DE19900641A1

DE19900641A1 - Arrangement for detecting rotation angle of camshaft of multicylinder internal combustion engine

Info

Publication number: DE19900641A1
Application number: DE1999100641
Authority: DE
Inventors: Bernhard Klingseis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2000-01-27

Abstract

The arrangement has a permanent magnet attached to the camshaft (10) which generates a diffuse magnetic field, a magnetic field sensitive measurement transducer (28) mounted near the magnet in the cylinder head and a controller (22) which generates a continuous signal representing the camshaft angle independently of the revolution rate and depending on the transducer signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Drehwinkelerkennung der Nockenwelle einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 7.The invention relates to an apparatus and method for Angle detection of the camshaft of a multi-cylinder Internal combustion engine according to the preamble of claim 1 or 7.

Bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen werden die Ventile, insbesondere die Einlaßventile üblicherweise mittels Nocken wellen gesteuert. Die Nockenwelle ist in der Regel im Zylin derkopf gelagert und wird von der Kurbelwelle der Brennkraft maschine unter bestimmtem Phasenbezug angetrieben. Dabei wer den die Ventile in der Regel von Ventilfedern in die Schließ stellung belastet und die Nocken der Nockenwelle leiten die Hubbewegung der Ventile zum richtigen Zeitpunkt und in der richtigen Reihenfolge ein. Der Öffnungszeitpunkt eines Ven tils wird durch die Stellung des entsprechenden Nockens be stimmt. Öffnungsdauer, Ventilhub und Bewegungsablauf beim Öffnen und Schließen des Ventils werden durch die Form des Nockens vorgegeben. Bei manchen Brennkraftmaschinen ist je weils eine eigene Nockenwelle für die Einlaß- und die Auslaß ventile vorgesehen.In multi-cylinder internal combustion engines, the valves, especially the inlet valves usually by means of cams waves controlled. The camshaft is usually in the cylinder the head is supported and is powered by the crankshaft machine driven with a certain phase reference. Here who which the valves usually close from valve springs position loaded and the cams of the camshaft guide the Stroke movement of the valves at the right time and in the correct order. The opening time of a Ven tils is determined by the position of the corresponding cam Right. Opening time, valve lift and sequence of movements when The opening and closing of the valve are determined by the shape of the Given cam. With some internal combustion engines is ever because a separate camshaft for the intake and exhaust valves provided.

Zur Verbesserung der Füllung können Brennkraftmaschinen, ins besondere mit mehreren Einlaß- und Auslaßventilen pro Zylin der mit verstellbarer Einlaß- und/oder Auslaßnockenwelle aus gestattet werden, so daß die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile drehzahl- und lastabhängig gewählt werden können. Dazu wird über einen Nockenwellenversteller der Pha senbezug zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle variiert.To improve the filling, internal combustion engines, ins especially with multiple intake and exhaust valves per cylinder the one with adjustable intake and / or exhaust camshaft are allowed so that the opening and closing times of the Gas exchange valves can be selected depending on the speed and load can. To do this, the Pha The relationship between the crankshaft and camshaft varies.

Es sind auch Systeme bekannt, bei denen wenigstens ein Ein laßventil pro Zylinder zur Variation des Ventilhubs mit zwei Nockenwellen angetrieben wird. Dabei wird eine Nockenwelle von der Kurbelwelle angetrieben und die zweite Nockenwelle steht mit der ersten Nockenwelle über ein Koppelungsgetriebe in Verbindung. Die erste Nockenwelle steuert die Ventilöff nung, die zweite Nockenwelle das Schließen der Ventile. Das Koppelgetriebe ermöglicht eine relative Verdrehung der mit gleicher Drehzahl gegenläufig umlaufenden Nockenwellen, so daß der Hub der Einlaßventile in weiten Bereichen verändert werden kann. Solche Systeme sind beispielsweise in EP 0 638 706 oder DE 42 44 550 beschrieben. Sie ermöglichen es, die Ladungswechsel- und Drosselverluste in der Brennkraftmaschine zu verringern und die Laststeuerung ausschließlich über die Einstellung des Ventilhubes zu bewirken, so daß die herkömm liche Drosselklappensteuerung entfallen kann.Systems are also known in which at least one Let valve per cylinder to vary the valve stroke with two Camshafts is driven. This is a camshaft driven by the crankshaft and the second camshaft stands with the first camshaft via a coupling gear in connection. The first camshaft controls the valve opening voltage, the second camshaft closing the valves. The Coupling gear allows a relative rotation of the same speed counter-rotating camshafts, so that the stroke of the intake valves changed over a wide range can be. Such systems are described, for example, in EP 0 638 706 or DE 42 44 550. They make it possible Charge change and throttle losses in the internal combustion engine to reduce and control the load exclusively through the To effect adjustment of the valve stroke, so that the conventional throttle valve control can be omitted.

Zur eindeutigen Identifizierung der zündfähigen Zylinder ge nügt das Austasten des Kurbelwellenwinkels mittels eines Kur belwellenfühlers nicht, da die Kurbelwelle in einem Arbeits spiel zweimal umläuft. Deshalb ist üblicherweise ein Geber an der Nockenwelle vorgesehen, der beispielsweise einen 180°- Nocken abtastet und ein binäres Signal liefert, mit dem die Kurbelwellendrehstellung eindeutig der ersten oder zweiten Hälfte eines Arbeitsspiels zugeordnet werden kann.For the clear identification of the ignitable cylinders blanking out the crankshaft angle with a cure is sufficient Belwellesensensor not because the crankshaft in one work game rotates twice. That is why an encoder is usually on the camshaft is provided, which, for example, a 180 ° Scans cams and provides a binary signal with which the Crankshaft rotation position clearly the first or second Half of a work cycle can be assigned.

DE 196 50 249 A1 beschreibt ein an der Nockenwelle befestig tes Geberrad, z. B. ein Zahnrad mit einem Geber abzutasten, um die Drehstellung der Nockenwelle bestimmen zu können. Auch hier wird ein Hallsensor eingesetzt, wie er ebenfalls als Kurbelwellenfühler Verwendung findet.DE 196 50 249 A1 describes a fastened to the camshaft tes encoder wheel, e.g. B. to scan a gear with an encoder to be able to determine the rotational position of the camshaft. Also here a Hall sensor is used, as it is also known as Crankshaft sensor is used.

Die im Stande der Technik gebräuchlichen Meßaufnehmer zur Er mittlung der Nockenwellendrehlage haben jedoch den Nachteil, daß zum einen ihre Auflösung stark eingeschränkt ist, z. B. bei Abtastung eines Halbnockens auf 180°, und daß zum anderen die Nockenwellendrehstellung nur bei laufender Brennkraftma schine bestimmt werden kann.The sensors commonly used in the prior art for Er averaging the camshaft rotational position have the disadvantage, however, that on the one hand their resolution is severely restricted, e.g. B. when scanning a half cam to 180 °, and that to the other the camshaft rotation position only when the internal combustion engine is running machine can be determined.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Drehwinkelerkennung einer Nockenwelle einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zu schaffen, mit der/dem die Nockenwellendrehstellung mit hoher Auflösung und auch bei stehender Brennkraftmaschine bestimmt werden kann.It is therefore an object of the invention, a device and a Method for detecting the angle of rotation of a camshaft to create multi-cylinder internal combustion engine with the the camshaft rotation position with high resolution and also at stationary internal combustion engine can be determined.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 7 ge kennzeichnete Erfindung gelöst.This object is achieved by the ge in claims 1 and 7 characterized invention solved.

Erfindungsgemäß ist an der Nockenwelle ein Permanentmagnet befestigt. Das von ihm erzeugte, magnetische Streufeld wird von einem magnetfeldsensitiven Meßaufnehmer ausgelesen, aus dessen Signal ein Steuergerät ein Winkelsignal erzeugt, das den Nockenwellenwinkel anzeigt. Während die von konventionel len Gebern gelieferten Signale binäre Signale sind, hat das erfindungsgemäß gewonnene Winkelsignal einen stetigen Ver lauf. Somit kann der aktuelle Nockenwellenwinkel zu jedem Zeitpunkt ermittelt werden. Dies gilt insbesondere bei ste hender Brennkraftmaschine oder bei Phasen mit stark wechseln der Dynamik, bei denen die Interpolation zwischen zwei binä ren Zustandsänderungen eines konventionellen Signals naturge mäß fehlerhaft ist.According to the invention, there is a permanent magnet on the camshaft attached. The stray magnetic field generated by him becomes read out by a magnetic field sensitive sensor whose signal a control unit generates an angle signal that shows the camshaft angle. While that of conventional The signals supplied to encoders are binary signals angle signal obtained according to the invention a constant Ver run. So the current camshaft angle can be any Time can be determined. This applies particularly to ste internal combustion engine or in phases with strong changes the dynamics at which the interpolation between two binary ren state changes of a conventional signal naturge is faulty.

Da der Nockenwellenwinkel auch bei stehender Brennkraftma schine bekannt ist, ermöglicht die entsprechend ausgestattete Brennkraftmaschine ein Verfahren zum Schnellstart, da der Zy linder, der als erster zur Zündung gebracht werden kann, be reits beim Stand der Brennkraftmaschine bekannt ist - der Durchlauf eines Synchronisationspunktes an einem Geberrad muß nicht abgewartet werden. Dadurch kann beispielsweise eine mit sequentieller Benzineinspritzung (sequential fuel injection = sefi) betriebene Brennkraftmaschine schneller gestartet wer den.Because the camshaft angle even when the internal combustion engine is stopped is known, allows the appropriately equipped Internal combustion engine a method for quick start because the Zy linder, which can be ignited first, be is already known at the state of the internal combustion engine - the Pass through a synchronization point on an encoder wheel not be waited for. This means, for example, that a sequential fuel injection = sefi) operated internal combustion engine who started faster the.

Die hohe Auflösung des Winkelsignals ermöglicht bei Brenn kraftmaschinen mit verstellbarer Einlaßnockenwelle zur Varia tion der Steuerzeiten eine Diagnose des Verstellsystems noch vor Inbetriebsetzen der Brennkraftmaschine.The high resolution of the angle signal enables Brenn Engines with adjustable intake camshaft for the Varia tion of the control times a diagnosis of the adjustment system before starting the internal combustion engine.

Vorzugsweise ist bei einer Brennkraftmaschine mit variabler Hubsteuerung auch die zweite Nockenwelle mit einem Permanent magneten versehen und ein entsprechender, magnetfeldsensiti ver Meßaufnehmer vorgesehen. Dann kann aus den beiden Winkel signalen die relative Verdrehung der beiden Nockenwellen im Steuergerät einfach bestimmt werden. Aus dieser relativen Verdrehung ergibt sich dann der Ventilhub. Für diese Ventil huberkennung wiederum ist der Betrieb der Brennkraftmaschine nicht erforderlich. Sie ist auch im Stand möglich. Somit er gibt sich eine Diagnosemöglichkeit eines Sensors, der am Stellglied des die beiden Nockenwellen verbindenden Koppelge triebes angebracht ist und z. B. den Drehwinkel des Stellglie des inkremental erfaßt.Is preferably variable in an internal combustion engine Stroke control also the second camshaft with a permanent magnets and a corresponding magnetic field sensor ver sensor provided. Then from both angles signals the relative rotation of the two camshafts in the Control unit can be easily determined. From this relative The valve lift then results in torsion. For this valve Hub detection in turn is the operation of the internal combustion engine not mandatory. It is also possible in the stand. So he gives itself a diagnostic possibility of a sensor, which on Actuator of the coupling link connecting the two camshafts Drive is attached and z. B. the angle of rotation of the actuator of the incremental.

Fällt bei einer Brennkraftmaschine der Kurbelwellenfühler aus, kann der aktuelle Kurbelwellenwinkel unter Zugrundele gung des bekannten Phasenbezugs zwischen Kurbelwelle und der von ihr angetriebenen Nockenwelle aus dem Winkelsignal dieser Nockenwelle ein den Kurbelwellenwinkel anzeigendes Hilfssignal gewonnen werden. Eventuelle mechanische Toleran zen, die den Phasenbezug beeinflussen, können adaptiv nach bekanntem Vorgehen minimiert werden.The crankshaft sensor falls in an internal combustion engine off, the current crankshaft angle can be based on supply of the known phase relationship between the crankshaft and the driven by her camshaft from the angular signal of this Camshaft showing the crankshaft angle Auxiliary signal can be obtained. Any mechanical tolerance Zen that influence the phase reference can adaptively adapt known procedure can be minimized.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Un marked claims.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in Ausführungsbespielen näher erläutert. Die Zeich nung zeigt:The invention is described below with reference to the Drawing explained in execution examples. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Anordnung der Kurbel- und Nocken wellen einer mit variabler Hubsteuerung ausgerüsteten Brenn kraftmaschine, Fig. 1 shows a schematic arrangement of the crank and cam shafts equipped with a variable lift control the internal combustion engine,

Fig. 2 die Anordnung der magnetfeldsensitiven Meßaufnehmer sowie der Permanentmagneten an den Nockenwellen der Brenn kraftmaschine der Fig. 1, Fig. 2 shows the arrangement of the magnetic field-sensitive measuring sensor and the permanent magnet on the camshaft of the engine of FIG. 1,

Fig. 3 den Verlauf den Ventilhubs über den Kurbelwellen winkel für verschiedene Drehwinkel zwischen den beiden Nockenwellen und Fig. 3 shows the course of the valve strokes on the crankshaft angle for different angles of rotation between the two camshafts and

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des Winkelsignals, des Si gnals des Kurbelwellenfühlers und des Signals eine konventio nellen Nockenwellenwinkel-Hallsensors. Fig. 4 shows the time course of the angle signal, the signal of the crankshaft sensor Si and the signal of a conventional camshaft angle Hall sensor.

In Fig. 1 sind die für das Verständnis der Erfindung erfor derlichen Bestandteile einer Brennkraftmaschine mit einem Doppelnockenwellen-Ventiltrieb zur Erzeugung eines variablen Ventilhubes dargestellt, wie er aus DE 42 44 550 bekannt ist. Die beiden Nockenwellen 10, 11 dienen zum Antrieb eines nicht dargestellten Ventils und stehen über ein vierrädriges Kop pelgetriebe 12-15 miteinander in Verbindung, wobei das eine Rad 15 des Koppelgetriebes mit der von der Kurbelwelle 19 an getriebenen ersten Nockenwelle 10 verbunden ist und über die beiden Zwischenräder 13, 14 das Abtriebsrad 12 und damit die zweite Nockenwelle 11 antreibt. Auf die Koppel 16 des Koppel getriebes wirkt ein Stellglied 17. Durch Verschwenken der Koppel 16 wird die Nockenwelle 11 über den Zahneingriff der Zwischenräder 13 und 14 relativ zur Nockenwelle 10 verdreht. Die Stellung der Nockenwellen 10, 11 wird, wie noch näher er läutert werden wird, mittels zweier magnetfeldsensitiver Meß aufnehmer 28 und 27 bestimmt. Die Signale dieser magnetfeld sensitiven Meßaufnehmer 28, 27 werden einem Steuergerät 22 zugeführt, dem auch das Signal eines Kurbelwellenfühlers 20 zugeführt wird, der die Stellung der Kurbelwelle 19, bei spielsweise durch Abtastung eines fest mit der Kurbelwelle verbundenen Geberrades 21 erfaßt. Dieses Geberrad 21 weist üblicherweise an seiner Oberfläche mehrere gleichartige Win kelmarken auf, die sich in gleichem Abstand voneinander be finden. Durch eine oder zwei fehlende Winkelmarken ist eine Bezugsmarke gegeben. Diese sogenannte Lücke wird vom Steuer gerät 22 im Signal des Kurbelwellenfühlers 20 erkannt.In Fig. 1, the necessary for understanding the invention components of an internal combustion engine with a double camshaft valve train for generating a variable valve lift, as is known from DE 42 44 550. The two camshafts 10 , 11 are used to drive a valve, not shown, and are connected to one another via a four-wheel coupling gear 12-15 , the one wheel 15 of the coupling gear being connected to the first camshaft 10 driven by the crankshaft 19 and via the two intermediate wheels 13 , 14 drives the driven wheel 12 and thus the second camshaft 11 . An actuator 17 acts on the coupling 16 of the coupling gear. By pivoting the coupling 16 , the camshaft 11 is rotated relative to the camshaft 10 via the meshing of the idler gears 13 and 14 . The position of the camshafts 10 , 11 , as will be explained in more detail below, is determined by means of two magnetic field-sensitive measuring sensors 28 and 27 . The signals of these magnetic field sensitive transducers 28 , 27 are fed to a control unit 22 , to which the signal of a crankshaft sensor 20 is also fed, which detects the position of the crankshaft 19 , for example by scanning a sensor wheel 21 which is firmly connected to the crankshaft. This sensor wheel 21 usually has on its surface several similar Win kelmarken, which are located at the same distance from each other be. A reference mark is given by one or two missing angle marks. This so-called gap is recognized by the control device 22 in the signal from the crankshaft sensor 20 .

In Fig. 2 ist die Erfassung des Nockenwellenwinkels detail lierter dargestellt. Elemente, die den in der Fig. 1 entspre chen, tragen das gleiche Bezugszeichen und werden nicht noch einmal erläutert. An der Stirnseite der Nockenwellen 10 und 11 ist jeweils ein Permanentmagnet 30, 31 befestigt. Jeder Permanentmagnet 30, 31 erzeugt ein magnetisches Streufeld, das von einem fest nahe des Permanentmagneten 30, 31 montier ten, magnetfeldsensitiven Meßaufnehmer 27, 28 erfaßt wird. Bei diesem Meßaufnehmer kann es sich z. B. um einen magnetore striktiven Giant-MR-Schichtmeßaufnehmer handeln, wie er aus dem europäischen Patent 0 346 817 B1 bekannt ist. Ein solcher Meßaufnehmer ist im wesentlichen auf die Richtung des magne tischen Streufeldes empfindlich und nicht auf die Feldstärke, er stellt somit einen den Winkel messenden Meßaufnehmer dar. Aus den Signalen der Meßaufnehmer 27, 28 gewinnt das Steuer gerät 22 Winkelsignale, die den Nockenwellenwinkel der Nockenwellen 10 und 11 anzeigen.In Fig. 2, the detection of the camshaft angle is shown in more detail. Elements that correspond to those in FIG. 1 have the same reference numerals and will not be explained again. A permanent magnet 30 , 31 is attached to the end of each of the camshafts 10 and 11 . Each permanent magnet 30 , 31 generates a stray magnetic field, which is detected by a magnet close to the permanent magnet 30 , 31 mounted, magnetic field sensitive sensor 27 , 28 . In this sensor it can be, for. B. act as a magnetore strictive giant MR slice sensor, as is known from European Patent 0 346 817 B1. Such a sensor is essentially sensitive to the direction of the magnetic stray field and not to the field strength, it thus represents an angle-measuring sensor. From the signals of the sensors 27 , 28 , the control device wins 22 angle signals that represent the camshaft angle of the camshafts Show 10 and 11 .

Dieses Winkelsignal ist bei 1 in Fig. 4 näher dargestellt. In Fig. 4 sind zusätzlich noch das Signal 3 des Kurbelwellenfüh lers 20 und das Signal 2 eines konventionellen Hallsensors eingetragen, der einen 180° Nocken an einer Nockenwelle abta stet. Wie zu sehen ist, verläuft das Winkelsignal 1 stetig, so daß zu jedem Zeitpunkt der Nockenwellenwinkel unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine angegeben werden kann. Beim konventionellen Signal 2 ist dies nicht möglich, da au ßer zu den Sprungzeitpunkten der Nockenwellenwinkel nur auf 180° genau bekannt ist.This angle signal is shown in more detail at 1 in FIG. 4. In Fig. 4, the signal 3 of the crankshaft sensor 20 and the signal 2 of a conventional Hall sensor are additionally entered, which scans a 180 ° cam on a camshaft. As can be seen, the angle signal 1 runs continuously, so that the camshaft angle can be specified at any time regardless of the operation of the internal combustion engine. This is not possible with conventional signal 2 , as the camshaft angle is only known to an accuracy of 180 ° except at the jump times.

Besonders vorteilhaft ist dieses Winkelsignal 1 bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Brennkraftmaschine deshalb, da der Verdrehwinkel der beiden Nockenwellen 10 und 11 ein fach bestimmt werden kann. Dieser Verdrehwinkel bewirkt, wie in Fig. 4 zu sehen ist, eine Variation sowohl des Ventilhubes als auch der Ventilöffnungsdauer. In Fig. 3 ist der Ventilhub in mm aufgetragen über dem Kurbelwellenwinkel in °KW. Das Einlaßventil wird um den Zeitpunkt des oberen Totpunktes des Lastwechsels (LW-OT) geöffnet. Weiter ist der untere Totpunkt (UT) eingetragen. Der Scharparameter der dargestellten Kurven ist der Verdrehwinkel zwischen den Nockenwellen 10 und 11. Dieser Verdrehwinkel legt die Ventilhubkurve eindeutig fest. Weiter beeinflußt er die Öffnungsdauer OD. Der Zusammenhang zwischen Verdrehwinkel und Ventilhub VH ist durch die Form der Nocken der beiden Nockenwellen 10 und 11 vorgegeben und läßt sich entweder formelmäßig erfassen oder durch ein Kenn feld beschreiben. Zusätzlich zur Kurvenschar des variablen Einlaßventilhubes ist noch der Hubverlauf bei konventioneller Ventilsteuerung KS gestrichelt eingetragen. Natürlich hat ei ne solche Brennkraftmaschine dann nur eine Nockenwelle 10, die Nockenwelle 11 entfällt.This angle signal 1 is particularly advantageous in the internal combustion engine shown schematically in FIG. 1 because the angle of rotation of the two camshafts 10 and 11 can be determined in a simple manner. As can be seen in FIG. 4, this angle of rotation causes both the valve lift and the valve opening duration to vary. In Fig. 3 the valve stroke is plotted in mm over the crankshaft angle in ° KW. The inlet valve is opened at the time of top dead center of the load change (LW-OT). Lower dead center (UT) is also entered. The family parameter of the curves shown is the angle of rotation between the camshafts 10 and 11 . This angle of rotation clearly defines the valve lift curve. It also influences the opening duration OD. The relationship between the angle of rotation and valve lift VH is predetermined by the shape of the cams of the two camshafts 10 and 11 and can either be determined by formula or described by a characteristic field. In addition to the family of curves for the variable intake valve stroke, the stroke curve for conventional valve control KS is also shown in dashed lines. Of course, such an internal combustion engine then only has one camshaft 10 , camshaft 11 is eliminated.

Das stetige Winkelsignal 1 der Nockenwelle(n) 10 (11) kann vielfältig eingesetzt werden:
Da der Nockenwellenwinkel bereits vor Start der Brennkraftma schine bestimmt werden kann, ist ein Schnellstart möglich, da der als erster zündfähige Zylinder noch vor der ersten Dre hung der Kurbelwelle 19 Brennkraftmaschine bekannt ist.The constant angle signal 1 of the camshaft (s) 10 ( 11 ) can be used in a variety of ways:
Since the camshaft angle can be determined even before the engine starts, a quick start is possible because the first ignitable cylinder is known before the first rotation of the crankshaft 19 engine.

Die Diagnose eines Verstellsystems für die Einlaßzeit, d. h. eines Systems, das den Phasenbezug zwischen Kurbelwelle 19 und Nockenwelle 10 verändert, ist nun besser bzw. früher mög lich, da das Winkelsignal 1 den Nockenwellenwinkel genauer zu ermitteln erlaubt.The diagnosis of an adjustment system for the intake time, ie a system that changes the phase relationship between crankshaft 19 and camshaft 10 , is now better or earlier possible since the angle signal 1 allows the camshaft angle to be determined more precisely.

Da die Ventilöffnungszeit bei einer Brennkraftmaschine mit variabler Hubsteuerung vom Verdrehwinkel der Nockenwellen 10, 11 abhängt, kann durch Setzen geeigneter Schwellwerte der Einlaß-Öffnet-Zeitpunkt sowie der Einlaß-Schließt-Zeitpunkt bestimmt und daraus die Ventilöffnungsdauer OD ermittelt wer den. Since the valve opening time in an internal combustion engine with variable stroke control depends on the angle of rotation of the camshafts 10 , 11 , the inlet-opening time and the inlet-closing time can be determined by setting suitable threshold values and the valve opening duration OD can be determined therefrom.

Bei variabler Hubsteuerung ist das Stellglied 17 des Koppel getriebes 12-15 üblicherweise mit einem Sensor versehen. Die ser kann mit Hilfe der Winkelsignale 1 nun kalibriert bzw. überwacht werden.With variable stroke control, the actuator 17 of the coupling gear 12-15 is usually provided with a sensor. The water can now be calibrated or monitored using the angle signals 1 .

Die hochauflösende Erfassung des Nockenwellenwinkels mittels des Permanentmagneten 30, 31 und magnetfeldsensitiven Meßauf nehmers 27, 28 macht den konventionellen, binären Hallsensor zur Bestimmung des Nockenwellenwinkels überflüssig.The high-resolution detection of the camshaft angle by means of the permanent magnet 30 , 31 and magnetic field-sensitive measuring transducer 27 , 28 makes the conventional binary Hall sensor for determining the camshaft angle superfluous.

Wie in Fig. 4 die Zusammenschau des Winkelsignals 1 und des Signals 3 des Kurbelwellenfühlers 20 zeigt, kann das Signal 3 hilfsweise durch das Winkelsignal 1 ersetzt werden. Dies ist beispielsweise bei Ausfall des Kurbelwellenfühlers 20 vor teilhaft. Durch Setzen eines geeigneten Schwellwertes kann der Synchronisationspunkt des Signals 3, der als Austastungs lücke dargestellt ist, erkannt werden.As shown in FIG. 4 when the angle signal 1 and the signal 3 of the crankshaft sensor 20 are viewed together, the signal 3 can alternatively be replaced by the angle signal 1 . This is geous for example in the event of failure of the crankshaft sensor 20 . By setting a suitable threshold value, the synchronization point of signal 3 , which is shown as a blanking gap, can be recognized.

Claims

1. Device for detecting the angle of rotation of at least one camshaft ( 10 ) of an internal combustion engine with a crankshaft ( 19 ) and at least one inlet valve per cylinder, which is controlled by means of the camshaft ( 10 ) rotating in the cylinder head, which of the crankshaft ( 19 ) under certain Phase reference is driven, characterized by a permanent magnet ( 30 ) fastened to the camshaft ( 10 ), which generates a magnetic stray field, a magnetic field-sensitive measuring sensor ( 28 ) fastened in the cylinder head near the permanent magnet ( 30 ) and a control unit ( 22 ) which, depending on the signal from the sensor ( 28 ), generates a constant angle signal ( 1 ) indicating the rotational position of the camshaft ( 11 ), regardless of the speed.

2. Device according to claim 1, characterized in that the magnetic field-sensitive sensor ( 28 ) has a magnetorestrictive giant MR layer system.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the resolution of the angle signal ( 1 ) is in the degree range.

4. Device according to one of the preceding claims, for an internal combustion engine, which has a second camshaft ( 11 ), which is driven by a coupling gear ( 12 , 13 , 14 , 15 ) of the first camshaft ( 10 ) and together with this the The intake valve is actuated, the stroke control of the intake valve being variable by relative rotation of the two camshafts ( 10 , 11 ) relative to one another, characterized in that a permanent magnet ( 31 ) is also attached to the second camshaft ( 11 ) and generates a stray magnetic field, a second ma gnetfeldsensitive transducer ( 27 ) in the cylinder head is BEFE, the signal of which is fed to the control unit ( 22 ), which generates a second, continuous, the rotational position of the camshaft ( 11 ) indicating angle signal ( 1 ) from it and from the two angle signals ( 1 ) determines the valve lift of the intake valve.

5. The device according to claim 4, characterized in that the control device ( 22 ) is designed such that it signals from the two angles ( 1 ) the valve lift via a formula that indicates a relationship between the angle signal and valve lift (VH), or via a map that indicates a relationship between valve lift and angle signal ( 1 ).

6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized by a threshold value trigger to which the angle signal ( 1 ) at the input of one of the two camshafts ( 10 , 11 ) is supplied and the output of which when a threshold value is exceeded gives a trigger signal which Control unit ( 22 ) is supplied so that it determines the valve opening duration (OD) therefrom.

7. A method for detecting the angle of rotation of at least one cam shaft ( 10 ) of a multi-cylinder internal combustion engine which has a crankshaft and at least one inlet valve per cylinder, which is controlled by means of at least one rotating camshaft in the cylinder head, which is driven by the crankshaft under a specific phase reference , characterized in that for the control of the operation of the internal combustion engine by means of a permanent magnet ( 30 ) located on the camshaft ( 10 ), which generates a magnetic stray field, and a magnetic field-sensitive sensor ( 28. ) fastened in the cylinder head near the permanent magnet ( 30 ) ) from the signal of the sensor ( 28 ) regardless of speed, a steady, the rotational position of the cam shaft ( 10 ) indicating angle signal ( 1 ) is generated.

8. The method according to claim 7 for an internal combustion engine having a second camshaft ( 11 ), which is driven by a coupling mechanism ( 12 , 13 , 14 , 15 ) from the first camshaft ( 10 ) and together with this actuates the intake valve , wherein by relative rotation of the two Nockenwel len ( 10 , 11 ) against each other, the stroke control of the inlet valve is variable, characterized in that by means of egg nes on the second camshaft ( 11 ) attached permanentma gneten ( 31 ), which generates a magnetic stray field, and egg nes second, magnetic field-sensitive sensor ( 27 ), which is fixed in the cylinder head, a second, constant angle signal ( 1 ) is generated, which indicates the rotational position of the second camshaft ( 11 ), and from the angular signals ( 1 ) of the two camshafts ( 10 , 11 ) the valve lift (VH) of the intake valve is determined.

9. The method according to claim 8 for an internal combustion engine in which the throttling is effected only by the valve lift, characterized in that the two angle signals ( 1 ) are used for load control of the internal combustion engine.

10. The method according to any one of the preceding method claims, characterized in that the valve opening duration (OD) is determined from the time at which the angle signal ( 1 ) of the camshaft ( 10 ) exceeds a threshold value.

11. A method of operating an internal combustion engine, the crankshaft position with a crankshaft sensor ( 20 ) is determined, using a method according to one of claims 7 to 10, characterized in that in the event of failure of the crankshaft sensor ( 20 ) the angle signal ( 1 ) of the cams shaft ( 10 ) taking into account the specific phase relationship between crankshaft ( 19 ) and camshaft ( 10 ) is used to determine the crankshaft position in order to replace the signal from the crankshaft sensor ( 20 ).

12. A method of operating an internal combustion engine using a method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that when the internal combustion engine is started, the cylinder signal is detected on the basis of the angle signal ( 1 ) of the camshaft ( 10 ), which cylinder is first brought to ignition can.

13. A method for operating an internal combustion engine with an adjustment system for varying the timing of the gas exchange valves, using a method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the angle signal ( 1 ) of the camshaft ( 10 , 11 ) for checking of the adjustment system is used.