(57)【特許請求の範囲】
【請求項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識別装置であって、
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構成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、
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おり、
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、
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ように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記評価装置は制御装置である、請求項１記載の装置。
【請求項３】
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、請求項１記載の装置。
【請求項４】
カム軸の位置の正確な検出のために、フェ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、請求項１記載の装置。
【請求項５】
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、請求項１記載の装置。
【請求項６】
回転方向の識別が行われる、請求項１記載の装置。
【請求項７】
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、請求項１記載の装置。
【請求項８】
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、請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
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。計算を正確に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くとも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求められたデータが共に考慮される。
特に有利には、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求められ、この補正量を用いて内燃機関のスイングバック（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つの欠け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。このセグメント16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１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ぜ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つのマークの各エッジ毎に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20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。この入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−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装置に供給され、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11,15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S1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装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20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によって生ぜしめ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10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S4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で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して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せる。
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装置によって送出される。
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法が識別される。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求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求めることができる。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ェ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筒判別のもとで全てのシリンダへの燃料供給がイグニ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際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”信号の供給なしでエンジンが遮断された場合には、始動フェーズ中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く、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。
【図１】
0003613587.tif 000002
【図２】
0003613587.tif 000003