KR20190089218A - 4-행정 내연기관의 실린더 검출 - Google Patents

4-행정 내연기관의 실린더 검출 Download PDF

Info

Publication number
KR20190089218A
KR20190089218A KR1020197019954A KR20197019954A KR20190089218A KR 20190089218 A KR20190089218 A KR 20190089218A KR 1020197019954 A KR1020197019954 A KR 1020197019954A KR 20197019954 A KR20197019954 A KR 20197019954A KR 20190089218 A KR20190089218 A KR 20190089218A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
marks
disc
sensor
crankshaft
combustion engine
Prior art date
Application number
KR1020197019954A
Other languages
English (en)
Inventor
세바스티앙 자마니
안드레이 그로모브
한스 스벤손
울릭 에릭스탐
안데르스 랄손
Original Assignee
스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스카니아 씨브이 악티에볼라그 filed Critical 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Publication of KR20190089218A publication Critical patent/KR20190089218A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04Sensors
    • F01L2820/041Camshafts position or phase sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04Sensors
    • F01L2820/042Crankshafts position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F02D2041/0092Synchronisation of the cylinders at engine start
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/247Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using time shifts of pulses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

본 명세서에는, 4-행정 내연기관(2) 내 실린더 검출을 위한 장치(4)가 개시되어 있다. 장치(4)는, 크랭크 샤프트(6)에 연결되는 제1 디스크(16)로, 각각의 사잇각(α) 내에 하나의 마크(M11-M13)를 포함하는 제1 디스크(16)와, 캠 샤프트(12)에 연결되는 제2 디스크(18)로, 실린더 개수당 하나의 제2 마크(M21-M26)를 포함하는 제2 디스크(18)를 포함한다. 각각의 사잇각(α)에 대하여 제1 디스크(16)와 제2 디스크(18) 사이의 다양한 상대적 회전 위치에서, 관런 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)에 의해 검출될 수 있고, 관련 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)에 의해 검출될 수 있도록, 제1 마크(M11-M13)가 제1 디스크(16)에 배치되거나, 제1 마크(M11-M13)들이 제1 디스크(16)에 서로 관련되게 배치되고, 제2 마크(M21-M26)들이 제2 디스크(18)에 서로 관련되게 배치된다.

Description

4-행정 내연기관의 실린더 검출
본 발명은 4-행정 내연기관 내 실린더 검출을 위한 장치, 실린더 검출을 위한 장치를 포함하는 4-행정 내연기관, 및 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 4-행정 내연기관에서 실린더를 검출하는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
내연기관은, 각각 관련 실린더의 실린더 보어에서 왕복 운동하도록 배치되는 피스톤을 갖는 실린더들을 포함한다. 내연기관의 제어 시스템은, 내연 기관의 다양한 기능, 예를 들어 관련 피스톤이 점화 상사점 근처에 있을 때, 실린더 내로 연료를 분사하는 기능을 제어하도록 구성된다. 따라서, 제어 시스템은 특정 피스톤이 자신의 점화 상사점에 도달하였을 때에 대한 표시, 또는 적어도 어떤 특정 피스톤이 자신의 점화 상사점에 도달하려고 하는지에 대한 표시를 필요로 한다. 이러한 목적으로, 내연기관의 플라이 휠에는, 내연기관의 크랭크 샤프트의 특정 위치를 결정하기 위한 하나의 마크가 제공될 수 있다. 크랭크 샤프트의 각 회전에 대한 피스톤들의 관련 점화 상사점 위치들은, 상기 하나의 마크로부터 카운트 또는 계산된다. 잘못 카운트할 경우, 또는 엔진이 시동될 때에는, 엔진 제어 시스템이 엔진의 각각의 실린더 내로의 연료 분사를 적절하게 제어할 수 있기 전에, 크랭크 샤프트가 상기 하나의 마크가 검출될 때까지 회전되어야 한다.
미국특허 제5469823호는, 다기통 내연기관 내 실린더 검출을 위한 센서 배열체를 개시한다. 내연기관은 기준 마크(reference mark)를 갖는 증분 디스크를 갖는 크랭크 샤프트 센서와, 길고 짧은 세그먼트들과 상기 세그먼트들 사이에 짧고 긴 중간 간격을 갖는 캠 샤프트 센서를 구비한다. 2개의 센서에 의해 공급되는 펄스 시퀀스의 공통적인 평가(evaluation)에 의해, 고위상 및 저위상의 길이가 결정될 수 있다. 평가 동안에 기준 마크가 계산에 사용되므로, 캠 샤프트 센서 디스크 상의 세그먼트의 서로 다른 길이의 개수가 감소되고, 명확한 실린더 검출을 달성할 수 있다. 크랭크 샤프트 신호 및 캠 샤프트 신호의 평가는 내연기관의 제어를 가능하게 한다. 크랭크 샤프트 센서가 고장 났을 경우, 캠 샤프트 센서의 도움만으로 내연기관의 비상 작동이 이루어질 수 있다.
미국특허 제5329904호는, 엔진의 각 실린더를 구별하기 위한 엔진 제어 장치를 개시하며, 엔진의 크랭크 샤프트 각도를 나타내는 형상(configuration)을 구비하는 크랭크 각 로터와, 크랭크 각 로터와 작동 가능하게 관련되어, 크랭크 각 로터의 형상에 따라 크랭크 각 신호를 생성하는 크랭크 각 센서를 포함한다. 크랭크 각 로터의 형상은 제1 및 제2 결락부(silent section)를 포함한다. 제1 결락부는 크랭크 각 센서와 협동하여, 크랭크 각 신호의 제1 레벨 비-펄스형 성분을 생성하는 부분을 구성한다. 제2 결락부는 상기 크랭크 각 센서와 협동하여, 크랭크 각 신호의 제2 레벨 비-펄스형 성분을 생성하는 부분을 구성한다. 추가적으로, 캠 샤프트 각도를 나타내는 형상을 구비하는 캠 각 로터가 제공되는데, 캠 각 로터는, 크랭크 각 로터의 제1 및 제2 결락부에 대해, 복수의 다른 종류의 신호 레벨 시퀀스를 제공하기 위해 캠 각 신호를 생성하는 캠 각 센서와 작동 가능하게 관련된다. 실린더 구별 장치는, 크랭크 각 신호의 비-펄스형 성분의 레벨 및 캠 각 신호의 신호 레벨 시퀀스에 기초하여, 엔진의 각 실린더를 구별한다.
US 6575136호는 내연기관 내 크랭크 각 위치를 검출하기 위한 장치를 개시하며, 크랭크 샤프트와 맞물리는 제1 로테이터가 회전 방향으로 복수의 검출 가능한 파트를 구비한다. 제1 로테이터 상의 검출 가능한 파트들은 서로 이웃하는 간격이 거의 동일하도록 제공된다. 캠 샤프트와 맞물리는 제2 로테이터는 회전 방향으로 복수의 검출 가능한 파트를 구비한다. 제2 로테이터 상의 검출 가능한 파트들은 한 회전 방향으로, 연속하는 적어도 2개의 각도 간격으로 각각 구성되는 순열(permutation)이 서로 다르도록 제공된다. 이러한 구성으로, 내연기관의 행정이 결정될 수 있다.
본 발명의 목적은 4-행정 내연 기관의 각 실린더를 구별할 수 있도록 구성되는 대안적인 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 4-행정 내연기관 내 실린더 검출을 위한 장치에 의해 상기 목적이 달성된다. 4-행정 내연기관은 크랭크 샤프트, 각각 하나의 피스톤을 갖는 적어도 2개의 실린더, 그리고 크랭크 샤프트에 연결되는 캠 샤프트를 포함한다. 크랭크 샤프트는 720도 회전을 수행하고, 캠 샤프트는 360도 회전을 수행한다. 각각의 피스톤은 크랭크 샤프트에 연결되고, 그 피스톤의 실린더 내에서 왕복운동하며, 각 피스톤은 크랭크 샤프트의 720도 회전에 걸쳐 크랭크 샤프트의 상부 회전 위치에 대응하는 점화 상사점 위치를 취하도록 배치된다. 크랭크 샤프트의 사잇각은 각각의 상부 회전 지점들 사이에서 연장한다. 상기 장치는,
크랭크 샤프트에 연결되는 제1 디스크로, 각각의 사잇각 내에 제1 마크를 포함하는 제1 디스크;
캠 샤프트에 연결되는 제2 디스크로, 실린더의 개수당 하나의 제2 마크를 포함하는, 제2 디스크;
제1 마크 또는 제1 마크들을 검출하기 위한 고정된 제1 센서;
제2 마크들을 검출하기 위한 고정된 제2 센서; 및
제1 센서와 제2 센서로부터 신호들을 수신하도록 구성되는 연소 기관 제어 유닛;을 포함한다. 각각의 사잇각에 대하여, 제1 디스크와 제2 디스크 사이의 다른 상대적 회전 위치에서 관련된 제1 마크가 제1 센서에 의해 검출 가능하고, 관련된 제2 마크가 제2 센서에 의해 검출 가능하도록, 제1 마크가 제1 디스크 상에 배치되거나 제1 마크들이 제1 디스크 상에 서로 관련되게 배치되고, 제2 마크들이 제2 디스크 상에 서로 관련되게 배치된다.
각각의 사잇각에 대하여, 제1 디스크와 제2 디스크 사이의 다양한 상대적 회전 위치에서, 관련된 제1 마크가 제1 센서에 의해 검출 가능하고, 관련된 제2 마크가 제2 센서에 의해 검출 가능하도록, 제1 마크가 제1 디스크 상에 배치되거나, (엔진이 2개 이상의 실린더를 포함하는 경우) 제1 마크들이 제1 디스크 상에 서로 관련되게 배치되고, 제2 마크들이 제2 디스크 상에 서로 관련되게 배치되기 때문에, 검출된, 제1 디스크 상의 제1 마크와 제2 디스크 상의 제2 마크의 다양한 상대적 회전 위치에 기초하여, 적어도 2개의 실린더를 각각 식별할 수 있다. 보다 구체적으로, 이러한 방식으로, 어떤 특정 실린더의 피스톤이 점화 상사점 위치에 막 도달하려고 하는지를 식별할 수 있다. 따라서, 장치는 4-행정 내연기관의 적어도 2개의 실린더 각각을 구별하기 위한 조건들을 제공한다. 결과적으로, 전술한 목적이 달성된다.
4-행정 내연기관에서 어떤 실린더의 피스톤이 자신의 점화 상사점 위치에 막 도달하려고 하는지 결정하는 것은, 엔진 제어 관점에서, 예를 들어 다음에 어떤 실린더에 연료를 주사할지 결정하는 데 있어서 중요하다. 제1 사잇각 내에서 제1 디스크 상의 관련된 제1 마크 및 제2 디스크 상의 관련된 제2 마크 사이의 상대적 회전 위치는, 예를 들어 제1 디스크 상에서 12° 또는 제2 디스크에서 6°일 수 있다. 제1 사잇각은, 후속적으로 점화 상사점 위치에 도달하는 제1 피스톤에 대응한다. 제2 사잇각에 대해서는, 후속적으로 점화 상사점 위치에 도달하는 제2 피스톤에 대응하는, 제1 디스크 상의 관련된 제1 마크와 제2 디스크 상의 관련된 제2 마크 사이의 상대적 회전 위치는, 예를 들어 제1 디스크 상에서는 20°, 또는 제2 디스크 상에서는 10°일 수 있다. 따라서, 연소 기관 제어 유닛은, 제1 디스크 상에서 상대적 회전 위치가 12°인지 20°인지에 따라, 어떤 제1 피스톤과 제2 피스톤이 순서대로 자신의 점화 상사점 위치에 도달할 것인지 식별할 수 있다.
4-행정 내연기관은 연소 기관 또는 엔진으로도 지칭될 수 있다. 4-행정 내연기관은 2개보다 많은 실린더를 포함할 수 있다. 4-행정 내연기관의 각각의 피스톤은 크랭크 샤프트가 720° 회전하는 동안, 흡기 행정, 압축 행정, 폭발 행정, 및 배기 행정, 이렇게 4개의 행정을 수행한다. 피스톤은 하사점(BDC)과 상사점(TDC) 사이에서 왕복운동 한다. 크랭크 샤프트가 720° 회전하는 동안, 피스톤은 BDC를 두 번, TDC를 두 번 지난다. 본 명세서에서는, 압축 행정과 폭발 행정 사이의 TDC가 점화 상사점 위치로서 지칭된다. 엔진의 피스톤들의 점화 상사점 위치 각각에 대하여, 크랭크 샤프트는 상부 회전 위치를 갖는다. 이웃하는 이러한 상부 회전 위치들 사이에서, 크랭크 샤프트는 사잇각을 지나는(cover) 회전을 수행한다. 다르게 말하면, 크랭크 샤프트의 사잇각은 2개의 상부 회전 위치 사이에서 연장한다. 다수의 사잇각들이 함께 크랭크 샤프트의 720° 회전을 형성한다. 엔진의 실린더들의 배열에 따라, 사잇각들은 다른 상부 회전 위치들 사이에서 동일할 수도 있고, 상부 회전 위치들 중 적어도 일부 사이에서는 사잇각이 다를 수도 있다. 전자의 경우, 6-기통 엔진은, 예를 들어 120°의 사잇각을 6개 가져, 크랭크 샤프트의 720° 회전에 걸쳐 6개의 피스톤들의 점화 상사점 위치에 대칭적으로 제공할 수 있다. 후자의 엔진 유형의 예시는 V2 2-기통 엔진일 수 있는데, 하나의 사잇각은 360°가 넘는 데에 반해, 다른 사잇각은 360°보다 작을 수 있다. 두 사잇각은 함께, 크랭크 샤프트의 720° 회전을 이룬다. 예를 들어, 제1 디스크는 엔진의 플라이휠의 일부분을 형성할 수 있다.
본 발명은 본 명세서의 양태들 및/또는 실시예들 중 어느 하나에 따른 실린더 검출을 위한 장치를 포함하는 4-행정 내연기관에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 4-행정 내연기관의 각 실린더를 구별하는 대안적인 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 이 목적은, 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 방법에 의해 달성된다. 4-행정 내연기관은 크랭크 샤프트, 각각이 하나의 피스톤을 갖는 적어도 2개의 실린더, 그리고 크랭크 샤프트에 연결되는 캠 샤프트를 포함한다. 캠 샤프트가 360도 회전을 수행하는 동안, 크랭크 샤프트는 720도 회전을 수행한다. 각각의 피스톤은 크랭크 샤프트에 연결되어, 실린더에서 왕복운동 한다. 각각의 피스톤은, 크랭크 샤프트의 720도 회전에 걸쳐, 크랭크 샤프트의 상부 회전 위치에 대응하는 점화 상사점 위치를 취하도록 배치된다. 각각의 상부 회전 위치들 사이에서 크랭크 샤프트의 사잇각이 연장한다. 상기 장치는, 크랭크 샤프트에 연결되는 제1 디스크로, 각각의 사잇각 내에 제1 마크를 포함하는 제1 디스크; 캠 샤프트에 연결되어, 실린더의 개수당 하나의 제2 마크를 포함하는 제2 디스크; 제1 마크 또는 제1 마크들을 검출하는 고정형 제1 센서; 제2 마크들을 검출하는 고정형 제2 센서; 그리고 제1 센서와 제2 센서로부터 신호를 수신하도록 구성되는 연소 기관 제어 유닛;을 포함한다. 각각의 사잇각에 대하여, 제1 디스크와 제2 디스크 사이의 다양한 상대적 회전 위치에서, 관련된 제1 마크가 제1 센서에 의해 검출 가능하고, 관련된 제2 마크가 제2 센서에 의해 검출 가능하도록, 제1 마크가 제1 디스크 상에 배치되거나, 제1 마크들이 제1 디스크 상에 서로 연관되도록 배치되고, 제2 마크들이 제2 디스크 상에 서로 연관되도록 배치된다. 상기 방법은,
제1 센서로 제1 마크 또는 제1 마크들 중 하나를 검출하는 단계;
제2 센서로 제2 마크들 중 하나를 검출하는 단계; 및
제1 마크 또는 제1 마크들 중 하나를 검출하는 단계와 제2 마크들 중 하나를 검출하는 단계에 기초하여, 제1 디스크 및 제2 디스크 사이의 상대적 회전 위치를 결정하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 또한, 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램에도 관련되며, 상기 컴퓨터 프로그램은, 연소 기관 제어 유닛의 계산 유닛이 본 명세서에서 설명되는 양태들 및 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함한다.
본 발명은 또한, 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품에도 관련되며, 상기 컴퓨터 프로그램은, 4-행정 내연기관의 연소 기관 제어 유닛의 계산 유닛으로 하여금, 본 명세서에서 설명되는 양태들 및 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점들은, 첨부된 청구항들 및 이하의 상세한 설명을 탐구할 때 명백해질 것이다.
이하의 상세한 설명에서 설명되는 예시적인 실시예들 및 첨부된 도면들로부터, 본 발명의 특정 특징들 및 이점들을 포함한, 다양한 양태들을 용이하게 이해할 수 있다.
도 1은 실린더 검출 장치를 포함하는 4-행정 내연기관의 실시예를 도시한다.
도 2는 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 장치의 실시예를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 장치의 제1 및 제2 센서들로부터의 신호를 도시하는 그래프를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 제1 및 제2 디스크 사이의 다양한 상대적 회전 위치들의 그래프를 나타낸다.
도 5a는 제1 디스크의 실시예를 더욱 상세하게 도시한다.
도 5b는 제2 디스크의 실시예를 더욱 상세하게 도시한다.
도 6은 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 장치의 실시예를 도시한다.
도 7은 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 장치의 엔진 제어 유닛의 실시예를 도시한다.
도 8은 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 방법의 실시예를 도시한다.
도 9는 컴퓨터 프로그램 제품을 도시한다.
이제, 본 발명의 양태들이 더욱 완전하게 설명될 것이다. 명세서 전반에서, 유사한 도면부호는 동일한 요소들을 지칭한다. 간결성 및/또는 명료성을 위해, 주지의 기능 또는 구조에 대해서는 반드시 상세하게 설명되지는 않을 것이다.
도 1은 실린더 검출 장치(4)를 포함하는 4-행정 내연기관(2)의 실시예를 도시한다. 4-행정 내연기관(2)은 크랭크 샤프트(6), 각각 하나의 피스톤(10)을 갖는 적어도 2개의 실린더(8), 그리고 캠 샤프트(12)를 포함한다. 캠 샤프트(12)는 예를 들어, 구동 벨트 또는 체인을 통해 크랭크 샤프트(6)에 연결된다. 4-행정 내연기관에서 일반적인 바와 같이, 크랭크 샤프트(6)와 캠 샤프트(12) 사이의 2:1 트랜스미션 기어비(transmission ratio)는, 캠 샤프트가 360도 회전을 수행하는 동안, 크랭크 샤프트는 720도 회전을 수행하도록 한다.
엔진(2)의 각 피스톤(10)은, 예를 들어 커넥팅 로드(14)를 통해 크랭크 샤프트(6)에 연결된다. 각각의 피스톤(10)은 자신의 실린더(8)의 실린더 보어 내에서, 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이에서 왕복운동 하여, 크랭크 샤프트(6)를 회전시킨다. 각 피스톤(10)은 압축 행정과 폭발 행정 사이에 있는, 하나의 발화 상사점 위치를 취하도록 배치된다. 각 발화 상사점 위치는 크랭크 샤프트(6)의 상부 회전 위치에 대응한다. 따라서, 크랭크 샤프트(6)는 720도 회전에 걸쳐, 엔진(2)이 구비하는 것과 실린더의 개수와 동일한 개수의 상부 회전 위치를 갖는다. 예를 들어, 6-기통 엔진의 크랭크 샤프트는 6개의 상부 회전 위치를 가지며, 3-기통 엔진의 크랭크 샤프트는 3개의 상부 회전 위치를 갖는다. 실린더 검출 장치(4)는 제1 디스크(16) 및 제2 디스크(18)를 포함한다.
도 2는 4-행정 내연기관, 예컨대 도 1과 관련하여 설명되었던 엔진(2) 내 실린더 검출 장치(4)에 대한 실시예를 도시한다. 이들 예시적인 실시예에서 설명되는 엔진은 6-기통 엔진이다. 하지만, 설명되는 원리들은 실린더 개수가 다른 4-행정 내연기관에도 확장될 수 있다.
전술한 바와 같이, 장치(4)는 엔진의 크랭크 샤프트에 연결되는 제1 디스크(16)와, 엔진의 캠 샤프트에 연결되는 제2 디스크(18)를 포함한다. 장치(4)는, 제1 디스크(16)와 관련하여 배치되는 제1 센서(20), 제2 디스크(18)와 관련하여 배치되는 제2 센서(22), 그리고 제1 센서(20) 및 제2 센서(22)로부터 신호를 수신하도록 구성되는 연소 기관 제어 유닛(24)을 추가적으로 포함한다. 제1 디스크(16)는 다수의 제1 마크(M11 - M13)를 포함한다. 제2 디스크(18)는 다수의 제2 마크(M21- M26)를 포함한다. 제1 센서(20)는 엔진에 대해 고정되게 배치된다. 제1 센서(20)는, 각각의 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)를 지나갈 때 제1 마크(M11-M13)를 검출하도록 배치된다. 제2 센서(22)도 엔진에 대해 고정되게 배치된다. 제2 센서(22)는 각각의 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)를 지나갈 때 제2 마크(M21-M26)를 검출하도록 배치된다.
제1 디스크(16)는 예를 들어, 엔진의 플라이휠의 일부분을 형성할 수 있다. 대안적으로, 제1 디스크(16)는 엔진의 크랭크 샤프트에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 별도의 디스크로서, 크랭크 샤프트와 동일한 속도로 회전하도록 배치될 수 있다. 제2 디스크(18)는 엔진의 캠 샤프트에 직접적으로 연결되는 휠의 일부분을 형성할 수 있다. 대안적으로, 제2 디스크(18)는 캠 샤프트에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 별도의 디스크일 수 있다.
도 2에서, 도 1과 관련하여 전술한, 엔진의 6개의 피스톤의 점화 상사점 위치에 대응하는 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)들은 단순히 명료성을 위해 반경 방향 선(radial line)으로 표시되었다. 각각의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)들 사이에는 사잇각(α)이 연장한다. 각각의 사잇각(α)은 2개의 이웃하는 상부 회전 위치(TRP1-TRP6) 사이에서의 크랭크 샤프트의 회전 각도에 대응한다.
이러한 실시예에서의 엔진은, 피스톤들의 6개의 점화 상사점 위치들 사이가 균등하게 분배되어 있는 6-기통 엔진이기 때문에, 각각의 사잇각(α)은 120°이다. 6개의 피스톤 각각이 각자의 점화 상사점 위치에 도달하기 위해서는, 크랭크 샤프트가 2회의 회전, 즉 720° 회전을 완성하기 때문에, 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)들은 짝지어 중첩된다.
제1 디스크(16)는 각각의 사잇각(α) 내에 제1 마크(M11-M13)를 포함한다. 제2 디스크(18)는 엔진의 실린더 개수당 하나의 제2 마크를 포함한다. 즉, 이들 실시예에서는 6개의 제2 마크(M21-M26)를 포함한다.
각각의 사잇각(α)에 대해, 제1 디스크(16) 내지 제2 디스크(18) 사이의 다양한 상대적 회전 위치에서, 관련 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)에 의해 검출될 수 있고, 관련 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)에 의해 검출될 수 있도록, 제1 마크(M11-M13)는 제1 디스크(16) 상에 서로 관련되게 배치되고, 제2 마크(M21-M26)는 제2 디스크(18) 상에 서로 관련되게 배치되다. 따라서, 엔진 제어 유닛(24)은, 엔진의 6개의 각각의 실린더들 중 어떤 것이 자신의 점화 상사점 위치에 막 도달하려고 하는지, 제1 디스크(16) 상의 개별 제1 마크(M11-M13) 및 제2 디스크(18) 상의 개별 제2 마크(M21-M26)의 검출된 다양한 상대적 회전 위치에 기초하여 구별할 수 있다. 제1 및 제2 디스크(16, 18)의 회전 위치들과 각각의 특정한 제1 및 제2 마크들 사이의 특정한 관계는, 엔진의 특정 실린더와 연관된다. 이에 기초하여, 특정 실린더가 식별될 수 있다. 다르게 말하면, 사잇각(α) 내 제1 디스크(16) 상의 각각의 제1 마크(M11-M13)와 제2 디스크(18) 상의 각각의 제2 마크(M21-M26) 사이의 상대적인 회전 거리(rotational distance)는 각각의 사잇각(α) 마다 다르다. 제1 및 제2 센서(20, 22)로부터의 신호들을 분석하는 제어 유닛(24)은, 예를 들어 제1 및 제2 마크에 대응하는 펄스 간의 증가하는 위상 차를 획득한다. 이러한 위상 차는 모든 사잇각(α)에 대해, 즉 모든 실린더에서 특수하게 나타난다.
제1 및 제2 센서(20, 22)들은 유도형 센서, 홀 효과 센서, 또는 광학 센서일 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 마크(M11-M26)는 예를 들어, 제1 및 제2 디스크(16, 18)에 제공되는 금속 돌기, 자기 돌기, 반사기, 불투명 돌기, 또는 투명 부분을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 마크는, 제1 및 제2 디스크 각각의 외측 주변부를 따라 배치될 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 마크는 각각, 제1 및 제2 디스크의 원형 표면에, 또는 원형 표면상에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 4-행정 내연기관은 2개의 실린더만을 포함할 수 있다. 이러한 엔진의 경우, 제1 디스크(16)에는 하나의 제1 마크만 필요하지만, 제2 디스크에는 실린더 당 하나의 제2 마크가 필요하다. 즉, 2기통 엔진에 대해서는 2개의 제2 마크가 필요하다. 이하에서는, 도 2를 참조하여, 2개 이상의 실린더를 포함하는 4-행정 내연기관에서 실린더를 검출하는 장치에 대한 실시예들에 대해 설명된다.
실시예들에 따르면, 제1 마크 또는 각각의 제1 마크(M11-M13)는 제1 디스크(16)의 하나의 회전 위치에 배치될 수 있고, 제1 센서(20)는, 제1 센서(20)에 의해 제1 마크 또는 각각의 제1 마크(M11-M13)가 피스톤들의 점화 상사점 위치들 사이의 위치에서 검출될 수 있도록, 제1 디스크(16)에 대해 위치 설정된다. 각각의 제2 마크(M21-M26)는 제2 디스크(18)의 하나의 회전 위치에 배치될 수 있고, 제2 센서는, 제2 센서(22)에 의해 각각의 제2 마크(M21-M26)가 피스톤들의 점화 상사점 위치들 사이의 위치에서 검출될 수 있도록, 제2 디스크(18)에 대해 위치 설정된다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 마크(M11-M26)의 검출이 피스톤들의 점화 상사점 위치들에서의 제1 및 제2 센서(20, 22)들의 다른 검출 및 감지와 간섭하지 않도록 보장할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 디스크에는 표시기(indicator)가 추가적으로 제공될 수 있으며, 표시기는 피스톤들의 점화 상사점 위치들에서 엔진의 기능들이 수행되도록 제어 및/또는 시간조절(timing)하기 위해 사용될 수 있다. 도 5a를 참조하여 아래를 참고하길 바란다.
일부 실시예들에 따르면 제1 마크 또는 각각의 제1 마크(M11-M13)는 제1 디스크(16) 상에, 크랭크 샤프트의 상부 회전 위치 또는 각각의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)에 대응하는 제1 디스크(16) 상의 각각의 위치로부터 적어도 5도만큼 회전 방향으로(rotationally) 이격되어 있다. 이러한 방식으로, 제1 마크 또는 마크들(M11-M13)의 검출이 피스톤들의 점화 상사점 주변에서의 제1 센서(20)의 다른 검출 및 감지에 간섭하지 않도록 보장될 수 있다. 예를 들어, 제1 디스크(16)에는 추가적인 표시기가 제공될 수 있는데, 표시기는 피스톤들의 점화 상사점 위치들 주위에서 엔진의 기능이 수행되도록 제어 및/또는 시간조절 하기 위해 사용될 수 있다. 도 5b를 참조하여 아래를 참고하길 바란다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 마크(M11-M13)들은 제1 디스크(16)의 원주 방향으로 그들 사이의 간격이 동일하도록 배치된다. 이로 인해, 제1 디스크(16)의 제조가 단순화될 수 있다. 또한, 제1 디스크(16)를 엔진의 크랭크 샤프트의 회전과 관련하여 위치 설정하는 것이 간단해질 수 있다. 제1 디스크(16)에 3개의 제1 마크(M11-M13)를 포함하는 도 2의 예시적인 실시예들에서, 제1 마크(M11-M13)들은 서로로부터 120°에 배치된다.
일부 실시예들에 따르면, 제2 마크(M21-M26)들 중 적어도 2개는 그 사이의, 제2 디스크(18)의 원주 방향으로의 간격이
다르도록 배치된다. 이로 인해, 제2 디스크(18)의 제조가 단순화될 수 있다. 제2 디스크(18)에 6개의 제2 마크(M21-M26)를 포함하는 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 제2 마크(M21-M26)들 중 5개는 서로로부터 62°에 배치될 수 있고, 나머지 각도인 마지막 2개의 제2 마크 사이, 예를 들어 M26과 M21는 서로로부터 50°에 배치될 수 있으며, 이로써 총합이 360°가 된다.
도 3도 2에 도시된 장치(4)의 제1 및 제2 센서(20, 22)로부터의 신호들을 나타내는 도표이다. 따라서, 이하에서는 도 2 및 도 3 모두를 참조한다. 도표의 X축을 따라, 크랭크 샤프트와 제1 디스크(16)의 720° 회전이 도시되어 있다. 120° 마다, 크랭크 샤프트는, 피스톤들의 점화 상사점 위치에 대응하는 상부 회전 위치(TRP1-TRP6) 중 하나에 도달한다. 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)들 간의 120° 거리는 사잇각에 대응한다. 도표에 도시된 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)들은 피스톤들의 점화 상사점 위치의 시퀀스에 대응하며, 이는 관련 엔진에서 실린더가 배치되는 순서에 반드시 대응하는 것은 아니다.
Y 축에서 양의 방향으로 스파이크를 갖는 그래프는, 제1 디스크(16) 상의 각각의 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)에 의해 감지될 때, 제1 센서(20)로부터의 제1 신호(S11-S16)를 나타낸다. 제1 디스크(16)의 첫 번째 360° 회전 동안, 제1 마크(M11-M13)들은 120° 마다 순서대로, 제1 신호(S11-S13)를 생성한다. 제1 디스크(16)의 두 번째 360° 회전 동안, 제1 마크(M11-M13)들은 120°마다 순서대로 제1 신호(S14-S16)를 생성한다. Y 축에서 음의 방향으로 스파이크를 갖는 그래프는, 제2 디스크(18) 상의 각각의 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)에 의해 감지될 때, 제2 센서(22)로부터의 제2 신호(S21-S26)를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 제2 디스크(18)는 캠 샤프트와 함께 한 번의 360° 회전을 완성하고, 크랭크 샤프트는 두 번의 완전한 회전을 완성한다. 제2 디스크(18)의 360° 회전 동안, 제2 신호(S21-S26)들이 순서대로 생성된다. 제2 디스크(18)에서 제2 신호(S21-S26)들 사이의 간격(interspaces)은 62°이지만, 제2 신호(S26, S21)의 사이의 간격은 50°이다. 후자의 간격은, 제2 디스크(18)가 다음의 360° 회전으로 이어질 때 발생한다.
도 3에서 2개의 그래프 밑에 있는, 점의 쌍(D11-D26)들은 각각의 두 신호, 제1 및 제2 신호의 쌍(S11 및 S21, S12 및 S22 등) 사이의 간격을 나타낸다. 간격은 예를 들어, 시간, 각도, 라디안, 또는 거리로 측정될 수 있다. 도 3에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 점들의 쌍(D11-D26) 사이의 간격은 제1 디스크(16)의 720° 회전 및 제2 디스크(18)의 360° 회전에 걸쳐 증가한다. 따라서, 각각의 사잇각에 대해, 제1 디스크(16)와 제2 디스크(18) 사이의 다양한 상대적 회전 위치에서, 관련 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)에 의해 검출될 수 있고, 관련 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)에 의해 검출될 수 있도록, 제1 마크(M11-M13)는 제1 디스크(16) 상에 서로 관련되게 배치되고, 제2 마크(M21-M26)들은 제2 디스크(18) 상에 서로 관련되게 배치된다.
도 4a 및 도 4b는 각각의 사잇각(α) 내에서 제1 센서(20)에 의해 제1 마크(M11-M13)들이 검출되고 제2 센서(22)에 의해 제2 마크(M21-M26)들이 검출되는 위치인, 제1 디스크(16) 및 제2 디스크(18) 사이의 다양한 상대적 회전 위치를 나타내는 그래프이다. 도표는 도 2에 도시된 장치(4)에 관한 것이다. 따라서, 이하에서는 도 2 및 도 3뿐만 아니라, 도 4a 및 도 5b 또한 참조된다. 다시 한번 말하지만, 도표의 X축을 따라서 크랭크 샤프트와 제1 디스크(16)의 720° 회전이 도시되어 있다. 그래프의 Y축 상에는, 각각의 제1 및 제2 마크(M11-M26)를 감지하는 제1 및 제2 센서(20, 22)들로부터, 각각의 사잇각(α) 내에서의 제1 및 제2 신호들의 쌍(S11 및 S21, S12 및 S22 등)들 중 제1 및 제2 신호들의 수신 사이의, 제1 디스크(16)에서 본 각도 차 또는 위상 차가 나타나 있다. 도 4a는 제1 디스크(16)와 크랭크 샤프트가 정방향으로 회전할 때, 즉 관련 엔진의 작동 방향으로 회전할 때의 각도 차를 도시한다. 도 4b는 제1 디스크 및 크랭크 샤프트가 역방향으로, 즉 관련 엔진의 작동 방향과 반대 방향으로 회전할 때의 각도 차를 도시한다. 도 5b를 참조하여 아래에서 설명되는 짝수 개수의 일반적인 실린더의 경우에, 그래프에서 X축을 따른 각도 차의 증분은 2β이다.
도 4a를 참조하면, 제1 실린더에 대한 제1 및 제2 신호(S11, S21) 사이의 각도 차는 12°이고, 제2 실린더에 대한 제1 및 제2 신호(S12, S22) 사이의 각도 차는 16°이며, 이렇게 6번째 실린더에 대한 제1 및 제2 신호(S16, S26) 사이의 각도 차, 32°까지 계속된다. 만약, 어떤 이유로 엔진의 크랭크 샤프트가 역방향으로 회전해야 하는 경우, 도 4b를 참조하면, 제1 실린더에 대한 제1 및 제2 신호(S11, S21) 사이의 각도차는 91°이고, 제2 실린더에 대한 제1 및 제2 신호(S12, S22) 사이의 각도 차는 95°, 이렇게 6번째 실린더에 대한 제1 및 제2 신호(S16, S26) 사이의 각도 차, 111°까지 계속 된다. 따라서, 한 번의 720° 회전 내에서 크랭크 샤프트의 회전 위치와는 관계없이, 엔진 제어 유닛(24)은 제1 및 제2 신호의 쌍의 제1 및 제2 신호가 수신되자마자, 6개의 실린더 중 어떤 것의 피스톤이 다음으로 자신의 점화 상사점 위치에 막 도달할 것인지를 검출할 수 있다. 또한, 크랭크 샤프트의 회전 방향은 제1 및 제2 신호의 쌍의 제1 및 제2 신호 사이의 각도 차에 기초하여 결정될 수 있다.
대안적인 실시예들에 따르면, 예를 들어, 관련 엔진이 갖는 실린더 개수가 다르기 때문에, 크랭크 샤프트의 상부 회전 위치들 사이의 사잇각들이 전술한 예시적인 실시예들에서의 사잇각과는 다를 수 있다. 따라서, 제1 마크들 또한 제1 디스크 상에 전술한 예시적인 실시예들에서와는 다르게 위치 설정될 수 있다. 유사하게, 제2 마크들도 제2 디스크 상에 전술한 실시예들에서와는 다르게 위치 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 마크들 중 2개보다 많은 마크들 사이에, 제2 마크들 간 거리가 다르게 제공될 수 있다.
도 5a는 제1 디스크(16)의 실시예를 더 상세하게 도시하고, 도 5b는 제2 디스크(18)의 실시예를 더 상세하게 도시한다. 두 디스크(16, 18) 모두, 6-기통 엔진용으로 구성된다.
다시 한 번 말하지만, 제1 디스크(16)는 제1 마크(M11-M13)를 포함한다. 각각의 제1 마크(M11-M13)는 대응하는 크랭크 샤프트의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)들 사이의 사잇각(α) 내의 제1 디스크(16)의 하나의 회전 위치에 위치되며, 이는 도 5a에서는 사선(radial line)으로 표시되어 있다. 다시 한번 말하지만, 제2 디스크(18)는 제2 마크(M21-M26)를 포함한다. 제2 디스크(18)가 관련 엔진의 캠 샤프트에 연결되었을 때, 각각의 제2 마크가 피스톤의 점화 상사점 위치들 사이의 위치에서 제2 센서에 의해 검출될 수 있도록, 제2 디스크(18) 상에서 각각의 제2 마크(M21-M26)는 하나의 회전 위치에 위치된다.
실시예들에 따르면, 제1 디스크(16)는 제1 마크(M11-M13)들 사이에 배치되는, 원주방향으로 동일하게 이격되어 있는 다수의 제1 표시기(50)를 포함할 수 있다. 제1 마크(M11-M13)들은 제1 표시기(50)와 구별 가능하다. 이러한 방식으로, 제1 센서는 제1 마크(M11-M13)뿐만 아니라, 제1 표시기(50) 또한 감지할 수 있다. 제1 표시기(50)와 관련된 제1 센서로부터의 신호들은 관련 내연기관의 일반적인 제어 및/또는 내연 기관 내 특정한 기능의 제어를 위해 사용될 수 있다. 제1 마크(M11-M13)들을 제공함으로써, 제1 디스크(16)의 하나 이상의 회전 위치들이 설정된다. 이러한 설정된 하나 이상의 회전 위치들로부터, 제1 표시기(50)들은 제1 디스크(16)의 추가적인 회전을 카운트 및/또는 측정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 카운트 및 측정은, 예를 들어 시간, 각도 또는 거리와 관련될 수 있다.
제1 디스크(16)에서 각각의 제1 마크(M11-M13)들은, 관련 크랭크 샤프트의 각각의 상부 회전 위치에 대응하는 제1 디스크의 각 위치로부터, 적어도 5°만큼 회전 방향으로 이격될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 센서가 각각의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)의 주변의 제1 디스크(16)의 섹터에서 신호를 제공할 수 있도록 하기 위해, 하나 이상의 표시기(50)가 각각의 제1 마크(M11-M13) 사이에 제공될 수 있다. 상부 회전 위치들 주변의 제1 디스크(16)의 섹터에서의 이러한 신호들은, 예를 들어 엔진의 실린더 내로의 연료 주입을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제2 디스크(18)는 제2 마크(M21-M26)들 사이에 배치되는, 원주 방향으로 동일하게 이격되어 있는 다수의 제2 표시기(52)를 포함할 수 있다. 제2 마크(M21-M26)는 제2 표시기(52)와 구별 가능하다. 이러한 방식으로, 제2 센서는, 제2 마크(M21-M26)뿐만 아니라, 제2 표시기(52) 또한 감지할 수 있다. 제2 표시기(52)와 관련한 제2 센서로부터의 신호들은 관련 엔진 내 기능을 제어하는 데 사용될 수 있다.
제1 및 제2 디스크(16, 18)의 각각은 자체적으로 엔진 제어에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 마크와 제1 및 제2 표시기를 감지하기 위한 제1 및 제2 센서들 중 하나가 고장난 경우, 비록 엔진 성능은 감소하겠지만, 엔진은 작동하고 있는 센서로부터의 신호들에 기초하여 제어될 수 있다.
제1 마크(M11-M13)의 각각은 제1 디스크(16)의 원주 방향으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 적절하게는, 제1 표시기(50)들 각각은 제1 디스크(16)의 원주 방향으로 동일한 길이를 가질 수 있다.
대안적인 실시예들에 따르면, 하나 이상의 제1 마크가 제1 디스크의 원주 방향으로 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 이렇게 하면, 제1 디스크의 하나의 회전 위치는 하나의 제1 마크의 길이에 기초하여 설정될 수 있다.
제2 마크(M21-M26)들 각각은 제2 디스크(18)의 원주 방향으로 동일한 길이를 가질 수 있다. 적절하게는, 제2 표시기(52)들 각각은 제2 디스크(18)의 원주 방향으로 동일한 길이를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 마크(M11-M13)들은 제1 디스크(16)의 원주 방향으로 동일하게 이격되도록 배치될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 적어도 2개의 제2 마크(M21-M26)는 제2 디스크(18)의 원주 방향으로 그 사이의 간격이 다르도록 배치된다. 하지만, 제1 및 제2 마크(M11-M26)들의 위치에 대한 단 하나의 실제 제한 사항은, 각각의 마크가 사잇각의 프레임 내에 배치되는 것, 그리고 각각의 사잇각 내에서 제1 및 제2 마크 사이의 간격이 다를 것, 즉 모든 사잇각에서 제1 및 제2 마크의 쌍 사이의 간격이 달라야 한다는 점이다.
짝수 개수(N)의 실린더를 포함하는 엔진과 관련된 일부 실시예에 따르면, 다음의 개념(generalization)이 적용된다. 제1 마크들 사이의 사잇각(α)이 등거리일 경우, 제2 마크들은 처음 N-1 섹터에 대해서는 분리각(separation angle)(γ)이 α/2+β 일 수 있고, 마지막 섹터에 대한 분리각(γ')은 γ=360°-(α/2+β)*(N-1)로 시퀀스가 끝나, 제2 디스크의 360° 회전이 완성된다. 각도(β)는 각각의 제1 및 제2 마크들 사이의 특수한 회전 거리를 형성하기 위한 각도 증분이다. 각도(β)의 크기는 실린더의 개수에 기초하여, 그리고 마지막 섹터에 대한 분리각(γ')이 처음 N-1 섹터들과는 다르도록 선택된다.
도 6은 4-행정 내연기관 내 실린더 검출을 위한 장치(4)의 실시예들을 도시한다. 이들 실시예는 도 2에 도시된 실시예들과 대체로 유사하다. 하지만, 이들 실시예에서, 관련 엔진은 3기통 엔진이며, 이하의 설명에 대한 목적 중 하나는 엔진이 짝수개가 아닌 실린더를 구비하는 실시예들에 대해, 본 발명을 명확하게 하기 위함이다. 따라서, 이하에서는 도 2의 실시예와의 주요 차이점에 대해서 설명할 것이다.
다시 한번 말하지만, 장치(4)는 제1 디스크(16), 제2 디스크(18), 제1 센서(20), 제2 센서(22), 및 연소 기관 제어 유닛(24)을 포함한다. 제1 디스크(16)는 다수의 제1 마크(M11-M12)를 포함한다. 제2 디스크(18)는 다수의 제2 마크(M21-M23)를 포함한다. 3기통 4-행정 내연기관의 크랭크 샤프트는 엔진의 3개의 피스톤의 점화 상사점 위치들에 대응하는 상부 회전 위치(TRP1-TRP3) 3개를 포함한다. 다시 말하지만, 상부 회전 위치(TRP1-TRP3)는 명확성을 위해 반경 방향 선으로 표시되어 있다. 각각의 상부 회전 위치(TRP1-TRP3)들 사이에는 사잇각(α)이 연장한다. 각각의 사잇각(α)은 2개의 이웃하는 상부 회전 위치(TRP1-TRP3) 사이의 크랭크 샤프트의 회전 각도에 대응한다. 이들 실시예에서, 상부 회전 위치(TRP1-TRP3)들은 240°로 분리되어 있다. 즉, 이들 실시예에서 사잇각(α)은 240°이다. 따라서, 제1 디스크(16)의 2회의 완전 회전, 즉 720° 회전에 걸쳐, 3개의 피스톤은 각각 자신의 점화 상사점 위치에 도달한다.
다시 한 번 말하지만, 제1 디스크(16)는 각각의 사잇각(α) 내에 제1 마크(M11, M12)를 포함하고, 제2 디스크(18)는 엔진의 실린더 개수당 하나의 제2 마크, 즉 이들 실시예에서는 제2 마크들(M21-M23)을 포함한다.
제1 사잇각(α1) 내에, 첫 번째 제1 마크(M11)가 제1 디스크(16) 상에 배치된다. 두 번째 제1 마크(M12)는 제2 사잇각(α2) 내에 배치된다. 제3 사잇각(α3) 내에는, 두 제1 마크(M11, M12)가 모두 배치된다. 따라서, 적어도 하나의 제1 마크(M11, M12)가 각각의 사잇각(α)에 배치된다. 제2 디스크(18) 상의 3개의 제2 마크(M21-M23)과 합동하여, 다음에 어떤 실린더의 피스톤이 점화 상사점 위치에 막 도달할 것인가가 검출 가능하다. 제3 사잇각(α3)에 있어서는, 제1 센서가 두 개의 제1 마크(M11, M12)를 모두 감지할 것이다. 하지만, 엔진 제어 유닛(24)은, 두 제1 마크(M11, M12)들 중, 세 번째 제2 마크(M23)와 관련한 제2 센서(22)로부터의 신호가 따라오지 않는 제1 마크는 무시하도록 설정될 수 있다.
따라서, 이들 실시예에서는, 각각의 사잇각(α)에 대해, 제1 디스크(16) 및 제2 디스크(18) 사이의 다른 상대적 회전 위치들에서, 관련 제1 마크(M11, M12)가 제1 센서(20)에 의해 검출 가능하고, 관련 제2 마크(M21-M23)가 제2 센서(22)에 의해 검출 가능하도록, 제1 마크(M11, M12)가 제1 디스크(16) 상에 서로 관련되게 배치되고, 제2 마크(M21-M23)가 제2 디스크(18) 상에 서로 관련되게 배치된다. 따라서, 엔진 제어 유닛(24)은 제1 디스크(16) 상의 제1 마크(M11, M12)와 제2 디스크(18) 상의 제2 마크(M21-M23) 각각의 서로 다른 검출된 상대적 회전 위치들에 기초하여, 엔진의 3개의 실린더 중 어떤 실린더의 피스톤이 자신의 점화 상사점 위치에 막 도달하려 하는지를 구별할 수 있다.
제2 디스크(18) 상의 제2 마크가 따라오지 않는 제1 디스크(16) 상의 제1 마크를 무시하는 원리는, 대안적인 실시예에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 짝수 개수의 실린더를 포함하는 내연 기관뿐만 아니라 짝수가 아닌 개수의 실린더를 포함하는 내연기관에 대하여, 사잇각들은 하나보다 많은 제1 마크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 원리를 사용함으로써, 동일한 종류의 제1 및 제2 디스크가 다양한 종류의 4-행정 내연기관에 의해 공유될 수 있다. 관련 엔진 종류의 엔진 제어 유닛은 특정 엔진 종류에 관련된 제1 및 제2 마크를 사용하도록 프로그램되어야 한다.
도 7은 4-행정 내연기관(2) 내 실린더 검출을 위한 장치(4)의 엔진 제어 유닛(24)의 실시예를 도시한다. 엔진(2)은 도 1 내지 도 6과 연관하여 설명된 엔진(2)일 수 있다. 하지만, 엔진(2)은 적어도 2개의 실린더를 포함하는 임의의 4-행정 내연기관(2)일 수 있다.
연소 기관 제어 유닛(24)은, 실질적으로 임의의 적절한 종류의 프로세서 회로 또는 마이크로컴퓨터의 형태를 취할 수 있는 계산 유닛(26), 예를 들어 디지털 신호 처리를 위한 회로(디지털 신호 처리기, DSP), 중앙 처리 장치(CPU), 처리장치, 처리 회로, 프로세서, 주문형 반도체(ASIC), 마이크로프로세서, 또는 명령어를 해석 및 실행할 수 있는 다른 처리 논리를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "계산 유닛"이라는 표현은, 예컨대 전술한 것들 중 임의의 것, 일부 또는 모두와 같은 복수의 처리 회로를 포함하는 처리 회로망을 나타낼 수 있다. 엔진 제어 유닛(24)은 메모리 유닛(28)을 포함한다. 계산 유닛(26)은 메모리 유닛(28)에 연결되는데, 메모리 유닛(28)은 계산 유닛(26)에게, 계산 유닛(26)이 필요로 하는 저장된 프로그램 코드 및/또는 저장된 데이터를 제공하여, 계산 유닛(26)이 계산을 할 수 있도록 한다. 계산 유닛(26)도 메모리 유닛(28)에 계산의 일부 또는 마지막 결과를 저장하기에 적합하다. 메모리 유닛(28)은 일시적으로 또는 영구적으로 데이터 또는 프로그램, 즉 명령어의 시퀀스를 저장하기 위해 사용되는 물리적 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 메모리 유닛(28)은 실리콘-기반 트랜지스터를 포함하는 집적회로를 포함할 수 있다. 메모리 유닛(28)은 다른 실시예에서, 예를 들어 메모리 카드, 플래시 메모리, USB 메모리, 하드 디스크, 또는 예컨대 ROM(읽기 전용 기억 장치), PROM(프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치), EPROM(소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치), EEPROM(전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치) 등과 같은 데이터 저장을 위한, 또 다른 유사한 휘발성 또는 비-휘발성 저장 유닛을 포함할 수 있다.
엔진 제어 유닛(24)에는 입력 및 출력 신호를 수신 및/또는 전송하기 위한 각각의 장치(30, 32, 34)가 추가적으로 제공된다. 이러한 입력 및 출력 신호들은, 입력 신호 수신 장치(30, 32)가 정보로서 검출할 수 있고 계산 유닛(26)에 의해 처리 가능한 신호들로 전환될 수 있는, 파형, 펄스 또는 다른 속성을 포함할 수 있다. 그 다음, 이들 신호는 계산 유닛(26)에 공급된다. 출력 신호 전송 장치(34)는 계산 유닛(26)으로부터의 계산 결과를 출력 신호로 전환하여, 엔진의 제어 시스템의 다른 부분으로, 또는 예컨대 관련 실린더의 연료 분사기와 같이 신호가 보내지도록 의도되는 구성요소 또는 구성요소들에 전달하도록 배치된다. 입력 및 출력 신호들을 수신 및 전송하기 위한 각각의 장치(30, 32, 34)의 각 연결은, 케이블, 데이터 버스(예를 들어, CAN(Controller Area Network) 버스, MSOT(Media Oriented Systems Transport) 버스 또는 일부 다른 버스 구성), 또는 무선 연결의 형태들 중 하나 이상의 형태를 취할 수 있다. 도시된 실시예에서, 본 발명은 엔진 제어 유닛(24) 내에 구현되었지만, 대안적으로 하나 이상의 다른 제어 유닛들에서 전체적으로 또는 부분적으로 구현될 수 있다.
연소 기관 제어 유닛(24)은 입력 장치(30, 32)를 통해 제1 및 제2 센서(20, 22)들과 통신한다. 따라서, 엔진 제어 유닛(24)은, 예를 들어 제1 및 제2 센서(20, 22)들에 의해 제1 마크와 제2 마크가 감지되었을 때, 제1 및 제2 센서(20, 22)들로부터 신호를 수신할 수 있다.
따라서, 연소 기관 제어 유닛(24)은 제1 센서(20)로부터 수신한 신호들에 기초하여 제1 마크 또는 제1 마크들과 관련된 제1 신호들을 식별하도록 구성될 수 있으며, 연소 기관 제어 유닛(24)은 제2 센서(22)로부터 수신한 신호들에 기초하여 제2 마크들과 관련된 제2 신호들을 식별하도록 구성될 수 있다. 엔진 제어 유닛(24)의 계산 유닛(26)은 제1 및 제2 센서(20, 22)들로부터 수신한 신호들에 기초하여 제1 및 제2 신호들을 식별할 수 있다. 계산 유닛(26)은 식별된 제1 신호들 및 제2 신호들에 기초하여 계산하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 신호가 수신되었을 때, 제1 및 제2 디스크 상의 제1 및 제2 마크들의 다양한 상대적 회전 위치들이 계산 유닛(26)에 의해 계산될 수 있으며, 그 계산에 기초하여 특정 실린더가 검출될 수 있다. 즉, 모든 실린더들 중 다음으로 피스톤이 점화 상사점 위치에 도달할 특정한 실린더가 검출될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 연소 기관 제어 유닛(24)은 제1 신호와 제2 신호 사이의 위상 차를 식별하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 마크들로부터 발생하는 제1 및 제2 신호 간의 위상 차가 내연기관(2) 내 다양한 실린더들을 구별하는 데 사용될 수 있다. 엔진 제어 유닛(24)의 계산 유닛(26)은 위상 차를 계산할 수 있다. 위상 차는, 예를 들어 각도, 라디안, 시간 또는 거리로 표현될 수 있다. 위상 차는, 제1 및 제2 신호들이 수신되었을 때, 제1 및 제2 디스크의 상대적 회전 위치를 결정하는 방법에 대한 하나의 예시이다.
일부 실시예들에 따르면, 연소 기관 제어 유닛(24)은 제1 신호 및 제2 신호 사이의 가변 위상 차를 식별하도록 구성될 수 있고, 연소 기관 제어 유닛(24)은 크랭크 샤프트의 순간적인 회전 위치를 결정하기 위해, 가변 위상 차를 평가하도록 구성될 수 있다. 특정한 위상 차가 엔진(2)의 특정한 실린더와 연관된다. 따라서, 제1 및 제2 신호들 사이의 가변 위상 차들 중 식별된 위상 차에 기초하여, 특정한 실린더가 식별될 수 있다. 다시 한번 말하지만, 엔진 제어 유닛(24)의 계산 유닛(26)은 위상 차를 계산할 수 있다. 다수의 제1 및 제2 신호들 사이의 가변 위상 차는, 제1 및 제2 신호들이 수신되었을 때, 제1 및 제2 디스크들의 상대적 회전 위치를 결정하는 방법에 대한 하나의 예시이다.
도 8은 4-행정 내연기관 내 실린더 검출을 위한 방법(100)의 실시예를 도시한다. 4-행정 내연기관은, 본 명세서에서 설명된 양태들 및/또는 실시예들 중 어느 하나에 따른, 적어도 2개의 실린더를 포함하는 4-행정 내연기관(2)이다. 4-행정 내연기관은, 본 명세서에서 설명된 양태들 및/또는 실시예들 중 어느 하나에 따른 4-행정 내연기관 내 실린더 검출을 위한 장치(4)를 포함한다.
방법(100)은,
제1 센서로, 제1 마크 또는 제1 마크들 중 하나를 검출하는 단계(102);
제2 센서로 제2 마크들 중 하나를 검출하는 단계(104); 및
제1 마크 또는 제1 마크들 중 하나를 검출하는 단계(102) 및 제2 마크들 중 하나를 검출하는 단계(104)에 기초하여, 제1 디스크 및 제2 디스크 사이의 상대적 회전 위치를 결정하는 단계(106);를 포함한다.
실시예들에 따르면, 방법(100)은,
제1 센서로부터 수신한 신호들에 기초하여, 제1 마크 또는 제1 마크들과 관련된 제1 신호들을 식별하는 단계(108); 및
제2 센서로부터 수신한 신호들에 기초하여 제2 마크들과 관련된 제2 신호들을 식별하는 단계(110);를 포함할 수 있고,
상대적 회전 위치를 결정하는 단계(106)는,
제1 신호들 및 제2 신호들 사이의 위상 차를 식별하는 단계(112)를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 제1 신호들과 제2 신호들 사이의 위상 차를 식별하는 단계(112)는,
제1 신호들 및 제2 신호들 사이의 가변 위상 차를 식별하는 단계(114); 및
제1 및 제2 디스크들 사이의 상대적 회전 위치를 결정하기 위해 가변 위상 차를 평가(116)하는 단계;를 포함할 수 있다.
전술한 단계들(102-116)을 포함하는 방법은, 도 7과 관련하여 설명한 제어 유닛(24)에서 수행될 수 있으며, 제어 유닛(24) 내에 있는 하나 이상의 계산 유닛(26)에 의해 구현될 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 컴퓨터 프로그램이 제어 유닛(24)의 하나 이상의 계산 유닛(26) 내에 로딩(load)되어 있을 때, 제어 유닛(24) 내에 단계(102-116)들을 수행하기 위한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(90)이, 4-행정 내연기관 내 실린더 검출을 위해, 단계(102-116)들 중 적어도 일부를 포함하는 방법(100)을 수행할 수 있다.
통상의 기술자라면, 방법(100)이 프로그래밍된 명령어에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 프로그래밍된 명령어들은 통상적으로, 컴퓨터 또는 제어 유닛에서 실행될 때, 컴퓨터 또는 제어 유닛이 희망하는 제어, 예컨대 방법 단계(102-116)들을 수행할 수 있도록 하는 컴퓨터 프로그램에 의해 구성된다. 컴퓨터 프로그램은 일반적으로, 컴퓨터 프로그램이 저장될 수 있는 적절한 디지털 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부이다. 따라서, 본 발명은, 4-행정 내연기관 내 실린더 검출을 위한 방법(100)을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램에도 관련되며, 컴퓨터 프로그램은, 연소 기관 제어 유닛의 계산 유닛이 본 명세서에서 설명된 양태들 및 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법(100)을 수행하게 하도록 구성되는 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함한다.
도 9는 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 방법을 수행하기 위한, CD ROM 디스크 형태의 컴퓨터 프로그램 제품(90)을 도시한다.
따라서, 본 발명은 4-행정 내연기관 내 실린더 검출 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품(90)에도 관련되며, 컴퓨터 프로그램은 4-행정 내연기관 내 연소 기관 제어 유닛의 계산 유닛이 본 명세서에서 설명되는 양태들 및 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함한다.
컴퓨터 프로그램 제품(90)은, 예를 들어 7과 관련하여 설명된 제어 유닛(24)의 하나 이상의 계산 유닛(26) 내로 로딩되었을 때, 일부 실시예들에 따른 단계(102-116)들 중 적어도 일부를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 담고 있는(carry) 데이터 캐리어 형태로 제공된다. 데이터 캐리어는, 예를 들어 ROM(읽기 전용 기억 장치), PROM(프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치), EPROM(소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치), 플래시 메모리, EEPROM(전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 기억 장치) 하드 디스크, CD ROM 디스크, 메모리 스틱, 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, 또는 예컨대 비-일시적인 방법으로 기계 판독 가능 데이터를 홀드할 수 있는 디스크 또는 테이프와 같은 적절한 임의의 다른 매체일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 또한, 서버상에 컴퓨터 프로그램 코드로서 제공될 수 있으며, 예를 들어 인터넷 또는 인터넷 접속으로, 또는 다른 유선 또는 무선 통신 시스템을 통해 원격으로 제어 유닛(24)에 다운로드 될 수 있다.
전술한 것들은 다양한 예시적인 실시예들을 나타낸 것으로, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해서만 한정됨을 이해해야 한다. 통상의 기술자라면, 예시적인 실시예들은 수정될 수 있고, 예시적인 실시예들의 다양한 특징들을 조합하여, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 첨부된 청구항에서 한정된 대로, 본 명세서에 설명된 실시예들과는 다른 실시예를 생성할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 마크들은 돌기 대신, 식별 가능한 길이의 오픈 스페이스에 의해 형성될 수 있다.

Claims (16)

  1. 4-행정 내연기관(2) 내 실린더 검출을 위한 장치(4)로서,
    4-행정 내연기관(2)은 크랭크 샤프트(6), 각각 하나의 피스톤(10)을 갖는 적어도 2개의 실린더(8), 및 크랭크 샤프트(6)에 연결되는 캠 샤프트(12)를 포함하며, 캠 샤프트(12)가 360도 회전을 수행하는 동안, 크랭크 샤프트(6)는 720도 회전을 수행하고, 각각의 피스톤(10)은 크랭크 샤프트(6)에 연결되어 있고, 각 피스톤(10)의 실린더(8)에서 왕복 운동하며, 각각의 피스톤(10)은 크랭크 샤프트(6)의 720도 회전 동안에 크랭크 샤프트(6)의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)에 대응하는 점화 상사점 위치를 취하도록 배치되며, 각각의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6) 사이에서 크랭크 샤프트(6)의 사잇각(α)이 연장하며, 상기 장치(4)는,
    크랭크 샤프트(6)에 연결되는 제1 디스크(16)로, 각각의 사잇각(α) 내에 제1 마크(M11-M13)를 포함하는, 제1 디스크(16);
    캠 샤프트(12)에 연결되는 제2 디스크(18)로, 실린더의 개수당 하나의 제2 마크(M12-M26)를 포함하는, 제2 디스크(18);
    제1 마크(M11-M13) 또는 제1 마크(M11-M13)들을 검출하는, 고정형 제1 센서(20);
    제2 마크(M21-M26)들을 검출하는, 고정형 제2 센서(22); 및
    제1 센서(20)와 제2 센서(22)로부터 신호들을 수신하도록 구성되는 연소기관 제어 유닛(24);을 포함하는 실린더 검출 장치(4)에 있어서,
    각각의 사잇각(α)에 대해, 제1 디스크(16) 및 제2 디스크(18) 사이의 다양한 상대적 회전 위치에서, 관련된 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)에 의해 검출 가능하고, 관련된 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)에 의해 검출 가능하도록, 제1 마크(M11-M13)가 제1 디스크(16) 상에 배치되거나 제1 마크(M11-M13)들이 제1 디스크(16) 상에 서로 관련되게 배치되고, 제2 마크(M21-M26)들이 제2 디스크(18) 상에 서로 관련되게 배치되는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    피스톤(10)들의 점화 상사점 위치들 사이의 위치에서, 제1 마크(M11-M13) 또는 각각의 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)에 의해 검출될 수 있도록, 제1 마크(M11-M13) 또는 각각의 제1 마크(M11-M13)가 제1 디스크(16)의 하나의 회전 위치에 배치되고, 제1 센서(20)는 제1 디스크(16)에 관련되도록 위치 설정되며,
    피스톤(10)들의 점화 상사점 위치들 사이의 위치에서, 각각의 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)에 의해 검출될 수 있도록, 각각의 제2 마크(M21-M26)가 제2 디스크(18)의 하나의 회전 위치에 배치되고, 제2 센서(22)는 제2 디스크(18)에 관련되도록 위치 설정되는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 디스크(16)는 제1 마크(M11-M13)들 사이에 배치되는, 원주 방향으로 동일하게 이격되는 다수의 제1 표시기(50)를 포함하고, 제1 마크(M11-13) 또는 제1 마크(M11-M13)들은 제1 표시기(50)로부터 구별 가능한 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 디스크(16) 상에서 1 마크(M11-M13) 또는 각각의 제1 마크(M11-M13)는, 제1 디스크(16) 상에서 크랭크 샤프트(6)의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)로부터 또는 각각의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)에 대응하는 각각의 위치로부터, 회전 방향으로(rotationally) 적어도 5도만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 디스크(18)는, 제2 마크(M21-M26)들 사이에 배치되는, 원주 방향으로 동일하게 이격되는 다수의 제2 표시기(52)를 포함하고 제2 마크(M21-M26)들은 제2 표시기(52)로부터 구별 가능한 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 마크(M11-M13)들은, 제1 디스크(16)의 원주 방향으로, 제1 마크(M11-M13)들 사이의 간격이 동일하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 마크(M21-M26)들 중 적어도 2개는, 상기 2개의 제2 마크(M21-M26) 사이에 제2 디스크(18)의 원주 방향으로 다른 간격이 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    연소 기관 제어 유닛(24)은, 제1 센서(20)로부터 수신한 신호들에 기초하여, 제1 마크(M11-M13) 또는 제1 마크(M11-M13)들에 관련된 제1 신호(S11-S16)들을 식별하도록 구성되며, 연소 기관 제어 유닛(24)은 제2 센서(22)로부터 수신한 신호에 기초하여, 제2 마크(M21-M26)에 관련된 제2 신호(S21-S26)들을 식별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    연소 기관 제어 유닛(24)은 제1 신호(S11-S16)들과 제2 신호(S21-S26)들 사이의 위상 차를 식별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    연소 기관 제어 유닛(24)은 제1 신호(S11-S16)들 및 제2 신호(S21-S26)들 사이의 가변 위상 차를 식별하도록 구성되고, 연소 기관 제어 유닛(24)은 크랭크 샤프트(6)의 순간적인 회전 위치를 결정하기 위해 가변 위상 차를 평가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 장치.
  11. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 실린더 검출 장치(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 4-행정 내연기관(2).
  12. 4-행정 내연기관(2) 내 실린더를 검출하는 방법(100)으로,
    상기 4-행정 내연기관(2)은, 크랭크 샤프트(6), 각각 하나의 피스톤(10)을 갖는 적어도 2개의 실린더, 및 크랭크 샤프트(6)에 연결되는 캠 샤프트(12)를 포함하고, 캠 샤프트(12)가 360도 회전을 수행하는 동안, 크랭크 샤프트(6)는 720도 회전을 수행하며, 각각의 피스톤(10)은 크랭크 샤프트(6)에 연결되고, 각 피스톤(10)의 실린더 내에서 왕복 운동하며, 각각의 피스톤(10)은 크랭크 샤프트(6)의 720도 회전 동안에 크랭크 샤프트(6)의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6)에 대응하는 점화 상사점 위치를 취하도록 배치되고, 각각의 상부 회전 위치(TRP1-TRP6) 사이에서 크랭크 샤프트(6)의 사잇각(α)이 연장하며, 상기 장치(4)는, 크랭크 샤프트(6)에 연결되는 제1 디스크(16)로, 각각의 사잇각(α) 내에 제1 마크(M11-M13)를 포함하는 제1 디스크(16); 캠 샤프트(12)에 연결되는 제2 디스크(18)로, 실린더의 개수 당 하나의 제2 마크(M21-M26)를 포함하는 제2 디스크(18); 제1 마크(M11-M13) 또는 제1 마크(M11-M13)들을 검출하는 고정형 제1 센서(20); 제2 마크(M21-M26)들을 검출하는 고정형 제2 센서(22); 및 제1 센서(20)와 제2 센서(22)로부터 신호들을 수신하도록 구성되는 연소 기관 제어 유닛(24)을 포함하며, 각각의 사잇각(α)에 대하여, 제1 디스크(16) 및 제2 디스크(18) 사이의 다양한 상대적 회전 위치에서, 관련된 제1 마크(M11-M13)가 제1 센서(20)에 의해 검출될 수 있고, 관련된 제2 마크(M21-M26)가 제2 센서(22)에 의해 검출될 수 있도록, 제1 마크(M11-M13)는 제1 디스크(16) 상에 배치되거나 제1 마크(M11-M13)들이 제1 디스크(16) 상에 서로 관련되도록 배치되고, 제2 마크(M21-M26)들은 제2 디스크(18) 상에 서로 관련되도록 배치되며, 상기 방법(100)은,
    제1 센서(20)로 제1 마크(M11-M13) 또는 제1 마크(M11-M13)들 중 하나를 검출하는 단계(102);
    제2 센서(22)로 제2 마크(M21-M26)들 중 하나를 검출하는 단계(104);
    제1 마크(M11-M13) 또는 제1 마크(M11-M13)들 중 하나를 검출하는 단계(102) 및 제2 마크(M21-M26)들 중 하나를 검출하는 단계(104)에 기초하여, 제1 디스크(16) 및 제2 디스크(18) 사이의 상대적 회전 위치를 결정하는 단계(106);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방법(100)은,
    제1 센서(20)로부터 수신한 신호에 기초하여, 제1 마크(M11-M13) 또는 제1 마크(M11-M13)들에 관련된 제1 신호들을 식별하는 단계(108); 및
    제2 센서(22)로부터 수신한 신호들에 기초하여, 제2 마크(M21-M26)들에 관련된 제2 신호들을 식별하는 단계(110);를 포함하고,
    상기 상대적 회전 위치를 결정하는 단계(106)는,
    제1 신호들 및 제2 신호들 사이의 위상 차를 식별하는 단계(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제1 신호들과 제2 신호들 사이의 위상 차를 식별하는 단계(112)는,
    제1 신호들과 제2 신호들 사이의 가변 위상 차를 식별하는 단계(114); 및
    제1 및 제2 디스크(16, 18) 사이의 상대적 회전 위치를 결정하기 위해, 가변 위상 차를 평가하는 단계(116);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실린더 검출 방법.
  15. 4-행정 내연기관(2) 내 실린더를 검출하는 방법(100)을 수행하는 컴퓨터 프로그램으로,
    연소 기관 제어 유닛(24)의 계산 유닛(26)으로 하여금, 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램.
  16. 4-행정 내연기관(2) 내 실린더 검출 방법(100)을 수행하는 컴퓨터 프로그램 제품(90)으로,
    컴퓨터 프로그램은, 연소 기관 제어 유닛(24)의 계산 유닛(26)으로 하여금, 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법(100)을 수행하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020197019954A 2016-12-19 2017-11-28 4-행정 내연기관의 실린더 검출 KR20190089218A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1651669-2 2016-12-19
SE1651669A SE541683C2 (en) 2016-12-19 2016-12-19 Cylinder Detection in a Four-stroke Internal Combustion Engine
PCT/SE2017/051178 WO2018117930A1 (en) 2016-12-19 2017-11-28 Cylinder detection in a four-stroke internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190089218A true KR20190089218A (ko) 2019-07-30

Family

ID=60702938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197019954A KR20190089218A (ko) 2016-12-19 2017-11-28 4-행정 내연기관의 실린더 검출

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11585287B2 (ko)
EP (1) EP3555449B1 (ko)
KR (1) KR20190089218A (ko)
CN (1) CN110139978B (ko)
SE (1) SE541683C2 (ko)
WO (1) WO2018117930A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3084404B1 (fr) * 2018-07-24 2021-10-08 Continental Automotive France Cible pour un arbre d'un moteur a combustion

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63198740A (ja) * 1987-02-13 1988-08-17 Fuji Heavy Ind Ltd 内燃機関のクランク角度検出装置
DE4129344C2 (de) * 1991-09-04 2001-08-16 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Erfassung des Drehwinkels von zwei rotierenden Teilen
DE4141713C2 (de) 1991-12-18 2003-11-06 Bosch Gmbh Robert Geberanordnung zur Zylindererkennung und zum Notlaufbetrieb bei einer Brennkraftmaschine mit n Zylindern
JP3407338B2 (ja) 1992-08-04 2003-05-19 株式会社デンソー エンジン制御装置
DE4310460C2 (de) * 1993-03-31 2003-12-18 Bosch Gmbh Robert Geberanordnung zur schnellen Zylindererkennung bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
JP3325151B2 (ja) * 1995-04-06 2002-09-17 三菱電機株式会社 内燃機関制御装置
JP3325152B2 (ja) * 1995-04-06 2002-09-17 三菱電機株式会社 内燃機関制御装置
JP3325153B2 (ja) * 1995-04-17 2002-09-17 三菱電機株式会社 内燃機関制御装置
JP3325155B2 (ja) * 1995-04-21 2002-09-17 三菱電機株式会社 内燃機関制御装置
JP3325154B2 (ja) * 1995-04-21 2002-09-17 三菱電機株式会社 内燃機関制御装置
DE19521277A1 (de) 1995-06-10 1996-12-12 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Zylindererkennung bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
DE19638010A1 (de) * 1996-09-18 1998-03-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung der Phasenlage bei einer 4-Takt Brennkraftmaschine
DE19638338A1 (de) 1996-09-19 1998-04-02 Bosch Gmbh Robert Geberanordnung zur schnellen Zylindererkennung bei einer Brennkraftmaschine
US6035826A (en) 1997-09-30 2000-03-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Crank angle detecting apparatus of internal combustion engine
JP3599554B2 (ja) * 1998-01-30 2004-12-08 株式会社日立製作所 内燃機関の気筒判定装置
DE19808744A1 (de) 1998-03-02 1999-05-12 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
JPH11311148A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Hitachi Ltd エンジンの気筒判定装置
WO2000075500A1 (fr) 1999-06-07 2000-12-14 Keihin Corporation Detecteur de la position angulaire du vilebrequin d'un moteur a combustion interne
US6474278B1 (en) 2000-11-20 2002-11-05 General Motors Corporation Global cam sensing system
US6609498B2 (en) * 2001-07-02 2003-08-26 General Motors Corporation Target wheel tooth detection
JP4151279B2 (ja) 2002-02-26 2008-09-17 株式会社デンソー エンジン制御装置
JP3794485B2 (ja) 2002-06-26 2006-07-05 三菱電機株式会社 内燃機関の気筒判別装置
JP4014580B2 (ja) * 2004-04-02 2007-11-28 株式会社ケーヒン 内燃エンジンの点火時期制御装置
US7000598B2 (en) * 2004-05-27 2006-02-21 General Electric Company Bumpless crankshift position sensing
JP2006257958A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 Hitachi Ltd カム位相センサ,可変バルブタイミング機構の制御装置及び可変バルブタイミング機構の制御方法
CN1298986C (zh) * 2005-04-29 2007-02-07 清华大学 一种四缸机电控发动机凸轮轴及发动机相位检测方法
CN101210522B (zh) * 2006-12-31 2010-08-25 比亚迪股份有限公司 一种信号盘和包括该信号盘的发动机气缸顺序判别装置以及方法
US20080295803A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Caterpillar Inc. Camshaft wheel for determining startup engine angle and machine using same
JP4901949B2 (ja) 2009-03-18 2012-03-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転検出装置
JP5165705B2 (ja) 2010-01-28 2013-03-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
JP5359932B2 (ja) * 2010-02-26 2013-12-04 日産自動車株式会社 4ストロークサイクル内燃機関およびその気筒判別方法
US8667937B2 (en) * 2011-03-07 2014-03-11 Caterpillar Inc. Apparatus for sensing cam phaser position
JP5591202B2 (ja) * 2011-09-20 2014-09-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変バルブタイミング機構の制御装置
US8548716B2 (en) 2011-11-23 2013-10-01 Ford Global Technologies, Llc Variable cam control in an engine
US9297321B2 (en) * 2011-12-13 2016-03-29 Woodward, Inc. Flexible crank angle position sensing
FR2991720B1 (fr) * 2012-06-12 2014-07-11 Continental Automotive France Methode d'identification des fronts sur une cible d'arbre a came
CN203321689U (zh) * 2013-05-23 2013-12-04 武汉维思艾克软件有限公司 内燃机及该内燃机的汽缸判定装置
CN105736157B (zh) * 2016-03-02 2018-12-28 无锡威孚高科技集团股份有限公司 电控柴油发动机凸轮轴信号处理和快速确定相位的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11585287B2 (en) 2023-02-21
EP3555449A1 (en) 2019-10-23
BR112019010900A2 (pt) 2019-10-01
SE1651669A1 (sv) 2018-06-20
CN110139978B (zh) 2022-06-03
US20200025123A1 (en) 2020-01-23
WO2018117930A1 (en) 2018-06-28
EP3555449B1 (en) 2024-05-22
SE541683C2 (en) 2019-11-26
CN110139978A (zh) 2019-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3592328B2 (ja) 多気筒内燃機関における迅速な気筒識別センサ装置
US20140360254A1 (en) Camshaft position pulse-generating wheel and method and device for ascertaining a camshaft position
US5056360A (en) Selection of velocity interval for power stroke acceleration measurements
US9568310B2 (en) Method and device for ascertaining a position of a camshaft and a phase of an internal combustion engine
US7475682B2 (en) Method for determining the phasing of an internal combustion engine
RU2020115507A (ru) Система и способ обнаружения неисправных цилиндров турбодизельного двигателя
CN104364501B (zh) 用于识别凸轮轴目标上的边缘的方法
KR100335927B1 (ko) 크랭크 각도 신호 처리장치 및 그 처리 방법
JP3786269B2 (ja) 内燃機関のクランク角度検出装置
JP2009541629A (ja) ミスファイアを検出する方法および相応する装置
KR101857845B1 (ko) 사이클 운동의 시작 위치를 검출하기 위한 방법
KR20190089218A (ko) 4-행정 내연기관의 실린더 검출
JPH06129298A (ja) 内燃機関の失火検出装置
JPH09329054A (ja) 燃焼ミスファイヤの検出方法
US6837100B1 (en) Detection of combustion misfiring
BR112019010900B1 (pt) Arranjo para detecção de cilindro em um motor de combustão interna de quatro tempos, motor de combustão interna de quatro tempos, método para detecção de cilindro em um motor de combustão interna de quatro tempos e suporte legível por computador
RU2637798C2 (ru) Система распределительного вала поршневого двигателя внутреннего сгорания, а также поршневой двигатель внутреннего сгорания с такой системой распределительного вала
US11512676B2 (en) Detection apparatus and control apparatus
JPH04113244A (ja) 内燃機関の失火検出装置
KR100273554B1 (ko) 실린더의 기통 판별장치 및 그를 이용한 엔진회전수 계산방법
JP2013024062A (ja) エンジンの気筒判定装置
JP2004225552A (ja) 多気筒内燃機関の失火検出装置
WO2014199018A1 (en) Determination of angular speed in an engine
JP2003113736A (ja) 失火検出装置
EP0690300A2 (en) Engine position determining apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application