JP2002512343A - イオン電流測定付きの４サイクルオットー内燃機関における位相検出方法及び装置 - Google Patents
イオン電流測定付きの４サイクルオットー内燃機関における位相検出方法及び装置Info
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- JP2002512343A JP2002512343A JP2000544936A JP2000544936A JP2002512343A JP 2002512343 A JP2002512343 A JP 2002512343A JP 2000544936 A JP2000544936 A JP 2000544936A JP 2000544936 A JP2000544936 A JP 2000544936A JP 2002512343 A JP2002512343 A JP 2002512343A
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D2041/0092—Synchronisation of the cylinders at engine start
Abstract
(57)【要約】
イオン電流測定付きの４サイクルオットー内燃機関における位相検出方法及び装置が提案される。測定信号としてスパーク電流が検出され、そして、点火の行われた状態と、点火の行われなかった状態とが区別される。而して、シリンダの圧縮サイクルが求められ、その結果ＥＣＵにより噴射が適正位相で行われ得るようになる。
Description
【０００１】 本発明はイオン電流測定付きの４サイクルオットー内燃機関における位相検出
方法及び装置に関する。
方法及び装置に関する。
【０００２】 技術分野 複数の内燃機関は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉ
ｔ）により閉開ループ制御される。機関において噴射弁が電気的にＥＣＵにより
操作される場合、内燃機関のスタートの際位相状態位置を求めることが必要であ
る。位相検出によっては、４サイクルオットー機関において、ピストンが上昇運
動の際、圧縮サイクル又は排気サイクル中の状態にあるかが識別される。
ｔ）により閉開ループ制御される。機関において噴射弁が電気的にＥＣＵにより
操作される場合、内燃機関のスタートの際位相状態位置を求めることが必要であ
る。位相検出によっては、４サイクルオットー機関において、ピストンが上昇運
動の際、圧縮サイクル又は排気サイクル中の状態にあるかが識別される。
【０００３】 技術水準 公知システムでは、このことは例えば、カムシャフト上の付加的発信器ホイー
ルにより、又は惰力作動状態検出により実施される。
ルにより、又は惰力作動状態検出により実施される。
【０００４】 発明の説明 本発明の対象は、イオン電流測定回路を用いて位相検出を実施する方法である
。
。
【０００５】 各図は次のことを示す。
【０００６】 図１：システム全体に亘っての概念図である； １：シリンダ ２：点火系 ３：イオン電流測定のための手段 ４：標識特徴形成のための手段 ５：、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ） 図２：実施例 図３：信号波形 図４：シーケンスダイヤグラムのフローチャート 発明の対象 本発明の方法を図１の実施例を用いて説明する。この方法はイオン電流測定の
手段３を利用し、ここで、当該の手段３を用いて、点火、手段２を観測する。手
段２は、通常燃焼プロセス１のスタートに用いられる。点火栓にて点火スパーク
が生じ、この点火栓にてその時間中イオン電流が測定される場合、手段３を用い
て、スパーク電流を検出し得る。点火スパークの検出を、位相の検出のため利用
し得る。
手段３を利用し、ここで、当該の手段３を用いて、点火、手段２を観測する。手
段２は、通常燃焼プロセス１のスタートに用いられる。点火栓にて点火スパーク
が生じ、この点火栓にてその時間中イオン電流が測定される場合、手段３を用い
て、スパーク電流を検出し得る。点火スパークの検出を、位相の検出のため利用
し得る。
【０００７】 パッシェンの法則により明らかになっているところによれば、電極間の圧力が
大であればあるほど、点火電圧は益々高い。機関がスタータにより始動されると
、燃焼室内のガスが、７２０°ＫＷ（クランクシャフト角度）後ごとに圧縮され
る。その中に未だ燃料の噴射のなされなかった圧縮ガスにおける圧力上昇により
高められた点火電圧が生ぜしめられる。高い及び低い点火電圧間の差を、点火エ
ネルギにより求め得る。低い圧力の領域での点火には十分であるが高い圧力では
十分でない程のエネルギのみしか利用可能でない場合、スパーク電流の解析によ
り区別的標識特徴を形成し得る。点火スパークが飛ばなかった、ないし、形成さ
れなかった場合、１次側及び２次側のストレイ漂遊容量のみが充電され、次のス
テップで、エネルギが、点火回路中又は外部的に存在するフリーホイールダイオ
ードＤを介して搭載電源内へ戻り給電される。スパーク電流により、紛らわしく
誤認される短いイオン電流が測定される。
大であればあるほど、点火電圧は益々高い。機関がスタータにより始動されると
、燃焼室内のガスが、７２０°ＫＷ（クランクシャフト角度）後ごとに圧縮され
る。その中に未だ燃料の噴射のなされなかった圧縮ガスにおける圧力上昇により
高められた点火電圧が生ぜしめられる。高い及び低い点火電圧間の差を、点火エ
ネルギにより求め得る。低い圧力の領域での点火には十分であるが高い圧力では
十分でない程のエネルギのみしか利用可能でない場合、スパーク電流の解析によ
り区別的標識特徴を形成し得る。点火スパークが飛ばなかった、ないし、形成さ
れなかった場合、１次側及び２次側のストレイ漂遊容量のみが充電され、次のス
テップで、エネルギが、点火回路中又は外部的に存在するフリーホイールダイオ
ードＤを介して搭載電源内へ戻り給電される。スパーク電流により、紛らわしく
誤認される短いイオン電流が測定される。
【０００８】 適正エネルギレベルの検出 スタータが回転を始める前に、一連の点火スパークで、充分なＳ／Ｎ比を有す
る遮断電流が求められ、その結果点火が確実に行われる。当該の適合化は、場合
により１０の繰り返しを包含し得る。幾つかのシリンダが丁度圧縮状態にあるこ
とがあり得る。この場合において所要のエネルギレベルが誤って求められる。少
なくともシリンダの半分は、十分非圧縮の状態におかれ、その結果この場合なお
十分な冗長性が存在する。位相検出及び点火制御がすべてのシリンダにて、イオ
ン電流測定を用いて連続的に行われる。点火の出力後、求められた標識特徴値が
必要な場合ＥＣＵにより検出され、点火の行われた状態、又は、点火の行われな
かった状態とが分類区別される。失火ミスファイアが識別されたら、十分な点火
繰り返し頻度のもとで、圧縮ＯＴ上死点のピストンの、スイープの期間内で複数
の点火を評価でき、その結果３６０°ＫＷ離れたシリンダに関しての安定した情
報が得られる。換言すれば、１つのシリンダにおいて点火が止み、そして、３６
０°離れたシリンダにおいて点火スパークが更に維持される。そこから位相が判
明する。
る遮断電流が求められ、その結果点火が確実に行われる。当該の適合化は、場合
により１０の繰り返しを包含し得る。幾つかのシリンダが丁度圧縮状態にあるこ
とがあり得る。この場合において所要のエネルギレベルが誤って求められる。少
なくともシリンダの半分は、十分非圧縮の状態におかれ、その結果この場合なお
十分な冗長性が存在する。位相検出及び点火制御がすべてのシリンダにて、イオ
ン電流測定を用いて連続的に行われる。点火の出力後、求められた標識特徴値が
必要な場合ＥＣＵにより検出され、点火の行われた状態、又は、点火の行われな
かった状態とが分類区別される。失火ミスファイアが識別されたら、十分な点火
繰り返し頻度のもとで、圧縮ＯＴ上死点のピストンの、スイープの期間内で複数
の点火を評価でき、その結果３６０°ＫＷ離れたシリンダに関しての安定した情
報が得られる。換言すれば、１つのシリンダにおいて点火が止み、そして、３６
０°離れたシリンダにおいて点火スパークが更に維持される。そこから位相が判
明する。
【０００９】 遅くとも、１回転後、クランクシャフト−発信器ホイールでの基準参照マーク
の通過走行後適正シリンダにて噴射を開始し得る。ここで決定的に重要なことは
、遮断電流（＝コイル内に挿入されるエネルギ）が一定に保持されることである
。場合により、電池電圧がＥＣＵにより検出され、閉時間／閉角度を補正しなけ
ればならない。
の通過走行後適正シリンダにて噴射を開始し得る。ここで決定的に重要なことは
、遮断電流（＝コイル内に挿入されるエネルギ）が一定に保持されることである
。場合により、電池電圧がＥＣＵにより検出され、閉時間／閉角度を補正しなけ
ればならない。
【００１０】 標識特徴形成（例えば誘導形点火系にて） イオン電流測定装置は、いずれにしろ、スパーク電流の一部を検出し、概して
それにより完全に制御される。エネルギレベルの適合化された後点火の試行が行
われると、或１つの点火スパークの持続時間中イオン電流が積分され結果がサン
プルホールド回路により検出され、ＥＣＵに供給される。標識特徴検出の代替選
択的手法は次のようにして実現可能である、即ち、測定された信号がＬＰＦフィ
ルタリングされ、ピーク値検出により観測されるのである。ＥＣＵにピーク値が
供給され、このピーク値は、引き続いて１つの限界値と比較される。
それにより完全に制御される。エネルギレベルの適合化された後点火の試行が行
われると、或１つの点火スパークの持続時間中イオン電流が積分され結果がサン
プルホールド回路により検出され、ＥＣＵに供給される。標識特徴検出の代替選
択的手法は次のようにして実現可能である、即ち、測定された信号がＬＰＦフィ
ルタリングされ、ピーク値検出により観測されるのである。ＥＣＵにピーク値が
供給され、このピーク値は、引き続いて１つの限界値と比較される。
【００１１】 信号 図３には、誘導的点火系にて発生する信号が供給される。“点火が行われなか
ったこと”と、“点火が行われたこと”が区別される。図示されているのはＬ2
にて流れるようになる２次電流（図２参照）；２次電流−これは、イオン電流測
定装置で測定されるものであり、例えば標識特徴形成を指示すべき被測定イオン
電流のＬＰＦフィルタ信号である。
ったこと”と、“点火が行われたこと”が区別される。図示されているのはＬ2
にて流れるようになる２次電流（図２参照）；２次電流−これは、イオン電流測
定装置で測定されるものであり、例えば標識特徴形成を指示すべき被測定イオン
電流のＬＰＦフィルタ信号である。
【００１２】 誘導型点火系がどのように機能するか十分公知であることを前提としている。
先ず、点火コイル中に点火エネルギが、１次側を介して挿入され、ここでそのた
めトランジスタが閉じられるようにする。点火Ｔｏにて点火トランジスタＴが高
オームにスイッチングされ、コイルにおけるエネルギにより１次及び２次コイル
における電流がドライブされる。２次コイルにおける電流がｉsecで表され、そ
れぞれ第１のダイヤグラム中に示されている。
先ず、点火コイル中に点火エネルギが、１次側を介して挿入され、ここでそのた
めトランジスタが閉じられるようにする。点火Ｔｏにて点火トランジスタＴが高
オームにスイッチングされ、コイルにおけるエネルギにより１次及び２次コイル
における電流がドライブされる。２次コイルにおける電流がｉsecで表され、そ
れぞれ第１のダイヤグラム中に示されている。
【００１３】 点火の行われなかったこと、ないし、点火の行われなかった状態 点火コイルにおけるエネルギが十分でなく、その結果点火スパークの点火回路
が形成されない場合、配置構成体全体は、１次及び２次側にそれぞれ１つのコイ
ルを有する。ＬＣ振動回路のような特性を呈する。容量はそれぞえれ、ストレイ
漂遊容量及び構成素子容量により形成される。２次側では、それを成すものは、
コイル容量、ケーブル容量及びプラグ容量である。振動の半部が経過すると、１
次及び２次側の電流が負になる。そこで１次側でフリーホイールダイオードＤが
導通し始め、エネルギの残部を電池内へ戻り供給する。２次側でも、エネルギが
取り去られ、電流の流れが迅速に消失する。イオン電流が著しく小さいので、イ
オン電流測定の信号ｉionが直ちに最大限制御される。イオン電流信号ｉionがＬ
ＰＦフィルタリングされるとＴＰ（ｉion）、わずかな信号レベルが得られる。
が形成されない場合、配置構成体全体は、１次及び２次側にそれぞれ１つのコイ
ルを有する。ＬＣ振動回路のような特性を呈する。容量はそれぞえれ、ストレイ
漂遊容量及び構成素子容量により形成される。２次側では、それを成すものは、
コイル容量、ケーブル容量及びプラグ容量である。振動の半部が経過すると、１
次及び２次側の電流が負になる。そこで１次側でフリーホイールダイオードＤが
導通し始め、エネルギの残部を電池内へ戻り供給する。２次側でも、エネルギが
取り去られ、電流の流れが迅速に消失する。イオン電流が著しく小さいので、イ
オン電流測定の信号ｉionが直ちに最大限制御される。イオン電流信号ｉionがＬ
ＰＦフィルタリングされるとＴＰ（ｉion）、わずかな信号レベルが得られる。
【００１４】 点火の行われたこと、ないし、点火の行われた状態 エネルギ全体がストレイ漂遊容量にチャージされる前にスパークの点火回路が
形成されると、誘導点火装置に典型的な３角形状スパーク電流が２次側に流れる
ようになる。上記のスパーク電流は、同じくイオン電流測定装置のレベルから完
全に制御するのに十分である。ＬＰＦフィルタリングされたイオン電流信号ＴＰ
（ｉion）は、点火の行われなかった場合の信号より明らかに高いレベルに達す
る。２つのケースはＥＣＵにより容易に区別し得べきである。
形成されると、誘導点火装置に典型的な３角形状スパーク電流が２次側に流れる
ようになる。上記のスパーク電流は、同じくイオン電流測定装置のレベルから完
全に制御するのに十分である。ＬＰＦフィルタリングされたイオン電流信号ＴＰ
（ｉion）は、点火の行われなかった場合の信号より明らかに高いレベルに達す
る。２つのケースはＥＣＵにより容易に区別し得べきである。
【００１５】 シーケンスダイヤグラム 図４に示すシーケンスダイヤグラムは、位相検出のため観測すべきすべての、
又は相応に選ばれたシリンダに対して成立つ。シリンダ数の大きい機関の場合、
位相検出のためにはすべてのシリンダを必要としない。上記のシーケンスダイヤ
グラムの例は、方法プロセスを速やかに明示すべきものである。
又は相応に選ばれたシリンダに対して成立つ。シリンダ数の大きい機関の場合、
位相検出のためにはすべてのシリンダを必要としない。上記のシーケンスダイヤ
グラムの例は、方法プロセスを速やかに明示すべきものである。
【００１６】 発明の核心及び利点 本発明の核心とするところは、点火スパーク観測のためのイオン電流測定及び
そこから導出される位相検出である。イオン電流測定部が車両にて設けられてい
る場合、わずかな余分の技術コストで位相検出部を設け得る。方法プロセスは、
既存のリソース上に支持されるので、極めてコスト上有利である。
そこから導出される位相検出である。イオン電流測定部が車両にて設けられてい
る場合、わずかな余分の技術コストで位相検出部を設け得る。方法プロセスは、
既存のリソース上に支持されるので、極めてコスト上有利である。
【図１】 システム全体に亘っての概念図である
【図２】 実施例の回路略図
【図３】 信号波形の特性波形図
【図４】 シーケンスダイヤグラムのフローチャートの図
１ シリンダ ２ 点火系 ３ イオン電流測定のための手段 ４ 標識特徴形成のための手段 ５ ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ） Ｄ フリーホイールダイオード Ｔ 点火トランジスタ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１０日（２０００．３．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーヒム ギュンター ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ミ ッテンフェルトシュトラーセ 126 (72)発明者 ユルゲン フェルスター ドイツ連邦共和国 インゲルスハイム ブ ルーメンシュトラーセ 16 Ｆターム(参考） 3G019 AB01 AB09 GA00 GA02 GA03 GA10 LA03 LA08 LA11 3G084 BA15 BA28 EA05 EB25 EC01 EC03 FA35 FA36 FA39
Claims (7)
- 【請求項１】 ＥＣＵにより制御される点火系を有する４サイクル内燃機関
の位相検出方法及び装置であって、前記ＥＣＵは、コイル／変成器、フリーホイ
ールダイオードＤ及び点火栓ＤＫ付き点火トランジスタ／ＩＧＢＴ／ＦＥＴ／Ｔ
を備え、及び測定信号として評価される部分的又は全体的スパーク電流検出のた
めの任意の手段ないし点火栓を介するイオン電流測定部を備えた当該の方法及び
装置において、 点火出力後、検出された測定信号が、或１つの標識特徴に処理され、ここで、
点火の行われた状態と、点火の行われなかった状態とを区別でき、更に、制御ア
ルゴリズムが設けられ、該制御アルゴリズムにより、ＥＣＵにて、丁度点火に必
要なエネルギレベルが求められ、それに引き続いて、ＥＣＵにより始動器が操作
され、点火後ごとに形成される標識特徴を用いてシリンダの圧縮サイクルが求め
られ、その結果ＥＣＵにより噴射が適正位相で行われ得るように構成されている
ことを特徴とするイオン電流測定付きの４サイクルオットー内燃機関における位
相検出方法及び装置。 - 【請求項２】 点火の行われた状態に対する標識特徴を、１つの可能な点火
スパークの際の測定信号から積分により取得することを特徴とするイオン電流測
定付き位相検出方法。 - 【請求項３】 点火の行われた状態に対する標識特徴を、１つの可能な点火
スパークの際の測定信号から、ＬＰＦ及びピーク値検出により、取得することを
特徴とするイオン電流測定付き位相検出方法。 - 【請求項４】 適正エネルギレベルの検出を、圧縮サイクルの検出に必要な
ものと同じ標識特徴により行うことを特徴とする請求項１又は２又は１及び３記
載の方法。 - 【請求項５】 位相の検出を、複数のシリンダ、最大限すべてのシリンダに
適用し、その結果十分な冗長性を生じさせることを特徴とする請求項１及び２又
は１及び３記載の方法。 - 【請求項６】 方法プロセスの始まりの前に、場合により、なお燃焼可能な
残留ガスをシリンダ外に排出するため、差し当たり１回転を行うことを特徴とす
る請求項１及び２又は１及び３記載の方法。 - 【請求項７】 電池電圧の観測及び場合により閉時間の適合化によりコイル
の一定のチャージエネルギを達成することを特徴とする請求項１及び２又は１及
び３記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19817447.0 | 1998-04-20 | ||
| DE19817447A DE19817447A1 (de) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Phasenerkennung an einem 4-Takt Ottomotor mit Ionenstrommessung |
| PCT/DE1999/001147 WO1999054622A1 (de) | 1998-04-20 | 1999-04-16 | Verfahren und vorrichtung zur phasenerkennung an einem 4-takt ottomotor mit ionenstrommessung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002512343A true JP2002512343A (ja) | 2002-04-23 |
Family
ID=7865103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000544936A Pending JP2002512343A (ja) | 1998-04-20 | 1999-04-16 | イオン電流測定付きの４サイクルオットー内燃機関における位相検出方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6584955B1 (ja) |
| EP (1) | EP1073843B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002512343A (ja) |
| KR (1) | KR20010042831A (ja) |
| DE (2) | DE19817447A1 (ja) |
| WO (1) | WO1999054622A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110446850A (zh) * | 2017-03-30 | 2019-11-12 | 马勒电驱动日本株式会社 | 四冲程发动机的行程辨别装置 |
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| DE19817447A1 (de) * | 1998-04-20 | 1999-10-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Phasenerkennung an einem 4-Takt Ottomotor mit Ionenstrommessung |
| KR20030041470A (ko) * | 2001-11-20 | 2003-05-27 | 현대자동차주식회사 | 내연기관의 기통 판별방법 |
| DE10201164A1 (de) * | 2002-01-15 | 2003-08-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Phase eines Viertakt-Ottomotors |
| DE10208942A1 (de) * | 2002-02-28 | 2003-09-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Bestimmung des Einspritzzeitpunktes sowie System zur Durchführung desselben |
| US8584650B2 (en) * | 2007-11-07 | 2013-11-19 | Ford Global Technologies, Llc | Ignition energy control for mixed fuel engine |
| DE102012213539A1 (de) | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bestimmung einer Phasenlage einer verstellbaren Nockenwelle |
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| IT1268605B1 (it) | 1994-09-30 | 1997-03-06 | Marelli Autronica | Dispositivo di sincronizzazione per un motore termico senza sensore di posizione camma. |
| SE508753C2 (sv) * | 1995-10-24 | 1998-11-02 | Saab Automobile | Förfarande och anordning för att identifiera vilken förbränningskammare hos en förbränningsmotor som befinner sig i kompressionstakt samt förfarande för att starta en förbränningsmotor |
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1998
- 1998-04-20 DE DE19817447A patent/DE19817447A1/de not_active Withdrawn
-
1999
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