(57)【要約】  動機関のカム軸の、クランク軸に対する相対的な回転角度を調整設定するための装置は、クランク軸固定の駆動軸、カム軸固定の披駆動軸および電気的な制御装置を用いて位置決め可能である電気モータに駆動連結されている調節軸を備えた３軸伝動装置として実現されている調節伝動装置３を有している。機関の点火は点火スイッチを介して自動車のバッテリーに接続されている。自動車は更に、自動車のユーザにより調節可能な少なくとも１つの装置を有している。装置は少なくとも１つの装置の状態変化を検出するための少なくとも１つのセンサを備えて監視回路を有している。監視回路は制御装置がスイッチオフされている状態において、制御装置は状態変化が検出されるとスイッチオンされるように制御装置に接続されている。
2008514843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車における、往復動機関のカム軸（１）の、クランク軸（２）に対する相対回転角度位置を調整設定するための装置であって、該装置は調節伝動装置を有し、該調節伝動装置はクランク軸固定の駆動軸、カム軸固定の披駆動軸および調節軸を有する３軸伝動装置として実現されており、該調節軸は制御装置を用いて位置決め可能である電気モータと駆動連結されており、機関の点火部は点火スイッチを介して自動車のバッテリーに接続可能であり、かつ自動車は更に自動車の利用者によって調節可能な少なくとも１つの装置を有している形式のものにおいて、
該調整設定装置が、少なくとも１つの装置の状態変化を検出するための少なくとも１つのセンサ（１５）を備えている監視回路を有し、かつ
該監視回路（１１）は制御装置がスイッチオフされている際に、状態変化が検出されると制御装置がスイッチオンされるように制御装置に接続されている
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
監視回路（１１）は、ユーザによって調節可能な装置の最後の状態変化の検出以降に経過した時間を測定するための時間発生器と機関の作動状態信号に対する入力側とを有しており、その際監視回路（１１）は、制御装置がスイッチオンされている場合に、機関が遮断されておりかつ測定された時間が予め定めた時間を上回るとき、制御装置への電流供給が阻止されるように構成されている
請求項１記載の装置。
【請求項３】
センサ（１５）は自動車の操作エレメントの位置を監視するように実現されている
請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
センサ（１５）は自動車の車体の姿勢位置変化を捕捉検出するように実現されている
請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
センサ（１５）は自動車の運転者座席の座席占有を監視するように実現されている
請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
センサ（１５）は自動車の通信装置の作動状態を監視するように実現されている
請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
センサ（１５）は車両の施錠装置および／または盗難監視装置の作動状態および／または作動状態変化を監視するように実現されている
請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車における、往復動機関のカム軸の、クランク軸に対する相対回転角度位置を調整設定するための装置であって、該装置は調節伝動装置を有し、該調節伝動装置はクランク軸固定の駆動軸、カム軸固定の披駆動軸および調節軸を有する３軸伝動装置として実現されており、該調節軸は制御装置を用いて位置決め可能である電気モータと駆動連結されており、機関の点火部は点火スイッチを介して自動車のバッテリーに接続可能であり、かつ自動車は更に自動車の利用者によって調節可能である少なくとも１つの装置を有している形式のものに関する。
【０００２】
この形式の装置は実用されている。機関の作動期間中この装置により、カム軸の、該カム軸が駆動するクランク軸に対する相対的な位相位置を調節することができる。一定の位相位置で作動される機関に比べて、位相位置のこの整合により、機関のより良好なシリンダ充填空気を実現することができ、これにより燃料を節約し、有毒物質排出を低減しおよび／または機関の出力を高めることができる。制御装置は機関の点火とともに、点火スイッチを介して点火キーを用いてスイッチオンされる。点火のスイッチオン後、まず、制御装置に集積されているマイクロコントローラがスタートアップされ、その際種々のテストルーチンが実行されかつ制御装置の揮発性半導体メモリの記録場所にスタート値がセットされる。更にモータの回転子は固定子に対して相対的に予め定められた状態位置に位置決めされる。制御装置はスイッチオン後作動準備状態になるまでに要する時間は約５０〜１５０ｍｓｅｃである。自動車の運転者はこの時間を煩わしいと感じする。というのは、機関は点火のスイッチオン後に直ちにはスタートできず、ブート過程が完了するまで最初待機されるからである。機関をこの時間が経過する前に既にスタートさせることも考えられるが、そうした場合スタートフェーズの期間、機関の排出ガス流に含まれる有毒物質が高められることになるという欠点を有することになる。
【０００３】
それ故に、有毒物質が僅かしか生じず、機関の高速のスタートを可能にする、冒頭に述べた形式の装置を提供することである。
【０００４】
この課題は、装置が、少なくとも１つの装置の状態変化を検出するための少なくとも１つのセンサを備えている監視回路を有し、かつ該監視回路が制御装置がスイッチオフされている際に制御装置に接続されていて、状態変化が検出されると制御装置がスイッチオンされるようにしたことによって解決される。
【０００５】
有利にもこれにより、運転者が自動車の点火スイッチを操作する前に制御装置を既にスイッチオンすることができ、その結果カム軸調節装置は点火スイッチの操作の際にはもう準備状態にありかつ機関を即刻スタートさせることができる。
【０００６】
本発明の有利な実施形態において監視回路は、ユーザによって調節可能な装置の最後の状態変化の検出以降に経過した時間を測定するための時間発生器と機関の作動状態信号に対する入力側とを有しており、その際監視回路は、制御装置がスイッチオンされている場合に、機関が遮断されておりかつ測定された時間が予め定めた時間を上回るとき、制御装置への電流供給が阻止されるように構成されている。誰か、すなわちユーザが装置を、いったん操作しようとしたがその後予め定めた時間内に機関がスタートすることがない場合、制御装置は再びスイッチオフされて、自動車のバッテリーが大切にされる。
【０００７】
本発明の有利な実施形態においてセンサは自動車の操作エレメントの位置を監視するように実現されている。その際操作エレメントは、例えば制動ペダル、アクセルペダルおよび／またはクラッチペダル、手動制動つまみ、ギアのセレクトレバー、ハンドルおよび／または運転者座席調節のように、普通は自動車の運転者によってだけ操作されるように選択されている。
【０００８】
本発明の別の有利な実施形態においてセンサは自動車の車体の状態位置、例えば姿勢の変化を捕捉検出するように実現されている。その際センサは例えば、場合によってはアンチロックシステム、アンチスリップ調整装置および／または自動車の走行状態の電子的な安定化装置（ＥＳＰ，ＤＳＣ）を使用することができる車輪回転数センサであってよい。センサはまた、車体またはそれに連結されている、それにジョイント結合されている車輪走行装置部分（車輪走行装置ハンドル、コネクティングロッド、ステアリングナックルロッドなど）に対して相対的である部分の状態位置を捕捉検出するための動きセンサであってもよい。動きセンサは場合によっては、盗難警報装置および／または車両のローリング低減装置に対しても使用することができる。
【０００９】
センサは自動車の運転者座席の着座も監視するように実現することができる。この種のセンサは例えば、運転者座席の座席カバー内またはカバーに仕込まれている。運転者の体重によって操作される感圧式センサマットであってよい。しかしセンサは例えば、運転者を識別するための画像処理装置に接続されているカメラのような光センサでもよい。この形式の座席占有センサは、助手席同乗者エアバックを備えている車両ではそれ自体公知であるが、そこでは通例、事故発生時に、助手席同乗者が検出されるときにだけ助手席同乗者エアバックがトリガされるように同乗者席にだけ取り付けられる。
【００１０】
本発明の別の有利な実施形態においてセンサは自動車の通信装置の作動状態を監視するように実現されている。その際センサは例えば車両内部の電話にテレフォンカードを検出するように実現することができる。しかしセンサが移動電話の、車両内部のインターコムとのコネクションを識別することも可能であり、その際コネクションは場合により無線を介しても、例えば Bluetooth インタフェースを介して行うこともできる。
【００１１】
本発明の有利な実施形態においてセンサは車両の施錠装置および／または盗難監視装置の作動状態および／または作動状態変化を監視するように実現されている。その際センサは例えば中央施錠装置の一部、有利には運転者が携行する電子キー（無線遠隔操作、キーレス・ゴーなど）を検出するための無線受信機であってよい。しかしセンサは、運転者が点火キーにより点火をスイッチオンもしくは内燃機関をスタートさせる前に既に点火キーを識別する、車両のハンドル錠内のキーコンタクトであってもよい。センサによって検出された作動状態変化は車両内部の盗難警報装置の遮断も含むようにすることができる。
【００１２】
次に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。唯一の図が示しているのは、往復動機関に組み込まれているカム軸調節装置の概略である。
【００１３】
往復動機関のカム軸１の、クランク軸に対する相対的な回転角度または位相位置を調節するための、自動車に配置されている調節装置は調節伝動装置もしくはコントロールギア３を有している。この装置は、クランク軸固定の駆動軸、カム軸固定の披駆動軸および電気モータ４の回転子に駆動連結されている調節軸を備えた３軸伝動装置として実現されている。
【００１４】
クランク軸２の回転角度を突き止めるために装置は誘導的な検出器５を有している。この検出器は導磁性材料から成る、クランク軸２に配置されているリングギア６の歯の側面を検出する。リングギア６の歯溝または歯の１つはその他の歯溝もしくは歯より大きな幅を有しておりかつ参照マークとして用いられる。この参照マークがセンサ５を通過すると、この測定値がクランク軸回転角度に対するスタート値にセットされる。それから、測定値は参照マークがセンサ５を新たに通過するまで歯の側面の検出の都度追跡される。クランク軸角度に対する測定値の追従は制御装置７を用いて行われる。制御装置の作動プログラムにおいて歯の側面が検出される都度インタラプトがトリガされる。
【００１５】
電気モータ４としてＥＣモータが設けられている。これが有している回転子の周縁には相互に反対の向きに磁化されている一連の磁石セグメントが交番的に配置されている。磁石セグメントはそれ自体公知の仕方でエアギャップを介して固定子の歯と協働する。歯は、制御装置７によって通電される巻線が巻回されている。
【００１６】
磁石セグメントの、固定子に対する相対的な姿勢位置、ひいては調節軸回転角は次のような測定装置によって検出される。つまりこの測定装置は固定子に、回転子の回転運動の際にデジタルセンサ信号が生成されるように、固定子の周方向に相互にずらして配置されている複数の磁界センサ８を有している。ここでデジタルセンサ信号はセンサ信号状態を順次に体験したものである。つまりセンサ信号状態において交番的変化が生じる都度制御装置７においてインタラプトがトリガされ、その際に姿勢位置測定値がトラッキングされる。
【００１７】
回転子の姿勢位置およびクランク軸回転角に対する測定値から、３軸伝動装置の周知のステーショナリギア比を用いて位相位置に対する値が突き止められる。トリガ装置９を用いてカム軸同期のトリガ信号が生成される。この信号が、制御装置７においてサイクリックなインタラプトがトリガされる時点を定める。その際インタラプトが生成されると、回転子姿勢位置およびクランク軸回転角に対する測定値から位相位置が求められる。位相位置は制御装置７において目標値と比較されかつ偏差が生じると回転子の姿勢位置が、偏差が低減されるように制御装置７によって変更される。
【００１８】
機関の点火のスイッチオンは運転者によりインストルメンタルパネルに配置されている点火スイッチ１０を用いて行われる。点火スイッチは例えば点火キーを用いて操作することができる。図では制御装置７が監視装置１１を介して自動車のバッテリー１２に接続されていることが分かる。監視装置１１は第１入力側１４を有しており、この入力側は制動ペダルの状態変化を検出するためのセンサ１５に接続されている。監視装置１１の第２の入力側１３は点火スイッチ１０に接続されている。センサ１５は例えば、制動ペダルに直接か中間介挿されている油圧導管を介して操作接続されている電気スイッチであってよい。
【００１９】
自動車は更に詳細に図示されていない、機関の始動機の電気的な操作のためのスタートスイッチを有している。スタートスイッチに対して、制動が押圧されないときに、始動機の操作を阻止するロック装置が設けられている。従って運転者は機関をスタートさせるためにまず制動ペダルを押圧しかつそれから制動ペダルを押した状態においてスタートスイッチを操作しなければならない。
【００２０】
監視装置１１は、制御装置７がスイッチオフされている状態で制動ペダルの状態を監視しかつ状態変化が識別されると制御装置７をスイッチオンするウェイク・アップ回路として実現されている。監視回路１１はこのために第１の入力側１４に相応のウェイク・アップ信号が加わるようになっている。ウェイク・アップ信号に依存して、制御装置７をバッテリー１２に接続する給電線路に配置されている半導体スイッチまたはリレーが閉成される。こうして制御装置７は制動ペダルが操作されるだけでスイッチオンされる。これに続いてすぐに制御装置７はスタートアップし、その際システムチェックが実施される。該チェックにおいて、制御装置の機能の検査のための種々のテストルーチンが実行されかつ半導体メモリに装置の本来の作動を開始するためのスタート値がファイルされる。システムチェックにおいてエラーが発生しないとき、電気モータの回転子が予め定めた出発状態位置において位置決めされかつその後機関のスタートがイネーブル化される。制御装置がスタートアップのために必要である時間は、それが平均的な運転者が普通、制動ペダルの操作と始動機用スタートスイッチの操作との間に経過する時間より小さいように選定されている。こうして制御装置は、運転者が始動機を操作する前にスタートアップされるので、運転者はこのスタートアップに気づかない。スタートアップのための時間が場合によっては、内部システムチェックの数およびコスト並びに初期化すべき変数の数ができるだけ低く抑えられるようにすることによって低減することができる。スタート値は制御装置７のスイッチオン後、最初はＥＥＰＲＯＭから読み出されず、予め定めた標準値がスタート値として使用される。ＥＥＰＲＯＭはようやくその後に、作動のごく初期に読み出される。
【００２１】
監視回路１１は詳細に図示されていない、制動ペダルの最後の状態変化の検出以来経過した時間を測定するための時間発生器を有している。運転者がこの時間内に点火をスイッチオンしないとき、制御装置７への電流供給は再び中断される。点火がスイッチオンされている間は、制御装置は常にスイッチオンされた状態にある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】往復動機関に組み込まれているカム軸調節装置の概略図
【符号の説明】
【００２３】
１  カム軸
２  クランク軸
３  調節伝動装置
４  電気モータ
５  検出器
６  リングギア
７  制御装置
８  磁界センサ
９  トリガ装置
１０  点火スイッチ
１１  監視回路
１２  バッテリー
１３  第２の入力側
１４  第１の入力側
１５  センサ
【図１】
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【国際調査報告】
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