JPH07501378A - １つの基準マークを備えた少なくとも１つの軸の位置識別装置 - 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】 １つの基準マークを備えた少なくとも１つの軸の位置識別装置 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１つの基準マークを備えた少なく とも１つの軸かまたは１つの基準マークを備え軸と結合されている少なくとも１ つのセンサディスクの位置識別装置に関する。本発明は例えば内燃機関の燃料噴 射制御システムと関連して用いられ得るものである。

いつ及びどのくらいの燃料がシリンダ毎に噴射されるべきかが制御装置において 算出される多気筒内燃機関においては、燃料が正しい時点と正しい分量で個々の シリンダに供給されることが保証されなければならない。計算を正ｍ＋こ実施し 得るためには内燃機関のクランク軸ないしカム軸のそのつどの位置を知る必要が ある。それ故通常は、例えばヨーロッパ特許第００１７９３３号明細書に記載さ れているように、クランク軸とカム軸にそれぞれ１つのディスクが結合されてい る。このディスク表面には少な（とも１つの基準マークが設けられている。この 場合通常クランク軸ディスクにはさらに付加的に多数の同種のマーキング（イン クリメントとも称される）が設けられている。

回転する２つのディスクは相応の検出器によって走査検出される。この検出器か ら供給されるパルスの時間的シーケンスからクランク軸及びカム軸の位置につい ての一義的な情報を得ることができ、さらに制御装置においては点火又は燃料噴 射のための相応の制御信号が算出され得る。

公知のシステムは次のような欠点を有している。すなわち２つの軸が所定の回転 を終えた後でしか一義的な位置識別ができないという欠点を有している。なぜな らこの位置識別に対してはそれぞれの検出器において基準マークの通過を待たな ければならないからである。しかしながら内燃機関の始動直後に適正な燃料噴射 を行うためには、正確な位置を始動直後に知る必要がある。

発明の利点 請求の範囲第１項に記載の本発明による装置は次のような利点を有する。すなわ ちカム軸ないしクランク軸の位置が内燃機関の始動直後に制御装置において識別 され、さらに当該制御装置によって各シリンダに対する適確な噴射状態の割付け が直ちに開始され得る利点を有する。

このようなことは次のようにして可能となる。すなわち点火及び燃料噴射の遮断 後に惰性動作の識別が行われ、当該惰性動作識別はイグニッションキーの遮断の 後に開始されるようにする。アフターランニングフェーズ期間の間は制御装置に より、検出器によって供給された信号がさらに評価される。この評価はクランク 軸ないしはカム軸が停止状態に入って初めて終了する。　それによって可能とな った、停止状態における２つの軸の角度位置の識別情報は制御装置の不揮発性メ モリにファイルされ、エンジンの新たな始動の際に噴射開始時期の算出のために 用いられる。

本発明の別の有利な実施例は従属請求項に記載される。この場合有利には停止状 態における軸の位置の検出の際に、内燃期間の通常の動作期間中にめられたデー タが共に考慮される。

特に有利には請求められた遮断位置情報と同期化の際に検出されたクランク軸位 置情報とを用いることによって新たな始動の後で補正量がめられ、この補正量を 用いて内燃機関のスイングパック（ないし揺れ戻り）が補償される。この場合こ の補正量は有利にはシリンダ毎に整合可能である。

図面 図１には所属のセンサおよび計算の行われる制御装置を含めたクランク軸ないし カム軸の概略的な配置構成が示されている。

図に２には本発明によるシーケンスの説明のためのフローチャートが示されてい る。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

図１には本発明の説明に必要な内燃機関の構成要素が例示されている。この図で は符号１０でセンサディスクが示されている。このセンサディスク１０は、内燃 機関のクランク軸１１と固定的に結合されており、当該ディスク表面には多数の 同種の角度マーク１２が設けられている。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１３は例えば２つの欠は歯 状のマークで構成される。

第２のセンサディスク１４は内燃機関のカム軸１５と結合されている。このセン サディスク１４はその表面にセグメント１６を有している。このセグメンｌ−１ ６によってクランク軸ディスク上の基準マーク１３のフェーズ位置が定められる 。符号１７でクランク軸とカム軸との間の接続部が示されている。この接続部に よりカム軸はクランク軸の半分の回転数で回転される。

クランク軸ないしカム軸と結合されたセンサディスクの図示の形態はｌ実施例で あって、選定可能な他の形態に置き換えることも可能である。

２つのセンサディスク１０．１４は、検出器１８゜１９（例えば誘導検出器また 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当該検出器 において生せしめられた信号は制御装置２０に供給され、そこで適切な方式で処 理される。この場合例えば１つのマークの各エツジ毎に１つのパルスが生ぜしめ られる。このパルスないしその時間的なシーケンスは制御装置２０で引き続き処 理される。

制御装置１２０は種々異なる入力側を介して内燃機関の開ループ制御と閉ループ 制御に必要な別の入力特性量を受け取る。この人力特性量は様々なセンサによっ て測定されたものである。そのようなセンサとしては例えば、エンジン温度を測 定する温度センサ２１、スロットル弁の位置を記録するスロットル弁センサ２２ と、吸気管内又は内燃機関のシリンダ内の圧力を測定する圧力センサ２３等であ る。さらに入力側２４を介して゛′イグニッションーオン”信号が供給される。

この信号は、点火スイッチ２５が投入接続された場合にイグニッションシリンダ の端子ＫＬ１５から供給される。

制御１１装置（この装置にはここでは図示されていない計算ないし記憶手段なら びに符号３０で示される固定メモリが含まれる）の出力側からは、ここでは詳細 に示されていない内燃機関の相応の構成要素に対する点火及び燃料噴射用の信号 が得られる。これらの信号は制御装置２０の出力側２６と２７を介して送出され る。

必要に応じてさらなるセンサを用いることも可能である。それらの信号は制御ｇ ！置に供給され、制御装置２０も内燃期間の制御に必要なさらなる信号を送出す ることができる。また前記センサ全てを設ける必要もない。

制御装置２０の電圧給電は通常形式でバッテリ２８を用いて行われる。バッテリ ２８はスイッチ２９を介して、内燃機関の動作中並びにエンジン遮断後のアフタ ランニングフェーズ中に制御装置２０と接続される。

図１に示された装置を用いることにより２つの軸ｌｌ、１５の位置は、内燃機関 の動作中に随時検出され得る。クランク軸とカム軸との間の対応関係は、カム軸 の位置と個々のシリンダの位置との間の対応関係と同様に既知であるので、基準 マークの識別後は同期化を行うことが可能となり、同期化のなされた後では常法 的に燃料噴射と点火とが開ループ制御ないし閉ループ制御され得る。内燃機関の このような制御は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２３４７８号公 報から公知であるので、ここでの詳細な説明は省く。

しかしながら図１に示された装置を用いれば本発明による、いわゆるアフターラ ンニングフェーズ中の惰性動作における機関位置の識別も可能である。このアフ ターランニングフェーズは通常の、例えば前記公報からも公知の内燃機関の通常 動作に引き続くものである。これは図２のフローチャートに基づいて以下に詳細 に説明する。

制御装置２０ではステップＳｌにおいて、ドライバのエンジン遮断要求があるか 否かが検査される。この識別は入力側２４を介して供給される“イグニッション −オン″信号の評価によって行われる。遮断要求がない場合には内燃機関の通常 の動作が引き続き継続する（ステップＳ２）。これに対して遮断要求が識別され た場合には制御１ｉ置によって点火と燃料噴射が遮断されステップＳ３において アフターランニングフェーズが処理実行される。

点火と燃料噴射の遮断後は内燃機関ないしエンジンが惰性動作する。制御装置２ ０はアフターランニングフェーズの間はまだ作動する。このアフターランニング フェーズ（これはエンジンの惰性動作フェーズよりも長い）中は検出器１８及び １９から供給された信号が評価される。それ故惰性動作フェーズ中にマーキング １２によって生ぜしめられたパルスを計数することが可能である。

センサディスク１０の基準マーク１３は、例えば個々のパルス間の時間間隔を評 価することによって夫々識別されるので、個々のマーキング１２によって生ぜし ぬられたパルスの計数によりそのつどの基準マーク１３からの角度間隔が検出さ れ得る。それによりディスクｌＯの正確な位置と軸１１の正確な位置とが常にわ かる。フェーズ位置の検出はクランク軸基準とカム軸信号との比較を介して行わ れる。

それにより軸の停止状態のもとでの軸１１及び１５の正確な位置を検出して、制 御装置内の不揮発性メモリ３０にファイルさせることも可能である。軸が停止状 態であることの識別はステップ＄４で表され、エンジンの停止状態のもとで識別 された位置データの不揮発性メモリ３０への記憶はステップＳ５において行われ る。

アフターランニングフェーズの経過後はステップＳ６において制御装置が遮断さ れる。制御装置はエンジンを再始動させるまで遮断状態に保持される。新たな始 動の際には再び“イグニッションオン”信号によってこの再始動が制御装置によ り識別され、不揮発性メモリ３０内にファイルされた軸１１または１５の位置に 関する情報が直ちに用いられる。

内燃機関においては通常動作（この通常動作ではクランク軸とカム軸の位置並び にそれらの同期化が識別され、気筒判別が行われる）に引き続いて、機関の停止 状態までの検出器の信号の評価によって停止状態のもとてのクランク軸とカム軸 の位置の正確な検出を行うことができる。この全ての情報は不揮発性メモリにフ ァイルされる。

内燃機関の新たな始動の際には当該の記憶された、機関の位置を示すデータに基 づいて、ステップＳ７での始動信号の識別後直ちにステップＳ８において噴射時 間と噴射開始とが角度位置（ドエルアングル）に関連して算出され、さらに達成 可能な次のシリンダに対する噴射信号が新たな同期化のなされないうちに送出さ れる。

ステップＳ９においては新たに検出されたクランク軸とカム軸の基準マークから 新たな同期化が行われる。

これは再び通常の噴射開始計算に移行され、新たな点火パルスが制御Ｍ！波装置 よって送出される。

全ての始動フェーズ（新たな同期化の前後）中の噴射開始と噴射時間は種々異な るデータによって適用化され得る。

別の改善例では、検出器１８．１９から供給された個々のパルスの時間シーケン スからエンジンの回転方向が識別される。それにより場合によって停止状態前の 機関のスイングバックの際の最終位置が相応に補正され得る。

さらに検出された遮断位置情報と始動後の同期化の際に検出された実際のクラン ク軸位置情報とを用いることによって補正量をめることも可能である。この補正 量を用いることにより機関のスイングバックによって惹起されたエラーが部分的 に補正され得る。この補正量はシリンダ毎に整合化でき、さらにそれぞれの新た な始動毎に実行される計算ステップにおいて考慮され得る。

回転方向の識別が可能な場合、アフターランニングフェーズ中の個々の角度マー ク１２によって供給されたパルスの計数により連続的に正確な機関位置をめるこ とができる。それにより記憶された機関位置も正確となり、始動の際に直ちに正 確な位置が得られる。

それにより最適な噴射が実現され得る。

燃料噴射を始動機の作動と共に既に正しいフエーズで開始させることも可能であ る。それにより正しい気ッションスイッチの投入接続後直ちに可能となる。

しかしながら例えば障害のために回転方向が識別できなかった場合または遮断の 陣中にエンストした場合、すなわち“イグニッションオン／オフ”信号の供給な に行われる燃料噴射は記憶された位置データを用いて実施されるのではな（、同 期化が行われるまで待機される。そのような状態の識別は妥当性検査を介して行 われる。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ 国際調査報告 ＡＦＪ）−４Ｍ　ＮＧ　ＡＮＮＥＸ　４　ＮＮＥＸＥフロントページの続き （７２）発明者　ハイメス、ヨーアヒムドイツ連邦共和国　７１７３５　エバー ディンゲン　ハークシュトラーセ　４ （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 ーテイッヒハイムービッシンゲン　ラートハウスシュトラーセ　３３ （７２）発明者　ベトヒャー、クラウスドイツ連邦共和国　７１７３５　エバー ディンゲンーホーホドルフ　テオドールーホイスーシュトラーセ　４

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関における１つの基準マークを備えた少なくとも１つの軸または１つ の基準マークを備え軸と結合されている少なくとも１つのディスクの位置織別装 置であって、 少なくとも１つの固定検出器を有しており、該検出器は軸のそのつどの位置に依 存する信号を供給し、当該供給された信号は内燃機関の点火および／または噴射 の制御のために評価装置に供給されるようにこうせいされている装置において、 点火装置の遮断後に経過する事後（尾引き）過程（アフターランニング過程）の 期間（フェーズ）中に評価装置によってセンサ信号が軸の停止状態まで評価され 、停止状態における軸の位置が不揮発性メモリに記憶されて、再始動の際の噴射 制御に算入されるように構成されていることを特徴とする装置。
2. ２．前記評価装置は制御装置である、請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．前記少なくとも１つの軸は内燃機関のクランク軸および／またはカム軸であ り、それぞれ配属された１つの検出器を有している、請求の範囲第１項または第 ２項記載の装置。
4. ４．内燃機関のクランク軸およびカム軸はディスクと結合されており、この場合 クランク軸ディスクは多数のマークと少なくとも１つの基準マークとを有してお り、カム軸ディスクは１つのマークかまたは気筒数と同じ数の複数のマークを有 しており、さらにフェーズ位置がクランク軸ディスクの基準マークに対するカム 軸ディスク上のマークの所定の位置を介してかまたはカム軸ディスク上のマーク の正確に定められたシーケンスを介して検出される、請求の範囲第３項記載の装 置。
5. ５．クランク軸の位置の正確な検出のために、基準マーク信号発生後の増分（イ ンクリメント）の数が計数される、請求の範囲第１項〜第４項いずれか１項記載 の装置。
6. ６．カム軸の位置の正確な検出のために、フェニーズ位置に関連して増分（イン クリメント）の数が計数される、請求の範囲第１項〜第５項記載の装置。
7. ７．再投入接続の際にクランク軸および／またはカム軸の基準マークの識別の後 で同期化が行われ、噴射角度位置の通常の検出に移行する、請求の範囲第１項〜 ６項いずれか１項記載の装置。
8. ８．回転方向の識別が行われる、請求の範囲第１項〜７項いずれか１項記載の装 置。
9. ９．内燃機関の逆回転が生じ、補正が逆回転中の増分（インクリメント）の計数 によって行われる場合に、遮断位置の補正が行われる請求の範囲第７項記載の装 置。
10. １０．前記遮断位置の補正は内燃機関の逆回転が生じた場合に行われ、この場合 の補正は検出された遮断位置と、同期化の際に検出されたクランク軸位置との比 較によって行われる、請求の範囲第１項〜８項いずれか１項に記載の装置。
11. １１．整合化可能な補正量が形成され、整合化が例えばシリンダ毎に行われる、 請求の範囲第１０項に記載の装置。