(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動可能な回転体上の、相互に２つの同一角度間隔を有するマーキング間の時間間隔に相応するセグメント時間（Ｔｋ）の検出方法において、
回転体の一定の回転数の場合に、先ず、加速過程を開始し、磁気弁を通電し、又は、それ以外の制御信号を制御装置から送出し、該送出によって、所定のシリンダでの燃焼を開始して、前記回転体を加速し、加速度商Ｑｋ＝Ｔｋ／Ｔｋ−１を求め、その後、該加速度商を直ぐ次に算出されるセグメント時間の補正のために一緒に使用することを特徴とするセグメントの検出方法。
【請求項２】
セグメント時間の補正を以下の式：
セグメント時間Ｔｋ＋ｘ＝セグメント時間Ｔｋ＋ｘ−１＊加速度商Ｑｋによって行う請求項１記載の方法。
【請求項３】
最初の加速過程を開始し、調整されたセグメント時間を求め、加速度商（Ｑｋ）を先行のセグメント時間に対する実際のセグメント時間から求め、続いて、別の２つの加速を開始し、予め算出された加速度商を用いて第１の加速度の加速度寄与分を求め、第２の加速度寄与分を前記実際のセグメント時間と先行のセグメント時間との比から求める請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
３回行った加速後、別の加速を開始し、セグメントをダイナミックに補正する請求項３記載の方法。
【請求項５】
緊急作動として使い、例えば、クランクシャフトインクリメントセンサ及びカムシャフトセグメントセンサを有する内燃機関の始動の際に、前記クランクシャフトインクリメントセンサが損傷している場合に使用する請求項１〜４までのいずれか１記載の方法。
【請求項６】
磁気弁の通電、又は、制御装置によって送出されて燃焼部に供給される、その他の制御パルスによって加速を開始する請求項１〜５までのいずれか１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃機関により駆動可能な回転体上の、相互に２つの同一角度間隔を有するマーキング間の時間間隔に相応するセグメントの検出方法に関する。
従来技術
内燃機関の調整のために、内燃機関のクランクシャフト及び／又はカムシャフトの角度位置が必要とされる。このシャフトの位置状態から、所定構成要素用の制御信号を送出する時点が導出される。例えば、所定の燃料噴射弁の通電を行うべき時点は、ディーゼル内燃機関のクランクシャフト及び／又はカムシャフトの位置状態に依存しており、従って、できる限り最適な燃焼過程が所属のシリンダ内で経過することができる。
内燃機関のクランクシャフト及び／又はカムシャフトの角度位置状態の検出のために、通常のように、それぞれクランクシャフト及び／又はカムシャフトと連結されたセンサホイールを走査検出するセンサが用いられている。両センサホイールは、通常のように、その周囲に、特徴的な順序の角度マーク又はスリットを有している。この角度マーク乃至スリットが固定センサの近傍を通過した際、この固定センサに、電圧が誘起され、この電圧の時間経過から、当該センサディスクの表面が導出される。センサ電圧は、評価可能性を改善するために、通常矩形信号に変換される。予め設定可能な信号側縁の時間間隔から、回転数を求めることができる。信号側縁の位置は、それぞれクランクシャフト乃至カムシャフトの角度位置に相応している。
運転状態のディーゼル内燃機関では、クランクシャフトと連結されたセンサディスクは、回転シリンダ内燃機関では、６０−３＊２個の歯を有しており、その際、歯乃至角度マークの分布は、３つの溝が形成されていて、各溝の間にそれぞれ８つの歯が等角度間隔で設けられている。カムシャフトと連結されたディスクは、６個のシリンダの場合、６個のスリットを有しており、これらのスリットは、相互に同じ角度間隔を有している。第１のスリットと第２のスリットとの間には、７個のスリットが設けられており、これら７個のスリットは、基準マークとして使用され、第１のスリットから僅かしか、例えば、１５°ＮＷしか離れていない。
内燃機関の始動時には、スタータを用いて始動回転数にされる。その際、クランクシャフト及びカムシャフトは、比較的一定した回転数で回転され、その際、クランクシャフトは、公知のように、カムシャフトの倍の速度で回転する。遅くとも、カムシャフトの回転後、第７番目の歯が同期用の歯として検出されるので、同期することができる。この時点から、通常運転時には、正確な燃料噴射を開始することができる。そのために必要な制御パルスは、センサの出力信号を処理する、内燃機関の制御装置によって送出される。例えば、内燃機関の制御装置は、燃料噴射弁の通電乃至燃料噴射弁の燃料送給開始を正確な時点で開始し、従って、内燃機関を最適に調整することができる。センサディスクは、クランクシャフト上に多数の歯を有しているので、信号は、高速で順次連続するパルスで形成され、従って、通常の場合、内燃機関を正確に調整することができる。クランクシャフトセンサの不利な状況では、カムシャフトセンサによってしか、緊急作動を行うことができなくなる。従って、本発明の課題は、殊に、始動の際に、クランクシャフト信号なしで、内燃機関の許容可能な始動及び後続運転を行うことができるようにすることにある。更に、本発明の課題は、比較的粗い角度信号を用いて、許容可能な内燃機関の調整を、特に、始動時に行うことができるようにする手段を一般的に提供することにもある。この課題は、請求の範囲１に記載のセグメント時間検出方法により解決される。
本発明の効果
請求の範囲１記載の要件、つまり、回転体の一定の回転数の場合に、先ず、加速過程を開始し、磁気弁を通電し、又は、それ以外の制御信号を制御装置から送出し、該送出によって、所定のシリンダでの燃焼を開始して、前記回転体を加速し、加速度商Ｑｋ＝Ｔｋ／Ｔｋ−１を求め、その後、該加速度商を直ぐ次に算出されるセグメント時間の補正のために一緒に使用するようにした、セグメント時間検出方法は、従来の内燃機関制御部と共に、誤差のあるクランクシャフトセンサ信号の場合でも、内燃機関を許容可能に調整することができ、特に、始動時に、高速且つ正確に制御パルスを検出することができる。カムシャフトと連結されたセンサディスクを有する簡単な内燃機関では、同様に、高速且つ許容可能な調整が可能であり、このことは、特に始動時にも当てはまる。この利点が達成されるのは、２つの相互に同等な角度間隔間の時間間隔に相応するセグメント時間が検出される場合であり、その際、始動時には、ほぼ一定している回転数の場合に、先ず、第１の加速過程が開始され、所属のセグメント時間Ｔｋ及び所属の加速度商Ｑｋが算出され、その後、２つの別の加速過程が開始され、第１の加速過程は、学習された第１の加速度商を用いて考慮されて、第２の加速過程が、新たに検出されたセグメント時間から特定される。その後、３つの順次連続する加速過程が開始され、第１の両加速過程が加速度商を用いて求められ、第３の加速過程が所属のセグメント時間から求められる。それに続いて、予期すべきセグメント時間をダイナミックに補正することができる。
本発明の別の利点は、従属請求項に記載した各要件によって達成される。その際、特に有利には、加速期間を、選択可能な単数乃至複数の燃料噴射弁の通電によって開始するようにするとよい。通常の内燃機関では、本発明の方法は、有利な形式で、損傷のあるクランクシャフトインクリメントセンサで、緊急手段として実施することができる。分解能が粗い１つのセンサしか持っていない簡単なシステムでは、本発明の方法を用いると、加速に依存する回転数の変化を検出して補償乃至学習することができるので、制御の精度を改善することができる。
図面
本発明の図示の実施例について、以下、詳細に説明する。その際、図１は、本発明の理解のために必要な、内燃機関の構成部分を示す図、図２は、所属の時点を含む方法による信号を示す図である。
実施例の説明
図１には、本発明の理解にとって重要な、内燃機関の構成部分が示されている。その際、１０で、内燃機関のクランクシャフトが示されており、１１で、クランクシャフト１０と連結されたセンサディスクが示されており、このセンサディスクは、その周に、多数の角度マーク１２を有しており、この角度マークは、相互に角度間隔１３を有している。２つの同等な角度マーク間の間隔の少なくとも１つは大きく、例えば、２つの角度マークに相応している。
カムシャフト１５は、センサディスク１６を有しており、センサディスク１６は、その周にスリット１７を有しており、このスリット１７は、相互に同じ間隔を有している。付加的に、別のスリット１８が設けられており、このスリットは、同期のために使用され、規則的なスリット１７の１つからほぼ１５°離されている。図１に示された、６シリンダ内燃機関の実施例の場合、通常のように、６個のスリット１７と３つの基準マーク１４が設けられている。クランクシャフト及びカムシャフトは、相互に駆動部１９を介して連結されている。カムシャフト１５は、通常のように、クランクシャフト１０の１／２の速度で回転する。
両センサディスク１１，１６の走査のために、固定センサ２０，２１、例えば、誘導センサが設けられており、これらのセンサは、出力信号Ｓ１，Ｓ２を供給し、これらの出力信号は、両センサディスクの表面構造に相応している。信Ｓ１及びＳ２の評価は、内燃機関の制御装置２２で行われ、この制御装置は、公知の形式で、少なくとも１つのマイクロプロセッサ並びに適切なメモリ手段を有している。制御装置２２は、センサ２０，２１から供給された信号Ｓ１，Ｓ２に依存して、制御パルス、例えば、燃料噴射弁の通電用、又は、燃料送給開始用の制御パルスを算出する。この制御信号は、接続部２３を介してそれぞれの構成部品に供給される。制御装置２２には、接続部２４を介して、内燃機関の作動状態、又は、内燃機関がある環境に関する別の情報が供給される。この付加的な情報は、制御信号の算出の際に考慮することができ、この制御信号は、例えば、適切なセンサによって供給される。
図１に示されている内燃機関の構成部品を用いて、両センサ２０及び２１の所定の機能性能の場合、内燃機関を調整することができる。内燃機関の始動後、クランクシャフト乃至カムシャフトは、図示していないスタータによって先ず一定回転数にされる。センサディスク１１，１６の回転によって、センサ２０，２１に信号が発生され、これら信号の時間順序から、クランクシャフト乃至カムシャフトの回転数を求めて、特徴的なパルスシーケンスの順序で、遅くても、カムシャフトの１回転後、即ち、クランクシャフトの２回転後、同期がとられ、その結果、制御装置２２で、クランクシャフトとカムシャフトとの間の一義的な対応関係が明らかである。従って、シリンダの位置も分かり、例えば、燃料噴射のために、又は、固定点火内燃機関では、点火に必要な制御信号が送出される。
クランクシャフトと連結されたインクリメントホイール１１を走査するセンサ２０に、損傷が生じると、制御装置には、センサ２１の情報しか供給されない。この損傷が始動時に生じた場合、緊急運転の実施のために、本発明の方法は、制御装置、即ち、制御装置２２内のマイクロプロセッサで実行される。
本発明の方法を、以下、クランクシャフトセンサが損傷したディーゼル内燃機関での始動時の場合に適合化セグメント時間測定を用いて説明する。この場合には、緊急運転は、センサ２１によって供給された、カムシャフトの位置に関する情報を用いてしか行うことができない。加速過程が開始され、その際、始動時には、加速過程後、内燃機関がスタータによって実質的に一定の回転数にされ、所期のマグネット弁制御が開始され、そのようにして、シリンダでの燃焼過程が開始され、最初の通電後に調整された加速度が求められる。
一般的には、インクリメントセンサ信号なしでの始動時には、カムシャフト、それと共にクランクシャフトの実際の角度位置についての粗い情報しかなく、正確な角度位置は分からないので、マグネット弁は、最初の点火後に間違った時点で通電される。その理由は、カムシャフトの回転毎にセグメント信号は、僅か７個のパルスしか供給しないからである。その際、緊急始動は、殊に低温では行えない。
図２には、クランクシャフトセンサ信号なしでの緊急始動用の本発明の方法について示されている。矢印を用いて、カムシャフトセンサ２１によって発生されたセグメントパルス（ＳＥＧパルス）が示されている。同期は行われず、同期パルスは示されていない。セグメントが発生する時点は、ｔｘで示されており、その際、ｘは、０−１５である。カムシャフトに関して６０°ＮＷの間隔で相互に位置しているセグメントパルス間に、カムシャフトの回転数に関する情報が記入されており、その際、可能な回転数ｎはほぼ一定であり、加速及び減速が示されている。図２の下側部分には、単数乃至複数のマグネット弁の通電状態が記載されている。この通電は、それぞれ２つのセグメントパルス間で行われる。この通電は、シリンダ固有で正確であるが、未だ不正確であり、それにも拘わらず、燃料噴射が行われ、従って、燃焼過程及びカムシャフトの加速が行われる。通電の代わりに、制御装置によって、他の制御信号も接続線２３を介して送出することができ、従って、燃焼及びカムシャフトの加速が行われる。
図２によると、カムシャフトは、ｔ０〜ｔ１並びにｔ１〜ｔ２で、ほぼ一定回転数で回転する。カムシャフトは、スタータを用いて、この回転数にされる。最初の通電Ｂ１により、加速が行われる。セグメントパルスｔ２〜ｔ３では、カムシャフトが加速される。システムに依存して、セグメントパルスｔ３〜ｔ４では、再度減速され、即ち、回転数が下がる。時間ｔ０〜ｔ１，ｔ１〜ｔ２，等の時間間隔は、セグメント時間Ｔｋと呼ばれる。この時間は、内燃機関の制御装置によって、その都度算出され、その際、Ｔｋ＝ｔｋ−ｔｋ−１である。
セグメント時間の他に、加速度商が形成され、その際、この加速度商は、実際に加速が生じた時間間隔でしか検出することができない。通電Ｂ１の他に、加速度商Ｑｋ＝Ｔｋ／Ｔｋ−１が検出され、その際、Ｑ３＝Ｔ３／Ｔ２である。所属のセグメント時間は、Ｔ３＝ｔ３−ｔ２及びＴ２＝ｔ２−ｔ１である。そのようにして算出された加速度商Ｑ３は、記憶されて、直ぐ次のセグメント適合時に考慮される。
制御装置が、回転数が再度一定状態であることを検出すると即座に、第２の通電Ｂ２により、燃料噴射弁が作動開始され、この燃料噴射弁により、燃料が噴射され、従って、燃焼及び加速が行なわれる。直ぐ次のセグメントパルス後、別の通電Ｂ３が行われ、その結果、もう一度加速が行われる。加速度商Ｑ３の最初の検出から、通電の場合の加速が分かっているので、時点ｔ５では、Ｔ６＝Ｔ５＊Ｑ３が算出される。この加速は、通電Ｂ２によって生じる。別の通電Ｂ３後、直ぐ次のシリンダ内に燃料が噴射された後、別の加速が生じる。所属の加速度係数Ｑ７は、Ｑ７＝Ｔ７／Ｔ６により算出される。それぞれ２つの加速及び２つの減速を生じる両通電Ｂ２及びＢ３は、最終的には、学習されたセグメント時間Ｔｋ＋ｘ＝Ｔｋ＋ｘ−１＊Ｑｋとなる。
学習されたセグメント時間が検出可能であるので、直ぐ次の３つの順次連続する通電Ｂ４，Ｂ５及びＢ６が実行され、この通電は、時点ｔ１０で開始されて、３つの順次連続した加速が生じる。加速過程は、今度は分かっている。時点ｔ１０では、セグメント時間は、式Ｔ１１＝Ｔ１０＊Ｑ３により算出することができ、時点ｔ１１では、セグメント時間Ｔ１２は、Ｔ１２＝Ｔ１１＊Ｑ７により算出される。
通電Ｂ４，Ｂ５及びＢ６によって、燃料噴射及び点火が成功して、３段回の加速が行なわれた後、時点ｔ１３では、更に別の加速が行われ、即ち、燃料噴射が行われ、この燃料噴射により、回転数が高くなり、その際、セグメント時間の従来のダイナミックな補正に移行され、この補正により、その際、回転数上昇が補償される。この従来のセグメント時間補正は、式Ｔｋ＋１＝Ｔｋ＊Ｔｋ／Ｔｋ−１により行われる。
従って、既述の適合化セグメント時間測定を用いて、予期すべきセグメント時間Ｔｋ＋１の、それぞれ１つのダイナミック補正を行うことができ、このダイナミック補正により算出された、スタート時の第１及び第２の点火後の誤ったセグメント時間を、補正することができる。そのために、加速度商Ｑｋを学習し、セグメント時間の補正のために使用することができる。スタートの場合には、セグメント時間は、式Ｔｋ＋ｘ＝Ｔｋ＋ｘ−１＊Ｑｋにより算出される。
セグメント時間並びに加速度商及び学習されたセグメント時間は、制御装置２２のメモリ手段内に、のセグメント時間が算出に必要である限り記憶されている。適合化セグメント時間補正の終了は、制御装置の計算機に、例えば、ステータス指示部を介してシグナリングされる。
本発明の方法について、ディーゼル内燃機関を用いて説明した。基本的には、他の内燃機関にも拡張することができ、その際、その際、加速過程は、燃料噴射弁の作動によって開始され、燃料がシリンダ内に噴射され始める。カムシャフトと連結されたセグメントディスクを１つだけ有している、簡単な内燃機関では、本発明の方法は、緊急作動方法としてのみならず、一般的な簡単な方法として使用することができる。しかし、有利な実施例では、最新の内燃機関では、クランクシャフトインクリメントセンサの欠落の場合に、緊急運転を行うことができ、殊に、欠落したクランクシャフトセンサでの内燃機関の許容可能な始動も行うことができる。
【図１】
0004226082.tif 000002
【図２】
0004226082.tif 000003