EP0683309B1 - Procédé de commande de moteur à combustion interne en mode d'urgence - Google Patents

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EP0683309B1
EP0683309B1 EP94107646A EP94107646A EP0683309B1 EP 0683309 B1 EP0683309 B1 EP 0683309B1 EP 94107646 A EP94107646 A EP 94107646A EP 94107646 A EP94107646 A EP 94107646A EP 0683309 B1 EP0683309 B1 EP 0683309B1
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crankshaft
segment
camshaft
signal
segments
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Stefan Dr.-Ing. Krebs
Wolfgang Reupke
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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008—Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a 2. Internal combustion engine according to the preamble of claim 1 or 2.
  • DE 41 25 677 A1 describes an emergency running control device known on an internal combustion engine.
  • This device needs a reference signal transmitter, a crankshaft transmitter and a camshaft sensor with a total of three Sensors.
  • the encoder disk of the camshaft sensor points for each cylinder of the internal combustion engine has a tooth segment, the tooth segment being shortened for a particular cylinder and the tooth segment is intended for another Cylinder is enlarged. If the crankshaft sender fails the irregular camshaft signal is converted into a "monotone Camshaft signal "converted with tooth segments of equal length and with this signal the controller in emergency operation with a much lower angular resolution continues to operate.
  • This known control is too expensive for series use. In addition to three expensive sensors, it also requires an accurate and thus expensive adjustment of the encoder disks to each other without Emergency running to a satisfactory angular resolution of the crankshaft enable.
  • DE 41 41 714 A1 discloses a control system for a Internal combustion engine with features according to the first part of Claim 1 or 2, and mentions that the signals from the crankshaft encoder if it fails from the signals of the camshaft sensor should be simulated; but she doesn't name any concrete steps to carry out such a simulation.
  • It is an object of the invention to provide a method for emergency operation control to design an internal combustion engine such that with a camshaft encoder and a crankshaft encoder with standard encoder disks (e.g. crankshaft tooth encoder disk with one or two missing teeth, camshaft sender disc with a segment over 180 ° NW 360 ° KW) in case of failure the internal combustion engine with a crankshaft encoder simulated crankshaft signal with approximately the same angular resolution can continue to be operated.
  • Teeth Teeth as well as wide teeth (usually called segments), under the term “segment” both teeth and understood between gaps between two teeth.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an engine control an internal combustion engine, with a microprocessor-controlled Engine control unit ST, which the signals of a Camshaft sensor GNW and a crankshaft sensor GKW supplied will.
  • the camshaft sensor GNW in this exemplary embodiment exists from a fixed sensor SNW and one with the Camshaft rotatably connected encoder disc GSNW, the one Tooth A and an approximately equally wide gap B, which according to the direction of rotation defined by an arrow, by a rising edge a and a falling edge b are separated from each other.
  • crankshaft encoder GKW in this embodiment exists from a fixed sensor SKW and one with the Crankshaft connected to the encoder wheel GSKW, which e.g. 60 teeth of equal width, evenly distributed over the circumference C with gaps D of equal width, which corresponds to the direction of rotation also determined by an arrow, by rising edges c and falling edges d from each other are separated. Two of these teeth, # 59 and # 60, are removed so that with the two missing teeth and the three existing gaps a gap E with five times the width arises.
  • the sensors deliver depending on their design (inductive or Hall sensors etc.) corresponding signals (whose reference numerals with those of corresponding teeth, gaps and flanks match) to a processing circuit AW in the control unit, whose output signals in turn for controlling the internal combustion engine be used in a known manner.
  • the output signals the processing circuit AW can for example five or ten pulses per crankshaft tooth or gap (also for the missing teeth) by counting of the crankshaft segments are formed, they exist can also be an exact image of the on the crankshaft encoder disc GSKW arranged segments.
  • crankshaft reference signal e 0 ° KW, which, for example, the rising edge c des assigned to the first tooth following the wide gap E. is where the circumferential angle is counted from Crankshaft should start.
  • the throughput time of camshaft segments A and B on the camshaft sensor SNW becomes more constant with a clock signal t Frequency counted to get the speed, acceleration etc. to determine the internal combustion engine.
  • FIG. 2 shows an image of the camshaft segments a, A, b, B in FIG. 2a, the crankshaft segments c, C, d, D, E in FIG. 2b and the (crankshaft) reference signals e derived therefrom in FIG. 2c.
  • FIG. 2d shows signals f derived from the crankshaft segments with, for example, five pulses per tooth or gap, also for the missing teeth.
  • the signals derived from the crankshaft segments can, however, also provide an exact image of the crankshaft segments c, C, d, D, E in FIG. 2b
  • the reference signals e should always be at one Crankshaft position appear when cylinder I (and cylinder IV) is therefore 120 ° KW before top dead center.
  • the crankshaft encoder disk GSKW is as possible adjusted exactly to this point.
  • tooth A begins, for example (rising flank a) at 100 ° KW before TDC and the gap B (falling edge b) at 110 ° KW before TDC.
  • the saved Values a ', b' and the ratios A / B and derived therefrom B / A are updated again and again in undisturbed operation and overwritten as they go through over time Can change wear.
  • N I N-1 * (L N / L N-1 ) to calculate in advance (to interpolate).
  • the quotient IN / LN (or I N-1 / L N-1 ) from this value IN and the stored angle length L N gives the value I / ° KW of the pulses for 1 ° KW. This value is, for example, "50" at the current engine speed.
  • crankshaft reference signal e is output, Figure 2c.
  • next camshaft edge signal appears a or b a little earlier, a little later if delayed, than the stored camshaft edge signal a ' (20 ° KW) or b '(10 ° KW).
  • Pending control commands may be pending this flank generated one after the other. The procedure is then also based on the one just ended previous camshaft segment A (or B) measured Lead time restarted.

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Claims (2)

  1. Procédé pour commander un moteur à combustion interne (BKM), à l'aide d'un appareil de commande (ST) commandé par un microprocesseur, au moyen des signaux de flancs de segments (c, d, e) d'un émetteur de vilebrequin (GKW) associé au vilebrequin du moteur à combustion interne, et au moyen des signaux de flancs de segments (a, b) d'un émetteur d'arbre à cames (GNW) associé à son arbre à cames, dans lequel les émetteurs (GKW, GNW) destinés à détecter des positions déterminées du vilebrequin et de l'arbre à cames étant constitués, pour chacun d'un capteur (SKW, SNW) fixe, d'un disque d'émetteur (GSKW) du vilebrequin équipé de KW segments de vilebrequin (C, D, E), et d'un disque d'émetteur(GSNW) de l'arbre à cames équipé de NW segments d'arbre à cames (A, B), et les signaux de vilebrequin étant, en cas de défaillance du capteur de vilebrequin, reconstitués à partir de signaux de l'émetteur d'arbre à cames,
       caractérisé en ce que
    le nombre total (Z) des dents et les longueurs angulaires (LC, LD) des segments (C, D) disposés sur le disque d'émetteur (GSKW) du vilebrequin sont mis en mémoire de façon permanente,
    en cas de conditions de fonctionnement prédéfinies du moteur à combustion interne ou à des intervalles prédéfinis, les positions (a',b') du vilebrequin correspondant aux flancs (a, b) déterminés de segments de l'arbre à cames sont détectées en se référant à une position de référence (e) prédéfinie du vilebrequin et sont mises en mémoire de façon permanente,
    à partir des positions (a',b') du vilebrequin mises en mémoire, les longueurs angulaires (LA, LB) des segments (A, B) disposés sur l'arbre à cames, ou les longueurs angulaires d'une partie déterminée de ceux ci, sont détectées, et il en est tiré le rapport de longueur (A/B, B/A) de chaque segment (A, B), ou partie de segment, par rapport au segment (B,A), ou partie de segment précédent, et ce rapport est mis en mémoire de façon permanente.
    en cas de défaillance du capteur de vilebrequin (SKW), des nombres IN, IN-1 d'impulsions d'horloge comptées pour les durées de défilement des segments N, N-1 devant le capteur d'arbre à cames (SNW) sont obtenues par comptage avec un signal d'horloge (t) de fréquence prédéfinie, avec N = A et N-1 = B, ou inversement,
    le nombre des impulsions d'horloge pour le segment actuel (N) étant interpolé à partir du nombre IN-1 des impulsions d'horloge comptées dans le cas du segment N-1 précédent, d'après la formule IN = IN-1 * (LN/LN-1).
    à partir du quotient IN-1/LN-1, ou du quotient IN/LN, le nombre des impulsions d'horloge I/°KW par unité du signal KW reconstitué est déterminé au préalable pour le segment actuel, et
    ensuite, en commençant avec l'impulsion de rang a'* (I/°KW) ou b'* (I/°KW) rapportée au signal (e) de référence précédent, à l'apparition du signal de flanc a ou b de l'arbre à cames, des signaux (f) du vilebrequin et le signal de référence (e) du vilebrequin sont reconstitués,
    à chaque impulsion de rang R*(I/°KW) du signal d'horloge (t), un signal (f) est formé, avec R = distance entre deux impulsions du signal de vilebrequin, exprimée en °KW, et
    à chaque impulsion de rang 360*(I/°KW) du signal d'horloge (t), un signal de référence (e) du vilebrequin est formé.
  2. Procédé pour commander un moteur à combustion interne (BKM), à l'aide d'un appareil de commande (ST) commandé par un microprocesseur, au moyen des signaux de flancs de segments (c, d, e) d'un émetteur de vilebrequin (GKW) associé au vilebrequin du moteur à combustion interne, et au moyen des signaux de flancs de segments (a, b) d'un émetteur d'arbre à cames (GNW) associé à son arbre à cames, dans lequel les émetteurs (GKW, GNW) destinés à détecter des positions déterminées du vilebrequin et de l'arbre à cames sont constitués, pour chacun d'un capteur (SKW, SNW) fixe, d'un disque d'émetteur (GSKW) du vilebrequin, équipé de KW segments de vilebrequin (C, D, E), et d'un disque d'émetteur(GSNW) de l'arbre à cames, équipé de NW segments d'arbre à cames (A, B) les signaux de vilebrequin étant, en cas de défaillance du capteur de vilebrequin, reconstitués à partir de signaux de l'émetteur de l'arbre à cames, et l'émetteur de vilebrequin présentant des segments C, des dents nominalement de même largeur et de longueur angulaire LC, séparées par des intervalles D entre dents nominalement de même largeur et de longueur angulaire LD, et un segment de référence plus large E,
       caractérisé en ce que
    le nombre total (Z) des dents et les longueurs angulaires (LC, LD) des segments (C, D) disposés sur le disque d'émetteur (GSKW) du vilebrequin sont mis en mémoire de façon permanente,
    en cas de conditions de fonctionnement prédéfinies du moteur à combustion interne ou à des intervalles prédéfinis, les positions (a', b') du vilebrequin correspondant aux flancs (a, b) déterminés de segments de l'arbre à cames sont détectées en se référant à une position de référence (e) prédéfinie du vilebrequin et sont mises en mémoire de façon permanente,
    à partir des positions (a', b') du vilebrequin mises en mémoire, les longueurs angulaires (LA, LB) des segments (A, B) disposés sur l'arbre à cames, ou les longueurs angulaires d'une partie déterminée de ceux ci, sont détectées, et il en est tiré le rapport de longueur (A/B, B/A) de chaque segment (A, B), ou partie de segment, par rapport au segment (B,A), ou partie de segment précédent, et ce rapport est mis en mémoire de façon permanente.
    en cas de défaillance du capteur de vilebrequin (SKW), les nombres IN, IN-1 d'impulsions d'horloge comptées pour les durées de défilement des segments N, N-1 devant le capteur d'arbre à cames (SNW) sont obtenues par comptage avec un signal d'horloge (t) de fréquence prédéfinie, avec N = A et N-1 = B, ou inversement,
    le nombre des impulsions d'horloge pour le segment actuel (N) est interpolé à partir du nombre IN-1 des impulsions d'horloge comptées dans le cas du segment N-1 précédent, d'après la formule IN = IN-1 * (LN/LN-1).
    à partir du quotient IN-1/LN-1, ou du quotient IN/LN, le nombre des impulsions d'horloge I/°KW par unité du signal KW reconstitué est prédéterminé pour le segment actuel, et
    ensuite, en commençant avec l'impulsion de rang a'*(I/°KW) ou b' * (I/°KW) rapportée au signal de référence (e) précédent, à l'apparition du signal de flanc a ou b de l'arbre à cames, les signaux restants (c, d) du vilebrequin et le signal de référence (e) du vilebrequin pour le segment (N) actuel sont reconstitués, tandis que
    pour chaque impulsion (I) de rang P*(LC+LD) *(I/°KW) du signal d'horloge (t), un signal (c) pour le début d'un segment (C) est formé,
    pour chaque impulsion de rang {[P*(LC+ LD) + LC] * (I/°KW)} du signal d'horloge (t), un signal (d) pour le début d'un segment (D, E) est formé, et
    pour chaque impulsion de rang 360*(I/°KW) du signal d'horloge (t), un signal de référence (e) du vilebrequin est formé, avec P = 0, 1, 2 ..., Z-4, Z-3.
EP94107646A 1994-05-17 1994-05-17 Procédé de commande de moteur à combustion interne en mode d'urgence Expired - Lifetime EP0683309B1 (fr)

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