JPH10103946A - 内燃機関の高速気筒識別センサ装置 - Google Patents
内燃機関の高速気筒識別センサ装置Info
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- JPH10103946A JPH10103946A JP9253875A JP25387597A JPH10103946A JP H10103946 A JPH10103946 A JP H10103946A JP 9253875 A JP9253875 A JP 9253875A JP 25387597 A JP25387597 A JP 25387597A JP H10103946 A JPH10103946 A JP H10103946A
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- F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 さらに高速で信頼性の高い気筒識別を始動後
に実行できるセンサ装置を提供することである。 【解決手段】 クランクシャフトにより駆動されるセン
サディスク上の基準マークの数はＺ／２またはＺであ
り、カムシャフトと結合されたセンサディスク上には付
加的にＺ−１の同期角度マークが設けられており、当該
同期角度マークは異なる角度間隔を以て、セグメント角
度マークの各々に割り当てられており、１つのセグメン
ト角度マークには同期角度マークが割り当てられていな
いように構成する。
に実行できるセンサ装置を提供することである。 【解決手段】 クランクシャフトにより駆動されるセン
サディスク上の基準マークの数はＺ／２またはＺであ
り、カムシャフトと結合されたセンサディスク上には付
加的にＺ−１の同期角度マークが設けられており、当該
同期角度マークは異なる角度間隔を以て、セグメント角
度マークの各々に割り当てられており、１つのセグメン
ト角度マークには同期角度マークが割り当てられていな
いように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、 Ｚ気筒を有する
内燃機関の高速気筒識別センサ装置であって、クランク
シャフトにより駆動されるセンサディスクと、カムシャ
フトにより駆動されるセンサディスクと、検出器とを有
し、前記クランクシャフトにより駆動されるセンサディ
スクは多数の同種の角度マークと、クランクシャフト角
度に固定的に割り当てられた少なくとも１つの基準マー
クとを有し、前記カムシャフトにより駆動されるセンサ
ディスクは気筒数Ｚに依存する数の同種のセグメント角
度マークを有し、前記検出器は角度マークを走査し、相
応の信号を内燃機関の制御装置に送出する形式のセンサ
装置に関する。
内燃機関の高速気筒識別センサ装置であって、クランク
シャフトにより駆動されるセンサディスクと、カムシャ
フトにより駆動されるセンサディスクと、検出器とを有
し、前記クランクシャフトにより駆動されるセンサディ
スクは多数の同種の角度マークと、クランクシャフト角
度に固定的に割り当てられた少なくとも１つの基準マー
クとを有し、前記カムシャフトにより駆動されるセンサ
ディスクは気筒数Ｚに依存する数の同種のセグメント角
度マークを有し、前記検出器は角度マークを走査し、相
応の信号を内燃機関の制御装置に送出する形式のセンサ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多気筒内燃機関で気筒固有の制御を行う
ことができるようにするためには、内燃機関の制御装置
で常時正確なクランクシャフトおよびカムシャフト位置
が既知であることが必要である。このことによって個々
の気筒の位置も既知となる。このために通常は、クラン
クシャフトセンサおよびカムシャフトセンサが使用され
る。ここでこれらセンサは、クランクシャフトおよびカ
ムシャフトと結合されたセンサディスクの特徴的な表面
を走査し、出力信号を制御装置に送出する。この制御装
置は所要の評価を実行し、制御パルスをトリガする。
ことができるようにするためには、内燃機関の制御装置
で常時正確なクランクシャフトおよびカムシャフト位置
が既知であることが必要である。このことによって個々
の気筒の位置も既知となる。このために通常は、クラン
クシャフトセンサおよびカムシャフトセンサが使用され
る。ここでこれらセンサは、クランクシャフトおよびカ
ムシャフトと結合されたセンサディスクの特徴的な表面
を走査し、出力信号を制御装置に送出する。この制御装
置は所要の評価を実行し、制御パルスをトリガする。
【０００３】始動後できるだけ迅速に、クランクシャフ
トおよびカムシャフト位置に関する所要の情報を得るこ
とができるようにするため、ドイツ公開公報ＤＥ−ＯＳ
４２４３１７７では、内燃機関の高速気筒識別装置にお
いて、クランクシャフトに多数の同種の角度マークと少
なくとも１つの基準マークを有するセンサディスクを取
り付けることが提案されている。基準マークは角度マー
クが２つ欠けていることによって形成される。内燃機関
のクランクシャフトによって駆動されるカムシャフトに
は第２のセンサディスクが取り付けられており、このセ
ンサディスクの表面には内燃機関の気筒数と同じ数の角
度マークが設けられている。この角度マークは相互に区
別できるように構成されている。
トおよびカムシャフト位置に関する所要の情報を得るこ
とができるようにするため、ドイツ公開公報ＤＥ−ＯＳ
４２４３１７７では、内燃機関の高速気筒識別装置にお
いて、クランクシャフトに多数の同種の角度マークと少
なくとも１つの基準マークを有するセンサディスクを取
り付けることが提案されている。基準マークは角度マー
クが２つ欠けていることによって形成される。内燃機関
のクランクシャフトによって駆動されるカムシャフトに
は第２のセンサディスクが取り付けられており、このセ
ンサディスクの表面には内燃機関の気筒数と同じ数の角
度マークが設けられている。この角度マークは相互に区
別できるように構成されている。
【０００４】２つのセンサディスクは適切な検出器によ
って走査される。これら検出器の出力信号が制御装置で
評価され、添加および噴射パルスを形成する際に考慮さ
れる。
って走査される。これら検出器の出力信号が制御装置で
評価され、添加および噴射パルスを形成する際に考慮さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、さら
に高速で信頼性の高い気筒識別を始動後に実行できるセ
ンサ装置を提供することである。
に高速で信頼性の高い気筒識別を始動後に実行できるセ
ンサ装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、クランクシャフトにより駆動されるセンサディスク
上の基準マークの数はＺ／２またはＺであり、カムシャ
フトと結合されたセンサディスク上には付加的にＺ−１
の同期角度マークが設けられており、当該同期角度マー
クは異なる角度間隔を以て、セグメント角度マークの各
々に割り当てられており、１つのセグメント角度マーク
には同期角度マークが割り当てられていないように構成
して解決される。
り、クランクシャフトにより駆動されるセンサディスク
上の基準マークの数はＺ／２またはＺであり、カムシャ
フトと結合されたセンサディスク上には付加的にＺ−１
の同期角度マークが設けられており、当該同期角度マー
クは異なる角度間隔を以て、セグメント角度マークの各
々に割り当てられており、１つのセグメント角度マーク
には同期角度マークが割り当てられていないように構成
して解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】センサディスクないし所属の角度
マークの有利な構成によって検出器として種々異なる装
置を使用することができる。たとえば誘導形センサ、ホ
ールセンサ、容量性センサ、または相応の変形により光
学センサを使用することができる。
マークの有利な構成によって検出器として種々異なる装
置を使用することができる。たとえば誘導形センサ、ホ
ールセンサ、容量性センサ、または相応の変形により光
学センサを使用することができる。
【０００８】この利点は、内燃機関のクランクシャフト
と結合したセンサディスクが相互に対向した２つの基準
マークを有するか、または内燃機関の気筒数に相応する
数の基準マークを使用することによって得られる。内燃
機関のカムシャフトと結合したセンサディスクは、気筒
数Ｚごとに１つの、いわゆるセグメント角度マークを有
する。ここでセグメント角度マーク間の間隔は等しい。
Ｚ−１のセグメント角度マークにはそれぞれ１つの同期
角度マークが配属されている。ここでセグメント角度マ
ーク間の間隔と所属の同期角度マーク間の間隔は異な
る。角度マークの走査を適切な検出器を用いて行うこと
により特徴的なパルスシーケンスを形成することがで
き、このパルスシーケンスが制御装置で評価される。
と結合したセンサディスクが相互に対向した２つの基準
マークを有するか、または内燃機関の気筒数に相応する
数の基準マークを使用することによって得られる。内燃
機関のカムシャフトと結合したセンサディスクは、気筒
数Ｚごとに１つの、いわゆるセグメント角度マークを有
する。ここでセグメント角度マーク間の間隔は等しい。
Ｚ−１のセグメント角度マークにはそれぞれ１つの同期
角度マークが配属されている。ここでセグメント角度マ
ーク間の間隔と所属の同期角度マーク間の間隔は異な
る。角度マークの走査を適切な検出器を用いて行うこと
により特徴的なパルスシーケンスを形成することがで
き、このパルスシーケンスが制御装置で評価される。
【０００９】本発明のさらなる利点は、従属請求項に記
載された構成によって得られる。ここでとくに有利に
は、妥当性検査を行うことができ、これにより検出器の
出力信号のエラーを識別することができる。このために
順次連続する信号間の時間間隔が測定され、相互に比較
される。比較結果に妥当性がない場合はエラーが推定さ
れる。信号が正しいと識別されれば、この信号に基づい
て非常運転が実現される。加速および減速の際に発生す
る妥当性検査の問題は有利には次にようにして除去され
る。すなわち、妥当性検査を所定のパルス間における先
行する時間間隔と瞬時の時間間隔との商に基づいて行う
のである。
載された構成によって得られる。ここでとくに有利に
は、妥当性検査を行うことができ、これにより検出器の
出力信号のエラーを識別することができる。このために
順次連続する信号間の時間間隔が測定され、相互に比較
される。比較結果に妥当性がない場合はエラーが推定さ
れる。信号が正しいと識別されれば、この信号に基づい
て非常運転が実現される。加速および減速の際に発生す
る妥当性検査の問題は有利には次にようにして除去され
る。すなわち、妥当性検査を所定のパルス間における先
行する時間間隔と瞬時の時間間隔との商に基づいて行う
のである。
【００１０】同期の後に予想される、同期角度マークに
起因する同期パルスのシーケンスを実際に記録された同
期パルスにより評価することによって、カムシャフトセ
ンサディスクに配属された検出器のエラーを識別するこ
とができる。
起因する同期パルスのシーケンスを実際に記録された同
期パルスにより評価することによって、カムシャフトセ
ンサディスクに配属された検出器のエラーを識別するこ
とができる。
【００１１】多気筒内燃機関において高速に気筒識別を
行うための本発明のセンサ装置は有利には、ディーゼル
機関にも外部点火式内燃機関にも使用できる。ＥＤＣ装
置を有するディーゼル内燃機関では、本発明のセンサ装
置から送出される信号に基づいて噴射を内燃機関の始動
後非常に早期にすでに制御することができ、もちろん以
降の内燃機関の運転中にも制御できる。
行うための本発明のセンサ装置は有利には、ディーゼル
機関にも外部点火式内燃機関にも使用できる。ＥＤＣ装
置を有するディーゼル内燃機関では、本発明のセンサ装
置から送出される信号に基づいて噴射を内燃機関の始動
後非常に早期にすでに制御することができ、もちろん以
降の内燃機関の運転中にも制御できる。
【００１２】
【実施例】図１には本発明の実施例が概略的に示されて
いる。ここでは内燃機関のうち本発明に重要な部分だけ
が図示されている。詳細には図１は、クランクシャフト
１０と固定結合されたセンサディスク１１を示し、この
センサディスクはその周囲に多数の同種の角度マーク１
２を有する。角度マーク１２は長さＬ１にわたって延在
しており、相互に間隔Ｌ２を有する。２つの基準マーク
１３，１４はそれぞれ２つの角度マークが欠けているこ
とによって形成される。基準マークはセンサディスクに
相互に対向している。角度マークの長さＬ１は、正しい
関係においては、例えば所属の検出器のポールコアに対
して選択される。
いる。ここでは内燃機関のうち本発明に重要な部分だけ
が図示されている。詳細には図１は、クランクシャフト
１０と固定結合されたセンサディスク１１を示し、この
センサディスクはその周囲に多数の同種の角度マーク１
２を有する。角度マーク１２は長さＬ１にわたって延在
しており、相互に間隔Ｌ２を有する。２つの基準マーク
１３，１４はそれぞれ２つの角度マークが欠けているこ
とによって形成される。基準マークはセンサディスクに
相互に対向している。角度マークの長さＬ１は、正しい
関係においては、例えば所属の検出器のポールコアに対
して選択される。
【００１３】第２のセンサディスク１５が内燃機関のカ
ムシャフト１６と結合されており、その外周に長さＬ３
のセグメント角度マーク１７を有する。ここで４気筒内
燃機関の場合は４つのセグメント角度マークが設けられ
ており、相互にそれぞれ同じ間隔で配置されている。セ
グメント角度マーク１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの
他に、別の同期角度マーク１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設
けられている。ここで同期角度マークのそれぞれ１つは
セグメント角度マークに配属されており、セグメント角
度マーク間の間隔と同期角度マーク間の間隔は異なる長
さである。セグメント角度マークの１つ、この実施例で
はセグメント角度マーク１７ｄには、同期角度マークが
割り当てられていない。
ムシャフト１６と結合されており、その外周に長さＬ３
のセグメント角度マーク１７を有する。ここで４気筒内
燃機関の場合は４つのセグメント角度マークが設けられ
ており、相互にそれぞれ同じ間隔で配置されている。セ
グメント角度マーク１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの
他に、別の同期角度マーク１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設
けられている。ここで同期角度マークのそれぞれ１つは
セグメント角度マークに配属されており、セグメント角
度マーク間の間隔と同期角度マーク間の間隔は異なる長
さである。セグメント角度マークの１つ、この実施例で
はセグメント角度マーク１７ｄには、同期角度マークが
割り当てられていない。
【００１４】内燃機関のカムシャフト１６はクランクシ
ャフト１０によって通常のように駆動され、クランクシ
ャフト１０の半分の速度で回転する。クランクシャフト
１０とカムシャフト１６との固定結合はライン１９によ
って示されている。シャフトが回転するとセンサディス
クも回転し、角度マークが検出器２０と２１の前を通過
する。その際に検出器に電圧が形成され、この電圧がセ
ンサディスクの表面を表す。センサディスク１１と検出
器２０はクランクシャフトセンサとして、センサディス
ク１５と検出器２１はカムシャフトセンサとして示され
ている。
ャフト１０によって通常のように駆動され、クランクシ
ャフト１０の半分の速度で回転する。クランクシャフト
１０とカムシャフト１６との固定結合はライン１９によ
って示されている。シャフトが回転するとセンサディス
クも回転し、角度マークが検出器２０と２１の前を通過
する。その際に検出器に電圧が形成され、この電圧がセ
ンサディスクの表面を表す。センサディスク１１と検出
器２０はクランクシャフトセンサとして、センサディス
ク１５と検出器２１はカムシャフトセンサとして示され
ている。
【００１５】検出器としては誘導形センサ、ホールセン
サ、容量性検出器、または相応に適合した場合に光学セ
ンサを使用することができる。ここでこれら光学センサ
は送信器および受信器とからなり、角度マークはこれら
素子の間を運動する。シャフトないしディスクの回転方
向はそれぞれ矢印によって示されている。検出器２０と
２１の信号はＳ１とＳ２によって示されている。これら
信号は制御装置２２に供給される。制御装置には少なく
とも計算装置、例えばマイクロプロセッサが所属のメモ
リと共に設けられている。制御装置では信号経過が評価
される。
サ、容量性検出器、または相応に適合した場合に光学セ
ンサを使用することができる。ここでこれら光学センサ
は送信器および受信器とからなり、角度マークはこれら
素子の間を運動する。シャフトないしディスクの回転方
向はそれぞれ矢印によって示されている。検出器２０と
２１の信号はＳ１とＳ２によって示されている。これら
信号は制御装置２２に供給される。制御装置には少なく
とも計算装置、例えばマイクロプロセッサが所属のメモ
リと共に設けられている。制御装置では信号経過が評価
される。
【００１６】制御装置、例えばディーゼル内燃機関の場
合はＥＤＣ制御装置では、内燃機関の制御に対して所要
の計算が検出器２０，２１から送出された信号Ｓ１とＳ
２に基づいて経過する。制御装置にはこのために相応の
センサから送出される別の情報が供給され、相応の入力
側Ｅ１を介して供給される。スタートスイッチ２３から
内燃機関の始動を行うべきという情報が入力側Ｅ２を介
して制御装置２２に供給される。出力側Ａ１を介して制
御装置は例えば噴射パルスを噴射弁２４に出力する。電
圧供給はスイッチ２５を介してバッテリー２６により行
われる。
合はＥＤＣ制御装置では、内燃機関の制御に対して所要
の計算が検出器２０，２１から送出された信号Ｓ１とＳ
２に基づいて経過する。制御装置にはこのために相応の
センサから送出される別の情報が供給され、相応の入力
側Ｅ１を介して供給される。スタートスイッチ２３から
内燃機関の始動を行うべきという情報が入力側Ｅ２を介
して制御装置２２に供給される。出力側Ａ１を介して制
御装置は例えば噴射パルスを噴射弁２４に出力する。電
圧供給はスイッチ２５を介してバッテリー２６により行
われる。
【００１７】図１は気筒順序１−３−４−２に対する気
筒上死点位置を例として示すものである。この実施例
は、例えば電子制御ディーゼル噴射装置と関連して使用
される。この噴射装置では噴射ノズルの割り当てが電子
的に行われる。同期をとるためには気筒識別が必要であ
る。始動時には噴射を次の次の点火上死点で行わなけれ
ばならない。このような高速噴射はクイックスタートと
称される。クイックスタートを実現することができるよ
うにするため、４気筒内燃機関では２空隙センサディス
ク１１がクランクシャフト１０に取り付けられている。
このセンサディスクは例えば（６０−２）×２の角度マ
ークを有する。カムシャフト１６にはセンサディスク１
５が結合されており、このセンサディスクは例えば４×
２−１の角度マーク１７ａ〜１７ｄ、１８ａ〜１８ｃを
有する。ここで内燃機関の各気筒には、カムシャフト１
６に配属されたセンサディスク１５のいわゆるセグメン
ト角度マークが割り当てられている。４気筒のうちの３
つが付加的に、セグメント角度マークに対して当該気筒
を表す間隔で配置された同期角度マークを有する。残り
の１つの気筒には同期角度マークは配属されておらず、
１つのセグメント角度マークだけが配属されている。セ
ンサディスクの所定の相互構成から、各セグメント角度
マークないし同期角度マークに１つの所定のクランクシ
ャフトセンサディスク角度マーク１２を割り当てること
ができる。このことによって一義的な気筒識別とひいて
はクランクシャフトセンサディスクの同期が可能であ
る。
筒上死点位置を例として示すものである。この実施例
は、例えば電子制御ディーゼル噴射装置と関連して使用
される。この噴射装置では噴射ノズルの割り当てが電子
的に行われる。同期をとるためには気筒識別が必要であ
る。始動時には噴射を次の次の点火上死点で行わなけれ
ばならない。このような高速噴射はクイックスタートと
称される。クイックスタートを実現することができるよ
うにするため、４気筒内燃機関では２空隙センサディス
ク１１がクランクシャフト１０に取り付けられている。
このセンサディスクは例えば（６０−２）×２の角度マ
ークを有する。カムシャフト１６にはセンサディスク１
５が結合されており、このセンサディスクは例えば４×
２−１の角度マーク１７ａ〜１７ｄ、１８ａ〜１８ｃを
有する。ここで内燃機関の各気筒には、カムシャフト１
６に配属されたセンサディスク１５のいわゆるセグメン
ト角度マークが割り当てられている。４気筒のうちの３
つが付加的に、セグメント角度マークに対して当該気筒
を表す間隔で配置された同期角度マークを有する。残り
の１つの気筒には同期角度マークは配属されておらず、
１つのセグメント角度マークだけが配属されている。セ
ンサディスクの所定の相互構成から、各セグメント角度
マークないし同期角度マークに１つの所定のクランクシ
ャフトセンサディスク角度マーク１２を割り当てること
ができる。このことによって一義的な気筒識別とひいて
はクランクシャフトセンサディスクの同期が可能であ
る。
【００１８】実施例の構成に対する周辺条件として、以
下の関連を考慮する。
下の関連を考慮する。
【００１９】１．内燃機関の静止後、通常は進み位置
（ＶＺＬ）を調整する。この進み位置は構造によるもの
であり、上死点前約９０゜±１５゜ＫＷ（クランクシャ
フト角）である。
（ＶＺＬ）を調整する。この進み位置は構造によるもの
であり、上死点前約９０゜±１５゜ＫＷ（クランクシャ
フト角）である。
【００２０】２．検出器として誘導形センサを使用する
場合は、約５０rpmから初めて評価可能な信号が得られ
る。スタータが加速する際に、誘導形センサが評価可能
な出力信号を送出する最小回転数に達するまで所定のク
ランクシャフト角度マークが通過する。従って気筒識別
の際に見込みをとっておかなければならない。この見込
みは６０゜ＫＷより小さいことを前提とする。
場合は、約５０rpmから初めて評価可能な信号が得られ
る。スタータが加速する際に、誘導形センサが評価可能
な出力信号を送出する最小回転数に達するまで所定のク
ランクシャフト角度マークが通過する。従って気筒識別
の際に見込みをとっておかなければならない。この見込
みは６０゜ＫＷより小さいことを前提とする。
【００２１】３．クランクシャフトと結合されたセンサ
ディスクを走査する検出器の出力信号の最初の期間長
は、少なくとも信号の２パルスが評価されて初めて識別
される。
ディスクを走査する検出器の出力信号の最初の期間長
は、少なくとも信号の２パルスが評価されて初めて識別
される。
【００２２】４．最初の噴射を行うことができるように
なる前に、例えば１６ビットカウンタである角度時計が
まずクランクシャフト角度に同期する。この１６ビット
カウンタは瞬時のクランクシャフト角を送出し、噴射の
経過を制御する。このためにクランクシャフトの少なく
とも１つの基準マーク１３または１４を越えなければな
らない。基準マーク通過後の最初の角度マークエッジの
時に角度時計は計数過程を開始する。
なる前に、例えば１６ビットカウンタである角度時計が
まずクランクシャフト角度に同期する。この１６ビット
カウンタは瞬時のクランクシャフト角を送出し、噴射の
経過を制御する。このためにクランクシャフトの少なく
とも１つの基準マーク１３または１４を越えなければな
らない。基準マーク通過後の最初の角度マークエッジの
時に角度時計は計数過程を開始する。
【００２３】５．角度時計の同期後に、カムシャフトに
配属された検出器の信号評価を正しい気筒識別のために
行うことができる。
配属された検出器の信号評価を正しい気筒識別のために
行うことができる。
【００２４】６．もっとも早い噴射開始は始動時には上
死点前２０゜ＫＷである。
死点前２０゜ＫＷである。
【００２５】７．３５００rpmより大きい回転数の場
合、もっとも早い噴射開始は上死点前２０゜ＫＷであ
る。
合、もっとも早い噴射開始は上死点前２０゜ＫＷであ
る。
【００２６】８．もっとも遅い噴射終了は上死点後３０
゜ＫＷである。
゜ＫＷである。
【００２７】９．基準マーク位置の選択の際には、バラ
ンス制御（ＬＲＲ）とアンチノッキング減衰（ＡＲＤ）
による要求に注意しなければならない。バランス制御と
アンチノックイング減衰ではＥＤＣから公知の措置をと
る。
ンス制御（ＬＲＲ）とアンチノッキング減衰（ＡＲＤ）
による要求に注意しなければならない。バランス制御と
アンチノックイング減衰ではＥＤＣから公知の措置をと
る。
【００２８】周辺条件１から９を注意し、図１に示され
たセンサディスクの構成を、例として示された角度分布
も含めて考慮すれば、図２および図３に示した信号経過
および信号とセンサディスク表面との関係が得られる。
図２には気筒２のカムシャフトセグメントの例に基づい
て、信号発生がどのように経過するかが示されている。
ここで図２ａはセンサディスク１５の表面をセグメント
マーク１７ｃまたは同期角度マーク１８ｃの領域で示
す。セグメント角度マーク１７ｂと同期角度マーク１８
ｃとの間隔は１８゜ＮＷ（カムシャフトを基準にして）
である。回転方向は矢印によって示されている。図２ｂ
には検出器２１が送出する所属の信号経過Ｓ２が示され
ている。この信号経過から図２ｃに示された矩形信号が
形成される。この矩形信号が最終的に同期に使用され
る。
たセンサディスクの構成を、例として示された角度分布
も含めて考慮すれば、図２および図３に示した信号経過
および信号とセンサディスク表面との関係が得られる。
図２には気筒２のカムシャフトセグメントの例に基づい
て、信号発生がどのように経過するかが示されている。
ここで図２ａはセンサディスク１５の表面をセグメント
マーク１７ｃまたは同期角度マーク１８ｃの領域で示
す。セグメント角度マーク１７ｂと同期角度マーク１８
ｃとの間隔は１８゜ＮＷ（カムシャフトを基準にして）
である。回転方向は矢印によって示されている。図２ｂ
には検出器２１が送出する所属の信号経過Ｓ２が示され
ている。この信号経過から図２ｃに示された矩形信号が
形成される。この矩形信号が最終的に同期に使用され
る。
【００２９】図２ｄにはセンサディスク１１の表面が示
されている。この表面は角度マーク１２と基準マーク１
４を有する。検出器２０で信号Ｓ１が形成され、この信
号は図２ｅに示されている。この信号Ｓ１から図２ｆに
示された矩形信号が形成される。正弦波信号からの矩形
信号の形成は一般的に公知のように行われる。このこと
は例えば、検出器には位置された評価回路または制御装
置２２で行うことができる。
されている。この表面は角度マーク１２と基準マーク１
４を有する。検出器２０で信号Ｓ１が形成され、この信
号は図２ｅに示されている。この信号Ｓ１から図２ｆに
示された矩形信号が形成される。正弦波信号からの矩形
信号の形成は一般的に公知のように行われる。このこと
は例えば、検出器には位置された評価回路または制御装
置２２で行うことができる。
【００３０】図３には、クランクシャフト角度について
拡大された信号がプロットされている。ここでクランク
シャフト角度は上死点角度で示されている。図３ａには
クランクシャフトセンサディスクの多数の角度マークの
走査から得られたいわゆる増分信号が示されている。こ
の増分信号は制御装置に集積された角度時計の入力側に
供給される。図３ｂには拡大されたカムシャフトセンサ
信号がそれぞれ異なるそれぞれの気筒に割り当てられた
カムシャフトセンサディスクの領域に対して示されてい
る。この信号は制御装置２２の計算器の入力側に供給さ
れる。図３ｃには、どのクランクシャフト角度公差領域
でカムシャフトセンサ信号が発生することができるかが
示されている。これによりセンサ信号の一義的割り当て
が可能である。
拡大された信号がプロットされている。ここでクランク
シャフト角度は上死点角度で示されている。図３ａには
クランクシャフトセンサディスクの多数の角度マークの
走査から得られたいわゆる増分信号が示されている。こ
の増分信号は制御装置に集積された角度時計の入力側に
供給される。図３ｂには拡大されたカムシャフトセンサ
信号がそれぞれ異なるそれぞれの気筒に割り当てられた
カムシャフトセンサディスクの領域に対して示されてい
る。この信号は制御装置２２の計算器の入力側に供給さ
れる。図３ｃには、どのクランクシャフト角度公差領域
でカムシャフトセンサ信号が発生することができるかが
示されている。これによりセンサ信号の一義的割り当て
が可能である。
【００３１】周辺条件１から４のため、内燃機関の進み
位置と次の次の点火上死点との間に基準マークがある。
適切な取り付けによって基準マークを、電磁弁が開放す
る最大可能遅れ角度の直後に設けることができる。これ
により十分に大きなクランクシャフト角度領域を気筒識
別に対して使用することができる。
位置と次の次の点火上死点との間に基準マークがある。
適切な取り付けによって基準マークを、電磁弁が開放す
る最大可能遅れ角度の直後に設けることができる。これ
により十分に大きなクランクシャフト角度領域を気筒識
別に対して使用することができる。
【００３２】図３からわかるように、クランクシャフト
パルスに対するカムシャフトパルス位置の最大全体公差
は±９゜ＫＷより小さくなければならない。この全体公
差は、角度マークの製造公差、２つのセンサディスクの
取付公差、クランクシャフト１０とカムシャフト１６と
のずれ角度、信号検出の誤差および計算器の処理時間か
らなるものである。
パルスに対するカムシャフトパルス位置の最大全体公差
は±９゜ＫＷより小さくなければならない。この全体公
差は、角度マークの製造公差、２つのセンサディスクの
取付公差、クランクシャフト１０とカムシャフト１６と
のずれ角度、信号検出の誤差および計算器の処理時間か
らなるものである。
【００３３】センサまたは後続の処理回路の正常機能を
識別するためにクランクシャフトセンサ信号の妥当性検
査を正常なクランクシャフトセンサ信号およびカムシャ
フトセンサ信号において実行することができる。この妥
当性検査はカムシャフトセンサ信号の評価によって行わ
れる。このために２つの順次連続するセグメント信号間
の期間長が測定される。気筒符号化対して角度マーク間
隔を可変にするクイックスタート−カムシャフトセンサ
ディスクを使用する場合には、以下図４に基づいて説明
する方法をセグメント角度マークと同期角度マークとの
確実な区別のために使用することができ、所定の気筒セ
グメントの識別のために適用することができる。
識別するためにクランクシャフトセンサ信号の妥当性検
査を正常なクランクシャフトセンサ信号およびカムシャ
フトセンサ信号において実行することができる。この妥
当性検査はカムシャフトセンサ信号の評価によって行わ
れる。このために２つの順次連続するセグメント信号間
の期間長が測定される。気筒符号化対して角度マーク間
隔を可変にするクイックスタート−カムシャフトセンサ
ディスクを使用する場合には、以下図４に基づいて説明
する方法をセグメント角度マークと同期角度マークとの
確実な区別のために使用することができ、所定の気筒セ
グメントの識別のために適用することができる。
【００３４】図４には、カムシャフトセンサ信号のシー
ケンスが示されている。所定のセグメント角度マークま
たは同期角度マークを、先行する期間長Ｔｎ−１と瞬時
の期間長Ｔｎとの商Ｑｎを連続的に形成することによっ
て識別することができる。従って商はＱｎ＝（Ｔｎ−
１）／Ｔｎにより形成される。場合により発生する加速
または減速の場合には期間長の商が定常回転数の場合の
値から大きく異なる。そのため異なる期間長の商が同じ
値をとることがある。従って順次連続するカムシャフト
角度マーク間隔を、所属の期間長の商ができるだけ異な
るように選択すべきである。さらに期間長の商が所定の
経過シーケンスと一致しているか否かの問い合わせを連
続的に検査すべきである。このようにしてのみ、所定の
商と所属のカムシャフト角度マークとの一義的対応関係
が可能になる。この要求により図４に示した同期角度マ
ークの最適割り当てが得られる。
ケンスが示されている。所定のセグメント角度マークま
たは同期角度マークを、先行する期間長Ｔｎ−１と瞬時
の期間長Ｔｎとの商Ｑｎを連続的に形成することによっ
て識別することができる。従って商はＱｎ＝（Ｔｎ−
１）／Ｔｎにより形成される。場合により発生する加速
または減速の場合には期間長の商が定常回転数の場合の
値から大きく異なる。そのため異なる期間長の商が同じ
値をとることがある。従って順次連続するカムシャフト
角度マーク間隔を、所属の期間長の商ができるだけ異な
るように選択すべきである。さらに期間長の商が所定の
経過シーケンスと一致しているか否かの問い合わせを連
続的に検査すべきである。このようにしてのみ、所定の
商と所属のカムシャフト角度マークとの一義的対応関係
が可能になる。この要求により図４に示した同期角度マ
ークの最適割り当てが得られる。
【００３５】実際に発生する始動時の加速または減速に
よる期間長の商の変動は、すなわち瞬時回転数が低いた
め加速がとくに強く作用するフェーズの間、および通常
の動作中の変動は機関検査台で検査することができる。
よる期間長の商の変動は、すなわち瞬時回転数が低いた
め加速がとくに強く作用するフェーズの間、および通常
の動作中の変動は機関検査台で検査することができる。
【００３６】別の妥当性検査を、以下図５に示された関
連に基づいて説明する。図５にはすでに図２に基づいて
説明したセンサディスク構成ないし比較的に大きなクラ
ンクシャフト角度領域にわたる信号が示されている。４
気筒内燃機関に対するクイックスタートセンサディスク
構成の所属装置はカムシャフトセンサディスク上の同期
角度マークによって、迅速に瞬時の気筒を識別すること
ができる。このことは検査すべき同期角度マークの、気
筒セグメントにおける位置を問い合わせることによって
実現される。この位置が複数の手段から識別されれば、
この位置は制御装置の計算器のデータセットにファイル
された上側および下側限界により設定される。気筒が識
別されるなら、引き続いて気筒カウンタが計数する。こ
の気筒カウンタは４気筒内燃機関の場合はゼロから３ま
で計数する。一般的にＺ気筒の場合はＺ−１まで計数す
る。この計数経過の正当性を検査することによって、装
置の正常機能に関する別の情報を得ることができる。計
数経過が正しいか否かを検出するために、反対の順序で
同期角度マークの位置が検査される。検出された計数状
態は、データセットにファイルされた同期角度マークの
所定の位置を指示する。発生した角度マークがこの目標
位置を有していれば、このマークは正しいとされる。気
筒カウンタにより検出され、データセットの上側および
下側限界位置により定義された位置とは異なる位置を有
していれば、該当する同期角度マークにはエラーがある
とされ、場合により装置の誤機能が識別され表示され
る。
連に基づいて説明する。図５にはすでに図２に基づいて
説明したセンサディスク構成ないし比較的に大きなクラ
ンクシャフト角度領域にわたる信号が示されている。４
気筒内燃機関に対するクイックスタートセンサディスク
構成の所属装置はカムシャフトセンサディスク上の同期
角度マークによって、迅速に瞬時の気筒を識別すること
ができる。このことは検査すべき同期角度マークの、気
筒セグメントにおける位置を問い合わせることによって
実現される。この位置が複数の手段から識別されれば、
この位置は制御装置の計算器のデータセットにファイル
された上側および下側限界により設定される。気筒が識
別されるなら、引き続いて気筒カウンタが計数する。こ
の気筒カウンタは４気筒内燃機関の場合はゼロから３ま
で計数する。一般的にＺ気筒の場合はＺ−１まで計数す
る。この計数経過の正当性を検査することによって、装
置の正常機能に関する別の情報を得ることができる。計
数経過が正しいか否かを検出するために、反対の順序で
同期角度マークの位置が検査される。検出された計数状
態は、データセットにファイルされた同期角度マークの
所定の位置を指示する。発生した角度マークがこの目標
位置を有していれば、このマークは正しいとされる。気
筒カウンタにより検出され、データセットの上側および
下側限界位置により定義された位置とは異なる位置を有
していれば、該当する同期角度マークにはエラーがある
とされ、場合により装置の誤機能が識別され表示され
る。
【００３７】図６，７，８には、３気筒内燃機関に対す
るクランクシャフトセンサディスク、カムシャフトセン
サディスク並びに所属の信号経過が示されている。ここ
でクランクシャフトと結合されたセンサディスクは各気
筒に対して基準マークを有する。
るクランクシャフトセンサディスク、カムシャフトセン
サディスク並びに所属の信号経過が示されている。ここ
でクランクシャフトと結合されたセンサディスクは各気
筒に対して基準マークを有する。
【図１】本発明の実施例の概略図である。
【図２】センサディスクの表面と形成される信号との関
係を示す線図である。
係を示す線図である。
【図３】２つの検出器の出力信号の信号経過を示す線図
である。
である。
【図４】カムシャフト同期角度マーク信号とセグメント
角度マーク信号との関係を示す線図である。
角度マーク信号との関係を示す線図である。
【図５】４気筒内燃機関に対するクイックスタートセン
サディスク構成の全体を示す線図である。
サディスク構成の全体を示す線図である。
【図６】３気筒内燃機関に対するセンサディスク構成の
概略図である。
概略図である。
【図７】３気筒内燃機関に対するセンサディスク構成の
概略図である。
概略図である。
【図８】３気筒内燃機関に対する信号経過を示す線図で
ある。
ある。
１０ クランクシャフト １１ センサディスク １３，１４ 基準マーク １５ 第２のセンサディスク １６ カムシャフト １７ セグメント角度マーク １８ 同期角度マーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｂ 11/26 Ｇ０１Ｂ 11/26 Ｚ (72)発明者 シュテファン テオバルト ドイツ連邦共和国 バート クロイツナッ ハ アウフ デム ヴァイアー ３ (72)発明者 クラウス ザッセン ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン ゲルバーゲスレ ６ (72)発明者 ベルント ハウスマン ドイツ連邦共和国 ザクセンハイム ビッ シンガー シュトラーセ ２
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｚ気筒を有する内燃機関の高速気筒識別
センサ装置であって、 クランクシャフトにより駆動されるセンサディスクと、
カムシャフトにより駆動されるセンサディスクと、検出
器とを有し、 前記クランクシャフトにより駆動されるセンサディスク
は多数の同種の角度マークと、クランクシャフト角度に
固定的に割り当てられた少なくとも１つの基準マークと
を有し、 前記カムシャフトにより駆動されるセンサディスクは気
筒数Ｚに依存する数の同種のセグメント角度マークを有
し、 前記検出器は角度マークを走査し、相応の信号を内燃機
関の制御装置に送出する形式のセンサ装置において、 クランクシャフトにより駆動されるセンサディスク上の
基準マークの数はＺ／２またはＺであり、 カムシャフトと結合されたセンサディスク上には付加的
にＺ−１の同期角度マークが設けられており、 当該同期角度マークは異なる角度間隔を以て、セグメン
ト角度マークの各々に割り当てられており、 １つのセグメント角度マークには同期角度マークが割り
当てられていない、ことを特徴とするセンサ装置。 - 【請求項２】 セグメント角度マークと同期角度マーク
は同じ大きさである、請求項１記載のセンサ装置。 - 【請求項３】 検出器は誘導形センサまたはホールセン
サまたは容量形センサまたは光学センサであり、 センサディスクの構成とセンサディスクの材料の選択は
使用されるセンサに相応して行う、請求項１または２記
載のセンサ装置。 - 【請求項４】 センサディスク（１１）はクランクシャ
フト（１０）と、センサディスク（１５）はカムシャフ
ト（１６）と共に組み立てられており、 内燃機関の駆動時、およびその際のセンサディスクの回
転の際に検出器（２，２１）には信号が形成され、 カムシャフトセンサディスクの各角度マーク信号には、
クランクシャフトセンサディスクの信号の所定の計数状
態を割り当てることができ、 これにより一義的な気筒識別が可能である、請求項１か
ら３までのいずれか１項記載のセンサ装置。 - 【請求項５】 気筒識別が行われた後、次に予期される
気筒識別が実際に行われたか否かが検査され、行われな
い場合には誤機能が識別される、請求項１から４までの
いずれか１項記載のセンサ装置。 - 【請求項６】 気筒識別が、セグメントマークと後続の
同期マークとの間隔の評価によって行われる、請求項１
から５記載のセンサ装置。 - 【請求項７】 所定の動作状態の間または所定時間の
間、妥当性検査が行われ、 当該妥当性検査ではクランクシャフトセンサ信号および
カムシャフトセンサ信号のパルスシーケンスが評価さ
れ、予想シーケンスと異なる場合はエラーが指示され
る、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ装
置。 - 【請求項８】 妥当性検査は、先行する期間長Ｔｎ−１
と瞬時の期間長Ｔｎとの商の評価によって行われ、 これによりセグメント角度マークと同期角度マークとの
区別が可能である、請求項７記載のセンサ装置。 - 【請求項９】 気筒識別の後、気筒カウンタがスタート
され、当該気筒カウンタは０からＺ−１まで計数し、 計数状態から先行する同期角度マークの位置が推定さ
れ、 予想される角度マークの位置に相応する場合、妥当性が
識別される、請求項１から８までのいずれか１項記載の
センサ装置。 - 【請求項１０】 偏差が所定の限界内である場合にも妥
当性が識別される、請求項９記載のセンサ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19638338A DE19638338A1 (de) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | Geberanordnung zur schnellen Zylindererkennung bei einer Brennkraftmaschine |
| DE19638338.2 | 1996-09-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103946A true JPH10103946A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3949236B2 JP3949236B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=7806192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25387597A Expired - Fee Related JP3949236B2 (ja) | 1996-09-19 | 1997-09-18 | 内燃機関の高速気筒識別センサ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0831224B1 (ja) |
| JP (1) | JP3949236B2 (ja) |
| DE (2) | DE19638338A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100356661B1 (ko) * | 1999-09-15 | 2002-10-19 | 기아자동차주식회사 | 자동차의 실린더 판별 장치의 캠 타겟 휠 |
| WO2022039145A1 (ja) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | マーレエレクトリックドライブズジャパン株式会社 | エンジン用信号発生装置 |
| US11585287B2 (en) | 2016-12-19 | 2023-02-21 | Scania Cv Ab | Cylinder detection in a four-stroke internal combustion engine |
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| DE19741597A1 (de) * | 1997-09-20 | 1999-03-25 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Nockenpulsrad für eine Brennkraftmaschine mit variabler Nockenwellensteuerung |
| JP4466929B2 (ja) * | 1998-06-03 | 2010-05-26 | 株式会社ケーヒン | 回転体の回転角度位置検出装置 |
| KR100335927B1 (ko) * | 1999-07-21 | 2002-05-09 | 이계안 | 크랭크 각도 신호 처리장치 및 그 처리 방법 |
| DE19957157A1 (de) * | 1999-11-27 | 2001-06-07 | Porsche Ag | Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine |
| FR2802242B1 (fr) * | 1999-12-10 | 2002-05-10 | Siemens Automotive Sa | Procede de determination de la position moteur et dispositif correspondant |
| JP3506116B2 (ja) * | 2000-01-27 | 2004-03-15 | 株式会社デンソー | エンジン制御装置 |
| DE10221393B4 (de) * | 2002-05-14 | 2005-12-22 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine |
| 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 |
| JP3768927B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2006-04-19 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の気筒判別装置 |
| JP3786269B2 (ja) * | 2002-11-06 | 2006-06-14 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のクランク角度検出装置 |
| DE10313219B4 (de) * | 2003-03-25 | 2017-05-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE102004035199B3 (de) * | 2004-07-21 | 2006-03-30 | Siemens Ag | Verfahren zum Bestimmen der Winkelposition einer Brennkraftmaschine zum zeitgerechten Steuern der zweiten Verbrennung beim Start |
| ITPI20080042A1 (it) * | 2008-05-15 | 2009-11-16 | Domenico Morello | Supporto per televisore a schermo piatto |
| SE539262C2 (en) * | 2015-10-16 | 2017-06-07 | Scania Cv Ab | Method and system for diagnosing a crankshaft rotational position sensor unit of a crankshaft |
| FR3087838B1 (fr) * | 2018-10-24 | 2020-12-25 | Continental Automotive France | Procede de synchronisation d'un moteur a combustion |
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|---|---|---|---|---|
| DE3608321A1 (de) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Pierburg Gmbh & Co Kg | Einrichtung zum erfassen der zylinderbezogenen kurbelwellenstellung |
| JPH03145547A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関制御方法 |
| US5156125A (en) * | 1990-10-11 | 1992-10-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Engine control apparatus |
| DE4141713C2 (de) * | 1991-12-18 | 2003-11-06 | Bosch Gmbh Robert | Geberanordnung zur Zylindererkennung und zum Notlaufbetrieb bei einer Brennkraftmaschine mit n Zylindern |
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| IT1261576B (it) * | 1993-09-03 | 1996-05-23 | Fiat Ricerche | Sistema di sincronizzazione di un motore a combustione interna |
-
1996
- 1996-09-19 DE DE19638338A patent/DE19638338A1/de not_active Ceased
-
1997
- 1997-08-16 EP EP97114153A patent/EP0831224B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-16 DE DE59705056T patent/DE59705056D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-18 JP JP25387597A patent/JP3949236B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3949236B2 (ja) | 2007-07-25 |
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