JP2944746B2 - ４サイクル機関の動作サイクル検出方法 - Google Patents
４サイクル機関の動作サイクル検出方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、４サイクル機関の気筒のそれぞれの動作サ
イクルを検出する方法に関する。このような機関の４つ
のサイクルは以下、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排
気行程と称する。電子制御過程では、種々異なる信号毎
に、それぞれの気筒の動作サイクルを正確に識別するこ
とが重要である。例えば、個別火花コイルを有する電子
点火の場合、ピストンが所定クランク角度差だけ燃焼行
程の上死点前にある時間を正確に検出しなければならな
い。
イクルを検出する方法に関する。このような機関の４つ
のサイクルは以下、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排
気行程と称する。電子制御過程では、種々異なる信号毎
に、それぞれの気筒の動作サイクルを正確に識別するこ
とが重要である。例えば、個別火花コイルを有する電子
点火の場合、ピストンが所定クランク角度差だけ燃焼行
程の上死点前にある時間を正確に検出しなければならな
い。
従来の技術 気筒動作サイクル検出のために特に２つの方法が公知
である。一方の方法では点火分配器からの信号を利用す
る。点火線路には誘導センサが配置されでおり、このセ
ンサはすべて720゜毎に信号を送出する。というのは、7
20゜毎のクランク角度で点火信号がそれぞれの気筒に出
力されるからである。このセンサ信号の発生には被監視
気筒の動作サイクルが正確に配属されている。この１つ
の気筒の動作サイクルが既知となれば、他の気筒がそれ
ぞれどの動作サイクルにあるのかを検出できる。
である。一方の方法では点火分配器からの信号を利用す
る。点火線路には誘導センサが配置されでおり、このセ
ンサはすべて720゜毎に信号を送出する。というのは、7
20゜毎のクランク角度で点火信号がそれぞれの気筒に出
力されるからである。このセンサ信号の発生には被監視
気筒の動作サイクルが正確に配属されている。この１つ
の気筒の動作サイクルが既知となれば、他の気筒がそれ
ぞれどの動作サイクルにあるのかを検出できる。
例えば、EP0058562から公知のような別の方法で、カ
ムシャフトセンサからの信号が使用される。カムシャフ
トはクランクシャフトの２回転で１回転だけする。その
結果、クランク軸の各720゜の回転後にそれぞれセンサ
信号が送出される。機関構造に基づき、このセンサ信号
の発生には個々の気筒の動作サイクルが正確に対応付け
られている。
ムシャフトセンサからの信号が使用される。カムシャフ
トはクランクシャフトの２回転で１回転だけする。その
結果、クランク軸の各720゜の回転後にそれぞれセンサ
信号が送出される。機関構造に基づき、このセンサ信号
の発生には個々の気筒の動作サイクルが正確に対応付け
られている。
自動車電子技術では基本的に、所望の情報量をできる
だけ少ないセンサにより得たいという希望がある。これ
従い、４サイクル機関での動作サイクル検出を、前に述
べた点火線路の誘導センサまたはカムシャフトセンサの
ような、そのために特別なセンサを必要としないように
構成することが長い間試みられてきた。
だけ少ないセンサにより得たいという希望がある。これ
従い、４サイクル機関での動作サイクル検出を、前に述
べた点火線路の誘導センサまたはカムシャフトセンサの
ような、そのために特別なセンサを必要としないように
構成することが長い間試みられてきた。
WO87/05971から内燃機関の気筒の動作サイクルを検出
する方法が公知である。この方法では、動作サイクルで
変形された量、例えば回転数または燃焼室の圧力が、回
転毎に基準パルスを形成するクランク軸センサの信号と
共に基準とされる。基準パルスと変形された信号の最大
値の発生により、気筒数が奇数の内燃機関の場合、明確
な動作サイクル検出を行うことができる。
する方法が公知である。この方法では、動作サイクルで
変形された量、例えば回転数または燃焼室の圧力が、回
転毎に基準パルスを形成するクランク軸センサの信号と
共に基準とされる。基準パルスと変形された信号の最大
値の発生により、気筒数が奇数の内燃機関の場合、明確
な動作サイクル検出を行うことができる。
しかし公知の方法には気筒数が奇数の場合しか使用す
ることができないという欠点がある。
ることができないという欠点がある。
発明の開示 ４サイクル内燃機関の気筒のそれぞれの動作サイクル
を検出するための本発明による方法では、少なくとも１
つの燃焼経過センサによる信号が検出され、その信号の
レベルから被監視気筒の動作サイクルおよび他の気筒の
動作サイクルが検出される。
を検出するための本発明による方法では、少なくとも１
つの燃焼経過センサによる信号が検出され、その信号の
レベルから被監視気筒の動作サイクルおよび他の気筒の
動作サイクルが検出される。
燃焼経過センサとして特に２つの形式のセンサが考え
られる。すなわち、気筒内部の圧力を監視する圧力セン
サと、機関ブロックの衝撃波振動を測定し、所定のクラ
ンク軸領域内の過渡に大きな信号によりノッキング燃焼
を検出するノックセンサである。
られる。すなわち、気筒内部の圧力を監視する圧力セン
サと、機関ブロックの衝撃波振動を測定し、所定のクラ
ンク軸領域内の過渡に大きな信号によりノッキング燃焼
を検出するノックセンサである。
個々の気筒における燃焼経過を監視し、それにより制
御するために、機関がこのような圧力センサを使用して
いれば、これらセンサのうちの１つのセンサの信号を検
出するだけで、気筒動作サイクル検出には十分である。
御するために、機関がこのような圧力センサを使用して
いれば、これらセンサのうちの１つのセンサの信号を検
出するだけで、気筒動作サイクル検出には十分である。
720゜毎のクランク角度で各センサに特別に高い信号
が発生する。すなわち、シリンダ圧がその最大圧に達す
る。圧力センサの信号レベルは、燃焼過程の間だけ上回
るような閾値と比較され、信号レベルがその閾値を上回
るとき、監視視気筒の動作サイクル、ひいては他の気筒
のそれぞれのサイクルが検出される。
が発生する。すなわち、シリンダ圧がその最大圧に達す
る。圧力センサの信号レベルは、燃焼過程の間だけ上回
るような閾値と比較され、信号レベルがその閾値を上回
るとき、監視視気筒の動作サイクル、ひいては他の気筒
のそれぞれのサイクルが検出される。
上に述べたような相当の比較がすべての圧力センサに
対して実行されれば、気筒動作サイクル検出は720゜毎
だけでなく720/n゜毎のクランク角度で可能である。こ
こでｎは４サイクル機関の気筒数である。閾値との比較
を１回だけ行うのではなく、少くとも１つの圧力センサ
からの信号経過を所定のクランク角度領域において監視
するならば、さらに迅速な気筒動作サイクル検出が可能
である。信号の経過、すなわち信号レベルの増大と減少
の大きさから被監視気筒の動作サイクルが検出される。
対して実行されれば、気筒動作サイクル検出は720゜毎
だけでなく720/n゜毎のクランク角度で可能である。こ
こでｎは４サイクル機関の気筒数である。閾値との比較
を１回だけ行うのではなく、少くとも１つの圧力センサ
からの信号経過を所定のクランク角度領域において監視
するならば、さらに迅速な気筒動作サイクル検出が可能
である。信号の経過、すなわち信号レベルの増大と減少
の大きさから被監視気筒の動作サイクルが検出される。
ノックセンサが使用される場合、有利にはセンサの信
号はそれぞれ所定のクランク角度領域にわたって評価さ
れる。この角度領域では、機関にノッキングが発生して
いなくても被監視機関が特に大きなノイズを発生するこ
とがわかっている。ここではカムが弁皿に衝突すると
き、弁がその弁座に衝突するときまたはピストンが切り
替わるときに発生するノイズが取扱われる。上に述べた
３つのノイズの種類はすべて、排気行程終了と吸気行程
開始との間でピストンが上死点付近にあるときに発生す
る。この種のノイズは、機関ブロックの異なる位置に配
置された２つのセンサにより各個別の気筒毎にそれぞれ
異なる強度で検出される。従いどの気筒からノイズが発
生しているのかがそれぞれ既知となる。所定の気筒のノ
イズが閾値を上回ると、この気筒が丁度特に強いノイズ
を発生するクランク角度領域を通過していることがわか
る。これによりこの気筒の動作サイクルないしガス交換
サイクルが既知となる。さらに各気筒の固有のノックセ
ンサを配属し、気筒の出力信号が閾値を上回るときその
気筒および他の気筒の動作サイクルを識別することがで
きる。
号はそれぞれ所定のクランク角度領域にわたって評価さ
れる。この角度領域では、機関にノッキングが発生して
いなくても被監視機関が特に大きなノイズを発生するこ
とがわかっている。ここではカムが弁皿に衝突すると
き、弁がその弁座に衝突するときまたはピストンが切り
替わるときに発生するノイズが取扱われる。上に述べた
３つのノイズの種類はすべて、排気行程終了と吸気行程
開始との間でピストンが上死点付近にあるときに発生す
る。この種のノイズは、機関ブロックの異なる位置に配
置された２つのセンサにより各個別の気筒毎にそれぞれ
異なる強度で検出される。従いどの気筒からノイズが発
生しているのかがそれぞれ既知となる。所定の気筒のノ
イズが閾値を上回ると、この気筒が丁度特に強いノイズ
を発生するクランク角度領域を通過していることがわか
る。これによりこの気筒の動作サイクルないしガス交換
サイクルが既知となる。さらに各気筒の固有のノックセ
ンサを配属し、気筒の出力信号が閾値を上回るときその
気筒および他の気筒の動作サイクルを識別することがで
きる。
図面 以下、本発明を図面に示された実施例に基づき説明す
る。
る。
図１は、４つの気筒と気筒毎にそれぞれ１つの圧力セ
ンサとクランク角度センサを有する機関ブロックの模式
図である。
ンサとクランク角度センサを有する機関ブロックの模式
図である。
図２は、動作サイクル検出のために燃焼経過センサの
信号が使用される方法ステップを説明するためのフロー
チャートである。ここで燃焼経過センサは圧力センサで
ある。
信号が使用される方法ステップを説明するためのフロー
チャートである。ここで燃焼経過センサは圧力センサで
ある。
図３は、図１に相応するが、４つの圧力センサではな
く２つのノックセンサを有する機関ブロックの模式図で
ある。
く２つのノックセンサを有する機関ブロックの模式図で
ある。
図４は、ノックセンサからの信号を評価するための回
路のブロック回路図である。
路のブロック回路図である。
図５は、気筒の動作クロックを識別するためにノック
センサの信号を使用する方法を説明するためのフローチ
ャートである。
センサの信号を使用する方法を説明するためのフローチ
ャートである。
図６は、各気筒にそれぞれ１つのノックセンサとクラ
ンク軸センサを有する４気筒機関ブロックの模式図であ
る。付加的にノックセンサと制御装置との間の接続が示
されている。
ンク軸センサを有する４気筒機関ブロックの模式図であ
る。付加的にノックセンサと制御装置との間の接続が示
されている。
図７は、燃焼経過センサとしてノックセンサを有する
図２に相応の方法経過を説明するためのフローチャート
である。
図２に相応の方法経過を説明するためのフローチャート
である。
実施例の説明 まず、図１、３、４による装置は公知であることを述
べておく。これらの装置は新しい付加的な形式で用いら
れ、そのために図２と図５の例でフローチャートが用い
られる。
べておく。これらの装置は新しい付加的な形式で用いら
れ、そのために図２と図５の例でフローチャートが用い
られる。
図１の機関ブロック10の模式図には４つのシリンダZ1
〜Z4が円として示されている。各気筒では圧力センサが
設けられている。これらセンサはS1〜S4で示されてい
る。これらセンサは信号S_1〜S_4を送出する。各信号は
それぞれの気筒のほぼ上死点付近で最大値に達する。い
つそれぞれのクランク角度に達したかは、クランク角度
センサにより検出可能である。
〜Z4が円として示されている。各気筒では圧力センサが
設けられている。これらセンサはS1〜S4で示されてい
る。これらセンサは信号S_1〜S_4を送出する。各信号は
それぞれの気筒のほぼ上死点付近で最大値に達する。い
つそれぞれのクランク角度に達したかは、クランク角度
センサにより検出可能である。
図２に示された方法では、ステップs1にてクランク角
度が２つの所定の値の一方に達したかどうかが達するま
で検査される。２つの所定の値は次のようなクランク角
度値である。すなわち、この角度値では気筒のうちのそ
れぞれ２つ、例えば点火順序Z1−Z3−Z4−Z2の場合、シ
リンダZ1とZ3に対して最大燃焼圧力に達するような角度
値である。引続くステップs2では、４つの信号S_1〜S_4
が検出され、引続くステップで４つの信号のどれが所定
の閾値を上回ったかが検査される。閾値を越える信号
は、所属の気筒が燃焼行程にあることを指示する。これ
により他の気筒の動作サイクルも検出される。
度が２つの所定の値の一方に達したかどうかが達するま
で検査される。２つの所定の値は次のようなクランク角
度値である。すなわち、この角度値では気筒のうちのそ
れぞれ２つ、例えば点火順序Z1−Z3−Z4−Z2の場合、シ
リンダZ1とZ3に対して最大燃焼圧力に達するような角度
値である。引続くステップs2では、４つの信号S_1〜S_4
が検出され、引続くステップで４つの信号のどれが所定
の閾値を上回ったかが検査される。閾値を越える信号
は、所属の気筒が燃焼行程にあることを指示する。これ
により他の気筒の動作サイクルも検出される。
図２の方法は、容易に種々の形式に適用できる。ステ
ップs2では４つの信号すべてを検出する必要はなく、ク
ランク角度に基づき閾値を上回る可能性のある２つの信
号を検出するだけで十分である。これは例えば信号S_2
〜S_3である。これにより２つの信号を、閾値の上回り
について検査することができる。しかし、１つの信号、
例えば信号S_2だけを検査するだけでも十分である。こ
の信号が閾値を上回ると、気筒Z2が燃焼行程にあること
が検出される。閾値以下に留まれば、気筒Z3が燃焼行程
にあることが検出される。
ップs2では４つの信号すべてを検出する必要はなく、ク
ランク角度に基づき閾値を上回る可能性のある２つの信
号を検出するだけで十分である。これは例えば信号S_2
〜S_3である。これにより２つの信号を、閾値の上回り
について検査することができる。しかし、１つの信号、
例えば信号S_2だけを検査するだけでも十分である。こ
の信号が閾値を上回ると、気筒Z2が燃焼行程にあること
が検出される。閾値以下に留まれば、気筒Z3が燃焼行程
にあることが検出される。
今まで述べた変形実施例は180゜毎の動作サイクル検
出を可能にする。測定値が唯１つの所定のクランク角度
でだけ検出されるならば、動作サイクル検出は360゜毎
のクランク角度で可能である。唯１つの圧力センサから
の信号しか用いられないならば、検出の可能性は720゜
毎に得られる。
出を可能にする。測定値が唯１つの所定のクランク角度
でだけ検出されるならば、動作サイクル検出は360゜毎
のクランク角度で可能である。唯１つの圧力センサから
の信号しか用いられないならば、検出の可能性は720゜
毎に得られる。
図２により示された実施例では、圧力センサS1〜S4の
信号が１つの閾値と比較されるだけである。その代わり
に、信号の少なくとも１つの経過がそれぞれ所定のクラ
ンク角度領域にわたって評価されるようにすれば、動作
サイクルの検出は180゜より少ないクランク軸回転後に
既に可能である。
信号が１つの閾値と比較されるだけである。その代わり
に、信号の少なくとも１つの経過がそれぞれ所定のクラ
ンク角度領域にわたって評価されるようにすれば、動作
サイクルの検出は180゜より少ないクランク軸回転後に
既に可能である。
図３〜図５の実施例では、圧力センサではなくノック
センサにより動作する。
センサにより動作する。
図３には、直列に配置された４つのシリンダZ1〜Z4を
有するシリンダブロック10が示されている。気筒Z1とZ2
との間では、第１のノックセンサSK1が機関ブロック10
に配置されており、一方気筒Z3とZ4との間には第２のノ
ックセンサが配置されている。第１のノックセンサSK1
と第１の気筒Z1との間の機関長手方向距離はａにより示
されている。気筒Z4までの距離は従い5aである。気筒Z2
までには同様に距離ａがあり、気筒Z3までの距離は3aで
ある。点火順序Z1−Z3−Z4−Z2の場合、気筒Z1とZ4のピ
ストンはクランク角度０゜の際に上死点に存在する。次
いで気筒Z2とZ4のピストンがクランク角度180゜の際に
上死点に達する。しかし上死点にある２つの気筒は異な
る動作サイクルを経過している。そのため、クランク角
度を知るだけでは、動作サイクルを検出するのに不十分
である。
有するシリンダブロック10が示されている。気筒Z1とZ2
との間では、第１のノックセンサSK1が機関ブロック10
に配置されており、一方気筒Z3とZ4との間には第２のノ
ックセンサが配置されている。第１のノックセンサSK1
と第１の気筒Z1との間の機関長手方向距離はａにより示
されている。気筒Z4までの距離は従い5aである。気筒Z2
までには同様に距離ａがあり、気筒Z3までの距離は3aで
ある。点火順序Z1−Z3−Z4−Z2の場合、気筒Z1とZ4のピ
ストンはクランク角度０゜の際に上死点に存在する。次
いで気筒Z2とZ4のピストンがクランク角度180゜の際に
上死点に達する。しかし上死点にある２つの気筒は異な
る動作サイクルを経過している。そのため、クランク角
度を知るだけでは、動作サイクルを検出するのに不十分
である。
各気筒が上死点領域で排気過程から吸気過程へ移行す
る際に特に大きなノイズを形成する機関が存在すると仮
定する。すなわち、開放弁のタペットにカムが衝突する
こと、上死点通過の際にピストンが切り替わること、お
よび排気弁の皿がその弁座に衝突することによりノイズ
が形成される。このサイクル時間を以下、交差行程と称
する。気筒Z1がその交差行程を通過すると、その際に形
成されたノイズは、気筒Z4から相応のノイズが送出され
るときよりも第１のノックセンサSK1によって格段に強
く検出される。音波強度はノックセンサから気筒までの
距離の二乗で減衰する。その結果、相互の強度比はほぼ
25:1である。気筒Z2とZ3からの信号に対しては、比はほ
ぼ9:1である。従って、気筒Z1とZ4のピストンがそれぞ
れ上死点にあるクランク角度における信号を検出する
と、特に確実な動作サイクル検出が可能である。強いノ
イズがノックセンサSK1により測定されると、これは気
筒Z1が交差行程を経過中であることのサインである。そ
の他の場合には気筒Z4が交差行程中にある。クランク角
度を検出するためにクランク角度センサ11がまた設けら
れる。
る際に特に大きなノイズを形成する機関が存在すると仮
定する。すなわち、開放弁のタペットにカムが衝突する
こと、上死点通過の際にピストンが切り替わること、お
よび排気弁の皿がその弁座に衝突することによりノイズ
が形成される。このサイクル時間を以下、交差行程と称
する。気筒Z1がその交差行程を通過すると、その際に形
成されたノイズは、気筒Z4から相応のノイズが送出され
るときよりも第１のノックセンサSK1によって格段に強
く検出される。音波強度はノックセンサから気筒までの
距離の二乗で減衰する。その結果、相互の強度比はほぼ
25:1である。気筒Z2とZ3からの信号に対しては、比はほ
ぼ9:1である。従って、気筒Z1とZ4のピストンがそれぞ
れ上死点にあるクランク角度における信号を検出する
と、特に確実な動作サイクル検出が可能である。強いノ
イズがノックセンサSK1により測定されると、これは気
筒Z1が交差行程を経過中であることのサインである。そ
の他の場合には気筒Z4が交差行程中にある。クランク角
度を検出するためにクランク角度センサ11がまた設けら
れる。
既に説明したように、特に強い機関ノイズは通常所定
のクランク角度領域内で発生する。従って、ノックセン
サからの信号を唯１つの所定のクランク角度の際にのみ
それぞれ検出するのではなく、積分信号を用いることが
推奨される。ノックセンサの信号を積分するためには、
通常図４に示された回路が用いられる。この回路によれ
ば、２つのノックセンサSK1とSK2からの信号は選択的に
スイッチ12を介して増幅器13、後続の帯域フィルタ14、
整流器15およびアナログ積分器16に送出される。スイッ
チ12はクランク軸センサ11からの信号により切り換えら
れる。信号は各切換と共に積分器をリセットする。積分
器16の出力側にはそのリセット後のそれぞれの時間で、
どのノックセンサが丁度接続されているかによって、積
分信号SI_またはSI_S2が発生する。
のクランク角度領域内で発生する。従って、ノックセン
サからの信号を唯１つの所定のクランク角度の際にのみ
それぞれ検出するのではなく、積分信号を用いることが
推奨される。ノックセンサの信号を積分するためには、
通常図４に示された回路が用いられる。この回路によれ
ば、２つのノックセンサSK1とSK2からの信号は選択的に
スイッチ12を介して増幅器13、後続の帯域フィルタ14、
整流器15およびアナログ積分器16に送出される。スイッ
チ12はクランク軸センサ11からの信号により切り換えら
れる。信号は各切換と共に積分器をリセットする。積分
器16の出力側にはそのリセット後のそれぞれの時間で、
どのノックセンサが丁度接続されているかによって、積
分信号SI_またはSI_S2が発生する。
図３または図４の装置を用いて実施可能な方法が図５
のフローチャートに示されている。ステップs5.1では、
クランク角度が気筒Z1とZ4の上死点後の所定の値を有し
ているか否かが検査される。所定の値を有している場
合、ステップs5.2で第１のノックセンサSK1の積分値SI
−S1が検出される。検出された値は閾値S_THと比較され
る（ステップs5.3）。閾値を上回っていれば、これは気
筒Z1が吸気行程にあることを示す。その他の場合には、
気筒Z4が吸気行程にある。
のフローチャートに示されている。ステップs5.1では、
クランク角度が気筒Z1とZ4の上死点後の所定の値を有し
ているか否かが検査される。所定の値を有している場
合、ステップs5.2で第１のノックセンサSK1の積分値SI
−S1が検出される。検出された値は閾値S_THと比較され
る（ステップs5.3）。閾値を上回っていれば、これは気
筒Z1が吸気行程にあることを示す。その他の場合には、
気筒Z4が吸気行程にある。
図５に示された方法では、第１のノックセンサSK1か
らの信号のみが使用される。図４に示されているよう
に、第２のノックセンサSK2からの信号SI_S2も使用する
ことができる。この信号は、測定結果をさらに確実にす
るために使用することができる。動作サイクル検出のた
めの条件として、１つのノックセンサからの信号が閾値
を上回るだけでは十分でなく、付加的条件も満たされな
ければならない。すなわち、他のノックセンサの信号は
閾値の下側に留まるという条件を満たさなければならな
い。２つの信号が閾値を上回るか、または２つが閾値の
下側に留まれば、検出は失敗したことになる。
らの信号のみが使用される。図４に示されているよう
に、第２のノックセンサSK2からの信号SI_S2も使用する
ことができる。この信号は、測定結果をさらに確実にす
るために使用することができる。動作サイクル検出のた
めの条件として、１つのノックセンサからの信号が閾値
を上回るだけでは十分でなく、付加的条件も満たされな
ければならない。すなわち、他のノックセンサの信号は
閾値の下側に留まるという条件を満たさなければならな
い。２つの信号が閾値を上回るか、または２つが閾値の
下側に留まれば、検出は失敗したことになる。
１つの所定の閾値でのみ測定すれば、気筒動作サイク
ル検出は360゜毎に可能である。これに対して、２つの
ノックセンサの少なくとも１つの測定値を180゜毎に検
出すれば、動作サイクル検出は180゜毎に可能である。
その場合特に気筒Z2とZ32との信号を区別しなければな
らない。これらの信号はその強度において、気筒Z1とZ4
の信号よりも相互に僅かしか異なっていない。そのため
この検出が障害に対して脆弱である。
ル検出は360゜毎に可能である。これに対して、２つの
ノックセンサの少なくとも１つの測定値を180゜毎に検
出すれば、動作サイクル検出は180゜毎に可能である。
その場合特に気筒Z2とZ32との信号を区別しなければな
らない。これらの信号はその強度において、気筒Z1とZ4
の信号よりも相互に僅かしか異なっていない。そのため
この検出が障害に対して脆弱である。
ノックセンサの信号評価のすべての場合に対して次の
ことが強く推奨される。すなわち、動作サイクルを場合
により発生するノック信号によって間違えないようにす
るため、ノッキングの発生し得る角度領域ではなく他の
角度領域で発生する機関ノイズを評価する。
ことが強く推奨される。すなわち、動作サイクルを場合
により発生するノック信号によって間違えないようにす
るため、ノッキングの発生し得る角度領域ではなく他の
角度領域で発生する機関ノイズを評価する。
ノッキング識別のためには、図４の回路のスイッチが
従来通り次のように操作される。すなわち、丁度ノッキ
ングの発生し得る気筒に一番近いノックセンサによりそ
れぞれの信号が検出されるように操作するのである。点
火順序がZ1−Z3−Z4−Z2の場合、切り替え順序はSK1−S
K2−SK1−SK2である。機関の始動時で気筒動作サイクル
検出を可能な限り迅速、確実かつ簡単に実行すべき場
合、上記の切り替え順序から離れ、気筒動作サイクル検
出がうまく行われるまで、２つのノックセンサのうちの
１つのみを繰返し接続することが推奨される。従って、
図５に基づき説明した方法ステップから出発するのが有
利である。
従来通り次のように操作される。すなわち、丁度ノッキ
ングの発生し得る気筒に一番近いノックセンサによりそ
れぞれの信号が検出されるように操作するのである。点
火順序がZ1−Z3−Z4−Z2の場合、切り替え順序はSK1−S
K2−SK1−SK2である。機関の始動時で気筒動作サイクル
検出を可能な限り迅速、確実かつ簡単に実行すべき場
合、上記の切り替え順序から離れ、気筒動作サイクル検
出がうまく行われるまで、２つのノックセンサのうちの
１つのみを繰返し接続することが推奨される。従って、
図５に基づき説明した方法ステップから出発するのが有
利である。
図６には、機関ブロックが図１に相応して示されてい
る。ここでは４つの気筒Z1〜Z4にそれぞれ１つのノック
センサS1′〜S4′が配属されている。ノックセンサS1′
〜S4′は信号s_s1′〜s_s4′を送出する。これらの信号
はそれぞれの気筒に対応することができ、所属する気筒
が上死点領域において排気行程から吸気行程へ移行する
際、特に強いノイズを形成するときに最大値となる。
る。ここでは４つの気筒Z1〜Z4にそれぞれ１つのノック
センサS1′〜S4′が配属されている。ノックセンサS1′
〜S4′は信号s_s1′〜s_s4′を送出する。これらの信号
はそれぞれの気筒に対応することができ、所属する気筒
が上死点領域において排気行程から吸気行程へ移行する
際、特に強いノイズを形成するときに最大値となる。
図２の方法ステップに相応して図７に示された方法で
は（従って詳細には説明しない）、所定の閾値を上回る
ことからそれぞれの気筒の存在する動作サイクルが識別
される。圧力センサ信号の評価に基づく図２の方法とは
異なり、ノックセンサ信号の評価の際には閾値を上回る
ことから当該の気筒が吸気行程にあることが識別され
る。
は（従って詳細には説明しない）、所定の閾値を上回る
ことからそれぞれの気筒の存在する動作サイクルが識別
される。圧力センサ信号の評価に基づく図２の方法とは
異なり、ノックセンサ信号の評価の際には閾値を上回る
ことから当該の気筒が吸気行程にあることが識別され
る。
図６に示された装置では17により評価回路の構成が示
されている。この評価回路は通常図１または図４の装置
に対するのと同様に使用することができる。
されている。この評価回路は通常図１または図４の装置
に対するのと同様に使用することができる。
評価回路17はマルチプレクサ18並びにマイクロプロセ
ッサ19を有しており、マイクロプロセッサは例えば図示
しない制御装置の構成素子である。
ッサ19を有しており、マイクロプロセッサは例えば図示
しない制御装置の構成素子である。
ノックセンサS1′〜S4′はそれぞれ１つの線路を介し
てマルチプレクサ18と接続されているか、またはこれを
介して別の線路により、マイクロプロセッサ19のA/D変
換器ADCと接続されている。しかしノックセンサは直接
４つのADCを介してマイクロプロセッサ19と接続するこ
ともできる。
てマルチプレクサ18と接続されているか、またはこれを
介して別の線路により、マイクロプロセッサ19のA/D変
換器ADCと接続されている。しかしノックセンサは直接
４つのADCを介してマイクロプロセッサ19と接続するこ
ともできる。
前者の場合処理はマルチプレクサ動作で行われ、後者
の場合信号はパラレル動作で処理される。マルチプレク
サ18の制御はマイクロプロセッサ19により線路20を介し
て行われる。
の場合信号はパラレル動作で処理される。マルチプレク
サ18の制御はマイクロプロセッサ19により線路20を介し
て行われる。
通常のノッキング識別のために装置21が設けられてお
り、この装置でノッキング識別が通常のように行われ
る。
り、この装置でノッキング識別が通常のように行われ
る。
図３の装置に相応してノッキング信号評価の説明の際
に述べた方法ステップ、例えば信号の積分、積分値と閾
値との比較は、勿論図６の装置によっても実現される。
に述べた方法ステップ、例えば信号の積分、積分値と閾
値との比較は、勿論図６の装置によっても実現される。
実施例は４気筒４サイクル機関の動作サイクル検出に
関するものである。４気筒以上のシリンダを有する機関
の場合も、本発明の方法は相応に経過する。６気筒以上
の機関の場合、シリンダノイズは非常に確実に個々の気
筒に配属される。というのは、この種の機関は通常２つ
以上のシリンダバンクを有しており、各バンクでは常に
それぞれ１つのピストンのみが上死点に存在しているか
らである。
関するものである。４気筒以上のシリンダを有する機関
の場合も、本発明の方法は相応に経過する。６気筒以上
の機関の場合、シリンダノイズは非常に確実に個々の気
筒に配属される。というのは、この種の機関は通常２つ
以上のシリンダバンクを有しており、各バンクでは常に
それぞれ１つのピストンのみが上死点に存在しているか
らである。
説明した方法は、燃焼経過センサをどのように付加的
利用に用いることができるかを開示する。すなわち、気
筒のそれぞれの動作サイクル知識である。個々のセンサ
からの信号が多数用いられれば用いられるほど、迅速お
よび／または確実に動作サイクル識別を行なうことがで
きる。これは例えば機関の始動の際に有利である。
利用に用いることができるかを開示する。すなわち、気
筒のそれぞれの動作サイクル知識である。個々のセンサ
からの信号が多数用いられれば用いられるほど、迅速お
よび／または確実に動作サイクル識別を行なうことがで
きる。これは例えば機関の始動の際に有利である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテンゲル，ベルンハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―7146 タム エ ッケナーシュトラーセ ６ (72)発明者 ウンラント，シュテファン ドイツ連邦共和国 Ｄ―7141 シュヴィ ーバーディンゲン リヒャルト―ヴァー グナー―シュトラーセ 16 (72)発明者 フィリップ，マティアス ドイツ連邦共和国 Ｄ―7000 シュツッ トガルト 40 グークリングヴェーク 10 (72)発明者 トルノ，オスカー ドイツ連邦共和国 Ｄ―7141 シュヴィ ーバーディンゲン シラーシュトラーセ 10 (72)発明者 ロートハール，ウルリッヒ ドイツ連邦共和国 Ｄ―7000 シュツッ トガルト 50 オーダーシュトラーセ 21 (56)参考文献 特開 昭57−32046（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−140138（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−53177（ＪＰ，Ｂ２) 特表 昭63−502844（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 45/00
Claims (11)
- 【請求項１】センサ信号を処理して、４サイクル機関の
気筒のそれぞれの動作サイクルを検出する方法であっ
て、少なくとも１つの燃焼経過センサのセンサ信号を、
所定のクランク軸角度の際に検出し、該信号のレベルか
ら当該気筒の動作サイクルおよび他の気筒の動作サイク
ルを検出する方法において、 少なくとも１つの燃焼経過センサは気筒に配属された圧
力センサであり、 センサ信号を閾値と比較し、センサ信号が閾値を上回る
とき、当該気筒が燃焼行程にあることを検出し、 前記閾値を、センサ信号が燃焼行程の間だけ上回ること
ができるように設定する、 ことを特徴とする動作サイクルの検出方法。 - 【請求項２】所定のクランク軸角度は、気筒のピストン
がそれぞれ、最大気筒圧の発生する位置にあるようなク
ランク軸角度である請求項１記載の方法。 - 【請求項３】各気筒毎に１つの圧力センサが設けられて
おり、各圧力センサの出力信号を閾値と比較する請求項
１または２記載の方法。 - 【請求項４】圧力センサの信号経過を動作サイクル検出
のために評価する請求項１から３までのいずれか１記載
の方法。 - 【請求項５】センサ信号を処理して、４サイクル機関の
気筒のそれぞれの動作サイクルを検出する方法であっ
て、少なくとも１つの燃焼経過センサのセンサ信号を、
所定のクランク軸角度の際に検出し、該信号のレベルか
ら当該気筒の動作サイクルおよび他の気筒の動作サイク
ルを検出する方法において、 燃焼経過センサとして、気筒に配属されたノックセンサ
を使用し、 各気筒に１つのノックセンサが配属されており、 センサ信号を閾値と比較し、センサ信号が閾値を上回る
とき、当該気筒が吸気行程にあることを検出することを
特徴とする検出方法。 - 【請求項６】センサ信号を処理して、４サイクル機関の
気筒のそれぞれの動作サイクルを検出する方法であっ
て、 少なくとも１つの燃焼経過センサのセンサ信号を、所定
のクランク軸角度の際に検出し、該信号のレベルから当
該気筒の動作サイクルおよび他の気筒の動作サイクルを
検出する方法において、 燃焼経過センサとして少なくとも２つのノックセンサが
設けられており、 当該ノックセンサは次のように機関ブロックに配置され
ている、すなわち、該センサが個々の気筒から発生した
衝撃波を異なる強度で受信するように配置されており、 それにより少なくとも２つのセンサ信号と各気筒を対応
付けすることができ、 信号を閾値と比較し、センサ信号が閾値を上回るとき、
当該気筒が吸気行程にあることを検出することを特徴と
する検出方法。 - 【請求項７】所定のクランク軸角度は、それぞれの気筒
がその上死点付近にあるようなクランク軸角度にわたっ
て延在している請求項５または６記載の方法。 - 【請求項８】ノックセンサの信号を積分加算し、該積分
値を閾値と比較する請求項５から７までのいずれか１記
載の検出方法。 - 【請求項９】ノックセンサの信号が閾値を上回るとき、
および他のノックセンサの信号が閾値を上回らないとき
動作サイクル検出を行う請求項５から８までのいずれか
１記載の検出方法。 - 【請求項１０】ノッキングが発生し得るような気筒に一
番近いノックセンサのセンサ信号のみを検出し、順次連
続する積分値を評価する請求項９記載の検出方法。 - 【請求項１１】個々のセンサの信号を評価回路に供給
し、マルチプレクサ動作では線路を介して供給するか、
またパラレル動作では複数の線路を介して供給する請求
項１から10までのいずれか１記載の検出方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4002228A DE4002228C2 (de) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | Verfahren zur Arbeitstakterkennung bei einem Viertaktmotor |
| DE4002228.5 | 1990-01-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04504605A JPH04504605A (ja) | 1992-08-13 |
| JP2944746B2 true JP2944746B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=6398801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3502185A Expired - Fee Related JP2944746B2 (ja) | 1990-01-26 | 1991-01-17 | ４サイクル機関の動作サイクル検出方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0465614B1 (ja) |
| JP (1) | JP2944746B2 (ja) |
| DE (3) | DE4002228C2 (ja) |
| WO (1) | WO1991011602A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4114797C2 (de) * | 1991-05-07 | 2003-08-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Arbeitstakterkennung bei einem Viertaktmotor |
| JPH05163997A (ja) * | 1991-12-10 | 1993-06-29 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関制御装置及び方法 |
| US6253069B1 (en) | 1992-06-22 | 2001-06-26 | Roy J. Mankovitz | Methods and apparatus for providing information in response to telephonic requests |
| DE4418579B4 (de) * | 1994-05-27 | 2004-12-02 | Robert Bosch Gmbh | Einrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine |
| DE19627280C2 (de) * | 1995-07-31 | 1998-04-16 | Bayerische Motoren Werke Ag | Elektronisches Brennkraftmaschinensteuergerät mit einer Signalerzeugungseinheit |
| DE19744383A1 (de) * | 1996-10-10 | 1998-04-16 | Volkswagen Ag | Verfahren und Motorsteuerung zum automatischen Unterscheiden zwischen Gaswechsel- und Zünd-Totpunkt bei einem 4-Takt-Ottomotor |
| DE19945369A1 (de) * | 1999-09-22 | 2001-03-29 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Klopfregelung einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine |
| DE10127913B4 (de) * | 2001-06-08 | 2005-11-17 | Siemens Ag | Verfahren zur Wandlung hochdynamischer Sensorsignale für eine elektronische Motorsteuerung |
| US7200487B2 (en) | 2003-06-30 | 2007-04-03 | Westport Power Inc. | System and method for processing an accelerometer signal to assist in combustion quality control in an internal combustion engine |
| US7133761B2 (en) | 2003-06-30 | 2006-11-07 | Westport Research Inc. | Method and apparatus for controlling an internal combustion engine using accelerometers |
| CA2444163C (en) | 2003-10-01 | 2007-01-09 | Westport Research Inc. | Method and apparatus for controlling combustion quality of a gaseous-fuelled internal combustion engine |
| DE10358196A1 (de) * | 2003-12-12 | 2005-07-28 | Robert Bosch Gmbh | Einrichtung zur Klopfregelung bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine |
| US7444231B2 (en) | 2004-11-18 | 2008-10-28 | Westport Power Inc. | Method of mounting an accelerometer on an internal combustion engine and increasing signal-to-noise ratio |
| EP2375042A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-12 | Delphi Technologies Holding S.à.r.l. | Injection control method |
| DE102015202207B4 (de) | 2014-02-11 | 2019-03-28 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zur Synchronisation beim Starten einer fremdgezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853177B2 (ja) * | 1975-12-25 | 1983-11-28 | 日産自動車株式会社 | シツカケンシユツソウチ |
| DE3007337A1 (de) * | 1980-02-27 | 1981-09-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur regelung des spritzbeginns bei einer brennkraftmaschine mit selbstzuendung |
| DE3007336A1 (de) * | 1980-02-27 | 1981-09-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur klopfregelung einer brennkraftmaschine |
| JPS57137627A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-25 | Honda Motor Co Ltd | Rotary sensor and its output processor |
| DE3106579A1 (de) * | 1981-02-21 | 1982-09-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zum bestimmen von steuergroessen einer mit aufladung betriebenen brennkraftmaschine |
| DE3121120A1 (de) * | 1981-04-15 | 1982-11-04 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zum erkennen irregulaerer verbrennunsvorgaenge in einer brennkraftmaschine |
| JPS5990737A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JPS59203876A (ja) * | 1983-05-07 | 1984-11-19 | Toyota Motor Corp | デイ−ゼル機関の着火時期検出装置 |
| DD220367A1 (de) * | 1983-12-30 | 1985-03-27 | Fortschritt Veb K | Verfahren zum feststellen des absoluten arbeitspunktes bei verbrennungsmotoren |
| DE3506114A1 (de) * | 1985-02-22 | 1986-09-04 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur steuerung oder regelung einer brennkraftmaschine |
| IT1184958B (it) * | 1985-06-04 | 1987-10-28 | Weber Spa | Sistema di identificazione delle fasi di un motore endutermico |
| JPS62130331A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-12 | Honda Motor Co Ltd | 気筒内圧力検出方法 |
| DE3611262A1 (de) * | 1986-04-04 | 1987-10-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur erkennung des arbeitstaktes eines zylinders einer brennkraftmaschine |
| JPS639679A (ja) * | 1986-06-28 | 1988-01-16 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の点火時期制御方法 |
| WO1990002871A1 (en) * | 1988-09-10 | 1990-03-22 | Robert Bosch Gmbh | Engine misfire detection and engine exhaust systems |
| GB2225126A (en) * | 1988-11-19 | 1990-05-23 | Ford Motor Co | Engine management system |
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- 1990-01-26 DE DE4042629A patent/DE4042629C2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1991-01-17 WO PCT/DE1991/000028 patent/WO1991011602A1/de active IP Right Grant
- 1991-01-17 EP EP91901700A patent/EP0465614B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-17 JP JP3502185A patent/JP2944746B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-17 DE DE59108842T patent/DE59108842D1/de not_active Expired - Fee Related
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