) in bezug auf die erste oder die zweite Bezugsposition (RR, RI) auf der Grundlage eines Verhältnisses des Zeitintervalls (TRI) zur gemessenen Periode;
Berechnung eines Steuerpositionssignals (RA), das eine Kolbenposition anzeigt, an welcher ein Steuervorgang für den Motor stattfinden soll; und
Berechnung einer Steuerperiode (Ta) entsprechend der Länge des Zeitraums von einer Anzeige des Bezugspositionssignals (TR) eines Auftretens einer der Bezugspositionen (RR, RI) bis zum Auftreten des Steuerpositionssignals (RA) auf der Grundlage des berechneten Fehlers (α).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
weiterhin ermittelt wird, wenn sich der Motor in einem
stabilen Betriebszustand befindet, wobei der Fehler nur
dann berechnet wird, wenn festgestellt wird, daß sich
der Motor in einem stabilen Betriebszustand befindet.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Berechnung des Fehlers die Berechnung eines ersten
Fehlers (α) für einen einzelnen Zylinder des Motors und
eine Mittlung des ersten Fehlers umfaßt, um einen
Fehlermittelwert (α′) zu erhalten, wobei die
Steuerperiode unter Verwendung des Fehlermittelwerts
(α′) berechnet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Berechnung des Fehlers die Berechnung eines ersten
Fehlers umfaßt, den Vergleich des ersten Fehlers mit
einem Fehlerbereich, der einen Grenzwert aufweist, und
die Berechnung eines zweiten Fehlers gleich dem
Grenzwert, wenn der erste Fehler außerhalb des
Fehlerbereiches liegt, wobei die Steuerperiode (Ta)
unter Verwendung des zweiten Fehlers berechnet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fehlerbereich einen oberen Grenzwert und einen
unteren Grenzwert aufweist, und daß der zweite Fehler
gleich dem oberen Grenzwert ist, wenn der erste Fehler
größer als der obere Grenzwert ist, und gleich dem
unteren Grenzwert ist, wenn der erste Fehler kleiner als
der untere Grenzwert ist.
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