DE102014008694A1

DE102014008694A1 - Camshaft sensor wheel for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102014008694A1
Application number: DE102014008694.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Stolk; Alexander von Gaisberg-Helfenberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nockenwellengeberrad für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Feinstruktur, die zur Bestimmung einer inkrementellen Winkelposition der Nockenwelle (11a; 11b) vorgesehen ist, wobei das Nockenwellengeberrad zumindest eine Grobstruktur aufweist, die zumindest einen Signalabschnitt (12a, 13a; 12b, 13b; 12c, 13c) aufweist, der dazu vorgesehen ist, durch eine Einzelmessung eindeutig zumindest einem Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden, sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Steuer- und/oder Regeleinheit mittels eines solchen Nockenwellengeberrads zunächst einen Signalabschnitt (12a, 13a; 12b, 13b; 12c, 13c) einer Grobstruktur eines Nockenwellengeberrads zumindest einem Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine zuordnet und anschließend eine inkrementelle Winkelposition der Nockenwelle (11a; 11b) bestimmt, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit den zumindest einen Zyklus-Takt durch eine Einzelmessung eindeutig zuordnet.The invention relates to a camshaft sensor wheel for a valve train of an internal combustion engine, having a fine structure which is provided for determining an incremental angular position of the camshaft (11a, 11b), the camshaft sensor wheel having at least one coarse structure, which comprises at least one signal section (12a, 13a; 13b, 12c, 13c), which is intended to be assigned by a single measurement clearly at least one cycle cycle of the internal combustion engine, and a method for controlling an internal combustion engine, in which a control and / or regulating unit by means of such a Nockenwellengeberrads first assigns a signal portion (12a, 13a, 12b, 13b; 12c, 13c) of a coarse structure of a Nockenwellengeberrads at least one cycle cycle of the internal combustion engine and then determines an incremental angular position of the camshaft (11a, 11b), wherein the control and / or regulating unit the at least one cycle cycle through a single measurement clearly assigned.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nockenwellengeberrad für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Feinstruktur, die zur Bestimmung einer inkrementellen Winkelposition der Nockenwelle vorgesehen ist, und ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a Nockenwellengeberrad for a valve train of an internal combustion engine, with a fine structure, which is provided for determining an incremental angular position of the camshaft, and a method for controlling an internal combustion engine.

Aus der DE 103 59 927 A1 ist bereits ein Geberrad bekannt, das eine Spur aufweist, auf der abschnittsweise Winkelmarken in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet sind und auf der außerdem mindestens eine von den Winkelmarken verschiedene Informationsmarke angeordnet ist.From the DE 103 59 927 A1 a transmitter wheel is already known, which has a track on which angle marks are arranged in sections at equal angular intervals and on which also at least one of the angle marks different information mark is arranged.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine effiziente Brennkraftmaschine bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing an efficient internal combustion engine. It is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1 and an inventive method according to claim 10. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Nockenwellengeberrad für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Feinstruktur, die zur Bestimmung einer inkrementellen Winkelposition der Nockenwelle vorgesehen ist.The invention relates to a Nockenwellengeberrad for a valve train of an internal combustion engine, with a fine structure, which is provided for determining an incremental angular position of the camshaft.

Es wird vorgeschlagen, dass das Nockenwellengeberrad zumindest eine Grobstruktur aufweist, die zumindest einen Signalabschnitt aufweist, der dazu vorgesehen ist, durch eine Einzelmessung eindeutig zumindest einem Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden.It is proposed that the camshaft sensor wheel has at least one coarse structure which has at least one signal section which is intended to be unambiguously assigned to at least one cycle cycle of the internal combustion engine by a single measurement.

Dadurch kann ein Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine mit einem zugeordneten Nockenwellenwinkel besonders zuverlässig bestimmt werden, insbesondere kann eine Störung bei der Bestimmung durch eine Schwingbewegung der Nockenwelle ausgeschlossen oder deren Einfluss zumindest klein gehalten werden. Ein Nockenwellensignal kann besonders schnell mit einem mit einem Kurbelwellensignal synchronisiert werden, wodurch die Brennkraftmaschine besonders schnell gestartet werden kann. Dadurch kann eine besonders flexibel einsetzbare und besonders effiziente Brennkraftmaschine bereitgestellt werden. Unter einer „Feinstruktur” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zumindest im Wesentlichen regelmäßige Struktur in einer Umfangsrichtung des Nockenwellenrads verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, benachbarte Winkelinkremente des Nockenwellengeberrads voneinander zu unterscheiden. Richtungsangaben, wie „in Umfangsrichtung”, „radial” und „axial”, sollen in diesem Zusammenhang bezogen auf eine Drehachse der Nockenwelle verstanden werden. Unter zumindest „im Wesentlichen” regelmäßig soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Struktur höchstens ein oder zwei von übrigen Strukturelementen abweichend ausgebildete Strukturelemente aufweist. Bevorzugt ist die Feinstruktur völlig regelmäßig ausgebildet und weist keine abweichenden Strukturelemente auf. Unter einem „Signalabschnitt” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Winkelabschnitt des Nockenwellengeberrads verstanden werden, der eine physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweist, beispielsweise eine geometrische Form, eine optische Eigenschaft, eine Oberflächenstruktur und/oder eine Materialeigenschaft, die ein Merkmal ausbildet, das von einem Sensor erfassbar ist und eine Merkmalsausprägung aufweist, die von einer Merkmalsausprägung eines benachbarten Signalabschnitts unterscheidbar ist. Unter einer „Einzelmessung” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Merkmalsausprägung durch eine Auswertung eines einzelnen Signalwerts dem einen Signalabschnitt des Nockenwellengeberrads und damit einem Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine zuzuordnen ist. Bevorzugt ist die „Einzelmessung” unabhängig von einer Winkelposition des Nockenwellengeberrads, d. h. für eine beliebige Winkelposition innerhalb des Signalabschnitts vorgesehen. Besonders bevorzugt kann der Signalabschnitt durch die Einzelmessung direkt zugeordnet werden. Unter „direkt” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Signalabschnitt unabhängig von einer Drehbewegung des Nockenwellenrads, also insbesondere bei stehendem Nockenwellenrad und/oder entfernt von einem Rand des Signalabschnitts bestimmt werden kann. Unter einem „Zyklus-Takt” einer Brennkraftmaschine soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Takt bezogen auf eine Phase in einem zyklischen Viertakt-Verbrennungsprozess verstanden werden, der für Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen ist und der einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Ausstoßtakt umfasst. Unter „zuordnen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere zuordnen aufgrund einer Beziehung eines Nockenwellenwinkels zu einem Zyklus-Takt verstanden werden, die eine Unschärfe aufweisen kann. Bevorzugt umfasst die Zuordnung eine Auswertung eines Kurbelwellensignals, wodurch die Unschärfe für die Zuordnung aufgehoben wird. Unter einer „Unschärfe” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine unscharfe Phasenlage zwischen der Nockenwelle und einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, beispielsweise durch eine Schwingbewegung der Nockenwelle verstanden werden.As a result, a cycle cycle of the internal combustion engine with an associated camshaft angle can be determined particularly reliably, in particular a disturbance in the determination by a swinging movement of the camshaft can be excluded or its influence can be kept at least small. A camshaft signal can be synchronized with a particularly fast with a crankshaft signal, whereby the internal combustion engine can be started very quickly. As a result, a particularly flexible and particularly efficient internal combustion engine can be provided. In this context, a "fine structure" is to be understood as meaning, in particular, an at least substantially regular structure in a circumferential direction of the camshaft wheel, which is intended to distinguish adjacent angle increments of the camshaft sensor wheel from one another. Directional information, such as "in the circumferential direction", "radial" and "axial" should be understood in this context with respect to a rotational axis of the camshaft. At least "substantially" regularly in this context is to be understood in particular as meaning that the structure has at most one or two structural elements deviating from other structural elements. Preferably, the fine structure is completely regular and has no deviating structural elements. In this context, a "signal section" should be understood as meaning, in particular, an angular section of the camshaft sensor wheel which has a physical and / or chemical property, for example a geometric shape, an optical property, a surface structure and / or a material property which forms a feature is detectable by a sensor and has a feature characteristic that is distinguishable from a feature expression of an adjacent signal section. In this context, a "single measurement" should be understood in particular to mean that a feature expression can be assigned to one signal section of the camshaft sensor wheel and thus to a cycle cycle of the internal combustion engine by an evaluation of a single signal value. Preferably, the "single measurement" is independent of an angular position of the Nockenwellengeberrads, d. H. provided for any angular position within the signal section. Particularly preferably, the signal section can be assigned directly by the individual measurement. In this context, "direct" should be understood in particular to mean that the signal section can be determined independently of a rotational movement of the camshaft wheel, that is to say in particular when the camshaft wheel is stationary and / or away from an edge of the signal section. In this context, a "cycle cycle" of an internal combustion engine should be understood to mean, in particular, a cycle with respect to a phase in a cyclic four-stroke combustion process which is provided for working cylinders of the internal combustion engine and which comprises an intake stroke, a compression stroke, a power stroke and an exhaust stroke , By "associate" in this context is to be understood in particular as being based on a relationship of a camshaft angle to a cycle cycle which may have blurring. Preferably, the assignment comprises an evaluation of a crankshaft signal, whereby the blur for the assignment is canceled. In this context, a "blurring" is to be understood, in particular, as meaning a blurred phase position between the camshaft and a crankshaft of the internal combustion engine, for example by a swinging movement of the camshaft.

In vorteilhafter Weise weist die Grobstruktur zumindest einen weiteren Signalabschnitt auf, der dazu vorgesehen ist, durch einen Einzelmessung eindeutig zumindest einem weiteren Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden, wobei die zumindest zwei Signalabschnitte komplementär ausgebildet sind und zusammen eine Umfangserstreckung von 360 Grad aufweisen. Dadurch kann ein Sensor in einer beliebigen Winkellage eine Merkmalsausprägung eines Signalabschnitts erfassen und ein Zyklus-Takt kann besonders flexibel und genau bestimmt werden. Insbesondere kann bei genau zwei Signalabschnitten eine Halbwinkellage der Nockenwelle besonders zuverlässig und schnell bestimmt werden. Unter „zumindest” einem weiteren Signalabschnitt soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Nockenwellengeberrad zwei oder mehr Signalabschnitte, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Verbrennungsprozess und/oder einer Anzahl von Arbeitszylindern aufweist. Unter „komplementär” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Signalabschnitte jeweils verschiedene, insbesondere paarweise verschiedene, Merkmalsausprägungen aufweisen. Darunter, dass die Signalabschnitte „zusammen” eine Umfangserstreckung von 360 Grad aufweisen, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Signalabschnitte überlappungsfrei angeordnet sind und eine Summe der Umfangserstreckungen der einzelnen Signalabschnitte einem Vollwinkel entspricht.In an advantageous manner, the coarse structure has at least one further signal section, which is intended to be unambiguously assigned to at least one further cycle cycle of the internal combustion engine by a single measurement, wherein the at least two signal sections are formed complementary and together have a circumferential extent of 360 degrees. As a result, a sensor can detect a feature characteristic of a signal section in any desired angular position, and a cycle cycle clock can be determined particularly flexibly and accurately. In particular, with exactly two signal sections, a half-angle position of the camshaft can be determined particularly reliably and quickly. In this context, "at least" a further signal section should be understood in particular to mean that the camshaft sensor wheel has two or more signal sections, for example as a function of a combustion process and / or a number of working cylinders. In this context, the term "complementary" should be understood in particular to mean that the signal sections each have different, in particular pairwise, different characteristic features. The fact that the signal sections "together" have a circumferential extent of 360 degrees should in this context be understood in particular to mean that the signal sections are arranged without overlapping and a sum of the circumferential extents of the individual signal sections corresponds to a full angle.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist zumindest der eine Signalabschnitt der Grobstruktur eine Umfangserstreckung von mindestens 90 Grad auf. Dadurch kann eine Störung durch eine Schwingung der Nockenwelle bei einer Bestimmung des Zyklus-Taktes besonders wirkungsvoll vermieden werden. Bevorzugt weist zumindest der eine Signalabschnitt eine Umfangserstreckung von 120 Grad und besonders bevorzugt von 180 Grad auf.In an advantageous embodiment, at least one signal section of the coarse structure has a circumferential extent of at least 90 degrees. Thereby, a disturbance by a vibration of the camshaft can be avoided particularly effectively in a determination of the cycle cycle. Preferably, at least the one signal section has a circumferential extent of 120 degrees and particularly preferably of 180 degrees.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Feinstruktur Signalabschnitte mit einer Umfangserstreckung von höchstens 30 Grad aufweist. Dadurch kann eine inkrementelle Winkelposition besonders genau zu einer Optimierung von Betriebsparametern bestimmt werden. Bevorzugt weisen die Signalabschnitte eine Umfangserstreckung von höchstens 15 Grad und besonders bevorzugt von höchstens 5 Grad auf.It is also proposed that the fine structure has signal sections with a circumferential extent of at most 30 degrees. As a result, an incremental angular position can be determined particularly accurately for optimizing operating parameters. The signal sections preferably have a circumferential extent of at most 15 degrees and particularly preferably of at most 5 degrees.

In vorteilhafter Weise umfasst das Nockenwellengeberrad eine sensierbare Spur, welche die Feinstruktur und die Grobstruktur aufweist. Dadurch kann ein besonders kompaktes Nockenwellengeberrad bereitgestellt werden. Unter einer „Spur” soll in diesem Zusammenhang ein in zumindest einer Richtung ausgedehnter Bereich verstanden werden, der höchstens ein unabhängig sensierbares Merkmal aufweist, das entlang einer Ausdehnung der Spur verschiedene Werte annimmt. Bevorzugt ist die Spur ringförmig oder kreisförmig ausgebildet.Advantageously, the Nockenwellengeberrad comprises a sensible track, which has the fine structure and the coarse structure. Thereby, a particularly compact Nockenwellengeberrad be provided. In this context, a "track" is to be understood as meaning an area which extends in at least one direction and has at most one independently sensible feature which assumes different values along an extent of the track. Preferably, the track is annular or circular.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Signalabschnitte der Feinstruktur und/oder der Grobstruktur eine Magnetisierung aufweisen. Dadurch kann ein besonders robustes Nockenwellengeberrad bereitgestellt werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Signalabschnitte der Fein- und/oder Grobstruktur eine andere physikalische und/oder chemische Eigenschaft aufweisen, beispielsweise eine geometrische, eine optische Eigenschaft oder eine Oberflächenstruktur. Die Fein- und/oder Grobstruktur können eine gemeinsame Signaleigenschaft mit unterschiedlichen Merkmalswerten oder unterschiedlichen Signaleigenschaften aufweisen.It is also proposed that the signal sections of the fine structure and / or the coarse structure have a magnetization. As a result, a particularly robust Nockenwellengeberrad be provided. In principle, it is also conceivable that the signal sections of the fine and / or coarse structure have a different physical and / or chemical property, for example a geometric, an optical property or a surface structure. The fine and / or coarse structure may have a common signal property with different feature values or different signal properties.

In vorteilhafter Weise sind die Signalabschnitte der Feinstruktur als radiale Finger und Lücken ausgebildet. Dadurch kann ein besonders einfaches und kostengünstiges Nockenwellengeberrad bereitgestellt werden.Advantageously, the signal sections of the fine structure are formed as radial fingers and gaps. Thereby, a particularly simple and inexpensive Nockenwellengeberrad be provided.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Feinstruktur und/oder die Grobstruktur schaltbar ausgebildet sind. Dadurch kann erreicht werden, dass das Nockenwellenrad die Feinstruktur und die Grobstruktur alternativ ausprägt, wodurch das Nockenwellengeberrad an einen Betriebszustand und/oder -phase der Brennkraftmaschine angepasst werden und eine besonders zuverlässige Sensierung erreicht werden kann. Ferner können die Feinstruktur und die Grobstruktur vorteilhalft eine gemeinsame Signaleigenschaft mit einem gemeinsamen Wertebereich aufweisen, wodurch ein besonders einfacher Sensor zu einer Sensierung der Fein- und der Grobstruktur bereitgestellt werden kann. Eine gegenseitige Beeinflussung bei der Erfassung der Feinstruktur und der Grobstruktur kann vermieden werden. Unter „schaltbar” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Nockenwellenrad die Fein- und/oder Grobstruktur nur zeitweise ausprägt. Vorzugsweise sind die Fein- und Grobstruktur umschaltbar ausgebildet, d. h. das Nockenwellengeberrad ist dazu vorgesehen, zu einem gegebenen Zeitpunkt entweder die Feinstruktur oder die Grobstruktur auszuprägen. Die Fein- und/oder Grobstruktur können durch einen Aktor passiv schaltbar oder aktiv schaltend, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Drehzahl des Nockenwellengeberrads, ausgebildet sein.It is also proposed that the fine structure and / or the rough structure are formed switchable. It can thereby be achieved that the camshaft wheel alternatively pronounces the fine structure and the coarse structure, whereby the camshaft sensor wheel can be adapted to an operating state and / or phase of the internal combustion engine and a particularly reliable sensing can be achieved. Furthermore, the fine structure and the coarse structure can advantageously have a common signal property with a common value range, whereby a particularly simple sensor can be provided for a sensing of the fine and the coarse structure. Mutual influence in the detection of the fine structure and the coarse structure can be avoided. By "switchable" is to be understood in this context, in particular, that the camshaft wheel, the fine and / or coarse structure only temporarily pronounced. Preferably, the fine and coarse structure are switchable, d. H. the camshaft encoder wheel is designed to stamp out either the fine structure or the coarse structure at a given time. The fine and / or coarse structure can be formed by an actuator passively switchable or actively switching, for example, in dependence on a speed of the Nockenwellengeberrads.

Ferner wird ein Ventiltrieb mit einem erfindungsgemäßen Nockenwellengeberrad vorgeschlagen. Dadurch kann ein besonders kompakter und zuverlässiger Ventiltrieb bereitgestellt werden.Further, a valve train is proposed with a Nockenwellengeberrad invention. As a result, a particularly compact and reliable valve train can be provided.

Ferner wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem eine Steuer- und/oder Regeleinheit zunächst einen Signalabschnitt einer Grobstruktur eines erfindungsgemäßen Nockenwellengeberrads zumindest einem Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine zuordnet und anschließend eine inkrementelle Winkelposition einer Nockenwelle bestimmt, und bei dem die Steuer- und/oder Regeleinheit den zumindest einen Zyklus-Takt durch eine Einzelmessung eindeutig zuordnet. Dadurch kann ein Zyklus-Takt der Nockenwelle besonders zuverlässig und schnell bestimmt werden, wodurch eine Motorsteuerung besonders wirkungsvoll optimiert und ein geringer Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine erreicht werden kann.Furthermore, a method is proposed for controlling an internal combustion engine, in which a control and / or regulating unit first assigns a signal section of a coarse structure of a camshaft sensor wheel according to the invention to at least one cycle cycle of the internal combustion engine and then determines an incremental angular position of a camshaft, and in which the control and / or control unit uniquely assigns the at least one cycle clock by a single measurement. As a result, a cycle cycle of the camshaft can be determined particularly reliably and quickly, as a result of which motor control can be optimized particularly effectively and low fuel consumption of the internal combustion engine can be achieved.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den 1 bis 4 sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the 1 to 4 three embodiments of the invention are shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Nockenwelle mit einem Nockenwellengeberrad in perspektivischer Darstellung, 1 a camshaft with a Nockenwellengeberrad in perspective view,

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Nockenwelle mit dem Nockenwellengeberrad in perspektivischer Darstellung, 2 a further embodiment of the camshaft with the Nockenwellengeberrad in perspective view,

3 eine schematische Darstellung für ein Ausführungsbeispiel des Nockenwellengeberrads mit einem schaltbaren Signalring und 3 a schematic representation of an embodiment of the Nockenwellengeberrads with a switchable signal ring and

4 eine schematische Darstellung des Nockenellengeberrads in einem anderen Schaltzustand. 4 a schematic representation of the Nockenelltgeberrads in another switching state.

1 zeigt eine Nockenwelle 11a mit einem Nockenwellengeberrad 10a für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Das Nockenwellengeberrad 10a ist Teil einer bis auf das Nockenwellengeberrad 10a nicht näher dargestellten Sensorvorrichtung zur Bestimmung eines Nockenwellenwinkels. Das Nockenwellengeberrad 10a weist eine Feinstruktur auf, die zur Bestimmung einer inkrementellen Winkelposition der Nockenwelle 11a vorgesehen ist. Das Nockenwellengeberrad 10a weist ferner eine Grobstruktur auf, die einen ersten Signalabschnitt 12a aufweist, der dazu vorgesehen ist, durch eine Einzelmessung eindeutig zwei Zyklus-Takten der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden. Der erste Signalabschnitt 12a ist dazu vorgesehen, einer Halbwinkellage der Nockenwelle 11a zugeordnet zu werden. Die Halbwinkellage ist ihrerseits einem Zyklus-Takt und einem weiteren Zyklus-Takt zugeordnet. Die Nockenwelle 11a weist eine Mehrzahl von Nocken 30a, 31a auf, die zu einer Betätigung von Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine vorgesehen sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Nockenwelle 11a als eine Einlassnockenwelle zur Betätigung von Einlassventilen vorgesehen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Nockenwelle 11a als eine Auslassnockenwelle ausgebildet ist oder sowohl Nocken zur Betätigung von Einlassventilen als auch Nocken zur Betätigung von Auslassventilen aufweist. 1 shows a camshaft 11a with a camshaft sensor wheel 10a for a valve train of an internal combustion engine. The camshaft sensor wheel 10a is part of one except for the Nockenwellengeberrad 10a Not shown sensor device for determining a camshaft angle. The camshaft sensor wheel 10a has a fine structure that is used to determine an incremental angular position of the camshaft 11a is provided. The camshaft sensor wheel 10a further comprises a coarse structure comprising a first signal portion 12a which is intended to be assigned by a single measurement clearly two cycle clocks of the internal combustion engine. The first signal section 12a is intended, a half-angle position of the camshaft 11a to be assigned. The half-angle position is in turn assigned to a cycle clock and another cycle clock. The camshaft 11a has a plurality of cams 30a . 31a on, which are provided for an actuation of gas exchange valves of the internal combustion engine. In the present embodiment, the camshaft 11a as an intake camshaft for actuating intake valves. Basically, it is also conceivable that the camshaft 11a is formed as an exhaust camshaft or has both cams for actuating intake valves and cams for actuating exhaust valves.

Das Nockenwellengeberrad 10a weist einen Signalring 32a auf, der die Feinstruktur und die Grobstruktur ausbildet. Die Grobstruktur ist als eine Bogenstruktur ausgebildet. Die Grobstruktur weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen weiteren Signalabschnitt 13a auf. Der weitere Signalabschnitt 13a ist dazu vorgesehen, durch eine Einzelmessung eindeutig einem dritten und vierten Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden. Die zwei Signalabschnitte 12a, 13a sind komplementär zueinander ausgebildet und weisen zusammen eine Umfangserstreckung von 360 Grad auf. Die Signalabschnitte 12a, 13a sind bogenförmig ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Signalabschnitte 12a, 13a eine gleiche Umfangserstreckung von jeweils 180 Grad auf. Die Grobstruktur weist eine Signaleigenschaft auf, die als eine axiale Breite ausgebildet ist. In dem ersten Signalabschnitt 12a weist der Signalring 32a eine maximale axiale Breite auf. Die axiale Breite des Signalrings 32a ist in dem ersten Signalabschnitt 12a konstant. In dem weiteren Signalabschnitt 13a weist der Signalring 32a eine gegenüber der maximalen axialen Breite um etwa ein Drittel verminderte axiale Breite auf. Die axiale Breite des Signalrings 32a ist in dem weiteren Signalabschnitt 13a konstant. Der Signalring 32a weist zwei Übergänge 36a, 37a zwischen den Signalabschnitten 12a, 13a der Grobstruktur auf. Die Übergänge 36a, 37a zwischen den Signalabschnitten 12a, 13a sind als axiale Stufen ausgebildet.The camshaft sensor wheel 10a has a signal ring 32a on, which forms the fine structure and the rough structure. The coarse structure is formed as an arch structure. The coarse structure has a further signal section in the present exemplary embodiment 13a on. The further signal section 13a is intended to be assigned by a single measurement clearly a third and fourth cycle cycle of the internal combustion engine. The two signal sections 12a . 13a are formed complementary to each other and together have a circumferential extent of 360 degrees. The signal sections 12a . 13a are arcuate. In the present embodiment, the signal sections 12a . 13a an equal circumferential extent of 180 degrees. The rough structure has a signal characteristic formed as an axial width. In the first signal section 12a has the signal ring 32a a maximum axial width. The axial width of the signal ring 32a is in the first signal section 12a constant. In the further signal section 13a has the signal ring 32a an axial width reduced by about one-third compared to the maximum axial width. The axial width of the signal ring 32a is in the further signal section 13a constant. The signal ring 32a has two transitions 36a . 37a between the signal sections 12a . 13a the rough structure. The transitions 36a . 37a between the signal sections 12a . 13a are designed as axial steps.

Die Feinstruktur weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 34 Signalabschnitte 14a, 15a auf und ist als eine regelmäßige Struktur ausgebildet. Die Signalabschnitte 14a, 15a sind periodisch angeordnet. Die Signalabschnitte 14a, 15a sind alternierend angeordnet. Die Signalabschnitte 14a, 15a der Feinstruktur weisen eine gleiche Umfangserstreckung von etwa 10,6 Grad auf. Die Signalabschnitte 14a, 15a kennzeichnen jeweils ein Winkelinkrement.The fine structure has in the present embodiment 34 signal sections 14a . 15a and is designed as a regular structure. The signal sections 14a . 15a are arranged periodically. The signal sections 14a . 15a are arranged alternately. The signal sections 14a . 15a the fine structure have an equal circumferential extent of about 10.6 degrees. The signal sections 14a . 15a each indicate an angle increment.

Das Nockenwellengeberrad 10a weist eine sensierbare Spur 16a auf, welche die Feinstruktur und die Grobstruktur des Nockenwellengeberrads 10a aufweist. Die Spur 16a ist dazu vorgesehen, mit einem nicht näher dargestellten Nockenwellensensor der Sensorvorrichtung zusammenzuwirken. Der Nockenwellensensor ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein Abstandssensor ausgebildet. Der Nockenwellensensor ist gehäusefest in dem Ventiltrieb angeordnet und dazu vorgesehen, Merkmalswerte der Signalabschnitte 12a, 13a, 14a, 15a zu der Feinstruktur und der Grobstruktur zu erfassen.The camshaft sensor wheel 10a has a sensible track 16a on which the fine structure and the coarse structure of the Nockenwellengeberrads 10a having. The track 16a is intended to cooperate with a camshaft sensor, not shown, of the sensor device. The camshaft sensor is formed as a distance sensor in the present embodiment. The camshaft sensor is arranged fixed to the housing in the valve train and provided, feature values of the signal sections 12a . 13a . 14a . 15a to grasp the fine structure and the coarse structure.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Signalabschnitte 14a, 15a der Feinstruktur als Finger 18a und Lücken 29a ausgebildet. Die Feinstruktur weist eine Signaleigenschaft auf, die als eine geometrische Eigenschaft ausgebildet ist. Die als Finger 18a ausgebildeten Signalabschnitte 14a sind als radial nach außen gerichtete trapezförmige Zähne ausgebildet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Zähne eine andere Form, beispielsweise eine Rechteckform, aufweisen. Die als Finger 18a und die als Lücke 29a ausgebildeten Signalabschnitte 14a, 15a sind in Umfangsrichtung alternierend zueinander angeordnet. Die als Finger 18a ausgebildeten Signalabschnitte 14a weisen einen Abstand in Umfangsrichtung auf, welcher der Umfangserstreckung der als Lücke 29a ausgebildeten Signalabschnitte 15a entspricht. Je zwei benachbarte als Finger 18a ausgebildete Signalabschnitte 14a weisen einen gleichen Abstand zueinander auf. Es ist denkbar, dass die als Lücke 29a ausgebildeten Signalabschnitte 15a eine von den als Fingern 18a ausgebildeten Signalabschnitten 14a verschiedene Umfangserstreckung aufweisen.In the present embodiment, the signal sections are 14a . 15a the fine structure as a finger 18a and gaps 29a educated. The Fine structure has a signal property that is formed as a geometric property. The as fingers 18a trained signal sections 14a are formed as radially outwardly directed trapezoidal teeth. In principle, it is conceivable that the teeth have a different shape, for example a rectangular shape. The as fingers 18a and the gap 29a trained signal sections 14a . 15a are arranged in the circumferential direction alternately to each other. The as fingers 18a trained signal sections 14a have a distance in the circumferential direction, which the circumferential extent of the gap 29a trained signal sections 15a equivalent. Two adjacent ones as fingers 18a trained signal sections 14a have an equal distance from each other. It is conceivable that as a gap 29a trained signal sections 15a one of those as fingers 18a trained signal sections 14a have different circumferential extent.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Brennkraftmaschine vier nicht näher dargestellte Arbeitszylinder auf, die jeweils einen linear beweglich gelagerten Kolben umfassen und die dazu vorgesehen sind, ein Antriebsmoment bereitzustellen. Die Arbeitszylinder sind für ein zyklisches Viertaktverfahren eingerichtet, das vier Phasen mit vier unterschiedlichen Zyklus-Takten umfasst, nämlich einem Ansaugtakt, einem Verdichtungstakt, einem Arbeitstakt und einem Ausstoßtakt. Bei einem Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine bestimmt eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit mittels des Nockenwellengeberrads 10a zunächst eine Halbwinkellage der Nockenwelle 11a, beispielsweise bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine. Die Steuer- und Regeleinheit ist zu einer Signalübermittlung mit dem Nockenwellensensor der Sensorvorrichtung verbunden. Die Sensorvorrichtung umfasst ferner einen Kurbelwellensensor, der dazu vorgesehen ist, eine drehfest mit der Kurbelwelle verbundene Winkelmarkierung zu erfassen.In the present embodiment, the internal combustion engine has four work cylinders, not shown in detail, each comprising a linearly movably mounted piston and which are provided to provide a drive torque. The power cylinders are arranged for a cyclic four-stroke process comprising four phases with four different cycle cycles, namely an intake stroke, a compression stroke, a power stroke and an exhaust stroke. In a method for controlling the internal combustion engine determines a non-illustrated control unit by means of Nockenwellengeberrads 10a first a half-angle position of the camshaft 11a , For example, during a starting process of the internal combustion engine. The control unit is connected to a signal transmission with the camshaft sensor of the sensor device. The sensor device further comprises a crankshaft sensor, which is provided to detect a rotationally fixed connected to the crankshaft angle mark.

Bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine versetzt ein Starter die Kurbelwelle und die mit der Kurbelwelle antriebstechnisch verbundene Nockenwelle 11a in eine Drehbewegung. Der Nockenwellensensor erfasst einen durch die Drehbewegung in einen Sensierungsbereich des Sensors bewegten Signalabschnitt 14a, 15a der Feinstruktur. Die Steuer- und Regeleinheit ordnet ein Signal des Nockenwellensensors durch eine Einzelmessung eindeutig einem Signalabschnitt 12a, 13a der Grobstruktur und damit einer Halbwinkellage der Nockenwelle 11a und zwei von vier Zyklus-Takten zu. Durch die Drehbewegung erfasst der Kurbelwellensensor die Winkelmarkierung der Kurbelwelle. Die Steuer- und Regeleinheit synchronisiert ein Signal des Kurbelwellensensors mit dem Signal des Nockenwellensensors und bestimmt aus der Halbwinkellage der Nockenwelle 11a und aus dem Signal des Kurbelwellensensors eindeutig einen Zyklus-Takt. Die Steuer- und Regeleinheit bestimmt, in welchem Arbeitszylinder der Kolben des Arbeitszylinders als nächstes einen oberen Totpunkt erreicht, der für eine Zündung vorgesehen ist. Die Steuer- und Regeleinheit stellt eine für einen Zündvorgang erforderliche Information über eine Winkelposition der Nockenwelle 11a bereit. Nachfolgend bestimmt die Steuer- und Regeleinheit aufgrund der Synchronisation die Winkelposition der Nockenwelle 11a mit einer durch die Feinstruktur gegebenen Präzision. Eine mit der Steuer- und Regeleinheit verbundene Motorsteuerung bestimmt daraus optimierte Betriebsparameter, wie zum Beispiel einen Zündzeitpunkt.During a starting process of the internal combustion engine, a starter displaces the crankshaft and the camshaft connected to the crankshaft in terms of drive technology 11a in a rotary motion. The camshaft sensor detects a signal section moved by the rotational movement into a sensing region of the sensor 14a . 15a the fine structure. The control unit assigns a signal of the camshaft sensor by a single measurement clearly a signal section 12a . 13a the coarse structure and thus a half-angle position of the camshaft 11a and two out of four cycle clocks. Due to the rotational movement, the crankshaft sensor detects the angle marking of the crankshaft. The control unit synchronizes a signal of the crankshaft sensor with the signal of the camshaft sensor and determined from the half-angle position of the camshaft 11a and from the signal of the crankshaft sensor clearly one cycle clock. The control unit determines in which working cylinder the piston of the working cylinder next reaches a top dead center, which is intended for ignition. The control unit provides a required for an ignition information about an angular position of the camshaft 11a ready. Subsequently, the control unit determines the angular position of the camshaft due to the synchronization 11a with a precision given by the fine structure. An engine controller connected to the control unit determines therefrom optimized operating parameters, such as an ignition timing.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Grobstruktur eine größere Zahl von Signalabschnitten 12a, 13a, beispielsweise vier Signalabschnitte mit je paarweise unterschiedlichen Merkmalsausprägungen aufweist. Die Merkmalsausprägungen können beispielsweise durch vier verschiedene Werte der axialen Breite gegeben sein. Die Steuer- und Regeleinheit wertet dann in einer Einzelmessung aus, welcher Signalabschnitt der Grobstruktur von dem Nockenwellensensor erfasst wird und bestimmt für die Brennkraftmaschine den Zyklus-Takt der Brennkraftmaschine.In principle, it is conceivable that the coarse structure has a larger number of signal sections 12a . 13a , For example, has four signal sections with pairs of different feature values. The feature values can be given for example by four different values of the axial width. The control unit then evaluates in a single measurement, which signal portion of the coarse structure is detected by the camshaft sensor and determines for the internal combustion engine the cycle cycle of the internal combustion engine.

In den 2 bis 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 2 bis 4 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1, verwiesen werden.In the 2 to 4 two further embodiments of the invention are shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the other embodiments, in particular the 1 , can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 by the letters b and c in the reference numerals of the embodiments of the 2 to 4 replaced. With regard to identically designated components, in particular with regard to components with the same reference numerals, can in principle also to the drawings and / or the description of the other embodiments, in particular the 1 , to get expelled.

2 zeigt eine Nockenwelle 11b mit einem weiteren Ausführungsbeispiel des Nockenwellengeberrads 10b für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Das Nockenwellengeberrad 10b ist Teil einer bis auf das Nockenwellengeberrad 10b nicht näher dargestellten Sensorvorrichtung zur Bestimmung einer Winkelposition der Nockenwelle 11b. Das Nockenwellengeberrad 10b weist analog zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel eine Feinstruktur auf, die zur Bestimmung einer inkrementellen Winkelposition der Nockenwelle 11b vorgesehen ist. Das Nockenwellengeberrad 10b weist ferner eine Grobstruktur auf, die einen ersten Signalabschnitt 12b aufweist, der dazu vorgesehen ist, durch eine Einzelmessung eindeutig zwei Zyklus-Takten der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden. Der erste Signalabschnitt 12b ist dazu vorgesehen, einer Halbwinkellage der Nockenwelle 11a zugeordnet zu werden. Die Halbwinkellage ist ihrerseits einem Zyklus-Takt und einem weiteren Zyklus-Takt zugeordnet. Die Nockenwelle 11b weist eine Mehrzahl von Nocken 30b, 31b auf, die zu einer Betätigung von Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine vorgesehen sind. 2 shows a camshaft 11b with a further embodiment of the Nockenwellengeberrads 10b for a valve train of an internal combustion engine. The camshaft sensor wheel 10b is part of one except for the Nockenwellengeberrad 10b Not shown sensor device for determining an angular position of the camshaft 11b , The camshaft sensor wheel 10b has a fine structure similar to the previous embodiment, which is used to determine an incremental angular position of the camshaft 11b is provided. The camshaft sensor wheel 10b also has a Grobstruktur on, the first signal section 12b which is intended to be assigned by a single measurement clearly two cycle clocks of the internal combustion engine. The first signal section 12b is intended, a half-angle position of the camshaft 11a to be assigned. The half-angle position is in turn assigned to a cycle clock and another cycle clock. The camshaft 11b has a plurality of cams 30b . 31b on, which are provided for an actuation of gas exchange valves of the internal combustion engine.

Das Nockenwellengeberrad 10b weist analog zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel einen Signalring 32b auf, der die Feinstruktur und die Grobstruktur ausbildet. Die Grobstruktur ist als eine Bogenstruktur ausgebildet. Die Grobstruktur weist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen weiteren Signalabschnitt 13b auf. Der weitere Signalabschnitt 13b ist dazu vorgesehen, durch eine Einzelmessung eindeutig einem dritten und vierten Zyklus-Takten der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden. Die zwei Signalabschnitte 12b, 13b sind komplementär zueinander ausgebildet und weisen zusammen eine Umfangserstreckung von 360 Grad auf. Die Signalabschnitte 12b, 13b auf, die zusammen eine Umfangserstreckung von 360 Grad aufweisen. Die Signalabschnitte 12b, 13b sind bogenförmig ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Signalabschnitte 12b, 13b eine gleiche Umfangserstreckung von jeweils 180 Grad auf. In dem ersten Signalabschnitt 12b weist der Signalring 32b eine maximale axiale Breite auf. Die axiale Breite des Signalrings 32b ist in dem ersten Signalabschnitt 12b konstant. In dem weiteren Signalabschnitt 13b weist der Signalring 32b eine gegenüber der maximalen axialen Breite um etwa ein Drittel verminderte axiale Breite auf. Die axiale Breite des Signalrings 32b ist in dem weiteren Signalabschnitt 13b konstant. Im Unterschied zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel, ist der Signalring 32b zusammenhängend ausgebildet und weist zwei geschlossene axiale Seitenflächen 33b, 34b und einen geschlossenen Außenumfang 35b auf. Der Signalring 32b weist zwei Übergänge 36b, 37b zwischen den Signalabschnitten 12b, 13b der Grobstruktur auf. Die Übergänge 36b, 37b zwischen den Signalabschnitten 12b, 13b sind als axiale Stufen ausgebildet.The camshaft sensor wheel 10b has a signal ring analogous to the previous embodiment 32b on, which forms the fine structure and the rough structure. The coarse structure is formed as an arch structure. The coarse structure has a further signal section in the present exemplary embodiment 13b on. The further signal section 13b is intended to be assigned by a single measurement clearly a third and fourth cycle clocks of the internal combustion engine. The two signal sections 12b . 13b are formed complementary to each other and together have a circumferential extent of 360 degrees. The signal sections 12b . 13b on, which together have a circumferential extent of 360 degrees. The signal sections 12b . 13b are arcuate. In the present embodiment, the signal sections 12b . 13b an equal circumferential extent of 180 degrees. In the first signal section 12b has the signal ring 32b a maximum axial width. The axial width of the signal ring 32b is in the first signal section 12b constant. In the further signal section 13b has the signal ring 32b an axial width reduced by about one-third compared to the maximum axial width. The axial width of the signal ring 32b is in the further signal section 13b constant. In contrast to the preceding embodiment, the signal ring 32b formed contiguous and has two closed axial side surfaces 33b . 34b and a closed outer periphery 35b on. The signal ring 32b has two transitions 36b . 37b between the signal sections 12b . 13b the rough structure. The transitions 36b . 37b between the signal sections 12b . 13b are designed as axial steps.

Wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, weist die Feinstruktur 34b Signalabschnitte 14b, 15b auf. Die Signalabschnitte 14b, 15b sind periodisch angeordnet. Die Signalabschnitte 14b, 15b sind alternierend angeordnet. Die Signalabschnitte 14b, 15b der Feinstruktur weisen eine gleiche Umfangserstreckung von etwa 10,6 Grad auf. Die Signalabschnitte 14b, 15b kennzeichnen jeweils ein Winkelinkrement. Im Unterschied zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel, weisen die Signalabschnitte 14b, 15b jeweils eine Magnetisierung 17b auf. Die Magnetisierungen 17b zweier benachbarter Signalabschnitte 14b, 15b sind entgegengesetzt zueinander ausgerichtet. Die Magnetisierungen 17b der Signalabschnitte 14b, 15b sind radial ausgerichtet. Es ist ebenso denkbar, dass die Magnetisierungen 17b in einer anderen Richtung, beispielsweise axial ausgerichtet sind. Eine Hälfte der Signalabschnitte der Feinstruktur ist in dem ersten Signalabschnitt 12b der Grobstruktur angeordnet und eine andere Hälfte der Signalabschnitte der Feinstruktur ist in dem weiteren Signalabschnitt 13b der Grobstruktur angeordnet.As in the present embodiment, the fine structure 34b signal sections 14b . 15b on. The signal sections 14b . 15b are arranged periodically. The signal sections 14b . 15b are arranged alternately. The signal sections 14b . 15b the fine structure have an equal circumferential extent of about 10.6 degrees. The signal sections 14b . 15b each indicate an angle increment. In contrast to the preceding embodiment, the signal sections 14b . 15b each one magnetization 17b on. The magnetizations 17b two adjacent signal sections 14b . 15b are aligned opposite to each other. The magnetizations 17b the signal sections 14b . 15b are aligned radially. It is also conceivable that the magnetizations 17b in a different direction, for example axially aligned. One half of the signal sections of the fine structure is in the first signal section 12b the coarse structure arranged and another half of the signal sections of the fine structure is in the further signal section 13b arranged the coarse structure.

Das Nockenwellengeberrad 10b weist eine sensierbare Spur 16b auf, welche die Feinstruktur und die Grobstruktur des Nockenwellengeberrads 10b aufweist. Die Spur 16b ist dazu vorgesehen, mit einem nicht näher dargestellten Nockenwellensensor der Sensorvorrichtung zusammenzuwirken. Der Nockenwellensensor ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein Magnetsensor ausgebildet. Der Nockenwellensensor ist gehäusefest in dem Ventiltrieb angeordnet und dazu vorgesehen, Merkmalswerte der Signalabschnitte 12b, 13b, 14b, 15b der Feinstruktur und der Grobstruktur zu erfassen. Der Signalring 32b weist eine gestufte axiale Seitenfläche 33b und eine glatte axiale Seitenfläche 34b auf. Der Nockenwellensensor ist benachbart zu der gestuften Seitenfläche 33b des Signalrings 32b angeordnet. Der Nockenwellensensor ist dazu vorgesehen, eine Orientierung einer Magnetisierung 17b zu erfassen und damit die Signalabschnitte 14b, 15b der Feinstruktur. Der Nockenwellensensor ist ferner dazu vorgesehen, eine Magnetfeldstärke zu erfassen, die insbesondere von einem Abstand des Nockenwellensensors von der axialen Seitenfläche 33b des Signalrings 32b und damit von der Grobstruktur abhängt.The camshaft sensor wheel 10b has a sensible track 16b on which the fine structure and the coarse structure of the Nockenwellengeberrads 10b having. The track 16b is intended to cooperate with a camshaft sensor, not shown, of the sensor device. The camshaft sensor is formed as a magnetic sensor in the present embodiment. The camshaft sensor is arranged fixed to the housing in the valve train and provided, feature values of the signal sections 12b . 13b . 14b . 15b the fine structure and the coarse structure. The signal ring 32b has a stepped axial side surface 33b and a smooth axial side surface 34b on. The camshaft sensor is adjacent to the stepped side surface 33b of the signal ring 32b arranged. The camshaft sensor is provided for orientation of magnetization 17b to capture and thus the signal sections 14b . 15b the fine structure. The camshaft sensor is further provided to detect a magnetic field strength, in particular from a distance of the camshaft sensor from the axial side surface 33b of the signal ring 32b and thus depends on the rough structure.

Bei einem Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine bestimmt eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit mittels des Nockenwellengeberrads 10b zunächst eine Halbwinkellage der Nockenwelle 11b, beispielsweise bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine. Die Steuer- und Regeleinheit ist zu einer Signalübermittlung mit dem Nockenwellensensor der Sensorvorrichtung verbunden. Die Sensorvorrichtung umfasst ferner einen Kurbelwellensensor, der dazu vorgesehen ist, eine drehfest mit der Kurbelwelle verbundene Winkelmarkierung zu erfassen.In a method for controlling the internal combustion engine determines a non-illustrated control unit by means of Nockenwellengeberrads 10b first a half-angle position of the camshaft 11b , For example, during a starting process of the internal combustion engine. The control unit is connected to a signal transmission with the camshaft sensor of the sensor device. The sensor device further comprises a crankshaft sensor, which is provided to detect a rotationally fixed connected to the crankshaft angle mark.

Bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine versetzt ein Starter die Kurbelwelle und die mit der Kurbelwelle antriebstechnisch verbundene Nockenwelle 11b in eine Drehbewegung. Der Nockenwellensensor erfasst einen durch die Drehbewegung in einen Sensierungsbereich des Sensors bewegten Signalabschnitt 14b, 15b der Feinstruktur. Die Steuer- und Regeleinheit ordnet ein Signal des Nockenwellensensors durch eine Einzelmessung eindeutig einem Signalabschnitt 12b, 13b der Grobstruktur und damit einer Halbwinkellage der Nockenwelle 11b und zwei von vier Zyklus-Takten zu. Durch die Drehbewegung erfasst der Kurbelwellensensor die Winkelmarkierung der Kurbelwelle. Die Steuer- und Regeleinheit synchronisiert ein Signal des Kurbelwellensensors mit dem Signal des Nockenwellensensors und bestimmt aus der Halbwinkellage der Nockenwelle 11b und aus dem Signal des Kurbelwellensensors eindeutig einen Zyklus-Takt. Die Steuer- und Regeleinheit bestimmt, in welchem Arbeitszylinder der Kolben des Arbeitszylinders als nächstes einen oberen Totpunkt erreicht, der für eine Zündung vorgesehen ist. Die Steuer- und Regeleinheit stellt eine für einen Zündvorgang erforderliche Information über eine Winkelposition der Nockenwelle 11b bereit. Nachfolgend bestimmt die Steuer- und Regeleinheit aufgrund der Synchronisation die Winkelposition der Nockenwelle 11b mit einer durch die Feinstruktur gegebenen Präzision. Eine mit der Steuer- und Regeleinheit verbundene Motorsteuerung bestimmt daraus optimierte Betriebsparameter, wie zum Beispiel einen Zündzeitpunkt.During a starting process of the internal combustion engine, a starter displaces the crankshaft and the camshaft connected to the crankshaft in terms of drive technology 11b in a rotary motion. The camshaft sensor detects a signal section moved by the rotational movement into a sensing region of the sensor 14b . 15b the fine structure. The control unit assigns a signal of the camshaft sensor by a single measurement clearly a signal section 12b . 13b the rough structure and thus a half-angle position of the camshaft 11b and two out of four cycle clocks. Due to the rotational movement, the crankshaft sensor detects the angle marking of the crankshaft. The control unit synchronizes a signal of the crankshaft sensor with the signal of the camshaft sensor and determined from the half-angle position of the camshaft 11b and from the signal of the crankshaft sensor clearly one cycle clock. The control unit determines in which working cylinder the piston of the working cylinder next reaches a top dead center, which is intended for ignition. The control unit provides a required for an ignition information about an angular position of the camshaft 11b ready. Subsequently, the control unit determines the angular position of the camshaft due to the synchronization 11b with a precision given by the fine structure. An engine controller connected to the control unit determines therefrom optimized operating parameters, such as an ignition timing.

Die 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Nockenwellengeberrads 10c für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Das Nockenwellengeberrad 10c ist Teil einer bis auf das Nockenwellengeberrad 10c nicht näher dargestellten Sensorvorrichtung zur Bestimmung einer Winkelposition einer Nockenwelle. Das Nockenwellengeberrad 10c weist analog zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel eine Feinstruktur auf, die zur Bestimmung einer inkrementellen Winkelposition der Nockenwelle vorgesehen ist. Das Nockenwellengeberrad 10c weist ferner eine Grobstruktur auf, die einen ersten Signalabschnitt 12c aufweist, der dazu vorgesehen ist, durch eine Einzelmessung eindeutig zwei Zyklus-Takten der Brennkraftmaschine zugeordnet zu werden. Der erste Signalabschnitt 12c ist dazu vorgesehen, einer Halbwinkellage der Nockenwelle zugeordnet zu werden. Die Halbwinkellage ist ihrerseits einem Zyklus-Takt und einem weiteren Zyklus-Takt zugeordnet.The 3 and 4 show a further embodiment of the Nockenwellengeberrads 10c for a valve train of an internal combustion engine. The camshaft sensor wheel 10c is part of one except for the Nockenwellengeberrad 10c Not shown sensor device for determining an angular position of a camshaft. The camshaft sensor wheel 10c has, analogously to the preceding embodiment, a fine structure which is provided for determining an incremental angular position of the camshaft. The camshaft sensor wheel 10c further comprises a coarse structure comprising a first signal portion 12c which is intended to be assigned by a single measurement clearly two cycle clocks of the internal combustion engine. The first signal section 12c is intended to be assigned to a half-angle position of the camshaft. The half-angle position is in turn assigned to a cycle clock and another cycle clock.

Das Nockenwellengeberrad 10c weist eine sensierbare Spur 16c auf, welche die Feinstruktur und die Grobstruktur des Nockenwellengeberrads 10c aufweist. Die Spur 16c ist dazu vorgesehen, mit einem nicht näher dargestellten Nockenwellensensor der Sensorvorrichtung zusammenzuwirken. Das Nockenwellengeberrad 10c weist analog zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel einen Signalring 32c auf, der die Feinstruktur und die Grobstruktur ausbildet. Der Signalring 32c weist einen Grundkreis 38c mit einem Grundkreisradius und einen Außenkreis 39c mit einem Außenkreisradius auf. Die Spur 16c des Nockenwellengeberrads 10c wird von dem Grundkreis 38c und dem Außenkreis 39c begrenzt.The camshaft sensor wheel 10c has a sensible track 16c on which the fine structure and the coarse structure of the Nockenwellengeberrads 10c having. The track 16c is intended to cooperate with a camshaft sensor, not shown, of the sensor device. The camshaft sensor wheel 10c has a signal ring analogous to the previous embodiment 32c on, which forms the fine structure and the rough structure. The signal ring 32c has a base circle 38c with a base circle radius and an outer circle 39c with an outer circle radius. The track 16c of the camshaft sensor wheel 10c is from the base circle 38c and the outer circle 39c limited.

Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, sind die Grobstruktur und die Feinstruktur schaltbar ausgebildet. Der Signalring 32c des Nockenwellengeberrads 10c ist schaltbar ausgebildet. Der Signalring 32c weist jeweils fünf schaltbare Finger 24c–28c und fünf schaltbare Zwischenelemente 40c–44c auf. Eine Anzahl von schaltbaren Zwischenelementen 40c–44c entspricht einer Anzahl von schaltbaren Fingern 24c–28c. Je ein schaltbarer Finger 24c–28c ist einem radial gegenüberliegenden schaltbaren Zwischenelement 40c–44c zugeordnet. Die schaltbaren Finger 24c–28c und die schaltbaren Zwischenelemente 40c–44c sind radial beweglich in dem Nockenwellengeberrad 10c angeordnet. Der Signalring 32c weist sechs feststehende Finger 18c–23c auf. Eine radiale Höhe der feststehenden Finger 18c–23c entspricht einer Differenz zwischen dem Außenkreisradius und dem Grundkreisradius. Die schaltbaren Zwischenelemente 40c–44c sind in einer Umfangsrichtung zwischen den feststehenden Fingern 18c–23c angeordnet.In contrast to the preceding embodiments, the coarse structure and the fine structure are formed switchable. The signal ring 32c of the camshaft sensor wheel 10c is designed switchable. The signal ring 32c Each has five switchable fingers 24c - 28c and five switchable intermediate elements 40c - 44c on. A number of switchable intermediate elements 40c - 44c corresponds to a number of switchable fingers 24c - 28c , One switchable finger each 24c - 28c is a radially opposite switchable intermediate element 40c - 44c assigned. The switchable fingers 24c - 28c and the switchable intermediate elements 40c - 44c are radially movable in the Nockenwellengeberrad 10c arranged. The signal ring 32c has six fixed fingers 18c - 23c on. A radial height of the fixed fingers 18c - 23c corresponds to a difference between the outer circle radius and the base circle radius. The switchable intermediate elements 40c - 44c are in a circumferential direction between the fixed fingers 18c - 23c arranged.

Der Signalring 32c weist zwei Schaltzustände auf. In einem ersten Schaltzustand bildet der Signalring 32c die Grobstruktur aus. Die schaltbaren Finger 24c–28c sind in dem ersten Schaltzustand eingefahren und innerhalb des Grundkreises 38c des Signalrings 32c angeordnet und schließen in radialer Richtung nach außen mit dem Grundkreis 38c des Signalrings 32c ab. Die schaltbaren Zwischenelemente 40c–44c sind ausgefahren und ragen über den Grundkreis 38c hinaus und schließen in radialer Richtung nach außen mit dem Außenkreis 39c des Signalrings 32c ab. Eine jeweils radial gerichtete Oberfläche der schaltbaren Zwischenelemente 40c–44c berührt den Außenkreis 39c des Signalrings 32c.The signal ring 32c has two switching states. In a first switching state, the signal ring forms 32c the rough structure. The switchable fingers 24c - 28c are retracted in the first switching state and within the base circle 38c of the signal ring 32c arranged and close in the radial direction outwards with the base circle 38c of the signal ring 32c from. The switchable intermediate elements 40c - 44c are extended and protrude over the base circle 38c out and close in the radial outward direction with the outer circle 39c of the signal ring 32c from. A respective radially directed surface of the switchable intermediate elements 40c - 44c touches the outer circle 39c of the signal ring 32c ,

Jedes Zwischenelement 40c–44c füllt in dem ersten Schaltzustand jeweils eine Lücke 29c zwischen zwei feststehenden Fingerelementen aus. Die feststehenden Finger 18c–23c und die schaltbaren Zwischenelemente 40c–44c bilden den ersten Signalabschnitt 12c der Grundstruktur aus. Die schaltbaren Finger 24c–28c sind in einem weiteren Signalabschnitt 13c der Grobstruktur angeordnet. Die Grobstruktur ist als eine Bogenstruktur ausgebildet. Der erste Signalabschnitt 12c und der weitere Signalabschnitt 13c der Grobstruktur sind komplementär zueinander ausgebildet. Die Signalabschnitte 12c, 13c weisen zusammen eine Umfangserstreckung von 360 Grad auf. Die Signalabschnitte 12c, 13c sind bogenförmig ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Signalabschnitte 12c, 13c eine gleiche Umfangserstreckung von jeweils 180 Grad auf. Der erste Signalabschnitt 12c weist einen Radius auf, der dem Außenkreisradius des Signalrings 32c entspricht. Der Radius des Signalrings 32c ist in dem ersten Signalabschnitt 12c konstant. Der weitere Signalabschnitt 13c weist einen Radius auf, der dem Grundkreisradius des Signalrings 32c entspricht. Der Radius des Signalrings 32c ist in dem weiteren Signalabschnitt 13c konstant.Every intermediate element 40c - 44c fills in each case a gap in the first switching state 29c between two fixed finger elements. The fixed fingers 18c - 23c and the switchable intermediate elements 40c - 44c form the first signal section 12c the basic structure. The switchable fingers 24c - 28c are in another signal section 13c arranged the coarse structure. The coarse structure is formed as an arch structure. The first signal section 12c and the further signal section 13c the coarse structure are complementary to each other. The signal sections 12c . 13c together have a circumferential extent of 360 degrees. The signal sections 12c . 13c are arcuate. In the present embodiment, the signal sections 12c . 13c an equal circumferential extent of 180 degrees. The first signal section 12c has a radius equal to the outer circle radius of the signal ring 32c equivalent. The radius of the signal ring 32c is in the first signal section 12c constant. The further signal section 13c has a radius, the base circle radius of the signal ring 32c equivalent. The radius of the signal ring 32c is in the further signal section 13c constant.

In einem zweiten Schaltzustand bildet der Signalring 32c die Feinstruktur aus. Die schaltbaren Finger 24c–28c sind in dem zweiten Schaltzustand ausgefahren und ragen über den Grundkreis 38c des Signalrings 32c hinaus und schließen mit dem Außenkreis 39c des Signalrings 32c ab. Die jeweils radial gerichteten Oberflächen der schaltbaren Finger 24c–28c berühren den Außenkreis 39c. Die schaltbaren Zwischenelemente 40c–44c sind eingefahren und innerhalb des Grundkreises 38c angeordnet. Die schaltbaren und die feststehenden Finger 18c–28c des Signalrings 32c sowie Lücken 29c zwischen den Fingern 18c–23c bilden die Signalabschnitte 14c, 15c der Feinstruktur aus. Die Feinstruktur weist insgesamt 22 Signalabschnitte 14c, 15c auf. Die von den Fingern 18c–28c ausgebildeten Signalabschnitte 14c weisen eine Umfangserstreckung von etwa 16 Grad auf. Die von den Lücken 29c ausgebildeten Signalabschnitte 15c weisen eine Umfangserstreckung von etwa 16,7 Grad auf.In a second switching state, the signal ring forms 32c the fine structure. The switchable fingers 24c - 28c are extended in the second switching state and protrude over the base circle 38c of the signal ring 32c out and close with the outer circle 39c of the signal ring 32c from. The respective radially directed surfaces of the switchable fingers 24c - 28c touch the outer circle 39c , The switchable intermediate elements 40c - 44c are retracted and within the base circle 38c arranged. Switchable and fixed fingers 18c - 28c of the signal ring 32c as well as gaps 29c between the fingers 18c - 23c form the signal sections 14c . 15c of the fine structure. The fine structure has a total 22 signal sections 14c . 15c on. The fingers 18c - 28c trained signal sections 14c have a circumferential extent of about 16 degrees. The ones from the gaps 29c trained signal sections 15c have a circumferential extent of about 16.7 degrees.

Bei einem Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine bestimmt eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit mittels des Nockenwellengeberrads 10c zunächst eine Halbwinkellage der Nockenwelle, beispielsweise bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine. Die Steuer- und Regeleinheit ist zu einer Signalübermittlung mit dem Nockenwellensensor der Sensorvorrichtung verbunden. Die Sensorvorrichtung umfasst ferner einen Kurbelwellensensor, der dazu vorgesehen ist, eine drehfest mit der Kurbelwelle verbundene Winkelmarkierung zu erfassen. Die Steuer- und Regeleinheit ist dazu vorgesehen, den Signalring 32c zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltzustand umzuschalten.In a method for controlling the internal combustion engine determines a non-illustrated control unit by means of Nockenwellengeberrads 10c initially a half-angle position of the camshaft, for example, during a starting process of the internal combustion engine. The control unit is connected to a signal transmission with the camshaft sensor of the sensor device. The sensor device further comprises a crankshaft sensor, which is provided to detect a rotationally fixed connected to the crankshaft angle mark. The control unit is provided to the signal ring 32c switch between the first and the second switching state.

Bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine versetzt ein Starter die Kurbelwelle und die mit der Kurbelwelle antriebstechnisch verbundene Nockenwelle in eine Drehbewegung. Der Signalring 32c weist den ersten Schaltzustand auf. Der Nockenwellensensor erfasst einen Signalabschnitt 12c, 13c der Grobstruktur und die Steuer- und Regeleinheit ordnet ein Signal des Nockenwellensensors durch eine Einzelmessung eindeutig dem Signalabschnitt 12c, 13c der Grobstruktur und damit einer Halbwinkellage der Nockenwelle und zwei von vier Zyklus-Takten zu. Durch die Drehbewegung erfasst der Kurbelwellensensor die Winkelmarkierung der Kurbelwelle. Die Steuer- und Regeleinheit synchronisiert ein Signal des Kurbelwellensensors mit dem Signal des Nockenwellensensors. Die Steuer- und Regeleinheit synchronisiert die Signale des Nockenwellensensors und des Kurbelwellensensors und bestimmt aus der Halbwinkellage der Nockenwelle und aus dem Signal des Kurbelwellensensors eindeutig einen Zyklus-Takt. Nachfolgend schaltet die Steuer- und Regeleinheit den Signalring 32c in den zweiten Schaltzustand, und der Signalring 32c bildet die Feinstruktur aus. Die Steuer- und Regeleinheit bestimmt aufgrund der Synchronisation die Winkelposition der Nockenwelle mit einer durch die Feinstruktur gegebenen Präzision. Eine mit der Steuer- und Regeleinheit verbundene Motorsteuerung bestimmt daraus optimierte Betriebsparameter, wie zum Beispiel einen Zündzeitpunkt.During a starting process of the internal combustion engine, a starter sets the crankshaft and the camshaft connected to the crankshaft in a rotational movement. The signal ring 32c has the first switching state. The camshaft sensor detects a signal section 12c . 13c the coarse structure and the control unit assigns a signal of the camshaft sensor by a single measurement clearly the signal section 12c . 13c the coarse structure and thus a half-angle position of the camshaft and two of four cycle cycles. Due to the rotational movement, the crankshaft sensor detects the angle marking of the crankshaft. The control unit synchronizes a signal of the crankshaft sensor with the signal of the camshaft sensor. The control unit synchronizes the signals of the camshaft sensor and the crankshaft sensor and determines from the half-angle position of the camshaft and from the signal of the crankshaft sensor clearly one cycle cycle. Subsequently, the control unit switches the signal ring 32c in the second switching state, and the signal ring 32c forms the fine structure. Due to the synchronization, the control unit determines the angular position of the camshaft with a precision given by the fine structure. An engine controller connected to the control unit determines therefrom optimized operating parameters, such as an ignition timing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: NockenwellengeberradCamshaft generator gear
1111: Nockenwellecamshaft
1212: Signalabschnittsignal section
1313: Signalabschnittsignal section
1414: Signalabschnittsignal section
1515: Signalabschnittsignal section
1616: Spurtrack
1717: Magnetisierungmagnetization
1818: Fingerfinger
1919: Fingerfinger
2020: Fingerfinger
2121: Fingerfinger
2222: Fingerfinger
2323: Fingerfinger
2424: Fingerfinger
2525: Fingerfinger
2626: Fingerfinger
2727: Fingerfinger
2828: Fingerfinger
2929: Lückegap
3030: Nockencam
3131: Nockencam
3232: Signalringsignal ring
3333: Seitenflächeside surface
3434: Seitenflächeside surface
3535: Außenumfangouter periphery
3636: Übergangcrossing
3737: Übergangcrossing
3838: Grundkreisbase circle
3939: Außenkreisouter circle
4040: Zwischenelementintermediate element
4141: Zwischenelementintermediate element
4242: Zwischenelementintermediate element
4343: Zwischenelementintermediate element
4444: Zwischenelementintermediate element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10359927 A1 [0002]

Claims

Camshaft sensor wheel for a valve train of an internal combustion engine, with a fine structure, which is used to determine an incremental angular position of the camshaft ( 11a ; 11b ) is provided, characterized by at least one coarse structure, the at least one signal section ( 12a . 13a ; 12b . 13b ; 12c . 13c ), which is intended to be assigned by a single measurement clearly at least one cycle cycle of the internal combustion engine.

Camshaft sensor wheel according to claim 1, characterized in that the coarse structure at least one further signal portion ( 12a . 13a ; 12b . 13b ; 12c . 13c ), which is intended to be assigned by a single measurement clearly at least one further cycle cycle of the internal combustion engine, wherein the at least two signal sections ( 12a . 13a ; 12b . 13b ; 12c . 13c ) are complementary and together have a circumferential extent of 360 degrees.

Camshaft sensor wheel according to claims 1 and 2, characterized in that at least one signal section ( 12a . 13a ; 12b . 13b ; 12c . 13c ) of the coarse structure has a circumferential extent of at least 90 degrees.

Camshaft sensor wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the fine structure signal sections ( 14a . 15a ; 14b . 15b ; 14c . 15c ) having a circumferential extent of at most 30 degrees.

Camshaft sensor wheel according to one of the preceding claims, characterized by a sensible track ( 16a ; 16b ; 16c ), which forms the fine structure and the rough structure.

Camshaft sensor wheel at least according to claims 2 and 4, characterized in that the signal sections ( 12b . 13b . 14b . 15b ) of the fine structure and / or the coarse structure a magnetization ( 17b ) exhibit.

Camshaft sensor wheel at least according to claim 4, characterized in that the signal sections ( 14a . 15a ; 14c . 15c ) of the fine structure as radial fingers ( 18a ; 18c - 28c ) and gaps ( 29a ; 29c ) are formed.

Camshaft sensor wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the fine structure and / or the rough structure are formed switchable.

Valve gear with a Nockenwellengeberrad according to any one of the preceding claims.

Method for controlling an internal combustion engine, in which a control and / or regulating unit by means of a Nockenwellengeberrads, in particular a Nockenwellengeberrads according to one of the preceding claims, first a signal section ( 12a . 13a ; 12b . 13b ; 12c . 13c ) assigns a coarse structure of the Nockenwellengeberrads at least one cycle cycle of the internal combustion engine and then an incremental angular position of the camshaft ( 11a ; 11b ), wherein the control and / or regulating unit uniquely assigns the at least one cycle clock by a single measurement.