DE4129714C2 - Einrichtung zum Erkennen der zylinderbezogenen Kurbelwellenstellung eines Viertaktmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erkennen der auf den Arbeitszyklus der einzelnen Zylinder bezogenen Kurbelwellenstellung eines Viertaktmotors gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Mit DE-PS 36 08 321 ist eine Einrichtung der genannten Art bekannt geworden, bei welcher auf der Kurbelwelle eine mit dieser umlaufende gezahnte Signalgeberscheibe und auf der Nockenwelle ein mit dieser umlaufender Si­ gnalgeber angeordnet sind.

Der Signalgeberscheibe und dem Signalgeber sind jeweils ein stationärer Signalempfänger zugeordnet, deren Signale in dem angeschlossenen Impulsauswerteglied eine Zuordnung der Zylinder zur jeweiligen Kurbelwellenstellung eindeu­ tig zulassen.

Eine ähnliche mit zwei Signalempfängern arbeitende Ein­ richtung ist mit DE-OS 32 20 896 beschrieben.

Nachteilig ist bei diesen bekannten Einrichtungen, daß insbesondere auf der Nockenwelle ein besonderer Signalge­ ber vorzusehen ist, der in axialer Richtung der Nocken­ welle Raum beansprucht, der den vorhandenen Einbauraum im Fahrzeug weiter einengt. Gerade dieser Einbauraum ist für Fahrzeugmotoren sehr eng bemessen und es bedarf großer konstruktiver Aufwendungen, um die im Motorraum eines Kraftfahrzeuges anzuordnenden Aggregate in dem vorhande­ nen Raum unterzubringen.

Mit der nachveröffentlichten DE 40 13 533 A1 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Bezugsmarkensignals an ei­ ner Brennkraftmaschine beschrieben, bei der zur Erkennung der zylinderbezogenen Kurbelwellenstellung ein Näherungs­ sensor einem im Betriebszyklus der Brennkraftmaschine be­ wegtes Bauteil zugeordnet ist und mit diesem zusammen­ wirkt und so ein Betriebsstellungssignal abgibt, wobei das Bauteil der Nocken einer Nockenwelle ist. Allerdings ist der Näherungssensor in Radialrichtung zur Nockenwelle angeordnet, so daß die Spitze des vorbeidrehenden Nockens das Betriebsstellungssignal auslöst. Ist der Sensor dabei als Induktionssensor oder Hallsensor ausgebildet, dann ergibt die sich allmählich entsprechend der Nockenform dem Sensor nähernde Nockenflanke ein ungenaues Signal. Der Ansprechbereich ist relativ breit und kann sich über die Lebensdauer der Brennkraftmaschine und die damit ein­ tretenden Veränderungen der elektrischen bzw. magneti­ schen Werte des Sensor ändern.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Einrichtung den Signalgeber auf der Nockenwelle so zu ge­ stalten, daß er trotz Vermeidung von zusätzlichem axialen Bauraum auch bei sich verändernden elektronischen bzw. magnetischen Werten des Sensor ein scharf begrenztes Si­ gnal bildet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Gegenstand des Anspruches 2 ist eine vorteilhafte Weiter­ bildung der Erfindung.

Durch die Anordnung des Sensors gegenüber einer Stirnsei­ te des Nockens erfolgt die Annäherung des vom Sensor ab­ gegriffenen Bauteils ohne einen allmählichen Übergangsbe­ reich. Die stirnseitige Nockenbegrenzungskante läuft ohne einen breiten Annäherungsbereich in den Sensorbereich ein und erzeugt so ein steil ansteigendes scharf abgegrenztes Signal, welches auch bei allterungsbedingten Veränderun­ gen des Sensors konstant bleibt. Der erforderliche Bau­ raum einer solchen Anordnung ist gering und behindert die Motoreinbauverhältnisse, z. B. in ein Kraftfahrzeug, nicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht auf eine im Zylinderkopf eines Viertaktmotors gelagerte Nocken­ welle;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 die erfindungsgemäße Einrichtung in einer schematisierten Gesamtansicht;

Fig. 4 ein Impulsdiagramm der von den Signalge­ bern initiierten Signale.

Mit der Kurbelwelle eines Viertaktmotors drehfest verbun­ den ist ein Signalgeber 1, der als gezahnte Scheibe aus­ geführt ist. Die Zähne 2 des Signalgebers 1 bewegen sich während der Rotation des Signalgebers 1 an einem statio­ när eingebauten Signalempfänger 3 vorüber, der induktiv auf die Zähne 2 reagiert und Impulse 4 an ein Impuls­ auswerteglied 5 gibt. Von der Kurbelwelle ist in bekann­ ter Weise eine Nockenwelle 6 angetrieben, und zwar im Verhältnis 2 : 1, so daß bei zwei Umdrehungen in der Kur­ belwelle die Nockenwelle 6 eine Umdrehung vollführt, wie in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie und dem ein­ geschriebenen Übersetzungsverhältnis sowie durch die Hin­ weise auf die Winkelgeschwindigkeit Omega angedeutet ist. Die Nockenwelle 6 ist in üblicher Weise in einem Zylin­ derkopf 7 gelagert. Sie ist in bekannter Art mit Nocken 8 versehen, die z. B. über Tassenstössel 9 auf die Ventile 10 der Brennkraftmaschine einwirken. Die Nockenwelle 6 und der übrige Ventiltrieb sind mit einer Haube 11 abge­ deckt.

An der Stirnseite 12 eines Nockens 8, vorzugsweise eines Nockens 8 an einer der Stirnseiten des Zylinderkopfes 7, befindet sich ein Signalempfänger 13, der stationär an der Haube 11 befestigt ist, und zwar derart, daß zwischen der sensorischen Fläche 14 des Signalempfängers 13 und der Stirnseite 12 des Nockens ein Spalt 15 verbleibt. Der Signalempfänger 13 ist vorzugsweise als aktiver Hallsen­ sor ausgebildet, d. h., daß in seinem Gehäuse in an sich bekannter Weise Magnet und Sensorelement untergebracht sind. Nähert sich der sensorischen Fläche 14 ein Metall, nämlich die Erhebung des Nockens 8 während der Rotation der Nockenwelle 6, dann ändert sich der magnetische Fluß im Signalempfänger 13 und es wird somit eine Signalspan­ nungsänderung initiiert, die als Impuls 16 an das Impuls­ auswerteglied 5 weitergeleitet wird.

Damit stehen dem Impulsauswerteglied 5 mit den Impulsen 4 von der Kurbelwelle sowie den Impulsen 16 von der Nocken­ welle 6 ausreichende Signale zur Verfügung, um, wie an sich bekannt, eine eindeutige Zuordnung der Kurbelwellen­ stellung zum Arbeitsspiel der Zylinder zu ermöglichen. Das Ergebnis wird einer geeigneten Zünd- bzw. Einspritz­ einrichtung 17 eingegeben, die für den weiteren notwendi­ gen Betriebsablauf sorgt.

Als Vorteil der Erfindung sind insbesonders die Generie­ rung eines scharf abgegrenzten Signals auch bei alte­ rungsbedingten Veränderungen des Sensors sowie der Gewinn von Bauraum in axialer Verlängerung der Nockenwelle 6 zu sehen, da durch die Erfindung auf eine gesonderte Anord­ nung eines Signalgebers an der Nockenwelle 6 und damit bei einer elektronischen Zündung auf einen Antrieb von der Nockenwelle insgesamt verzichtet werden kann. Damit ergibt sich als zusätzlicher Vorteil eine Kostenreduzie­ rung infolge des nicht mehr notwendigen gesonderten Si­ gnalgebers an der Nockenwelle 6 und eine Einsparung bei der Montage des Motors durch Wegfall der Montagezeit für einen Signalgeber und dessen Antrieb.

Als weiterer Vorteil ist die gegenüber gesonderten Si­ gnalgebern größere Robustheit der erfindungsgemäßen Lö­ sung zu sehen, infolge derer im Werkstattbetrieb bei ge­ öffnetem Zylinderkopf durch Unachtsamkeit gegenüber der empfindlichen Signalgeberscheibe keine Schäden durch Ver­ formen dieser Scheibe auftreten können.

Durch die an den massiven Nocken mögliche Verwendung ei­ nes aktiven Hallsensorelementes als Signalempfänger ist an dieser Stelle keine zusätzliche Signalaufbereitung er­ forderlich, so daß der dafür sonst notwendige Aufwand ge­ spart werden kann. Die Anordnung des aktiven Hallsensor­ elementes an einem fest mit dem Motor verbundenen Teil ermöglicht auch eine einfache Justierung bei der Montage. Letztendlich tritt als Vorteil der Erfindung eine Ge­ wichtsreduzierung infolge des Wegfalls des sonst erfor­ derlichen zusätzlichen Signalgebers und dessen Antrieb und Lagerung ein.

Claims (2)

1. Einrichtung zum Erkennen der auf den Arbeitszyklus der einzelnen Zylinder bezogenen Kurbelwellenstel­ lung eines Viertaktmotors zwecks zeitgerechter Aus­ lösung des Zünd- bzw. Einspritzvorganges unter Zu­ hilfenahme jeweils eines von der Kurbelwelle und von der Nockenwelle drehangetriebenen Signalgebers zum drehpositionsabhängigen Erzeugen von Impulsen mit­ tels den Signalgebern zugeordneten stationären Si­ gnalempfängern und mit einem an diese angeschlosse­ nen Impulsauswerteglied für die Zylinderzuordnung zur jeweiligen Kurbelwellenstellung, wobei der von der Nockenwelle drehangetriebene Signalgeber von ei­ ner Nockenerhebung eines für die Betätigung der Ven­ tile ohnehin erforderlichen Nockens gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der der Nockenwelle (6) zugeordnete Signalempfänger (13) gegenüber einer Stirnseite (12) des Nockens (8) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenerhebung als Signalempfänger (13) ein aktiver Hallsensor zugeordnet ist.