DE68925658T2 - Electronic angle encoder with control system - Google Patents

Abstract

An electronic position sensor assembly and engine control system (10) in which two sensing elements (13, 14) in a dual sensor (12) provide separate, independent position signals (A, B) related to multi-cylinder engine cycle position by sensing the angular position of a engine-rotated slotted wheel (11). The sensing elements provide identical sensing signals shifted from each other by a predetermined angular amount (d). In response to the simultaneous providing of a pulse by both sensing elements, a first reference signal (at 22) identifying a reference cylinder is provided for controlling electronic distribution of spark timing and/or fuel injection signals to engine cylinders (17-20). In response to a selected one of the sensing elements producing a pulse which has a predetermined longer duration than a preceding produced pulse, a second reference signal (after 50) is produced indicative of top-dead center engine cylinder cycle position for one of the cylinders. In response to detecting a fault in the position signal produced by the one selected sensing element, a switch (27) selects the other of the sensing elements for utilization in producing the second reference signal, and a substitute reference signal circuit (40) provides a substitute first reference signal. A less expensive and more reliable engine position sensor assembly and engine control system is provided since proper system operation is maintained despite a fault in one of the position signals. <IMAGE>

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der elektronischen Positionsfühlereinrichtungen und die Verwendung von Positionsfühlersignalen in einem Steuerungsystem. Die vorliegende Erfindung hat ihre besondere Anwendung bei einem elektronischen Steuerungsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einem solchen System, das eine elektronische Zündverteilung und/oder elektronische Kraftstoffsteuersignalverteilung verwendet, um sequentiell Steuersignale für die Zündung/Kraftstoffeinspritzung für jeden Zylinder einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine zu liefern.The present invention relates to the field of electronic position sensing devices and the use of position sensing signals in a control system. The present invention has particular application to an electronic control system for an internal combustion engine, particularly such a system which uses electronic ignition distribution and/or electronic fuel control signal distribution to sequentially provide ignition/fuel injection control signals for each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine.

Frühere Brennkraftmaschinensteuerungs systeme sind bekannt, bei denen Steuersignale für das Auftreten des Zündpunkts und Steuersignale für die Kraftstoffeinspritzung nach Maßgabe der Maschinendrehzahl erzeugt werden. Typischerweise werden diese Steuersignale nach Maßgabe von Positionssignalen des Maschinenzyklus erzeugt, die abgeleitet werden, indem die winkelstellung von Vorsprüngen/Schlitzen an einem Rad erfaßt werden, das synchron durch die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht wird. Solche Räder werden typischerweise als gezahnte Räder bezeichnet, und die Reluktanz, der Hall-Effekt oder optische Fühler werden verwendet, um die Winkelposition solcher Räder zu erfassen, und dadurch Positionssignale zu liefern, die den verschiedenen Positionen des Maschinenzyklus entsprechen.Previous internal combustion engine control systems are known in which control signals for the occurrence of the ignition point and control signals for fuel injection are generated in accordance with engine speed. Typically, these control signals are generated in accordance with engine cycle position signals derived by sensing the angular position of projections/slots on a wheel which is synchronously rotated by the engine crankshaft. Such wheels are typically referred to as toothed wheels and reluctance, Hall effect or optical sensors are used to sense the angular position of such wheels and thereby provide position signals corresponding to the various positions of the engine cycle.

Typischerweise werden drei Informationsteile für Brennkraftmaschinensteuerungssysteme benötigt, wie jene oben angegebenen. Erstens, wird ein genaues, hoch auflösendes Brennkraftmaschinendrehzahl- und Positionssignal erwünscht. Dies wird typischerweise erreicht, indem eine große Anzahl einzelner Zähne auf dern Umfang eines Rades vorgesehen werden, das synchron durch die Brennkraftmaschinenkurbelwelle angetrieben wird, so daß eine große Anzahl einzelner Impulse erzeugt werden. Die Wiederholungsrate dieser Impulse steht in direkter Beziehung zu der Brennkraftmaschinendrehzahl, und das Auftreten der Impulszeit zeigt die Position des Brennkraftmaschinenzyklus an. Ferner ist es in einigen Systemen notwendig, die obere Totpunktsposition oder einen anderen Bezug des Kolbens in jedem der Zylinder einer Mehrzylindermaschine zu bestimmen, die durch das Brennkraftmaschinensteuerungssystem gesteuert werden soll. Einige frühere Systeme verwenden ein getrenntes Erfassungselement, um diese Information über die Bezugsposition des oberen Totpunkts zu erfassen, indem ein Vorsprung/Schlitz an dem sich drehenden Rad (oder an einem unterschiedlichen Rad) erfaßt wird, der von der großen Anzahl einzelner Zähne getrennt ist, die bereits erfaßt werden, um das Brennkraftmaschinendrehzahl/Positionssignal hoher Auflösung zu erzeugen. Es ist ferner zum Ausführen einer elektronischen Zündsteuersignalverteilung oder Kraftstoffeinspritzsteuersignalverteilung auch notwendig, ein Identifikationssignal für einen Bezugszylinder zu schaffen, das einen der mehreren zu steuernden Zylinder als einen Bezugszylinder im Gegensatz zu irgendwelchen anderen der Zylinder kennzeichnet. Dieses Signal wird dann verwendet, um die richtige, anfängliche Lenkung (Verteilung) der Steuersignale zu den verschiedenen Zylindern sicherzustellen, während das Signal des oberen Totpunkts den Zeitpunkt der nachfolgenden, sequentiellen Lenkung der Steuersignale steuert.Typically, three pieces of information are required for engine control systems such as those listed above. First, an accurate, high resolution engine speed and position signal is desired. This is typically accomplished by providing a large number of individual teeth on the circumference of a wheel which is synchronously driven by the engine crankshaft so that a large number of individual pulses are generated. The repetition rate of these pulses is directly related to the engine speed and the occurrence of the pulse time indicates the position of the engine cycle. Furthermore, in some systems it is necessary to determine the top dead center position or other reference of the piston in each of the cylinders of a multi-cylinder engine to be controlled by the engine control system. Some prior systems use a separate sensing element to sense this top dead center reference position information by sensing a projection/slot on the rotating wheel (or on a different wheel) separate from the large number of individual teeth already sensed to generate the high resolution engine speed/position signal. It is also necessary, in order to carry out electronic ignition control signal distribution or fuel injection control signal distribution, to provide a reference cylinder identification signal which designates one of the plurality of cylinders to be controlled as a reference cylinder as opposed to any other of the cylinders. This signal is then used to ensure the correct initial routing (distribution) of the control signals to the various cylinders, while the top dead center signal controls the timing of the subsequent sequential routing of the control signals.

Einige frühere Systeme haben drei getrennte Fühler verwendet, um die drei Arten Informationen zu schaffen, die für Systeme verlangt werden, wie jene oben beschriebenen. Offensichtlich ist es weder von dern Gesichtspunkt der Kosten noch der Systemkomplexität wünschenswert, drei unterschiedliche Fühler und drei unterschiedliche Sätze von Vorsprüngen/Schlitzen bereitszustellen, die erfühlt werden. Einige frühere Systeme haben Erfassungssysteme für einen fehlenden Zahn oder einem besonderen Zahn verwendet, um zwei von drei Informationsteile bereitzustellen. US-Patent 4,628, 269 von Hunninghaus u. a. zeigt ein früheres System, um das Hochauflösungssignal und das Zylinderidentifikationssignal CID bereitzustellen. Andere Systeme, wie die US-Patente 4,338,813 von Hunninghaus u. a. und 4,338,906 von Bolinger haben zwei oder mehrere Fühler verwendet, um die Signale für den oberen Totpunkt und die Zylinderidentifikation bereitszustellen, aber dann wurden keine Positionssignale hoher Auflösung erzeugt.Some previous systems have used three separate sensors to provide the three types of information required for systems such as those described above. Obviously, it is not desirable from a cost or system complexity standpoint to have three different sensors and three different sets of tabs/slots. which are sensed. Some earlier systems have used missing tooth or special tooth detection systems to provide two of three pieces of information. U.S. Patent 4,628,269 to Hunninghaus et al. shows an earlier system to provide the high resolution signal and the cylinder identification signal CID. Other systems, such as U.S. Patents 4,338,813 to Hunninghaus et al. and 4,338,906 to Bolinger have used two or more sensors to provide the top dead center and cylinder identification signals, but then no high resolution position signals were produced.

Was benötigt wird, ist ein Fühlersystem, um zuverlässig alle drei Arten von verlangten Signalen zu erzeugen, ohne eine übermäßige Anzahl von Fühlern zu verwenden, und ohne ein übermäßiges Maß an Schaltungsanordnung zu verwenden oder eine übermäßige Rechenzeit eines Mikroprozessors zu verlangen. Vorzugsweise sollte ein solches System auch fähig sein, das verlangte Hochauflösungssignal und die Bezugssignale sogar zu erzeugen, wenn ein Fühlerelement versagt. Einige frühere Systeme, wie US Patent 4,658,786 von Foss u. a. unternehmen eine korrigierende Wirkung in dem Fall eines erfaßten Fehlers, aber typischerweise wird das Hochauflösungssignal verloren, wenn irgendein Fühlerelement, das dieses Signal erzeugt, versagt, und/oder solche Systeme sehen eine zusätzliche Schaltungsanordnung vor, um normalerweise ein unterschiedliches Signal als ein Bezugssignal zu verwenden, und bewahren sich vor dem Verlust dieses unterschiedlichen Bezugssignal, indem, wenn ein Fehler vorliegt, das ursprungliche Bezugssignal verwendet wird. Einige Systeme verwenden eine vereinfachte Koinzidenz-Erfassungsschaltung, wie US Patent 4,385,605 von Petrie u. a., um ein Bezugssignal bereitzustellen, wobei aber in dem Fall des Versagens eines Fühlerelements kein Bezugssignal geliefert wird.What is needed is a sensing system to reliably generate all three types of required signals without using an excessive number of sensors, and without using an excessive amount of circuitry or requiring excessive microprocessor computing time. Preferably, such a system should also be capable of generating the required high resolution signal and reference signals even if a sensing element fails. Some earlier systems, such as US Patent 4,658,786 to Foss et al., take corrective action in the event of a detected fault, but typically the high resolution signal is lost if any sensing element generating that signal fails, and/or such systems provide additional circuitry to normally use a different signal as a reference signal and save against the loss of that different reference signal by using the original reference signal when a fault is present. Some systems use a simplified coincidence detection circuit, such as US Patent 4,385,605 to Petrie et al., to provide a reference signal, but no reference signal is provided in the event of a sensing element failure.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, elektronische Positionsfühlervorrichtung und ein verbessertes, elektronisches Motorsteuerungssystem zu schaffen, das die verbesserte, elektronische Positionsfühlervorrichtung umfaßt.It is an object of the present invention to provide an improved electronic position sensing device and an improved electronic engine control system incorporating the improved electronic position sensing device.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird geschaffen eine elektronische Positionsgebereinrichtung, umfassend:According to the present invention there is provided an electronic position sensor device comprising:

ein Rad, das um eine Achse drehangetrieben ist, wobei das genannte Rad eine Vielzahl von vorbestimmten Abschnitten vorbestimmter Winkelweiten daran aufweist; eine Fühlereinrichtung, die fest in bezug auf und nahe dem genannten Rad angeordnet ist, wobei die genannte Fühlereinrichtung mindestens ein erstes und ein zweites Fühlerelement aufweist, die jeweils unabhängig den Durchgang von jedem der genannten vorbestimmten Abschnitte durch das Fühlerelement erfühlen und in Reaktion darauf ein Signal erzeugen, das Signalimpulse aufweist, die entsprechend und während der Winkelweite der genannten, erfühlten, vorbestimmten Abschnitte auftreten; und eine Koinzidenzeinrichtung zum Bereitstellen eines ersten Bezugssignals in Reaktion auf das genannte erste und zweite Fühlerelement, die gleichzeitig vorbestimmte, logische Zustandsbedingungen der genannten Fühlersignalimpulse erzeugen; wobei die genannte Fühlereinrichtung gekennzeichnet ist, durch die genannten Winkelweiten, die mindestens drei unterschiedliche Winkelweiten a, b und c umfassen, wobei die Winkelweite a kleiner als die Winkelweite b ist, die kleiner als die Winkelweite c ist; und das genannte erste und zweite Fühlerelement um eine Strecke d entsprechend einer Winkelweite voneinander beabstandet sind, die kleiner als die Winkelweite c aber größer als die Winkelweite a und größer als die Winkelweite b ist; eine Einrichtung zum Erhalten der genannten Fühlersignalimpulse, die von mindestens einem des genannten ersten und zweiten Fühlerelements bereitgestellt werden, und zum Bereitstellen in Reaktion darauf eines zweiten Bezugssignals, das von dem genannten ersten Bezugssignal verschieden ist und den Durchgang von jedem der genannten vorbestimmten Abschnitte der Weite b an der Fühlereinrichtung angzeigt, wodurch Informationen über die Winkelposition des genannten Rads durch mindestens das genannte erste und zweite Bezugssignal erhalten wird.a wheel rotatably driven about an axle, said wheel having a plurality of predetermined sections of predetermined angular widths thereon; sensing means fixedly disposed with respect to and proximate to said wheel, said sensing means comprising at least first and second sensing elements each independently sensing the passage of each of said predetermined sections through the sensing element and in response thereto producing a signal comprising signal pulses occurring corresponding to and during the angular width of said sensed predetermined sections; and coincidence means for providing a first reference signal in response to said first and second sensing elements simultaneously producing predetermined logic state conditions of said sensing signal pulses; said sensing means characterized by said angular widths comprising at least three different angular widths a, b and c, angular width a being less than angular width b which is less than angular width c; and said first and second sensing elements are spaced apart by a distance d corresponding to an angular width which is smaller than the angular width c but larger than the angular width a and larger than the angular width b; means for receiving said sensing signal pulses generated by at least one of said first and second sensing elements and for providing, in response thereto, a second reference signal, different from said first reference signal, indicative of the passage of each of said predetermined portions of width b at the sensing means, whereby information on the angular position of said wheel is obtained by at least said first and second reference signals.

Ein Vorteil der elektronischen Positionsfühlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß sie eine minimale Anzahl von Positionsfühlerelementen verlangt, während sie ohne weiteres die erwünschten Bezugssignale ohne eine übermäßig komplexe Schaltung oder übermäßige computerprogrammierung oder Computerbetrieb bereitstellt.An advantage of the electronic position sensing device according to the present invention is that it requires a minimal number of position sensing elements while readily providing the desired reference signals without overly complex circuitry or excessive computer programming or operation.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß sie ein verbessertes Zwei-Fühler-Elementsystem schafft, das eine Koinzidenzerfassung verwendet, um ein Bezugssignal bereitzustellen, und ein Ersatzbezugssignal liefert, selbst wenn ein Fühlerelement versagt.Another advantage of the present invention is that it provides an improved two-sensing element system that uses coincidence detection to provide a reference signal and provides a backup reference signal even if one sensing element fails.

Vorzugsweise wird die obenbeschriebene, elektronische Positionsfühlervorrichtung in einem elektronischen Brennkraftmaschinensteuerungssystem verwendet, in dem mindestens Signalimpulse von einem des genannten ersten und zweiten Fühlerelements und mindestens einem des ersten und zweiten Bezugssignals verwendet werden, um die Kraftstoffverbrennung in den Zylindern der Brennkraftmaschine zu steuern. Diese Steuerung der Kraftstoffverbrennung kann entweder das Steuern des Auftretens des Funkens umfassen, was die Kraftstoffverbrennung initiiert oder die Größe der oder die Zeit des Auftretens des Kraftstoffeinspritzens in jedem Zylinder, vorzugsweise durch Kraftstoffeinspritzsignale bestimmt.Preferably, the electronic position sensing device described above is used in an electronic internal combustion engine control system in which at least signal pulses from one of said first and second sensing elements and at least one of said first and second reference signals are used to control fuel combustion in the cylinders of the internal combustion engine. This control of fuel combustion may comprise either controlling the occurrence of the spark which initiates fuel combustion or the amount or time of occurrence of fuel injection in each cylinder, preferably determined by fuel injection signals.

Die elektronische Positionsfühlervorrichtung dieses bevorzugten Systems liefert zwei Fühlersignale, die sich voneinander nur in ihrem zeitlichen Auftreten dahingehend unterscheiden, daß ein Signal unmittelbar dem anderen Signal entspricht, mit Ausnahme des um eine Größe verschobenen Zeitauftritts, die durch den Abstand zwischen den zwei Fühlerelementen und die Drehzahl des gedrehten Rades bestimmt wird. In dem vorliegenden System wird normalerweise eines der Fühlersignale für die Hauptsteuerung der Steuerfunktionen für den Zündpunkt und/oder die Kraftstoffeinspritzung verwendet. Jedoch wird, wenn ein Fehler bei diesem Signal erfaßt wird, dann das andere Signal verwendet, da es unmittelbar diesem ersten Signal mit Ausnahme davon entspricht, daß es wirksam mit seinem Zeitauftritt um eine feste Winkelgröße verschoben ist. Wenn es notwendig ist, können die Zündpunkt- und Kraftstoffsteuerungsschaltungen in Reaktion auf diese Fehlererfassung so ausgeglichen werden, daß das Endergebnis ein Steuerungssystem ist, das so genau wie das Steuerungssystem vor der Fehlererfassung arbeitet.The electronic position sensor device of this preferred system provides two sensor signals which differ from each other only in their timing of occurrence in that one signal directly corresponds to the other signal except for the time of occurrence being shifted by an amount determined by the distance between the two sensor elements and the speed of the wheel being rotated. In the present system, one of the sensor signals is normally used for the primary control of the ignition timing and/or fuel injection control functions. However, if a fault is detected in this signal, then the other signal is used because it directly corresponds to this first signal except for the fact that it is effectively shifted in its time of occurrence by a fixed angular amount. If necessary, the ignition timing and fuel control circuits can be balanced in response to this fault detection so that the end result is a control system which operates as accurately as the control system did before the fault was detected.

Somit ist ein Vorteil des elektronischen Positionsfühlers gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn er in einem elektronischen Motorsteuerungssystem verwendet wird, daß er in Reaktion auf einen Fehler, der bei einem der Ausgänge einer doppelten Fühlereinrichtung erfaßt worden ist, den anderen Ausgang der Einrichtung liefert, der dann verwendet wird, während der richtige Betrieb des Steuerungssystems beibehalten wird.Thus, an advantage of the electronic position sensor according to the present invention, when used in an electronic engine control system, is that in response to a fault detected in one of the outputs of a dual sensing device, it provides the other output of the device which is then used while maintaining proper operation of the control system.

Ferner wird wegen der bevorzugten Ausgestaltung der Vorsprünge/Schlitze an dem sich drehenden Rad ein Bezugszylinderidentifikationssignal in Reaktion auf das gemeinsame Auftreten der Impulse durch die zwei Fühlerelemente erzeugt. In Reaktion auf ein Erfassen eines Fehlers bei einem der Fühlerelemente wird eine Bezugssignaleinrichtung für einen Ersatzbezugszylinder wirksam freigegeben, um ein Ersatzbezugszylindersignal zu erzeugen. Dieses Signal wird dann von dem elektronischen Zündpunktverteiler und den Kraftstoffeinspritzverteilungsschaltungen verwendet, um sicherzustellen, daß die richtigen Brennkraftmaschinenzylinder in der richtigen Reihenfolge die Zündpunkt- und Kraftstoffeinspritzsteuerungssignale erhalten, die für diese Zylinder festgelegt sind.Furthermore, due to the preferred design of the projections/slots on the rotating wheel, a reference cylinder identification signal is generated in response to the co-occurrence of the pulses by the two sensing elements. In response to detection of a fault in one of the sensing elements, a substitute reference cylinder reference signal device is effectively enabled to generate a substitute reference cylinder signal. This signal is then the electronic ignition timing distributor and the fuel injection distribution circuits to ensure that the correct engine cylinders receive the ignition timing and fuel injection control signals specified for those cylinders in the correct order.

Die vorliegende Erfindung verwendet einen einzigen Fühler, der doppelte Fühlerelemente aufweist, um alle drei Arten der benötigten Informationen zu liefern, die ein Brennkraftmaschinendrehzahl/Positionssignal hoher Auflösung, ein Bezugssignal für den oberen Totpunkt für jeden Zylinder und ein Zylinderidentifikationsbezugssignal umfassen. Die vorliegende Erfindung liefert auch einen erfolgreichen Brennkraftmaschinensteuerungsbetrieb, wenn ein nachfolgender Fehler in einem der zwei Fühlersignale erfaßt wird, die von den Fühlerelementen erzeugt werden. Während ein Hauptteil der Funktionen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch einen programmierten Mikroprozessor oder Computer ausgeführt werden, kann die kritische Bestimmung (Identifikation) des Zylinders Nr. 1 oder des Bezugszylinders ohne weiteres und kostengünstig durch eine einfache, äußere, diskrete Koinzedenzschaltung bereitgestellt werden, wie ein UND-Tor. Dies ermöglicht daher dem programmierten Mikroprozessor oder Computer, zusätzliche Brennkraftmaschinensteuerungsfunktionen auszuführen, wodurch ein verbessertes Brennkraftmaschinensteuerungssystem bereitgestellt wird.The present invention uses a single sensor having dual sensing elements to provide all three types of required information, which include a high resolution engine speed/position signal, a top dead center reference signal for each cylinder, and a cylinder identification reference signal. The present invention also provides for successful engine control operation when a subsequent error is detected in either of the two sensing signals produced by the sensing elements. While a major portion of the functions of the present invention are preferably performed by a programmed microprocessor or computer, the critical determination (identification) of the No. 1 or reference cylinder can be readily and inexpensively provided by a simple external discrete coincidence circuit, such as an AND gate. This therefore allows the programmed microprocessor or computer to perform additional engine control functions, thereby providing an improved engine control system.

Die obigen Funktionen der vorliegenden Erfindung und zusätzliche Vorteile von ihr können am besten durch Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der vorliegenden Erfindung bestimmt werden.The above features of the present invention and additional advantages thereof can best be determined by reference to the following description of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Zum vollständigeren Verständnis der Erfindung sollte auf die Zeichnungen bezug genommen werden, in denen:For a more complete understanding of the invention, reference should be made to the Drawings may be referred to in which:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Brennkraftmaschinensteuerungssystem ist, das die vorliegende Erfindung verwendet;Fig. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine control system utilizing the present invention;

Fig. 2 ein ins einzelne gehendes, schematisches Diagramm eines sich drehenden Rades und eines doppelten Fühlerelementfühlers umfaßt, der in Fig. 1 dargestellt ist;Fig. 2 includes a detailed schematic diagram of a rotating wheel and dual sensing element sensor shown in Fig. 1;

Fig. 3 eine lineare, grafische Darstellung der Vorsprünge/Schlitze in dem sich drehenden Rad und den doppelten Fühler umfaßt, der in Fig. 2 gezeigt ist, und die Postionsfühlersignale A und B, die in Reaktion darauf erzeugt werden;Fig. 3 is a linear graphical representation of the protrusions/slots in the rotating wheel and the dual sensor shown in Fig. 2, and the position sensor signals A and B generated in response thereto;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm umfaßt, das eine typische Ausführungsform für eine Fehlererfassungseinrichtung darstellt, die in FIg. 1 gezeigt ist;Fig. 4 comprises a schematic diagram illustrating a typical embodiment for a fault detection device shown in Fig. 1;

Fig. 5 eine Reihe von grafischen Darstellungen umfaßt, die die Signalwellenformen zeigen, die von der Fehlererfassungseinrichtung in Fig. 4 erzeugt werden;Fig. 5 comprises a series of graphs showing the signal waveforms produced by the error detector in Fig. 4;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm umfaßt, das eine typische Ausführungsform eines Schalters darstellt, der in Fig. 1 gezeigt ist; undFig. 6 comprises a schematic diagram illustrating a typical embodiment of a switch shown in Fig. 1; and

Fig. 7 ein schematisches Diagramm umfaßt, das einen Teil der internen Konstruktion einer Zündpunktsteuerungseinrichtung darstellt, die in Fig. 1 gezeigt ist.Fig. 7 comprises a schematic diagram illustrating a portion of the internal construction of an ignition timing control device shown in Fig. 1.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDescription of the preferred embodiment

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein elektronisches Brennkraftmaschinensteuerungssystem 10 dargestellt, in dem Zündsignale und Kraftstoffeinspritzsignale für jeden Zylinder in einer Mehrzylinder-(4-Zylinder)-Brennkraftmaschine entwickelt werden. Das Steuerungssystem enthält eine elektronische Positionsfühlervorrichtung, die ein sich drehendes Rad 11 einschließt, das synchron um eine Achse 11' durch die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine (Motor) gedreht wird, die nicht gezeigt ist. Deshalb wird das Rad 11 gemäß der Zylinderzykluspostion der Brennkraftmaschine gedreht. Der Ausdruck "Zylinderzykluspostion der Brennkraftmaschine" bezieht sich auf die zyklische Position eines Kolbens, der jedem Zylinder zugeordnet ist. Ein Zweifach-Fühler 12 ist vorgesehen, der ein erstes Fühlerelement 13 und ein zweites Fühlerelement 14 aufweist, von denen jedes unabhängig den Durchgang von jedem einer Vielzahl von Vorsprüngen/Schlitzen 15 erfühlt, die an dem sich drehenden Rad 11 vorgesehen sind. Fig. 1 gibt nur allgemein die Positionierung des Fühlers 12 und des Rades 11 an. Fig. 2 stellt die bevorzugte Positionierung und Konstruktion des Zweifach-Fühlers 12 und des sich drehenden Rades 11 dar, das vorzugsweise eine Schlitzscheibe umfaßt. Vorzugsweise umfassen die Vorsprünge/Schlitze 15 gerade, sich radial erstreckende Schlitze in dem sich drehenden Rad 11. Der Zweifach-Fühler 12 umfaßt vorzugsweise eine optische Unterbrechereinrichtung mit zwei Fühlerelementen, bei der Licht, in Fig. 2 nicht gezeigt, aber hinter dem sich drehenden Rad 11 angeordnet, selektiv die Fühlerelemente 13 und 14 betätigt, um Signalimpulse nach Maßgabe des Durchgangs der Schlitze 15 zu erzeugen. Vorsprünge an dem Rad 11 und ein Halleffektfühler mit Zweifach-Fühlerelement könnte möglicherweise auch verwendet werden.Referring to Fig. 1, there is shown an electronic engine control system 10 in which ignition signals and fuel injection signals are developed for each cylinder in a multi-cylinder (4-cylinder) internal combustion engine. The control system includes an electronic position sensing device that includes a rotating wheel 11 that is synchronously rotated about an axis 11' by the crankshaft of an internal combustion engine (motor), not shown. Therefore, the wheel 11 is rotated according to the cylinder cycle position of the internal combustion engine. The term "cylinder cycle position of the internal combustion engine" refers to the cyclic position of a piston associated with each cylinder. A dual sensor 12 is provided which has a first sensor element 13 and a second sensor element 14, each of which independently senses the passage of each of a plurality of projections/slots 15 provided on the rotating wheel 11. Figure 1 only generally indicates the positioning of the sensor 12 and the wheel 11. Figure 2 illustrates the preferred positioning and construction of the dual sensor 12 and the rotating wheel 11, which preferably comprises a slotted disk. Preferably, the protrusions/slots 15 comprise straight, radially extending slots in the rotating wheel 11. The dual sensor 12 preferably comprises a dual sensing element optical interrupter device in which light, not shown in Figure 2 but located behind the rotating wheel 11, selectively actuates the sensing elements 13 and 14 to generate signal pulses in accordance with the passage of the slots 15. Protrusions on the wheel 11 and a dual sensing element Hall effect sensor could also possibly be used.

Die Schlitze 15 sind mit mindestens drei verschiedenen Winkelweiten a, b oder c vorgesehen, wobei die Winkelweite a kleiner als die Winkelweite b ist, die kleiner als die Winkelweite c ist. Das Fühlerelement 13 und 14 sind in bezug zueinander befestigt und mit einer Strecke d beabstandet, die einer Winkelweite entspricht, die kleiner als die Winkelweite c ist, aber größer als die Winkelweite a und noch größer als die Winkelweite b ist. Die Fühlerelemente 13 und 15 erzeugen ihre entsprechenden Signalimpulse als Teil von zwei zusammengehorigen Ausgangssignalen A und B, die an dem Anschluß A bzw. B erzeugt werden.The slots 15 are provided with at least three different angular widths a, b or c, wherein the angular width a is smaller than the angular width b, which is smaller than the angular width c. The sensor elements 13 and 14 are in relation to fixed to each other and spaced apart by a distance d corresponding to an angular width which is smaller than the angular width c, but larger than the angular width a and still larger than the angular width b. The sensing elements 13 and 15 generate their respective signal pulses as part of two associated output signals A and B which are generated at the terminals A and B respectively.

Vorzugsweise hat bei dem Steuerungssystem 10 für eine Vierzylindermaschine, das in Fig. 1 gezeigt ist, das sich drehende Rad 11 drei Schlitze, die eine Winkelweite b haben, die 3 Grad entspricht, einen Schlitz mit einer Winkelweite c, die 7 Grad entspricht und zweiunddreißig Schlitze, die eine Winkelweite a haben, die 1 Grad entspricht. Eine Vielzahl der Schlitze a mit 1 Grad sind zwischen jedem der Schlitze b und c an dem Rad 11 vorgesehen. Der Abstand zwischen radial geraden, vorlaufenden Rändern 15' bei jedem der Schlitze 15 ist ein Winkelweitenabstand e, der 10 Grad entspricht, und das sich drehende Rad 11 dreht sich um seine Achse 11' in einer Winkelrichtung 11", wie es in den Fig. 1 und 2 angegeben ist, so daß die vorlaufenden Ränder 15' der Schlitze denjenigen Rändern der Schlitze entsprechen, die zuerst an den Fühlerelementen 13 und 14 vorbeilaufen. Man beachte, daß die vorlaufenden Ränder 15' radial ausgerichtete, gerade Ränder in bezug auf die Achse 11' umfassen, wobei jeder Rand 15' unabhängig von jedem Fühlerelement 13 und 14 erfühlt wird. Vorzugsweise entspricht der Abstand d zwischen den Fühlerelementen 13 und 14 einer Winkelweite von 5 Grad. Alle Winkelweiten, auf die hier bezug genommen wird, werden in bezug auf die Achse 11' für das sich drehende Rad 11 gemessen.Preferably, in the control system 10 for a four-cylinder engine shown in Fig. 1, the rotating wheel 11 has three slots having an angular width b corresponding to 3 degrees, one slot having an angular width c corresponding to 7 degrees, and thirty-two slots having an angular width a corresponding to 1 degree. A plurality of the slots a of 1 degree are provided between each of the slots b and c on the wheel 11. The distance between radially straight leading edges 15' at each of the slots 15 is an angular width distance e corresponding to 10 degrees, and the rotating wheel 11 rotates about its axis 11' in an angular direction 11", as indicated in Figs. 1 and 2, so that the leading edges 15' of the slots correspond to those edges of the slots which first pass the sensing elements 13 and 14. Note that the leading edges 15' comprise radially aligned straight edges with respect to the axis 11', each edge 15' being sensed independently by each sensing element 13 and 14. Preferably, the distance d between the sensing elements 13 and 14 corresponds to an angular width of 5 degrees. All angular widths referred to here are with respect to the axis 11' for the rotating wheel 11 measured.

Um für das Brennkraftmaschinensteuerungssystem 10 genau Zündpunkt- und Kraftstoffeinspritzsteuerungssignale genau zu entwickeln, ist es wünschenswert, ein hochauflösendes und genaues Brennkraftmaschinendrehzahl- und Zylinderzykluspositionssignal zu erzeugen. Dies wird durch eines der Signale A und B geschaffen, die durch die Elemente 14 und 13 an ihren entsprechenden Ausgangsanschlüssen bereitgestellt werden, die in den Fig. 1 und 2 mit den gleichen alphabetischen Bezeichnungen A bzw. B angegeben sind. Der Grund ist, daß es eine große Anzahl (36) Schlitze 15 an dem sich drehenden Rad 11 gibt. Es ist auch wünschenswert, Informationen in bezug auf die Identifizierung des oberen Totpunkts (TDC) oder einer anderen Bezugszyklusposition für jeden der vier Brennkraftmaschinenzylinder bereitszustellen. Diese Funktion wird durch die Schlitze b und c geliefert, die wesentlich größere Winkelweiten als die Winkelweite der Schlitze a haben, wobei das Positionieren der vorlaufenden Ränder von jedem der Schlitze b und c der Zyklusposition des oberen Totpunkts für einen zugeordneten der jeweiligen 4 Brennkraftmaschinenzylinder entspricht.In order to accurately develop ignition timing and fuel injection control signals for the engine control system 10, it is desirable to have a high resolution and accurate engine speed and cylinder cycle position signal This is provided by one of the signals A and B provided by elements 14 and 13 at their respective output terminals, indicated in Figs. 1 and 2 by the same alphabetical designations A and B respectively. The reason is that there are a large number (36) of slots 15 on the rotating wheel 11. It is also desirable to provide information relating to the identification of top dead center (TDC) or other reference cycle position for each of the four engine cylinders. This function is provided by slots b and c which have substantially greater angular widths than the angular width of slots a, the positioning of the leading edges of each of slots b and c corresponding to the top dead center cycle position for an associated one of the respective 4 engine cylinders.

Bei früheren Brennkraftmaschinensteuerungssystemen ist es bekannt, daß eine Schaltung oder ein Mikroprozessor bestimmen kann, wenn eine Impulsdauer eines Signals wesentlich länger (um mindestens einen Faktor von 1,5) als eine unmittelbar vorhergehende Irnpulsdauer eines Wiederholungssignals ist. US Patent 4,628,269 von Hunninghaus u. a., das demselben Zessionar wie die vorliegende Erfindung übertragen worden ist, stellt eine Schaltung in dem Zusammenhang einer Erfassungseinrichtung für einen fehlenden oder einen zusätzlichen Impuls dar, in der eine längere Zwischenimpulsdauer von vorausgehendem und folgendem, kürzeren Zwischenimpulsdauern unterschieden wird. Vorzugsweise erhält ein programmierter Mikroprozessor oder Computer, der gemäß dem '269 Patent arbeitet, dessen Struktur bei einer Zündpunktsteuerung 16 in Fig. 1 enthalten ist, eines der Signale A oder B und liefert ein Bezugssignal für den oberen Totpunkt in Reaktion auf einen erhaltenen Signalimpuls des Signals A oder B, das eine vorbestimmte, längere (um mindestens einen Faktor von 1,5) Dauer als ein vorhergehend erhaltener Signalimpuls hat. Somit werden Impulse, die eine längere (3 Grad oder 7 Grad) Winkelweite haben, von Impulsen kürzerer (1 Grad) Weite unterschieden. Diese Bestimmung wird von der Zündpunktsteuerung 16 verwendet, um den Zeitpunkt der Zyklusposition für den oberen Totpunkt (TDC) für jeden der 4 Zylinder zu bestimmen, die in Fig. 1 als die Zylinder 17 bis 20 umfassend dargestellt sind. Diese Bestimmung der Position des oberen Totpunkts wird von der Steuerung 16 (die vier Impulse für den oberen Totpunkt pro Radumdrehung umfaßt) verwendet, um das Auftreten eines Funkenzündungssignals zu synchronisieren, das von der Steuerung 16 für jeden Zylinder bereitgestellt wird, wie es auf dem Gebiet der elektronischen Brennkraftmaschinensteuerung gut bekannt ist.In prior internal combustion engine control systems, it is known that a circuit or microprocessor can determine when a pulse duration of a signal is substantially longer (by at least a factor of 1.5) than an immediately preceding pulse duration of a repeat signal. U.S. Patent 4,628,269 to Hunninghaus et al., assigned to the same assignee as the present invention, illustrates a circuit in the context of a missing or extra pulse detector in which a longer interpulse duration is distinguished from preceding and following shorter interpulse durations. Preferably, a programmed microprocessor or computer operating in accordance with the '269 patent, the structure of which is included in ignition timing controller 16 in FIG. 1, receives one of signals A or B and provides a top dead center reference signal in response to a received signal pulse of signal A or B having a predetermined longer (by at least a factor of 1.5) duration than a previously received signal pulse. Thus, pulses having a longer (3 degrees or 7 degrees) angular width are distinguished from pulses of shorter (1 degree) width. This determination is used by the spark timing controller 16 to determine the timing of the top dead center (TDC) cycle position for each of the 4 cylinders shown in Fig. 1 as comprising cylinders 17 through 20. This top dead center position determination is used by the controller 16 (which includes four top dead center pulses per wheel revolution) to synchronize the occurrence of a spark ignition signal provided by the controller 16 for each cylinder, as is well known in the art of electronic internal combustion engine control.

Bei vielen Systemen ist es auch notwendig, ein zusätzliches Bezugssignal zu bestimmen, das das Brennkraftmaschinensteuerungssystem 10 freigibt, um zwischen den vier Bezugssignalimpulsen für den oberen Totpunkt und der Winkelposition des sich drehenden Rades zu unterscheiden, die dem Auftreten des Positionsimpulses für den oberen Totpunkt entspricht, der der oberen Totpunktposition eines bestimmten Bezugszylinders entspricht, wie dem Zylinder Nr. 1, der dem Zylinder 17 entspricht. Diese Bestimmung wird für elektronische Zündpunktverteilersysteme (sogenannte "unterbrecherfreie" Systeme) und/oder elektronische Kraftstoffeinspritzverteilungssysteme verlangt. Das System 10 umfaßt vorzugsweise beide solche Systeme.In many systems, it is also necessary to determine an additional reference signal that the engine control system 10 enables to distinguish between the four top dead center reference signal pulses and the angular position of the rotating wheel that corresponds to the occurrence of the top dead center position pulse that corresponds to the top dead center position of a particular reference cylinder, such as cylinder #1, which corresponds to cylinder 17. This determination is required for electronic ignition timing distribution systems (so-called "breakerless" systems) and/or electronic fuel injection distribution systems. The system 10 preferably includes both such systems.

Um die Identifikation des Zylinders Nr. 1 durchzuführen, verwendet die vorliegende Erfindung vorzugsweise kein zusätzliches Mikroprozessorprogramm, um auch zwischen dem weiteren Bezugsschlitz c mit 7 Grad und den kürzeren Bezugsschlitzen b mit 3 Grad unterscheiden. Dies würde zu viel Computerzeit benötigen. Stattdessen verwendet die vorliegende Erfindung eine externe, diskrete Schaltung. Diese externe, diskrete Schaltung ist tatsächlich äußerst preiswert und einfach, da sie im wesentlichen ein Koinzidenz-UND-Tor 21 umfaßt, das von jedem der Anschlüsse A und B Eingänge erhält und einen Ausgang an einem Anschluß 22 liefert. Im Grunde werden nur, wenn der Schlitz C an der doppelten optischen Unterbrechereinrichtung 12 vorbeiläuft, Impulse gleichzeitig an den Ausgangsanschlüssen A und B erzeugt. Dieses ist der Fall, weil die Winkelweite des Schlitzes c (7 Grad) den Winkelabstand d (5 Grad) überschreitet, der die Fühlerelemente 13 und 14 trennt. In einem solchen Fall wirkt das UND- Tor 21 im wesentlichen als eine Koinzidenzschaltung und liefert ein Bezugssignal für eine erste Zylinderidentifikation (CID) an dem Anschluß 22 in Reaktion auf diesen Zustand, der durch das erste und zweite Fühlerelement 13 und 14 hervorgerufen wird, die gleichzeitig einen Ausgangssignalimpuls erzeugen.To perform the identification of cylinder No. 1, the present invention preferably does not use an additional microprocessor program to also distinguish between the wider 7 degree reference slot c and the shorter 3 degree reference slots b. This would require too much computer time. Instead, the present invention uses an external, discrete circuit. This external, discrete circuit is actually extremely inexpensive and simple since it essentially comprises a coincidence AND gate 21 which receives inputs from each of the terminals A and B and provides an output at a terminal 22. In fact, only when the slit C passes the double optical interrupter 12 are pulses simultaneously generated at the output terminals A and B. This is because the angular width of the slit c (7 degrees) exceeds the angular distance d (5 degrees) separating the sensing elements 13 and 14. In such a case, the AND gate 21 essentially acts as a coincidence circuit and provides a reference signal for a first cylinder identification (CID) at the terminal 22 in response to this condition caused by the first and second sensing elements 13 and 14 simultaneously generating an output signal pulse.

Fig. 3 versucht linear auf gleichförmigen, horizontalen Zeitachsen die Winkelpositionsbeziehung zwischen den Schlitzen 15 und den Ausgangssignalimpulsen darzustellen, die an den Anschlüssen A und B erzeugt werden. In Fig. 3 sind die Schlitze 15 als eine horizontale, lineare Fortsetzung gezeigt, die sich in einer horizontalen Richtung an dem ortsfesten Fühler 12 vorbeibewegt. Die sich ergebenden Ausgangsimpulse, die an den Anschlüssen A und B geliefert werden und durch diese Bewegung hervorgerufen worden sind, sind auch in Fig. 3 auf einer entsprechenden horizontalen Zeitachse gezeigt. Durch einen Vergleich der Signalimpulse an den Ausgangsanschlüssen A und B, die in Fig. 3 gezeigt sind, ist es offensichtlich, daß ein positiver Ausgang des UND- Tors 21 nur ih Reaktion auf jenen Durchgang des Bezugsschlitzes mit der Winkelweite c auftritt, die der oberen Totpunktposition des Bezugszylinders Nr. 1, des Zylinders 17, entspricht.Fig. 3 attempts to represent linearly on uniform horizontal time axes the angular position relationship between the slots 15 and the output signal pulses produced at terminals A and B. In Fig. 3, the slots 15 are shown as a horizontal linear extension moving in a horizontal direction past the stationary sensor 12. The resulting output pulses provided at terminals A and B and caused by this movement are also shown in Fig. 3 on a corresponding horizontal time axis. By comparing the signal pulses at the output terminals A and B shown in Fig. 3, it is apparent that a positive output of the AND gate 21 occurs only in response to that passage of the reference slot with the angular width c corresponding to the top dead center position of the reference cylinder No. 1, the cylinder 17.

Die Zylinderidentifikationsinformation, die an dem Anschluß 22 geliefert wird, wird für die Zündpunktsteuerung 16 zur weiteren Verarbeitung geliefert, so daß sie von einem elektronischen Zündverteiler 23 und einem elektronischen Kraftstoffeinspritzverteiler 24 verwendet wird. Diese elektronischen Verteiler erhalten im wesentlichen Zündzeitpunktauftrittssteuersignale von der Zündpunktsteuerung 16 bzw. Kraftstoffeinspritzsteuersignale von einer Kraftstoffsteuerungsschaltung 25, und liefern diese Signale in der richtigen Reihenfolge an die Zylinder 17 bis 20. Die elektronischen Zündpunkt- und Kraftstoffeinspritzverteiler, wie die Verteiler 23 und 24 sind gut bekannt. Diese Verteiler umfassen im wesentlichen ein elektronisches, sequentielles Steuern von Zündpunkt- oder Kraftstoffeinspritzsignalen für die geeigneten Zylinder ohne die Verwendung eines sich drehenden, mechanischen Schalters, wie das sich drehende, mechanische Verteilerelement in früheren Steuerungssystemen für Brennkraftmaschinen. In solchen früheren Systemen wird im wesentlichen ein Schalterarm synchron mit der Brennkraftmaschinendrehung so gedreht, daß ein erzeugtes Zündpunkt- oder Kraftstoffsteuerungssignal für den Zylinder 1 nur zu dem Zylinder 1 geleitet wird. Bei dem vorliegenden "verteilerfreien" Zündsystem wird das Lenken der Zündpunkt- und/oder Kraftstoffeinspritzsteuerung elektronisch ausgeführt, und aus diesem Grund ist es notwendig, nicht nur die obere Totpunktposition von jedem der Zylinder zu bestimmen, sondern auch die obere Totpunktposition eines ersten oder Bezugszylinders von anderen Positionen des oberen Totpunkts von Zylindern zu unterscheiden. Bei der vorliegenden Erfindung unterscheidet das Koinzidenztor 21 das Auftreten der oberen Totpunktposition des Zylinders 17 von dem Auftreten von jeder anderen oberen Totpunktposition der Zylinder. Dies wird ohne die Verwendung irgendeines zusätzlichen Fühlerelements durchgeführt.The cylinder identification information provided at the terminal 22 is used by the ignition timing control 16 for further processing for use by an electronic ignition distributor 23 and an electronic fuel injection distributor 24. These electronic distributors essentially receive ignition timing occurrence control signals from the ignition timing controller 16 and fuel injection control signals from a fuel control circuit 25, respectively, and deliver these signals in the proper order to the cylinders 17 through 20. Electronic ignition timing and fuel injection distributors such as distributors 23 and 24 are well known. These distributors essentially involve electronically sequentially controlling ignition timing or fuel injection signals for the appropriate cylinders without the use of a rotating mechanical switch such as the rotating mechanical distributor element in prior internal combustion engine control systems. In such prior systems, essentially a switch arm is rotated in synchronism with engine rotation so that a generated ignition timing or fuel control signal for cylinder 1 is directed only to cylinder 1. In the present "distributorless" ignition system, the directing of the ignition timing and/or fuel injection control is carried out electronically and for this reason it is necessary not only to determine the top dead center position of each of the cylinders, but also to distinguish the top dead center position of a first or reference cylinder from other top dead center positions of cylinders. In the present invention, the coincidence gate 21 distinguishes the occurrence of the top dead center position of cylinder 17 from the occurrence of any other top dead center position of the cylinders. This is done without the use of any additional sensing element.

In jedem Zündverteiler 23 und Kraftstoffverteiler 24 gibt es im wesentlichen eine herkömmliche Multiplexerschaltung, die die erhaltenen Informationen zu den geeigneten Zylindern in einer vorbestimmten Abfolge lenkt. Diese Multiplexerschaltung wird im wesentlichen in Reaktion auf das Auftreten eines Bezugssignals zurückgesetzt (synchronisiert), das von der Zündpunktsteuerung 16 bereitgestellt wird und dem Auftreten der Zyklusposition des oberen Totpunkts des Bezugszylinders Nr. 1 entspricht. Dieses Signal wird durch die Zündpunktsteuerung 16 an einem Anschluß 26 bereitgestellt. Das Signal an dem Anschluß 26 kann auch mit der Kraftstoffeinspritzsteuerungsschaltung 25 zur Verwendung durch sie gekoppelt werden. Wie im einzelnen nachfolgend erläutert wird, entspricht normalerweise das Signal an dem Anschluß 26 dem ersten Bezugssignal an dem Anschluß 22.In each ignition distributor 23 and fuel distributor 24 there is essentially a conventional multiplexer circuit which distributes the information received to the appropriate cylinders in a predetermined sequence. This multiplexer circuit is reset (synchronized) substantially in response to the occurrence of a reference signal provided by the ignition timing controller 16 corresponding to the occurrence of the top dead center cycle position of the reference cylinder No. 1. This signal is provided by the ignition timing controller 16 at a terminal 26. The signal at terminal 26 may also be coupled to the fuel injection control circuit 25 for use therewith. As will be explained in more detail below, the signal at terminal 26 normally corresponds to the first reference signal at terminal 22.

Ein Vorteil der obenbeschriebenen Ausgestaltung der Positionsfühlereinrichtung ist, daß, während die Zündpunktsteuerung 16 einen programmierten Mikroprozessor verwendet, um zu bestimmen, wann ein Fühlerimpuls wesentlich länger als die Fühlerimpulse von 1 Grad sind, das Bestimmen des Auftretens der Position des oberen Totpunkts des Bezugszylinders nur die Verwendung eines UND-Tors 21 verlangt. Deshalb belastet diese Bestimmung des Bezugszylinders nicht unnötig und zusätzlich den programmierten Mikroprozessor, von dem angenommen wird, daß er in der Zündpunktsteuerung 16 vorhanden ist. Einige zusätzliche Einzelheiten der Zündpunktsteuerung werden nachfolgend erörtert.An advantage of the above-described design of the position sensing means is that while the ignition timing controller 16 uses a programmed microprocessor to determine when a sensing pulse is substantially longer than the 1 degree sensing pulses, determining the occurrence of the top dead center position of the reference cylinder only requires the use of an AND gate 21. Therefore, this determination of the reference cylinder does not place unnecessary and additional burden on the programmed microprocessor which is assumed to be present in the ignition timing controller 16. Some additional details of the ignition timing controller are discussed below.

Wie es in Fig. 1 angegeben ist, ist jeder der Fühlerausgangsanschlüsse A und B mit einem Schalter 27 gekoppelt, der einen Ausgang an einem Anschluß 28 bereitstellt, der als ein Eingang mit der Zündpunktsteuerung 16 und der Kraftstoffeinspritzsteuerungsschaltung 25 verbunden ist. Im wesentlichen umfaßt das Signal an dem Anschluß 28 entweder das Signal A an dem Anschluß A oder das Signal B an dem Anschluß B, was davon abhängt, ob eine Fehlererfassungseinrichtung 29 bestimmt hat oder nicht, daß ein Fehler in dem Signal an dem Anschluß A vorhanden ist. Beim Fehlen eines Fehlers wird das Signal A an den Anschluß 28 geliefert. Die Arbeitsweise der Fehlererfassungseinrichtung 29 wird nun unter Bezugnahme auf die besondere Ausführungsform dieses Bauteils, das in Fig. 4 gezeigt ist, und die Wellenformen erörtert, die in Fig. 5 gezeigt sind und darstellen, wie diese Ausführungsform arbeitet.As indicated in Fig. 1, each of the sensor output terminals A and B is coupled to a switch 27 which provides an output at a terminal 28 which is connected as an input to the ignition timing controller 16 and the fuel injection control circuit 25. Essentially, the signal at the terminal 28 comprises either the signal A at the terminal A or the signal B at the terminal B, depending on whether or not an error detection device 29 has determined that an error is present in the signal at the terminal A. In the absence of an error, the Signal A is provided to terminal 28. The operation of the error detection device 29 will now be discussed with reference to the particular embodiment of this device shown in Fig. 4 and the waveforms shown in Fig. 5 which illustrate how this embodiment operates.

Die Fehlererfassungseinrichtung 29 umfaßt einen herkömmlichen Flip-Flop 30 vom D-Typ, dessen Taktanschluß unmittelbar mit dem Ausgangsanschluß A verbunden ist und dessen Datenanschluß D mit Masse verbunden ist. Der Löschanschluß CLR des Flip-Flop 30 ist mit dem hohen Zustand H einer logischen 1 verbunden, und der Setzanschluß SET des Flip-Flop erhält seinen Eingang von einem Anschluß C. Der Ausgangsanschluß B ist mit einem Eingang eines monostabilen Multivibrators 31 verbunden, der einen Ausgang an dem Anschluß C liefert. Der Anschluß B ist auch mit dem Taktanschluß eines Flip-Flop 31 verbunden, dessen Datenanschluß D mit einem Q1 Ausgangsanschluß des Flip-Flop 30 verbunden ist. Der Lösch- und Setzanschluß des Flip-Flop 31 sind mit einem hohen Zustand H einer logischen 1 verbunden, und das Flip-Flop 31 liefert einen Ausgang Q2 an einem Ausgangsanschluß 32.The error detection device 29 comprises a conventional D-type flip-flop 30, the clock terminal of which is directly connected to the output terminal A and the data terminal D of which is connected to ground. The clear terminal CLR of the flip-flop 30 is connected to the high state H of a logic 1, and the set terminal SET of the flip-flop receives its input from a terminal C. The output terminal B is connected to an input of a monostable multivibrator 31 which provides an output at the terminal C. The terminal B is also connected to the clock terminal of a flip-flop 31, the data terminal D of which is connected to a Q1 output terminal of the flip-flop 30. The clear and set terminals of the flip-flop 31 are connected to a high state H of a logic 1, and the flip-flop 31 provides an output Q2 at an output terminal 32.

Die Arbeitsweise der Fehlererfassungseinrichtung 29 wird nun unter Bezugnahme auf die Schaltung in Fig. 4 und die in Fig. 5 gezeigten Wellenformen erörtert. Das Signal an dem Anschluß A umfaßt eine Reihe von Wiederholungsimpulsen, wobei ein solcher erster Impuls zu einer Zeit t&sub0; beginnt. Das Signal an dem Anschluß B umfaßt im wesentlichen einen identischen Impulszug, der gegenüber dem Signal an dem Anschluß A durch den Abstand d der Winkelweite von 5 Grad zwischen den Fühlerelementen 13 und 14 gerade verzögert ist. Somit beginnen normalerweise die Impulse, die in Fig. 5 für das Signal an dem Anschluß B gezeigt sind, zu Zeiten t&sub1; nach t&sub0;. Die Zeitverzögerung zwischen t&sub0; und t&sub1; steht mit der Winkeldrehzahl des Rades 11 und dem Abstand d in Beziehung.The operation of the error detector 29 will now be discussed with reference to the circuit in Fig. 4 and the waveforms shown in Fig. 5. The signal at the terminal A comprises a series of repeating pulses, with a first such pulse beginning at a time t0. The signal at the terminal B comprises essentially an identical train of pulses which is just delayed from the signal at the terminal A by the distance d of the angular width of 5 degrees between the sensing elements 13 and 14. Thus, the pulses shown in Fig. 5 for the signal at the terminal B normally begin at times t1 after t0. The time delay between t0 and t1 is related to the angular speed of the wheel 11 and the distance d.

In Reaktion auf jede ansteigende Flanke des Impulses an dem Anschluß B wird ein negativer Impuls kurzer Dauer an dem Anschluß C geliefert, der zu einer nachfolgenden Zeit t&sub2; endet. Bei der für die Erfassungseinrichtung 29 in Fig. 4 gezeigten Ausgestaltung ergibt dies den Ausgang Q&sub1;, der die in Fig. 5 gezeigte Signalform hat, wobei Q&sub1; einen hohen logischen Zustand von im wesentlichen t&sub1; hat, bis das Flip- Flop 30 auf nieder durch die ansteigende Flanke des Signals A bei t&sub0; getaktet wird. Das Flip-Flop 30 wird dann durch das nächste Auftreten eines niedrigen, logischen Zustands für das Signal an dem Anschluß C hochgesetzt, was im wesentlichen bei t&sub1; auftritt. Dies ergibt Q&sub2;, das normalerweise einen konstanten, niedrigen logischen Zustand aufweist, da das Takten des Flip-Flop 31 bei der ansteigenden Flanke des Signals an dem Anschluß B (bei t&sub1;) auftritt, und zu dieser Zeit ist der Ausgang Q&sub1; niedrig. Man erkennt natürlich, daß dies auftritt, weil der monostabile Multivibrator 31 eine kleine, aber endliche Reaktionszeit hat, so daß das Takten des Flip-Flop 31 etwas davor auftritt, daß das Signal an dem Anschluß C das Flip-Flop 30 in einen hohen Zustand setzen kann. Das Endergebnis ist, daß ein niedriger, logischer Zustand an dem Anschluß 32 solange bereitgestellt wird, wie erwartete Impulse an beiden Anschlüssen A und B geliefert werden.In response to each rising edge of the pulse at terminal B, a short duration negative pulse is provided at terminal C terminating at a subsequent time t2. In the embodiment shown for detector 29 in Figure 4, this results in output Q1 having the waveform shown in Figure 5, with Q1 having a high logic state from substantially t1 until flip-flop 30 is clocked low by the rising edge of signal A at t0. Flip-flop 30 is then set high by the next occurrence of a low logic state for the signal at terminal C, which occurs substantially at t1. This results in Q2 normally having a constant low logic state since the clocking of flip-flop 31 occurs on the rising edge of the signal at terminal B (at t1) and at that time the Q1 output is low. It will be appreciated, of course, that this occurs because the monostable 31 has a small but finite response time so that the clocking of flip-flop 31 occurs slightly before the signal at terminal C can put flip-flop 30 high. The end result is that a low logic state is provided at terminal 32 as long as expected pulses are provided at both terminals A and B.

Wenn aus irgendeinem Grund, wie ein Fehler des Fühlerelements 14, nach einer Zeit tx keine Impulsänderungen an dem Anschluß A geliefert werden, wird dann der Ausgang Q&sub2; hochgesetzt und bleibt dort solange, wie diese Bedingung vorliegt. Dies ist in Fig. 5 durch einen konstanten hohen Zustand dargestellt, der für das Signal A zwischen den Zeiten tx und tx1 vorliegt. Man beachte, daß während in Fig. 5 ein Fehler in dem Signal A als ein konstanter logischer Zustand mit hohem Pegel mindestens während der Zeit tx bis tx1 dargestellt worden ist, ein konstanter niedriger, logischer Zustand während dieser Zeit auch ein äquivalentes Ergebnis erzeugen würde. Somit wird, wenn die Fehlererfassungseinrichtung 29 bestimmt, daß ein Fehler vorliegt, der das Fehlen von Signalübergängen an dem Anschluß A ergibt, ein hoher logischer Pegel an dem Anschluß 32 erzeugt, was eine solche Fehlerbedingung anzeigt. In Reaktion auf ein solches Ereignis liefert der Schalter 27 der vorhergehend das Signal an dem Anschluß A zu dem Anschluß 28 zur Verwendung durch die Zündzeitsteuerung 16 und die Kraftstoffeinspritzsteuerungschaltung 25 geliefert hatte, nun das aber verzögerte Doppel des Fühlersignals B an dem Anschluß B zur Verwendung durch die Zündpunkt- und Kraftstoffsteuerungsschaltungen 16 und 25. Dies wird in der folgenden Weise ausgeführt.If for some reason, such as a fault of the sensing element 14, no pulse changes are provided at the terminal A after a time tx, then the output Q₂ is driven high and remains there as long as this condition exists. This is illustrated in Figure 5 by a constant high state existing for the signal A between times tx and tx1. Note that while in Figure 5 a fault in the signal A has been illustrated as a constant high logic state at least during the time tx to tx1, a constant low logic condition during that time would also produce an equivalent result. Thus, when the fault detector 29 determines that a fault exists resulting in the absence of signal transitions at terminal A, a high logic level is produced at terminal 32 indicating such a fault condition. In response to such an event, the switch 27 which had previously provided the signal at terminal A to terminal 28 for use by the ignition timing control 16 and fuel injection control circuit 25 now provides the delayed duplicate of the sensor signal B at terminal B for use by the ignition timing and fuel control circuits 16 and 25. This is accomplished in the following manner.

Bezugnehmend auf Fig. 6 wird eine Ausführungsform des Schalters 27 dargestellt. Der Anschluß A ist als ein Eingang mit einem UND-Tor 33 verbunden, das einen anderen Eingang über eine Umkehrschaltung 34 erhält, die zwischen dem Anschluß 32 und dem UND-Tor 33 verbunden ist. Der Anschluß B ist als ein Eingang zu dem UND-Tor 35 verbunden, das einen anderen Eingang über eine unmittelbare Verbindung mit dem Anschluß 32 erhält, die Ausgänge der UND-Tor 33 und 35 sind mit einem ODER-Tor 36 verbunden, das an seinem Ausgang ein Signal an den Anschluß 28 bereitstellt. Diese Ausgestaltung ergibt, daß der Schalter 27, der normalerweise das Signal A zu den Anschluß 28 hindurchläßt, es sei denn, daß Fehlererfassungseinrichtung 29 hat bestimmt, daß es einen Fehler gibt, der zu dem Signal A an dem Anschluß A in Beziehung steht. In einem solchen Fall, wird ein hohes, logisches Signal an dem Anschluß 32 geliefert, was ergibt, daß der Schalter 27 nun das Signal an dem Anschluß B zu dem Anschluß 28 statt des Signals an dem Anschluß A hindurchläßt Somit bewirkt bei einem erfaßten Fehler der Schalter 27, daß das Doppel des Brennkraftmaschinenpositionssignals an dem Anschluß B, aber etwas verzögert, von der Zündpunktsteuerung und der Kraftstoffeinspritzsteuerungsschaltung statt des falschen Signals an dem Anschluß A verwendet wird. Dies wird mit einem Minimum an zusätzlicher Schaltung ausgeführt und liefert die fortlaufende, zuverlässige Arbeitsweise des Kraftmaschinensteuerungssystem 10 trotz der Tatsache, daß ein Fehler nun erfaßt worden ist, was einen Verlust an Informationen über die Kraftmaschinenposition ergibt, die normalerweise durch das Signal an dem Anschluß A geliefert werden. Man beachte, daß wenn der Fehler verschwindet, die normale Arbeitsweise wieder aufgenommen wird.Referring to Fig. 6, there is shown an embodiment of the switch 27. The terminal A is connected as an input to an AND gate 33 which receives another input via an inverter 34 connected between the terminal 32 and the AND gate 33. The terminal B is connected as an input to the AND gate 35 which receives another input via a direct connection to the terminal 32, the outputs of the AND gates 33 and 35 are connected to an OR gate 36 which provides at its output a signal to the terminal 28. This embodiment results in the switch 27 normally passing the signal A to the terminal 28 unless the error detector 29 has determined that there is an error related to the signal A at the terminal A. In such a case, a high logic signal is provided at terminal 32, resulting in switch 27 now passing the signal at terminal B to terminal 28 instead of the signal at terminal A. Thus, when a fault is detected, switch 27 causes the duplicate of the engine position signal at terminal B, but slightly delayed, to be passed from the ignition timing and fuel injection control circuitry instead of the incorrect signal at terminal A. This is accomplished with a minimum of additional circuitry and provides for the continued reliable operation of the engine control system 10 despite the fact that a fault has now been detected, resulting in a loss of engine position information normally provided by the signal at terminal A. Note that when the fault disappears, normal operation resumes.

Bei entweder einem konstanten niedrigen oder hohen, logischen Zustandsfehler bei dem Signal A beeinträchtigt der erfaßte Fehler, der einen Verlust einer Signalübergangsinformation an dem Anschluß A anzeigt, auch die Zuverlässigkeit des Identifitkationssignals für den oberen Totpunkt des Bezugszylinders, das an dem Anschluß 22 erzeugt wird. Gerade aus diesem Grund ist das Fehlererfassungssignal an dem Anschluß 32 auch als Eingang zu der Zündpunktsteuerung 16 verbunden. Dies ist der Fall, weil überlegt wird, daß die Zündpunktsteuerung 16 darin eine Ersatzbezugsimpulsschaltung 40 (oder Computerprogramm) einschließt, die in Reaktion auf einen erfaßten Fehler ein Ersatzidentifikationssignal für den oberen Totpunkt des Bezugszylinders an dem Anschluß 26 liefert, statt das Signal an dem Anschluß 22 als ein Ausgang bereitzustellen. Dies wird in der folgenden Weise ausgeführt.With either a constant low or high logic state error on signal A, the detected error, indicating a loss of signal transition information on terminal A, also affects the reliability of the reference cylinder top dead center identification signal generated on terminal 22. It is for this very reason that the error detection signal on terminal 32 is also connected as an input to ignition timing controller 16. This is because it is contemplated that ignition timing controller 16 includes therein a substitute reference pulse circuit 40 (or computer program) which, in response to a detected error, provides a substitute reference cylinder top dead center identification signal on terminal 26, rather than providing the signal on terminal 22 as an output. This is accomplished in the following manner.

Fig. 7 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Zündpunktsteuerung 16 dar. Wie es vorhergehend angegeben worden ist, ist die Hauptfunktion der Steuerung 16, Brennkraftmaschinenpositionssignale hoher Auflösung (A oder B) zu erhalten, die an dem Anschluß 28 bereitgestellt werden, und geeignete Steuersignale für das Auftreten des Zündpunkts zu erzeugen. Diese Steuerungssignale werden an einem Ausgangsanschluß 41 geliefert, der als ein Eingang mit dem elektronischen Zündverteiler 23 verbunden ist, der diese Signale in einer geeigneten sequentiellen Weise jedem der Kraftmaschinenzylinder 17 bis 20 darbietet. In Bezug auf diese allgemeine Gesamtfunktion der Zündpunktsteuerung 16 kann eine solche Funktion durch zahlreiche, auf dem Gebiet gut bekannte Schaltungen ausgeführt werden.Fig. 7 illustrates a preferred embodiment of the ignition timing controller 16. As previously stated, the primary function of the controller 16 is to receive high resolution engine position signals (A or B) provided at terminal 28 and to generate appropriate control signals for the occurrence of the ignition timing. These control signals are provided at an output terminal 41 which is connected as an input to the electronic ignition distributor 23 which converts these signals into in a suitable sequential manner to each of the engine cylinders 17 through 20. With respect to this general overall function of the ignition timing control 16, such function may be performed by numerous circuits well known in the art.

Die Zündpunktsteuerung 16 enhält eine Ersatzbezugsimpulsschaltung 50, die mit ihrer Arbeitsweise ähnlich der Bezugsimpulsüberprüfungsschaltung ist, die in dem US-Patent 4,553, 426 von Capurka gezeigt ist und das dem selben Zessionar wie die vorliegende Erfindung übertragen worden ist. Die Ersatzbezugsimpulsschaltung 40 umfaßt im wesentlichen einen Zähler 42, der die an dem Anschluß 28 erzeugten Impulse zählt, und erzeugt einen Ausgangsrücksetzimpuls bei einem vorbestimmten Zählwert, der der vorbestimmten Anzahl von Impulsen (entsprechend den Schlitzen a und b) entspricht, die zwischen jedem Auftreten des Identifikationsschlitzes c für den oberen Totpunkt des Bezugszylinders vorliegt. Bei der Ausführungsform des sich drehenden Rads 11, die in Fig. 2 gezeigt ist, gibt es 35 Impulse zwischen dem sequentiellen Auftreten des Schlitzes c, der an den Fühlerelementen 13 und 14 vorbeigeht. Somit ist man für alle 36 Impulse, die entweder an dem Anschluß A oder B erzeugt werden, sicher, daß eine Identifikationsposition für den oberen Totpunkt des Bezugszylinders auftritt. Die einzige Schwierigkeit ist, zu bestimmen, wann der Zähler 42 zu synchronisieren ist. Bei dieser Ausführungsform der Zündpunktsteuerung 16, die in Fig. 7 gezeigt ist, trifft dies auf, indem der Rücksetzanschluß R des Zählers 42 seinen Eingang von einem ODER-Tor 42 erhält, mit dem der Anschluß 22 als ein Eingang verbunden ist und das einen anderen Eingang von dem Anschluß 43 erhält, der dem Ausgang eines UND-Tors 44 entspricht, das einen Ausgang erzeugt, wenn der Zähler 42 einen Zählwert von 36 hat. Eine Ausgestaltung der UND-Tore 45 und 46, eines ODER-Tors 47 und einer Umkehrschaltung 48 wirken im wesentlichen ähnlich wie der Schalter 27, so daß in dem Fall, daß kein Fehler erfaßt wird, der zuverlässigere Ausgang des Koinzidenztors 21 an dem Anschluß 22 unmittelbar als das Identifikationssignal für den Bezugszylinder an dem Anschluß 26 verwendet wird. Wenn ein Fehler erfaßt wird, dann wird das Ersatzbezugsimpulssignal, das an dem Anschluß 43 erzeugt wird, an dem Anschluß 26 bereitgestellt und verwendet. Welches Signal auch immer verwendet wird, um das Signal an dem Anschluß 26 zu bestimmen, so steuert (synchronisiert) dieses Signal den elektronischen Zündverteiler 23 und den elektronischen Kraftstoffeinspritzverteiler 24.The ignition timing controller 16 includes a substitute reference pulse circuit 50 which is similar in operation to the reference pulse verification circuit shown in U.S. Patent 4,553,426 to Capurka and assigned to the same assignee as the present invention. The substitute reference pulse circuit 40 essentially comprises a counter 42 which counts the pulses generated at terminal 28 and generates an output reset pulse at a predetermined count corresponding to the predetermined number of pulses (corresponding to slots a and b) present between each occurrence of the reference cylinder top dead center identification slot c. In the embodiment of the rotating wheel 11 shown in Fig. 2, there are 35 pulses between the sequential occurrences of slot c passing the sensing elements 13 and 14. Thus, for every 36 pulses generated at either terminal A or B, one is assured that an identifying position for the top dead center of the reference cylinder will occur. The only difficulty is determining when to synchronize the counter 42. In this embodiment of the ignition timing controller 16 shown in Fig. 7, this is accomplished by having the reset terminal R of the counter 42 receive its input from an OR gate 42 to which terminal 22 is connected as one input and which receives another input from terminal 43 which corresponds to the output of an AND gate 44 which produces an output when the counter 42 has a count of 36. An embodiment of the AND gates 45 and 46, an OR gate 47 and an inverter 48 act substantially similarly to the switch 27 so that in the event that no error is detected the more reliable output of the coincidence gate 21 at the terminal 22 is used directly as the identification signal for the reference cylinder at the terminal 26. If a fault is detected, then the substitute reference pulse signal generated at the terminal 43 is provided at the terminal 26 and used. Whatever signal is used to determine the signal at the terminal 26, this signal controls (synchronizes) the electronic ignition distributor 23 and the electronic fuel injection distributor 24.

Ferner stellt Fig. 7 die Zündpunktsteuerungschaltung 16 dar, als daß sie eine Erfassungseinrichtung 50 für lange gegenüber kurzen Impulsen einschließt, die, wie es allgemein vorhergehend angegeben worden ist, das Signal an dem Anschluß 28 erhält und die längeren Impulse des oberen Totpunkts, die dem Schlitz b oder c zuzuordnen sind, von den Impulsen kürzerer Dauer unterscheidet, die den Schlitzen a zuzuordnen sind. Wie es vorhergehend angegeben worden ist, kann dies ohne weiteres ausgeführt werden, indem die Techniken verwendet werden, die in dem Hunninghaus u.a. US-Patent 4,628, 269 erörtert sind. Vorzugsweise wird diese Funktion durch einen programmierten Computer ausgeführt, der zwischen dem Erhalten eines Signalimpulses, der eine vorbestimmte, um einen Faktor von mindestens 1,5 längere Dauer als vorhergehend und nachfolgend erhaltene Signalimpulse unterscheidet. Die Bezugsinformation für den oberen Totpunkt, die durch die Schaltung 50 erzeugt wird, kann von der Zündpunktsteuerung 16 selbst verwendet werden. Diese Information über den oberen Totpunkt kann auch dem elektronischen Zündverteiler 23 und dem Kraftstoffverteiler 24 geliefert werden, um Mulitplexschaltungen in diesen Schaltungen zu erhöhen, um eine sequentielle Torsteuerung der Zündpunkt-Kraftstoffeinspritzsteuerungssignale zu liefern, die den Verteilern 23 und 24 für den nächsten Kraftmaschinenzylinder geliefert werden. Man sollte sich daran erinnern, daß diese Multiplexschaltungen von dem Identifikationssignal für den Bezugszylinder initialisiert (synchronisiert) werden, das an dem Anschluß 26 bereitgestellt wird.Further, Fig. 7 illustrates the timing control circuit 16 as including a long versus short pulse detector 50 which, as generally stated previously, receives the signal at terminal 28 and distinguishes the longer top dead center pulses associated with slot b or c from the shorter duration pulses associated with slots a. As stated previously, this can be readily accomplished using the techniques discussed in Hunninghaus et al. U.S. Patent 4,628,269. Preferably, this function is performed by a programmed computer which distinguishes between receiving a signal pulse having a predetermined duration longer than previously and subsequently received signal pulses by a factor of at least 1.5. The top dead center reference information generated by circuit 50 can be used by the timing control 16 itself. This top dead center information may also be provided to the electronic ignition distributor 23 and the fuel distributor 24 to increase multiplexing in these circuits to provide sequential gating of the ignition timing fuel injection control signals provided to the distributors 23 and 24 for the next engine cylinder. It should be remembered that these multiplexing circuits be initialized (synchronized) by the reference cylinder identification signal provided at terminal 26.

Ein zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft das Bereitstellen einer Ausgleichsschaltung 60 in der Zündpunktsteuerung 16, die in Fig. 7 gezeigt ist, die das Fehlersignal an dem Anschluß 32 erhält, und in Reaktion darauf einen Ausgleich für die Zündpunktsteuerung 16 nach Maßgabe der Winkeldifferenz zwischen den Zeiten t&sub0;-t&sub1; erzeugt. In Reaktion auf einen erfaßten Fehler erhält die Zündpunktsteuerung 16 wegen des Schalters 27 nun an dem Anschluß 28 das Signal B an dem Anschluß B statt des Signals A an dem Anschluß A. Man erinnert sich, daß es eine festgelegte Winkeldifferenz d zwischen den Signalen A und B gibt, die den Winkelabstand von 5 Grad zwischen den Fühlerelementen 13 und 14 entspricht, normalerweise erhält die Zündpunktsteuerung 16 das Signal A, das an dem Anschluß A bereitgestellt wird. Jedoch erhält in dem Fall, daß ein Fehler für das Signal A an dem Anschluß A auftritt, und dieser Fehler von der Fehlererfassungseinrichtung 29 erfaßt wird, dann die Zündpunktsteuerung 16 nun das Signal an dem Anschluß B aufgrund der Wirkung des Schalters 27 und verwendet es. Jedoch mag, um eine genaue Zündpunktsteuerung aufrechzuerhalten, die Arbeitsweise der Zündpunktsteuerung 16 etwas abgeändert werden, um zu berücksichtigen, daß nun das Signal an dem Anschluß 28 etwas verzögert ist, weil nun dieses Signal dem Signal an dem Anschluß B entspricht.An additional feature of the present invention involves the provision of a compensation circuit 60 in the ignition timing controller 16 shown in Figure 7 which receives the error signal at terminal 32 and in response generates a compensation for the ignition timing controller 16 in accordance with the angular difference between times t0 - t1. In response to a detected error, the ignition timing controller 16 now receives the signal B at terminal B instead of the signal A at terminal A because of the switch 27 at terminal 28. Recall that there is a fixed angular difference d between the signals A and B which corresponds to the angular separation of 5 degrees between the sensing elements 13 and 14, normally the ignition timing controller 16 receives the signal A provided at terminal A. However, in the event that an error occurs for the signal A at terminal A and this error is detected by the error detection device 29, then the ignition timing controller 16 now receives the signal at terminal B due to the action of the switch 27 and uses it. However, in order to maintain accurate ignition timing, the operation of the ignition timing controller 16 may be slightly modified to take into account that the signal at terminal 28 is now slightly delayed because this signal now corresponds to the signal at terminal B.

Die Ausgleichsschaltung 60 ist im wesentlichen representativ für eine Schaltung, die eine kleine Abänderung bei dem allgemeinen Zündpunktsteuerungsbetrieb der Steuerung 16 einschließt. Die Zündsteuerung 16 kann eine Schaltung umfassen, wie die Schaltung in den US-Patenten 4,168,682 von Gartner, 4,231,332 von Wrathall oder 4,241,708 von Javeri. In diesen Patenten und anderen ähnlichen Zündsteuerungseinrichtungen ist es klar, daß geringe Einstellungen bei dem Zündpunkt ausgeführt werden können, indem im wesentlichen die Schaltschwelle einer Vergleichsschaltung eingestellt wird. Somit ist alles das, was die Ausgleichsschaltung 60 ausführt, eine Einstellung einer Vergleichsschaltung innerhalb der Zündpunktsteuerung 16, so daß berücksichtigt wird, daß nun das Eingangssignal an dem Anschluß 28 um 5 Winkelgrade gegenüber dem vorhergehend erhaltenen Zündpunktsignal an dem Anschluß 28 verzögert wird. Diese Korrektur mag nicht immer notwendig sein, und tatsächlich nimmt man an, daß eine solche Änderung bei dem Betrieb der Zündpunktsteuerung 16 nicht wesentlich die Kraftmaschinenleistung beeinflußt.The compensation circuit 60 is essentially representative of a circuit that includes a small variation in the general ignition timing control operation of the controller 16. The ignition controller 16 may comprise a circuit such as the circuit in U.S. Patent Nos. 4,168,682 to Gartner, 4,231,332 to Wrathall, or 4,241,708 to Javeri. In these patents and other similar ignition control devices it is clear that minor adjustments in the ignition timing can be made by essentially adjusting the switching threshold of a comparator circuit. Thus, all that the compensation circuit 60 does is adjust a comparator circuit within the ignition timing controller 16 to take into account that the input signal at terminal 28 is now delayed by 5 degrees from the previously received ignition timing signal at terminal 28. This correction may not always be necessary, and in fact it is believed that such a change in the operation of the ignition timing controller 16 does not significantly affect engine performance.

Während ich besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben habe, werden weitere Abänderungen und Verbesserungen dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erscheinen. Solche Änderungen könnten umfassen, die vorliegede Erfindung zur Steuerung der Arbeitsweise eines von einer Kraftstoffbrennmaschine verschiedenen Motors zu verwenden, oder die Koinzidenzfunktion des UND-Tors 21 durch einen programmierten Mikroprozessor auszuführen. Alle solche Abänderungen, die die grundsätzlichen, darunterliegenden Prinzipien beibehalten, die hier beansprucht werden, sind innerhalb des Bereiches dieser Erfindung.While I have shown and described particular embodiments of the present invention, further modifications and improvements will occur to those of ordinary skill in the art. Such modifications could include using the present invention to control the operation of an engine other than a fuel combustion engine, or performing the coincidence function of the AND gate 21 by a programmed microprocessor. All such modifications which retain the basic underlying principles claimed herein are within the scope of this invention.

Claims (13)

1. Eine elektronische Positionsgebereinrichtung, umfassend:1. An electronic position sensor device, comprising: ein Rad (11), das um eine Achse (11') drehangetrieben ist, wobei das genannte Rad eine Vielzahl von vorbestimmten Abschnitten (15) vorbestimmter Winkelweiten daran aufweist;a wheel (11) driven for rotation about an axis (11'), said wheel having a plurality of predetermined sections (15) of predetermined angular widths thereon; eine Fühlereinrichtung (12), die fest in bezug auf und nahe dem genannten Rad (11) angeordnet ist, wobei die genannte Fühlereinrichtung mindestens ein erstes und ein zweites Fühlerelement (13,14) aufweist, die jeweils unabhängig den Durchgang von jedem der genannten vorbestimmten Abschnitte (15) durch das Fühlerelement erfühlen und in Reaktion darauf ein Signal erzeugen, das Signalimpulse (A,B) aufweist, die entsprechend und während der Winkelweite der genannten, erfühlten, vorbestimmten Abschnitte auftreten; undsensing means (12) fixedly disposed with respect to and proximate to said wheel (11), said sensing means comprising at least first and second sensing elements (13,14) each independently sensing the passage of each of said predetermined portions (15) through the sensing element and in response thereto generating a signal comprising signal pulses (A,B) occurring corresponding to and during the angular width of said sensed predetermined portions; and eine Koinzidenzeinrichtung (21) zum Bereitstellen eines ersten Bezugssignals (bei 22) in Reaktion auf das genannte erste und zweite Fühlerelement, die gleichzeitig vorbestimmte, logische Zustandsbedingungen der genannten Fühlersignalimpulse erzeugen;coincidence means (21) for providing a first reference signal (at 22) in response to said first and second sensing elements simultaneously producing predetermined logic state conditions of said sensing signal pulses; wobei die genannte Fühlereinrichtung gekennzeichnet ist, durch die genannten Winkelweiten, die mindestens drei unterschiedliche Winkelweiten a, b und c umfassen, wobei die Winkelweite a kleiner als die Winkelweite b ist, die kleiner als die Winkelweite c ist; undsaid sensor device being characterized by said angular widths comprising at least three different angular widths a, b and c, where the angle a is smaller than the angle b, which is smaller than the angle c; and das genannte erste und zweite Fühlerelement (13, 14) um eine Strecke d entsprechend einer Winkelweite voneinander beabstandet sind, die kleiner als die Winkelweite c aber größer als die Winkelweite a und größer als die Winkelweite b ist;said first and second sensor elements (13, 14) are spaced apart by a distance d corresponding to an angular width which is smaller than the angular width c but larger than the angular width a and larger than the angular width b; eine Einrichtung (50) zum Erhalten der genannten Fühlersignalimpulse, die von mindestens einem des genannten ersten und zweiten Fühlerelements (13, 14) bereitgestellt werden, und zum Bereitstellen in Reaktion darauf eines zweiten Bezugssignals, das von dem genannten ersten Bezugssignal (bei 22) verschieden ist und den Durchgang von jedem der genannten vorbestimmten Abschnitte der Weite b an der Fühlereinrichtung angzeigt, wodurch Informationen über die Winkelposition des genannten Rades durch mindestens das genannte erste und zweite Bezugssignal erhalten wird.means (50) for receiving said sensing signal pulses provided by at least one of said first and second sensing elements (13, 14) and for providing in response thereto a second reference signal different from said first reference signal (at 22) and indicative of the passage of each of said predetermined portions of width b at the sensing means, whereby information on the angular position of said wheel is obtained by at least said first and second reference signals. 2. Eine elektronische Positionsgebereinrichtung gemäß Anspruch 1, in der die genannte zweite Bezugssignaleinrichtung (50) einen Computer umfaßt, der programmiert ist, zwischen dem Erhalten eines Signalimpulses, der eine vorbestimmte längere Dauer als ein vorhergehend empfangener Signalimpuls hat, zu unterscheiden.2. An electronic position sensor device according to claim 1, wherein said second reference signal means (50) comprises a computer programmed to distinguish between receiving a signal pulse having a predetermined longer duration than a previously received signal pulse. 3. Eine elektronische Positionsgebereinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, in der die genannten vorbestimmten Abschnitte (15) gleichförmig um das genannte Rad (11) angeordnet sind, wobei deren vorlaufender Rand in bezug auf die genannten Fühlerelemente (13,14) mit einer Winkelweite e von einander beabstandet sind, die größer als die genannte Winkelweite d ist.3. An electronic position sensor device according to claim 1 or 2, in which said predetermined sections (15) are arranged uniformly around said wheel (11), their leading edge being spaced apart from each other with respect to said sensing elements (13, 14) by an angular width e which is greater than said angular width d. 4. Eine elektronische Positionsgebereinrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, in der die genannten vorbestimmten Abschnitte (15) auf dem genannten Rad (11) so angeordnet sind, daß jeder der genannten vorbestimmten Abschnitte, die die genannte Winkelweiten b oder c haben, von einem anderen der genannten vorbestimmten Abschnitte, die die genannten Winkelweiten b oder c haben, durch eine Vielzahl der genannten vorbestimmten Abschnitte beabstandet sind, die die genannten Winkelweiten a haben.4. An electronic position sensor device according to claim 1, 2 or 3, in which said predetermined sections (15) are arranged on said wheel (11) so that each of said predetermined sections having said angular widths b or c is spaced from another of said predetermined sections having said angular widths b or c by a plurality of said predetermined sections having said angular widths a. 5. Eine elektronische Positionsgebereinrichtung gemäß Anspruch 4, in der die genannten Fühlerelemente (13,14) optische Fühlerelemente umfassen, die einander benachbart in einem einheitlichen Fühlergehäuse (12) angebracht sind, und wobei die genannten vorbestimmten Abschnitte (15) Schlitze in dem genannten Rad umfassen, wobei die genannten Schlitze eine kreisförmige Fühlerspur an dem genannten Rad für die genannten Fühlerelemente festlegen.5. An electronic position sensor device according to claim 4, in which said sensing elements (13,14) comprise optical sensing elements mounted adjacent to one another in a unitary sensing housing (12), and wherein said predetermined portions (15) comprise slots in said wheel, said slots defining a circular sensing track on said wheel for said sensing elements. 6. Eine elektronische Positionsgebereinrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, in der eine Vielzahl der genannten vorbestimmten Abschnitte (15) die genannte Winkelweite b haben und in der die genannten Fühlerelemente (13,14) und vorbestimmte Abschnitte so ausgestaltet sind, daß die genannten Signalimpulse, die durch das genannte zweite Fühlerelement (13 oder 14) in Reaktion auf die genannten vorbestimmten Abschnitte geliefert werden, typischerweise die genannten Signalimpulse umfassen, die von dem genannten ersten Fühlerelement (14 oder 13) geliefert werden, mit der Ausnahme, daß sie eine Zeitverzögerung (t&sub0; -t&sub1;) aufweisen, die mit der Drehzahl des genannten Rades (11) und der genannten Winkelweite d in Beziehung steht.6. An electronic position sensor device according to claim 4 or 5, in which a plurality of said predetermined sections (15) have said angular width b and in which said sensing elements (13, 14) and predetermined sections are designed such that said signal pulses provided by said second sensing element (13 or 14) in response to said predetermined sections typically comprise said signal pulses provided by said first sensing element (14 or 13) except that they have a time delay (t0 -t1) related to the speed of rotation of said wheel (11) and said angular width d. 7. Ein elektronisches Brennkraftmaschinensteuerungssystem, das die elektronische Positionsgebereinrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch einschließt, wobei das genannte Rad (11) um die genannte Achse (11') von einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine drehangetrieben ist, und wobei das System eine Brennkraftmaschinensteuerungseinrichtung (16-25) zum Verwenden der genannten Signalimpulse von mindestens einem des genannten ersten und zweiten Fühlerelements (13,14) und mindestens eines des genannten ersten und zweiten Bezugssignals einschließt, um die Kraftstoffverbrennung in den Zylindern (17-20) der genannten Brennkraftmaschine zu steuern.7. An electronic engine control system including the electronic position sensor device of any preceding claim, wherein said wheel (11) is rotationally driven about said axis (11') by a multi-cylinder engine, and wherein the system includes engine control means (16-25) for using said signal pulses from at least one of said first and second sensing elements (13,14) and at least one of said first and second reference signals to control fuel combustion in the cylinders (17-20) of said engine. 8. Ein elektronisches Brennkraftmaschinensteuerungssystem gemäß Anspruch 7, in dem die genannte Brennkraftmaschinensteuerungseinrichtung (16-25) eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (16,25) zum Steuern des Einspritzens von Kraftstoff in die genannten Zylinder (17-20) einschließt, und die eine elektronische Kraftstoffeinspritzverteilereinrichtung (24) einschließt, um sequentiell Kraftstoffeinspritzsignale, die durch die genannte Krafstoffeinspritzeinrichtung (16,25) entwickelt worden sind, an die verschiedenen Brennkraftmaschinenzylinder (17-20) gemäß mindestens dem genannten zweiten Bezugssignal zu liefern.8. An electronic engine control system according to claim 7, wherein said engine control means (16-25) includes a fuel injector (16,25) for controlling the injection of fuel into said cylinders (17-20), and which includes an electronic fuel injection distributor means (24) for sequentially delivering fuel injection signals developed by said fuel injector (16,25) to the various engine cylinders (17-20) in accordance with at least said second reference signal. 9. Ein elektronisches Brennkraftmaschinensteuerungssystem gemäß Anspruch 7 oder 8, in dem die Anzahl der genannten vorbestimmten Abschnitte (15), die kleinere Winkelweiten als die Winkelweite c haben, im wesentlichen mehr als die Anzahl der Brennkraftmaschinenzylinder ist.9. An electronic engine control system according to claim 7 or 8, in which the number of said predetermined sections (15) having smaller angular widths than the angular width c is substantially more than the number of engine cylinders. 10. Ein elektronisches Motorsteuerungssystem, umfassend: die Brennkraftmaschinenpositionsgebereinrichtung des Anspruches 1, um die Position des Rades (11) zu erfühlen, das um die genannte Achse (11') durch einen Motor drehangetrieben ist;10. An electronic engine control system comprising: the engine position sensor device of claim 1 for sensing the position of the wheel (11), which is driven in rotation about said axis (11') by a motor; eine Einrichtung (17-25) zum Steuern des Betriebs des genannten Motors nach Maßgabe von mindestens dem genannten ersten Bezugssignal (bei 22) und den genannten Signalimpulsen (A,B) von mindestens einem des genannten ersten und zweiten Fühlerelements (13,14);means (17-25) for controlling the operation of said motor in accordance with at least said first reference signal (at 22) and said signal pulses (A,B) from at least one of said first and second sensing elements (13,14); eine Einrichtung (29) zum Erfassen eines Fehlers bei den genannten Signalimpulsen von einem des genannten ersten und zweiten Fühlerelements; undmeans (29) for detecting an error in said signal pulses from one of said first and second sensing elements; and eine Einrichung (40), um in Reaktion auf die genannte Fehlererfassung ein Ersatzbezugssignal (nach 45) an die genannte Motorsteuerungseinrichtung (17-25) zur Verwendung statt des genannten ersten Bezugssignals (bei 22) bereitzustellen.means (40) for providing, in response to said fault detection, a replacement reference signal (at 45) to said engine control means (17-25) for use in place of said first reference signal (at 22). 11. Ein elektronisches Motorsteuerungssystem gemäß Anspruch 10, in dem die genannte Einrichung (40) zum Bereitstellen eines Ersatzbezugssignals eine Einrichtung (42) zum Zählen in dem Fall eines Fehlers des genannten Signalimpulses von dem genannten einen von dem genannten ersten und zweiten Fühlerelement von Signalimpulsen einschließt, die von dem anderen der genannten Fühlerelemente geliefert werden, und zum Bereitstellen des genannten Ersatzbezugssignals in Reaktion auf den genannten Zählwert, der eine vorbestimmte Größe überschreitet.11. An electronic engine control system according to claim 10, wherein said means (40) for providing a substitute reference signal includes means (42) for counting, in the event of a failure of said signal pulse from said one of said first and second sensing elements, signal pulses provided by the other of said sensing elements and for providing said substitute reference signal in response to said count value exceeding a predetermined magnitude. 12. Ein elektronisches Motorsteuerungssystem gemäß Anspruch 11, das eine Einrichtung (27) einschließt, die in Reaktion auf die genannte Fehlererfassung die Signalimpulse auswählt, die von dem anderen der genannten Fühlerelemente geliefert werden, statt der Signalimpulse, die von dem genannten mindestens einen der genannten Fühlerelemente geliefert werden, zur Verwendung durch die genannte Motorsteuerungseinrichung (17-25).12. An electronic engine control system according to claim 11, including means (27) responsive to said fault detection for selecting the signal pulses provided by the other of said sensing elements instead of the signal pulses provided supplied by said at least one of said sensing elements for use by said engine control device (17-25). 13. Ein elektronisches Motorsteuerungssytem gemäß Anspruch 12, in dem die genannten Signalimpulse, die von einem der genannten Fühlerelemente bei Abwesenheit eines Fehlers geliefert werden, Signalimpulse umfassen, die von dem anderen der genannten Fühlerelemente geliefert werden mit der Ausnahme, daß sie bei ihrem Zeitauftritt um eine Göße (t&sub0;-t&sub1;) in Beziehung zu der Drehzahl des genannten Rades (11) verzögert sind, und in der die genannten zwei Fühlerelemente voneinander mit der genannten vorbestimmten Winkelweite (d) beabstandet sind, die den genannten Verzögerungswert bestimmt.13. An electronic engine control system according to claim 12, in which said signal pulses provided by one of said sensing elements in the absence of a fault comprise signal pulses provided by the other of said sensing elements except that they are delayed in their time occurrence by an amount (t0-t1) in relation to the speed of rotation of said wheel (11), and in which said two sensing elements are spaced apart from each other by said predetermined angular width (d) which determines said delay value.