JP4303808B2 - 動力車の内燃機関始動時に特定の１つのシリンダーの燃焼サイクルを決定する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念部分に記載の、動力車の内燃機関始動時に特定の１つのシリンダーの燃焼サイクルを決定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような方法は、例えばBosch社の専門書"Autoelektrik, Autoelektronik am Otto-Motor",（VDI-Verlag, 1994, 224頁以下）の章"Drehzahl, Kurbelwellen- und Nockenwellenstellung"に記載されている。この周知の方法は、クランクシャフト角度センサー（回転数センサー）を用いて、カムシャフト角度センサー（ホールセンサー）を用いて、及び電子工学的な制御装置（モトロニック（エンジン・マネージメント・システム））を用いて実行される。クランクシャフト角度センサーは、多数の歯及び小さい歯間部（歯と歯の間の部分）を備え並びに一つの大きな歯間部を備える、クランクシャフトに取り付けられたセンサーホイール（トランスミッターホイール）と協働する。制御装置において、クランクシャフト角度センサーの信号が一定振幅をもつ矩形波電圧に変換される。その際、高レベルが歯に対応し、低レベルが歯間部に対応する。内燃機関の角度位置の算出のために、当該矩形波電圧のエッジ（側部）間隔が、評価利用される。大きな歯間部は、シリンダー１の所定のクランクシャフト位置に割り当てられている（対応配置させられている）。周知の方法では、並びに本発明では、４サイクル内燃機関を出発点とする。４サイクル内燃機関のシリンダーは、２クランクシャフト回転の後に、シリンダー１が新たに作業サイクルを始めるように、互いに対してずらされている。シリンダーのピストン位置は、測定量として点火時点の確定のために利用される。すべてのシリンダーのピストンが連接棒を介してクランクシャフトと連結されている。それゆえに、クランクシャフト角度センサーは、すべてのシリンダーのピストン位置についての情報も供給する。
【０００３】
カムシャフトは、原動機の入口弁及び排出弁をコントロールする。それは、クランクシャフトの半分の速さで回転する。ピストンが上死点（例えばシリンダー１についての大きな歯間部に対応する）へ動くと、カムシャフトが入口弁及び排出弁の位置（状態）によって、シリンダーが燃焼サイクルにあるかあるいは排出（排気）サイクルにあるか測定する。クランクシャフト位置からだけで、この情報が得られるわけではない。それぞれのシリンダーのための噴射の時点が個々に適合させられている（シーケンシャル・インジェクション、順次燃料噴射）ときも、カムシャフト位置の情報が必要である。
【０００４】
周知の方法では、シリンダー１の燃焼サイクルの決定のために、（大きい）センサーホイール歯間部の通過のあいだカムシャフト角度センサーの信号が高レベルを有するかあるいは低レベルを有するかが制御装置によって検査される。以下では、当該大きい歯間部がマーク（目印）とよばれる。
【０００５】
周知の方法では、場合によっては、内燃機関のスタートの際の点火及び（あるいは）噴射（インジェクション）の同期化のための所定のシリンダーの燃焼サイクルの決定のために、ほぼ２クランクシャフト回転が必要不可欠であるだろう。これによって、内燃機関のスタート時間が遅らせられる。なぜならば、同期化まで点火及び（あるいは）噴射の角度同期の出力が可能でないからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、クランクシャフト角度同期のイベント（点火及び噴射）のできる限り迅速な同期化を達成することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。
【０００８】
本発明に係る方法により、最大で半クランクシャフト回転の後の明白な同期化が可能である。
【発明の実施の形態】
【０００９】
以下に、本発明を図面をもとにして詳細に説明する。
図面には、本発明の一つの実施例が示されている。図１〜図４は、４サイクル・４シリンダー内燃機関の例での本発明に係る方法に従う可能な四つの同期化点を示す。図５は、ハーフセグメントディスクの形でのカムシャフト・センサーホイールの図である。
【００１０】
図１〜図４は、カムシャフト角度センサーの信号NW、クランクシャフト角度センサーの信号KW、及びここでは不図示の内燃機関の四つのシリンダーについての点火Z Z1〜Z Z4に対する信号の並びに噴射E Z1〜E Z4に対する信号の時間経過を有する。これらの時間経過は、それぞれ、内燃機関のスタートの際に、原動機スタートのところで生じ得るクランクシャフト及びカムシャフトの四つの異なる位置を出発点として始まる。クランクシャフトの信号KWの詳しい説明については、補足的に前掲の専門書の２２４頁及び２２５頁を参照のこと。クランクシャフト信号KWのハッチングされた面は５８個の歯の連続に対応する。信号間隙は、クランクシャフト・センサーホイールにおける大きな歯間部の形でのマークに対応する。しかしながら、図１〜図４の実施形態では、カムシャフトの１回転に対応するクランクシャフトの２回転にわたってクランクシャフト角度センサーによって検知されたクランクシャフト・センサーホイールの歯数がカウントされる。その結果、第一の回転の前のマークの後の第一の歯が１で示され、第二の回転の前のマークの後の第一の歯が６１で示される。
【００１１】
カムシャフト・センサーホイールは、ハーフセグメントディスク（図５参照）の形で、クランクシャフト・センサーホイールに関して、カムシャフト・センサーの信号NWの下降エッジ及び上昇エッジがそれぞれ、マークで始まるほぼ半クランクシャフト回転の後に現われるように配置されている。このケースでは、上昇エッジがクランクシャフト信号KWのパルス３５に対応配置されており、下降エッジがクランクシャフト信号KWのパルス９５に対応配置されている。パルス３５は、第一のクランクシャフト回転の際のクランクシャフト・センサーホイール上の３５番目の歯に対応し、パルス９５は、第二のクランクシャフト回転の際のクランクシャフト・センサーホイールの３５番目の歯に対応する。
【００１２】
図１では、内燃機関のスタートのすぐ後に、クランクシャフト信号KWのパルス１への第四のシリンダーの噴射E Z4及び第一のシリンダーの点火Z Z1の同期化が起こる。当該パルスではカムシャフト信号NWは低レベルを有する。図２では、同期化はクランクシャフト信号KWのパルス３５に対応配置されているカムシャフト信号NWの上昇エッジで起こる。カムシャフト信号NWの上昇エッジでは、シリンダー３の点火Z Z3についての及びシリンダー２のための噴射E Z2についての同期化が、カムシャフト信号NWの上昇エッジとともに生じるクランクシャフト信号KWのパルスが３５番目のパルスであるという仮定のもとで起こる。この仮定が例えばほんの少しだけの誤差に基づいて該当するならば、遅くとも次のマークによって修正が可能である。
【００１３】
図３では、クランクシャフト信号KWのパルス６１で同期化が行われる。そこでは、カムシャフト信号NWが高レベルを有する。これに従って、第四のシリンダーにおける点火Z Z4について及び第一のシリンダーにおける噴射E Z1についての同期化が行われる。
【００１４】
図４では、カムシャフト信号NWの第一の下降エッジによってクランクシャフト信号KWでのパルス９５の存在の仮定のもとで同期化される。それに応じて、第二のシリンダーにおける点火Z Z2と第三のシリンダーにおける噴射E Z3が行われる。同期化後の点火及び噴射順序は、通例のように確定されている。
【００１５】
本発明に係るこの実施形態により、内燃機関のスタート後のほぼ等しく分散させられた四つの同期化点が最大でクランクシャフトの半回転が同期化のために必要であるように、可能であることが示される。それによって、４サイクル・４シリンダー内燃機関では、スタートに続くそれぞれのシリンダーの燃焼サイクルが決定され得る。それによって、すでに内燃機関のスタートの際に点火及び噴射の角度適切な出力が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ４サイクル・４シリンダー内燃機関の例での、本発明に係る方法による点火と噴射の１つの同期態様を示すタイミングチャートである。
【図２】 ４サイクル・４シリンダー内燃機関の例での、本発明に係る方法による点火と噴射の他の同期態様を示すタイミングチャートである。
【図３】 ４サイクル・４シリンダー内燃機関の例での、本発明に係る方法による点火と噴射の他の同期態様を示すタイミングチャートである。
【図４】 ４サイクル・４シリンダー内燃機関の例での、本発明に係る方法による点火と噴射の他の同期態様を示すタイミングチャートである。
【図５】 ハーフセグメントディスクの形でのカムシャフト・センサーホイールの図である。
【符号の説明】
NW カムシャフト角度センサーの信号
KW クランクシャフト角度センサーの信号

Claims (1)

1. 複数個の歯と基準マークとを有しているクランクシャフト・センサーホイールと協働するクランクシャフト角度センサーと、シリンダーの排出サイクルと燃焼サイクルとを識別するためのカムシャフト・センサーホイールと協働するカムシャフト角度センサーであって、カムシャフト・センサーホイールがハーフセグメントディスクの形態で構成され、且つカムシャフト・センサーホイールは、カムシャフト角度センサーの信号の下降エッジと上昇エッジとがそれぞれ前記基準マークを起点としてほぼクランクシャフト半回転後に生じるように配置されている前記カムシャフト角度センサーと、電子制御装置とを用いて、動力車の内燃機関始動時に特定の１つのシリンダーの燃焼サイクルを決定する方法において、
   電子制御装置は、クランクシャフトの２回転にわたってクランクシャフト角度センサーによって検知されるクランクシャフト・センサーホイールの歯数のカウント数に対応するパルス信号（ＫＷ）を、カムシャフト角度センサーによって検知されるカムシャフト角度パルス信号（NW）の下降エッジおよび上昇エッジにも、高レベルおよび低レベルにも関連付けることにより、特定の１つのシリンダの噴射時点と点火時点とを決定することを特徴とする方法。

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