JPH07507615A - 多気筒内燃機関における迅速な気筒識別センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多気筒内燃機関における迅速な気筒識別センサ装置従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による多気筒内燃機関における迅速な気 筒識別センサ装置に関する。

４気筒内燃機関において所定のシリンダが再び同じ動作位置に達するまでにクラ ンク軸が各動作サイクル毎に２回転すること、すなわち７２０’の角度に亘って 回転することは公知である。それ故に所定のシリンダの瞬時の位置を識別するた めには、１回転中のクランク軸の角度位置を検出するだけでは不十分である。

それどころかクランク軸の回転が１回転目なのかあるいは２回転目なのかを知る 必要がある。

このことに対して例えばまだ未公開のドイツ特許出願第４１４１７１３号明細書 からは、多数のマークと、２つの欠歯状マーキングによって形成された基準マー クとを備えた１つのディスクを走査検出するクランク軸センサの他にさらにもう １つのカム軸センサを用いることが公知である。このカム軸センサはクランク軸 と結合された１つのディスクを走査検出する。このディスクは気筒数に整合され た種々異なる長さのマークを有している。これらのマークはセンサにおいて出力 信号を生ぜしめる。この出力信号はシリンダの識別のために用いることができる 。

このシリンダの識別のために制御装置においては２つの出力信号が組合わせられ 、そのようにして得られた異なる長さのハイ−及びローフェーズのシーケンスか らシリンダの識別が行われる。

しかしながらこの公知の装置には次のような欠点がある。すなわち比較的複雑な 評価が必要なことと、シリンダの一義的な対応付けのためには多数のセグメント のシーケンスが評価されなければならないことである。

さらに気筒識別のための別のセンサ装置として例えばドイツ連邦共和国特許出願 公開第３６３４５８７号公報からは次のような装置が公知である。すなわち分配 器と同期して回転する１つのセンサディスク（これは第１の検出器により走査検 出される）と多数のシャッタ切欠き部を有し、この場合１つの切欠き部は拡幅さ れており、さらにクランク軸と結合した１つの基準マークを備えたディスク（こ れは第２の検出器により走査検出される）が設けられているセンサ装置が公知で ある。しかしながらこの装置では、シリンダの識別が可能となる前にクランク軸 が２回転しなければならないことが必要となる。　発明の利点 これに対して請求の範囲第１項に記載の本発明による気筒識別センサ装置は次の ような利点を有している。

すなわち簡単な評価が可能であり、さらにカム軸と結合されたディスク上の種々 異なるセグメントの数が、比較的大きな気筒数の内燃機関の場合でも最小となり 、これにより種々異なるセグメントが相互に良好に識別され得る。

この利点は、カム軸ディスクのマークないしセグメン１−のシーケンスのみが評 価されるのではなく、基準マークの生起の有無もさらに付加的に検査されること によって得られる。そのためカム軸センサがらの信号と気筒識別用クランク軸セ ンサからの信号の組合せが利用される。それにより、このような評価によってク ランク軸とカム軸の一義的な対応付けが可能となる。

この対応付けの確保はいずれにしても保証されなければならないことである。

特に有利には、ハイ及びローフェーズの長さが、クランク軸センサの多数のマー クから生ぜしめられるパルスの簡単な計数によってめられ得る。さらに有利には 、シリンダの一義的な対応付けが唯１つのセグメントのみの評価によって行うこ とができる。それにより迅速な点火出力とシーケンシャルな噴射が始動時に可能 となる。

本発明のセンサ装置による別の有利な実施例は従属請求項に記載される。

図面 ている。図２には４−．５−．６−気筒内燃機関用のセンサディスクから得られ る信号経過が示されている。

実施例の説明 図１には内燃機関の制御部と接続された本発明の主要な構成部材の概略が示され ている。このような装置は基本的には公知であり、例えばまだ未公開のドイツ特 許出願第４１４１７１３号明細書からも類似の手法が既に公知である。

図１には、内燃機関のクランク軸１１と固定的に結合された、周面に多数の同種 の角度マーク１２を有するセンサディスクが符号１０で示されている。この同種 の角度マーク１２の他に１つの基準マーク１３が設けられている。この基準マー クは２つの欠歯状の角度マークによって形成される。

第２のセンサディスク１４は、内燃機関のカム軸１５に接続されており、このセ ンナディスクの周面には種々異なる長さのセグメントが設けられている。この場 合短い方が符号１７で示され長い方は符号１６で示されている。これらの角度マ ークないしセグメントの間には介在空間が存在する。この介在空間の長い方は符 号１８で短い方は符号１９で示されている。

図１に示されているセンサディスク１４は、６気筒内燃機関に対して示されてい る。セグメント１６，１７の数は内燃機関の気筒数に相応するように選定されて いる。角度マークの正確な配置構成並びにクランク軸センサのマークに対する角 度マーク１６．１７の対応付けは図２に示されているような信号経過が得られる ように行われる。その他の気筒数の内燃機関に対しては相応の配［構成が用いら れる。

２つのセンサディスク１０．１４は、検出器２０゜２１　（例えば誘導検出器又 はホールセンサ）によって走査検出される。角度マークの通過の際に検出器内部 で生ぜし、められた信号は制御装置２２に供給され、そこで引続き処理される。

センサディスク１０と検出器２０は、以下ではクランク軸センサと称し、センサ ディスク１４と検出器２１はカム軸センサと称する。

制御装置２２は入力側２３，２４．２５を介して内燃機関の制御に必要な別の入 力量（これは相応のセンサによって供給される）を受け取る。制御装置２２の出 力側からはここでは図示されていない内燃機関の構成部材に対する点火及び燃料 噴射のための信号が得られる。制御部（ｌｊ２２の出力側は符号２７と２８で示 されている。

図２には検出器２０．２１から供給される、既に矩形信号に処理された信号（こ の信号が制御装置において評価される）がクランク軸角度ないし時開ｔに亘って プロットされている。

詳細には、図２のａにはクランク軸センサから供給され処理された信号ＳＫがプ ロットされている。角度マークの数は６０−２である。欠歯状に形成された角度 マークは基準マークである。内燃機関の動作サイクルはクランク軸の２回転に亘 るので、選定された配置構成によっては６０−２のパルスの２倍のパルスがクラ ンク軸センサから発生される。

図２のｂには４気筒内燃機関に対する信号経過ＳＮが示されている。カム軸セン サディスクはこの場合２つの異なるセグメントを有している。このセグメントは 信号において２つの異なるフェーズすなわちロー及びハイフェーズを生ぜしめる 。クランク軸センサ信号のみならずカム軸センナから供給される信号も評価され るので、同じセグメントはセグメントにおける基準マークの生起の有無によって 区別され得る。

図２のＣには５気筒内燃機関に対する信号経過が示されている。カム軸ディスク 上には３つの異なるセグメントが形成されている。これらのセグメントは３つの 異なるロー及びハイフェーズを生ぜしめる。同じセグメントはセグメントにおけ る基準マークの有無によって区別され得る。第３のセグメントは種々異なるロー 及びハイフェーズによってその他のセグメントから区別される。この場合第３の セグメントを同じ大きさのロー及びハイフェーズによって表してもよい。

図２のｄには６気筒内燃機関に対する信号経過が示されている。この場合カム軸 ディスクは４つの異なるセグメントを有している。これらのセグメントは４つの 異なるロー及びハイフェーズを生ぜしめる。この場合同しセグメントはセグメン トにおける基準マークの有無によって区別され、第３及び第４のセグメントは種 々異なるロー及びハイフェーズによってその他から区別される。

図２に示された信号経過は制御装置２２において評価される。この場合図２ａに よる信号は図２の信号す。

ｃ、ｄのエツジ間で常に計数される。このように℃７て得られた計数値（この値 は図２のす、ｃ、ｄにそれぞれ記入されている）は気筒特有のものである。その ためこれらの計数値の比較によって、クランク軸ないし７カム軸の瞬時の位置を 識別することができる。図２のす、ｃ、ｄにはそれぞれ１−４ないし１〜５ない し１−６のシリンダのうちちょうど上死点にあるシ８ンダの番号がプロットされ ている。このシリンダにおいて点火が行われる（ＺＯＴ）。

カム軸上フサディスク上の角度マークとギャップの配置構成におい−Ｃは次のこ とに注意しなければならない。すなわちセンサ信号は適正角度位置においてハイ からローないし、ローからハイへの遷移経過を有するように注意しなければなら ない。

カム軸上フサディスク上の角度マークとギャップの適切な配置構成によって種々 異なる長さのローないしハイフェーズの間の区別も同じ程度に行うことができる 。それにより識別性も可及的に高められ、許容偏差帯域も広く選定することがで きる。

制御装置２２ではインクリメント又は角度の対応付けがローないしハイフェーズ と基準マークとの間で行われる。それによりシリンダの対応付けがクランク軸セ ンサ信号の評価と共に可能となる。クランク軸センサ信号のインクリメントの細 分化によってロー及びハイフェーズの角度の検出の際の分解能が向上する。この ようなインクリメントの細分化は次のことによって達成される。すなわち制御装 置２２において例えば図２ａの信号の各パルスから５つのパルスを形成すること によって連成される。

機械的及び電気的な許容誤差によっては偏差が生じ得るので、始動時又は作動時 においてインクリメントがロー及びハイフェーズの角度または期待値との比較に よって学習される。それにより永続的な補正が可能となる。

同じ角度間隔を有するエツジがハイフェーズの後縁であるように角度マークの配 置構成を行うことによって以下の機能が可能となる。

一始動時にこのエツジによって第１の点火出力が発生される。

一クランク軸センサの故障の際にはこの角度マークによってのみシリンダ対応付 けが達成され、緊急措置が取られる。

一可変のカム軸調整の場合にはこのエツジの評価によって調整角度が検出できる 。

同じ角度間隔を有するエツジの適合化は、可変のカム軸調整における正確な点大 の出力及び／又は正確な調整角度検出に用いることが可能となる。検出されたシ リンダの対応付けによって燃料噴射の際の時間制御が決定される。

フロントページの続き （７２）発明者　シュトラーテ、ヨーアヒムドイツ連邦共和国　７４３２１　ビ ーティッヒハイムービッシンケン　ラートハウスシュトラーセ　３３

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．多気筒内燃機関における気筒識別センサ装置であって、多数の角度マークと 、クランク軸角度に固定的に対応付けされる少なくとも１つの区別可能な基準マ ークとを備えた、クランク軸によって駆動されるセンサディスクと、 異なる長さ及び異なる介在空間を有する、気筒数に相応する数の角度マークを備 えたカム軸によって駆動されるセンサディスクと、 センサディスクに対応して固定的に設けられた検出器とを有し、 前記検出器はマークの通過に依存してロー及びハイフェーズの出力信号を出力し 、該出力信号は制御装置にて評価される、センサ装置において、カム軸センサ信 号の前縁と後縁の間でクランク軸パルスの数が計数され、該計数によって得られ た計数値からカム軸の角度位置が求められ、この場合同じ大きさのロー及びハイ フェーズを有する同じ角度マークが基準マークの付加的な識別によって区別可能 となり、それによって１つのセグメント内の一義的なシリンダの対応付けが最小 数の異なる角度マークのもとで行われ得るように構成されていることを特徴とす る、多気筒内燃機関における気筒識別センサ装置。
2. ２．前記計数値のシーケンスから、上死点にある内燃機関のシリンダが識別され る、請求の範囲第１項記載のセンサ装置。
3. ３．カム軸センサ信号の後縁は同じ間隔を有している、請求の範囲第１項又は２ 項記載のセンサ装置。
4. ４．可及的に迅速な始動を保証するために、始動時において気筒識別後の第１の 後縁にて点火出力信号が送出される、請求の範囲第１項〜３項いずれか１項に記 載のセンサ装置。
5. ５．クランク軸センサの故障の際に緊急措置が講じられ、カム軸センサ信号の適 切な信号エッジが気筒識別と、点火及び／又は燃料噴射の制御のために用いられ る、請求の範囲第１項〜４項いずれか１項に記載のセンサ装置。
6. ６．カム軸センサ信号のローないしハイフェーズのシーケンスが、記憶された期 待値と比較され、この値からずれている場合には適合化ないしは補正が行われる 、請求の範囲第１項〜５項いずれか１項に記載のセンサ装置。