WO2011113690A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines verbrennungsmotors bei einer störung eines kurbelwellensensors - Google Patents

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internal combustion
combustion engine
crankshaft
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Ulrich-Michael Nefzer
Elmar Pietsch
Carsten Deringer
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating an internal combustion engine in the event of a malfunction of a crankshaft sensor, wherein the internal combustion engine has at least two camshafts and a speed and / or position of the internal combustion engine is derived from a signal taken from the camshaft and an apparatus for carrying out the method.
  • this speed is derived from the rotational speed of a crankshaft, which by the, during
  • crankshaft is scanned by a crankshaft sensor, which detects the speed and the position of the crankshaft.
  • the signal is provided by a suitable sensor, which is evaluated as a measure of the speed and / or the position of the internal combustion engine in a control unit. In this case, the injection and ignition timing of the internal combustion engine is determined.
  • the control unit switches to a crankshaft emergency, in which the position of the internal combustion engine is determined from the position of a camshaft, which is also driven by the crankshaft.
  • the prerequisite for this crankshaft emergency is that the camshafts are fixed in a specific position to the crankshaft in order to determine the position of the internal combustion engine accurately.
  • the camshafts are thus no longer available for camshaft lenver ein in the various operating ranges of the internal combustion engine available, resulting in a deterioration of the exhaust gas performance of the internal combustion engine. Disclosure of the invention
  • the invention is thus based on the object of specifying a method and a device for operating an internal combustion engine in the event of a malfunction or failure of a crankshaft sensor, in which the exhaust gas behavior of the internal combustion engine is also improved in the crankshaft emergency system.
  • the object is achieved in that only a first camshaft is used to determine the speed and / or the position of the internal combustion engine, while the second camshaft is adjusted in its rotational angle to a variable valve train to the driven by the second camshaft inlet or Adjust the exhaust valves of the internal combustion engine.
  • This has the advantage that the determined during the crankshaft emergency certain speed or position of the engine can be reliably and accurately determined by only a single camshaft.
  • variable valve opening times are still set using the second camshaft.
  • the rotation of the second camshaft improves the exhaust gas behavior of the internal combustion engine, the positive influence on the exhaust gas behavior also being maintained during crankshaft emergency operation.
  • the adaptation of the valve opening times allows an increase in the efficiency of the internal combustion engine, which comes as power and torque gain or fuel economy to fruition.
  • the first camshaft assumes a reference position relative to a crankshaft driven by the internal combustion engine and rotates in a predetermined transmission ratio to the crankshaft, wherein the
  • Rotary movement of the camshaft is detected by a camshaft sensor.
  • the setting of the reference position causes a fixed and unambiguous assignment of the movement of the camshaft with respect to the movement of the crankshaft, so that the position of the internal combustion engine can be reliably determined therefrom.
  • the first camshaft located in the reference position relative to the crankshaft opens and / or closes the exhaust valves of the internal combustion engine
  • the second camshaft which is acted upon by the rotation, opens and / or closes the intake valves of the internal combustion engine.
  • the intake and exhaust valve timing is changed as a function of the rotational speed in order to achieve the most efficient cylinder filling possible in all engine speed ranges.
  • the desired effect of the exhaust gas reduction can be achieved only by the rotation of the camshaft, which controls the intake valves.
  • a camshaft for adjusting the variable valve train is sufficient.
  • the adjustment of the camshaft takes place in its rotational angle as a function of the rotational speed detected by the camshaft sensor and / or
  • the adjustment of the second camshaft takes place between two fixed predetermined angles of rotation within an adjustment range of the second camshaft. This reduces the tax expense for the phase divider.
  • the adjustment range is typically 60 ° crankshaft.
  • the adjustment of the second camshaft takes place continuously within the adjustment range of the camshaft.
  • elaborate control can be easily respond to different operating conditions of the engine in the continuous adjustment of the camshaft and thereby adjust the exhaust gas performance of the engine advantageous.
  • a development of the invention relates to a device for operating a
  • Internal combustion engine in case of failure of a crankshaft sensor, wherein the internal combustion engine has at least two adjustable camshaft and a speed and / or the position of the internal combustion engine is determined from a signal taken from the camshaft rotation signal.
  • a first camshaft is used to determine the speed of the internal combustion engine, while there are means that adjust the second camshaft in its rotational angle to a variable valve train to that of the second Adjust camshaft driven intake or exhaust valves of the engine.
  • the first and the second camshaft are controlled in their respective rotational movement by a control unit, wherein the control unit, which adjusts the first camshaft in a reference position to the crankshaft with a camshaft sensor, which detects the rotational movement of the first camshaft, is connected, from which the control unit determines the rotational speed and / or the position of the internal combustion engine and depending on the determined rotational speed or position of the internal combustion engine connected to the second camshaft adjusting device for rotation the angle of rotation of the second camshaft drives.
  • variable valve opening times are set with the aid of the second camshaft even during crankshaft emergency running. Due to the rotation of the second camshaft, the exhaust gas behavior of the internal combustion engine improves
  • the actuator used here is a suitable adjusting mechanism which operates electrically or hydraulically and realizes this adjustment simply by a mechanical means, and which is placed for transmitting power at the end of each camshaft.
  • Figure 1 basic structure of a V-shaped internal combustion engine with 4th
  • FIG 2 Schematic representation of the arrangement of a crankshaft sensor and a camshaft sensor on a V-shaped internal combustion engine according to Figure 1
  • Figure 3 Camshaft with camshaft adjuster
  • Figure 1 shows a schematic diagram of an internal combustion engine 1 in a V-shape.
  • the cylinders 2 of the internal combustion engine 1 are V-shaped in two
  • Each level 3, 4 is typically referred to as a bank.
  • Each cylinder 2 is provided with one or more intake valves 6 and an exhaust valve 7. Fresh air and fuel are conveyed through the inlet valve 6 into the respective cylinder 2 of the internal combustion engine 1, while by means of the outlet valve 7 the combustion products of the cylinder 2 in FIG.
  • Cam belonging inlet or outlet valve 6, 7 open. As the cam continues to rotate, the valve 6, 7 is closed again by a valve spring 19 (FIG. 3). On the crankshaft 5 is at one end a Drehieregeberrad 12 in the form of a
  • the speed sensor wheel 12 has a defined number of teeth 13 made of iron or steel, which are arranged continuously on the circumference of the speed sensor wheel 12 and are interrupted by a gap or a plurality of gaps 14.
  • a crankshaft sensor 15 is arranged, which scans the teeth and a gap (s) 14 in which a magnetic field, which spans the crankshaft sensor 15 by means of a magnet, is interrupted by the teeth 13, whereby an alternating voltage in a Coil of the crankshaft sensor 15 is induced, which forwards this for evaluation to a control unit 16.
  • the gap 14 of the crankshaft wheel 12 signals that the crankshaft 5 has completed one revolution, whereby one working cycle of a cylinder 2 has ended.
  • a Nockenwellengeberrad 17 is arranged, which is shown in Figure 2 only the example of the camshaft 9.
  • This Nockenwellengeberrad 17 also has teeth that are interrupted by gaps are.
  • the Nockenwellengeberrad 17 is not divided as differentiated as the Kurbelwellengeberrad 12, which has 60 -2 teeth, while the Nockenwellengeberrad 17 has only 3 teeth in the present example.
  • the camshafts 8, 9, 10, 1 1 are driven by a not further shown gear by the crankshaft 5, wherein the transmission has such a ratio that the camshafts 8, 9, 10, 1 1 rotate only half as fast as the Crankshaft 5.
  • the respective camshaft 8, 9, 10, 1 1 is rotated relative to the crankshaft 5 by a certain angle.
  • the adjustment of the camshaft 8, 9, 10, 1 1 takes place as a function of the rotational speed of the internal combustion engine 1 and means that the opening of the intake or exhaust valve 6, 7 is changed relative to the crank angle of the crankshaft 5.
  • a hydraulic camshaft adjuster 20 as shown in Figure 3 in connection with the camshaft 9.
  • a gear 21 of the transmission rotates, as already explained, the camshaft 9.
  • overlaps in the opening times of the intake and exhaust valves fundamentally affect the properties of the internal combustion engine 1.
  • An internal combustion engine 1 with less overlap has a rather high torque at low speeds. Due to large overlaps, a higher maximum output of the internal combustion engine 1 can be achieved.
  • crankshaft sensor 5 by means of which not only the rotational speed of the internal combustion engine 1 but also its position is detected, delivers a severely disturbed output signal or no signal, the control unit 16 switches to a so-called crankshaft emergency.
  • this crankshaft emergency one of the four camshafts 8, 9, 10, 1 1 of the internal combustion engine 1 is brought into a reference position to the crankshaft 5.
  • this is the camshaft 1 1, which the exhaust valves 7 of the second level 4, the cylinder 2 controls.
  • this reference position creates a fixed relationship between the movement of the crankshaft 5 and the camshaft 1 1, whereby the engine position can be determined defined.
  • a Nockenwellengeberrad 17 is disposed at one end, which is opposed by a camshaft sensor 18 ( Figure 2).
  • the magnetic field of the Hall sensor sensor formed as a camshaft 15 is changed by the individual teeth of the camshaft 17, which is forwarded as a signal to the control unit 16, which derives the speed and the position of the engine 1 from this signal.
  • the remaining three camshafts 8, 9, 10, which are not needed to determine the position and speed of the internal combustion engine 1, are available for adjustment, whereby the exhaust behavior of the internal combustion engine 1 via the control of the two intake camshafts 8, 9 and the remaining exhaust camshaft 10th is improved.
  • inlet and Auslass Kunststoff committee are adjustable, which cause as efficient as possible cylinder filling in all speed ranges of the internal combustion engine 1.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bei einer Störung eines Kurbelwellensensors, wobei der Verbrennungsmotor (1) mindestens zwei Nockenwellen (8, 9, 10, 11) aufweist und eine Drehzahl und/oder eine Position des Verbrennungsmotors (1) aus einem von der Nockenwelle (8, 9, 10, 11) abgenommenen Signal abgeleitet wird. Um das Abgasverhalten des Verbrennungsmotors auch während eines Kurbelwellennotlaufes zu verbessern, wird zur Bestimmung der Drehzahl und/oder der Position des Verbrennungsmotors (1) nur eine erste Nockenwelle (11) verwendet, während die zweite Nockenwelle (8, 9, 10) in ihrem Drehwinkel verstellt wird, um einen variablen Ventiltrieb an den von der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) angetriebenen Einlass- oder Auslassventilen (6, 7) des Verbrennungsmotors (1) einzustellen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bei einer Störung eines Kurbelwellensensors
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bei einer Störung eines Kurbelwellensensors, wobei der Verbrennungsmotor mindestens zwei Nockenwellen aufweist und eine Drehzahl und/oder eine Position des Verbrennungsmotors aus einem von der Nockenwelle abgenommenen Signal abgeleitet wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In heutigen Kraftfahrzeugen ist es wichtig, die Drehzahl des Verbrennungsmotors genau zu bestimmen, da dieser Parameter in zahlreiche Steuer- und Regelprozesse des Kraftfahrzeuges eingeht. Üblicherweise wird diese Drehzahl aus der Drehgeschwindigkeit einer Kurbelwelle abgeleitet, welche durch die, beim
Verbrennungsvorgang entwickelte mechanische Energie angetrieben wird. Die Kurbelwelle wird dabei von einem Kurbelwellensensor abgetastet, der die Drehzahl und die Position der Kurbelwelle erfasst. Das Signal wird durch einen geeigneten Sensor bereit gestellt, welches als Maß für die Drehzahl und/oder die Position des Verbrennungsmotors in einem Steuergerät ausgewertet wird. Dabei wird der Einspritz- und Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors bestimmt.
Bei einem Ausfall oder einer Störung des Kurbelwellensensorsignales schaltet das Steuergerät in einen Kurbelwellennotlauf, bei welchem die Position des Verbrennungsmotors aus der Position einer Nockenwelle bestimmt wird, welche ebenfalls von der Kurbelwelle angetrieben wird. Voraussetzung für diesen Kurbelwellennotlauf ist es, dass die Nockenwellen in einer bestimmten Lage zur Kurbelwelle fixiert sind, um die Position des Verbrennungsmotors genau bestimmen zu können. Die Nockenwellen stehen somit nicht mehr für eine Nockenwel- lenverstellung in den verschiedenen Betriebsbereichen des Verbrennungsmotors zur Verfügung, wodurch sich eine Verschlechterung des Abgasverhaltens des Verbrennungsmotors ergibt. Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bei einer Störung oder dem Ausfall eines Kurbelwellensensors anzugeben, bei welchem das Abgasverhalten des Verbrennungsmotors auch im Kurbelwellennotlauf verbessert wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Bestimmung der Drehzahl und/oder der Position des Verbrennungsmotors nur eine erste Nockenwelle verwendet wird, während die zweite Nockenwelle in ihrem Drehwinkel verstellt wird, um einen variablen Ventiltrieb an den von der zweiten Nockenwelle angetriebenen Einlass- oder Auslassventilen des Verbrennungsmotors einzustellen. Das hat den Vorteil, dass die während des Kurbelwellennotlaufes bestimmte Drehzahl bzw. Position des Verbrennungsmotors durch nur eine einzige Nockenwelle zuverlässig und genau bestimmt werden kann. Außerdem werden auch weiterhin variable Ventilöffnungszeiten mit Hilfe der zweiten Nockenwelle eingestellt. Durch die Verdrehung der zweiten Nockenwelle verbessert sich das Abgasverhalten des Verbrennungsmotors, wobei die positive Beeinflussung des Abgasverhaltens auch während des Kurbelwellennotlaufes erhalten bleibt. Die Anpassung der Ventilöffnungszeiten erlaubt eine Effizienzsteigerung des Verbrennungsmotors, was als Leistungs- und Drehmomentgewinn bzw. Kraftstoffeinsparung zum Tragen kommt.
Vorteilhafterweise nimmt die erste Nockenwelle gegenüber einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Kurbelwelle eine Referenzlage ein und dreht sich in einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis zur Kurbelwelle, wobei die
Drehbewegung der Nockenwelle von einem Nockenwellensensor detektiert wird. Die Einstellung der Referenzlage bewirkt eine feststehende und eindeutige Zuordnung der Bewegung der Nockenwelle in Bezug auf die Bewegung der Kurbelwelle, so dass daraus die Position des Verbrennungsmotors zuverlässig be- stimmt werden kann. In einer Variante öffnet und/oder schließt die erste sich in der Referenzlage zur Kurbelwelle befindliche Nockenwelle die Auslassventile des Verbrennungsmotors, während die zweite, mit der Verdrehung beaufschlagte Nockenwelle die Einlassventile des Verbrennungsmotors öffnet und/oder schließt. Bei der Nocken- Wellenverstellung werden die Einlass- und Auslassventilsteuerzeiten in Abhängigkeit der Drehzahl verändert, um in allen Drehzahlbereichen eine möglichst effiziente Zylinderfüllung zu erreichen. Der gewünschte Effekt der Abgasreduzierung lässt sich allein schon durch die Verdrehung der Nockenwelle erreichen, welche die Einlassventile steuert. Somit ist eine Nockenwelle zur Einstellung des variablen Ventiltriebes ausreichend.
In einer Ausgestaltung wird bei der Verwendung von mehr als zwei Nockenwellen nur die erste Nockenwelle in der Referenzlage zur Kurbelwelle gehalten, während die verbleibenden Nockenwellen in ihrem Drehwinkel verstellt werden. Da außer einer Nockenwelle alle anderen Nockenwellen zur Betätigung der Einlass- bzw. Auslassventile zur Verfügung stehen, wird eine optimale Einstellung des variablen Ventiltriebes möglich, was sich in einem verbesserten Abgasverhalten des Verbrennungsmotors während des Kurbelwellennotlaufes widerspiegelt. Bei der Verwendung von mehreren Nockenwellen wird nicht nur eine Einlassnockenwelle sondern auch eine Auslassnockenwelle verstellt, welche die Auslassventile des Verbrennungsmotors steuert. Eine solche Verstellung der Auslassnockenwelle ermöglicht zusätzlich eine Variation der inneren Abgasrückführung in Form der Absenkung der Stickoxidemission. Außerdem erhöht die gleichzeitige Verstellung von Einlass- und Auslassnockenwelle die Möglichkeit der Überschneidungen der Einlass- und Auslassventile in ihren Öffnungszeiten, was eine noch bessere Optimierung der Gasströme im Verbrennungsmotor nach sich zieht.
Ferner erfolgt die Verstellung der Nockenwellen in ihrem Drehwinkel in Abhän- gigkeit von der durch den Nockenwellensensor detektierten Drehzahl und/oder
Position des Verbrennungsmotors. Da die Verstellung der Nockenwelle eine Veränderung des Drehwinkels im Bezug zur Kurbelwelle bewirkt und diese von der ermittelten Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängt, wird im Fall des Kurbelwellennotlaufes der Drehwinkel in Abhängigkeit von der mittels der ersten No- ckenwelle bestimmten Drehzahl ermittelt. In einer Weiterbildung wird bei der Verstellung ihres Drehwinkels die von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle aus ihrer gegenüber der Kurbelwelle vorgegebenen Lage verschoben, um die Steuerzeiten der Einlass- oder Auslassventile des Verbrennungsmotors zu verändern. Diese Verstellung erfolgt einfach auf mechanischem Wege, da zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle ein hydraulischer Phasenversteller angeordnet ist, welcher zur Kraftübertragung am Ende jeder Nockenwelle platziert ist.
In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Verstellung der zweiten Nockenwel- le zwischen zwei fest vorgegebenen Drehwinkeln innerhalb eines Verstellbereiches der zweiten Nockenwelle. Dadurch verringert sich der Steueraufwand für den Phasensteiler. Der Verstellbereich beträgt typischerweise 60° Kurbelwelle.
Alternativ erfolgt die Verstellung der zweiten Nockenwelle stufenlos innerhalb des Verstellbereiches der Nockenwelle. Trotz aufwendiger Steuerung lässt sich bei der stufenlosen Verstellung der Nockenwelle auf verschiedene Betriebszustände des Verbrennungsmotors komfortabel reagieren und dadurch das Abgasverhalten des Verbrennungsmotors vorteilhaft einstellen. Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines
Verbrennungsmotors bei einer Störung eines Kurbelwellensensors, wobei der Verbrennungsmotor mindestens zwei verstellbare Nockenwellen aufweist und eine Drehzahl und/oder die Position des Verbrennungsmotors aus einem von der Nockenwellendrehung abgenommenen Signal ermittelt wird. Um das Abgasver- halten des Verbrennungsmotors auch während eines Kurbelwellennotlaufes zu verbessern, wird zur Bestimmung der Drehzahl des Verbrennungsmotors nur eine erste Nockenwelle verwendet, während Mittel vorhanden sind, die die zweite Nockenwelle in ihrem Drehwinkel verstellen, um einen variablen Ventiltrieb an den von der zweiten Nockenwelle angetriebenen Einlass- oder Auslassventilen des Verbrennungsmotors einzustellen. Durch dieses System erfolgt eine Verbesserung des Abgasverhaltens des Verbrennungsmotors auch während des Kurbelwellennotlaufes.
In einer Ausgestaltung werden die erste und die zweite Nockenwelle in ihrer je- weiligen Drehbewegung von einem Steuergerät gesteuert, wobei das Steuergerät, das die erste Nockenwelle in eine Referenzlage zur Kurbelwelle einstellt mit einem Nockenwellensensor, welcher die Drehbewegung der ersten Nockenwelle detektiert, verbunden ist, aus welcher das Steuergerät die Drehzahl und/oder die Position des Verbrennungsmotors bestimmt und in Abhängigkeit von der ermittelten Drehzahl oder Position des Verbrennungsmotors eine mit der zweiten No- ckenwelle verbundene Stelleinrichtung zur Verdrehung des Drehwinkels der zweiten Nockenwelle ansteuert. Neben der genauen Bestimmung der Position bzw. der Drehzahl des Verbrennungsmotors mit nur einer Nockenwelle werden auch während des Kurbelwellennotlaufes variable Ventilöffnungszeiten mit Hilfe der zweiten Nockenwelle eingestellt. Durch die Verdrehung der zweiten Nocken- welle verbessert sich das Abgasverhalten des Verbrennungsmotors, indem das
Verhältnis von Frischluft und Kraftstoff optimiert wird, wobei die positive Beeinflussung des Abgasverhaltens auch während des Kurbelwellennotlaufes erhalten bleibt. Als Stellglied wird dabei ein geeigneter Stellmechanismus eingesetzt, welcher elektrisch oder hydraulisch arbeitet und diese Verstellung einfach auf me- chanischem Wege realisiert, und der zur Kraftübertragung am Ende jeder Nockenwelle platziert ist.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 : prinzipieller Aufbau eines V-förmigen Verbrennungsmotors mit 4
Nockenwellen
Figur 2: Prinzipdarstellung zur Anordnung eines Kurbelwellensensors und eines Nockenwellensensors an einem V-förmigen Verbrennungsmotor nach Figur 1 Figur 3: Nockenwelle mit Nockenwellenversteller
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Verbrennungsmotors 1 in einer V- Form. Dabei sind die Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 v-förmig in zwei
Ebenen 3, 4 angeordnet, wobei an der Schnittstelle der beiden Ebenen 3, 4 eine Kurbelwelle 5 platziert ist. Jede Ebene 3, 4 wird typischerweise als Bank bezeichnet. Jeder Zylinder 2 ist mit einem oder mehreren Einlassventilen 6 und einem Auslassventil 7 versehen. Durch das Einlassventil 6 wird Frischluft und Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder 2 des Verbrennungsmotors 1 befördert, wäh- rend mittels des Auslassventiles 7 die Verbrennungsprodukte des Zylinders 2 in
Form von Abgas aus dem Verbrennungsmotor 1 abgeführt werden. Die Einlassventile 6 der ersten Ebene 3 von Zylindern 2 sind mit einer ersten Nockenwelle 8 verbunden, während die Auslassventile 7 der ersten Ebene 3 von einer zweiten Nockenwelle 10 betrieben werden. Analog führen die Einlassventile der zweiten Ebene 4 der Zylinder 2 an eine dritte Nockenwelle 9 und die Auslassventile 7 der zweiten Ebene 4 arbeiten mit einer vierten Nockenwelle 1 1 zusammen. An jeder Nockenwelle 8, 9, 10, 1 1 befinden sich ein nicht weiter dargestellte exzentrische Nocken (Vorsprung) für jedes Ventil 2. Da die Nockenwelle sich um die eigene Achse dreht, wobei durch diese Drehbewegung mittels des Nockens die Dreh- bewegung in eine kurze Längsbewegung umgewandelt wird, wird das zu dem
Nocken gehörende Einlass- bzw. Auslassventil 6, 7 geöffnet. Beim Weiterdrehen des Nockens wird das Ventil 6, 7 durch eine Ventilfeder 19 (Figur 3) wieder geschlossen. An der Kurbelwelle 5 ist an einem Ende ein Drehzahlgeberrad 12 in Form eines
Zahnrades angeordnet, was in Figur 2 neben dem skizzierten Verbrennungsmotor 1 dargestellt ist. Das Drehzahlgeberrad 12 besitzt eine definierte Anzahl von Zähnen 13 aus Eisen oder Stahl, die kontinuierlich am Umfang des Drehzahlgeberrades 12 angeordnet sind und von einer Lücke oder mehreren Lücken 14 un- terbrochen sind. Gegenüber dem Drehzahlgeberrad 12 ist ein Kurbelwellensensor 15 angeordnet, welcher die Zähne und die eine Lücke(n) 14 abtastet, in dem ein magnetisches Feld, welches der Kurbelwellensensor 15 mittels eines Magneten aufspannt, von den Zähnen 13 unterbrochen wird, wodurch eine Wechselspannung in eine Spule des Kurbelwellensensors 15 induziert wird, welche die- ser zur Auswertung an ein Steuergerät 16 weiterleitet. Die Lücke 14 des Kurbel- wellengeberrades 12 signalisiert, dass die Kurbelwelle 5 eine Umdrehung abgeschlossen hat, wobei ein Arbeitszyklus eines Zylinders 2 beendet ist.
An jeder Nockenwelle 8, 9, 10, 1 1 ist ein Nockenwellengeberrad 17 angeordnet, welches in Figur 2 nur am Beispiel der Nockenwelle 9 dargestellt ist. Dieses Nockenwellengeberrad 17 weist ebenfalls Zähne auf, die von Lücken unterbrochen sind. Allerdings ist das Nockenwellengeberrad 17 nicht so differenziert unterteilt wie das Kurbelwellengeberrad 12, welches 60 -2 Zähne besitzt, während das Nockenwellengeberrad 17 im vorliegenden Beispiel nur 3 Zähne aufweist.
Die Nockenwellen 8, 9, 10, 1 1 werden über ein nicht weiter dargestelltes Getriebe von der Kurbelwelle 5 angetrieben, wobei das Getriebe ein solches Übersetzungsverhältnis aufweist, dass sich die Nockenwellen 8, 9, 10, 1 1 nur halb so schnell drehen wie die Kurbelwelle 5.
Um die Steuerzeit der Einlass- bzw. Auslassventile durch die Nockenwelle 8, 9, 10, 1 1 zu variieren, wird die jeweilige Nockenwelle 8, 9, 10, 1 1 gegenüber der Kurbelwelle 5 um einen bestimmten Winkel verdreht. Die Verstellung der Nockenwelle 8, 9, 10, 1 1 erfolgt in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 und bedeutet, dass die Öffnung des Einlass- oder Auslassventiles 6, 7 gegenüber dem Kurbelwinkel der Kurbelwelle 5 verändert wird. Dazu wird z.B. ein hydraulischer Nockenwellenversteller 20 genutzt, wie er in Figur 3 im Zusammenhang mit der Nockenwelle 9 dargestellt ist. Ein Zahnrad 21 des Getriebes dreht, wie bereits erläutert, die Nockenwelle 9. Der Nockenwellenversteller 20, welcher ebenfalls mit dem Steuergerät 16 verbunden ist und von diesem angesteuert wird, verschiebt die Position der Nockenwelle 9 zum Zahnrad 21 , so dass das Ventil 2 früher oder später geschlossen wird, wodurch eine Effizienzsteigerung des Verbrennungsmotors 1 erzielt wird.
Insbesondere Überschneidungen in den Öffnungszeiten der Einlass- und Auslassventile beeinflussen die Eigenschaften des Verbrennungsmotors 1 grundlegend. Ein Verbrennungsmotor 1 mit geringerer Überschneidung hat ein eher hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Durch große Überschneidungen lässt sich eine höhere Maximalleistung des Verbrennungsmotors 1 erreichen.
Wird nun festgestellt, dass der Kurbelwellensensor 5, mittels welchem nicht nur die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 , sondern auch dessen Position festgestellt wird, ein stark gestörtes Ausgangssignal oder gar kein Signal mehr liefert, schaltet das Steuergerät 16 in einen sogenannten Kurbelwellennotlauf. In diesem Kurbelwellennotlauf wird eine der vier Nockenwellen 8, 9, 10, 1 1 des Verbrennungsmotors 1 in eine Referenzlage zur Kurbelwelle 5 gebracht. Im vorliegenden Beispiel ist dies die Nockenwelle 1 1 , die die Auslassventile 7 der zweiten Ebene 4 der Zylinder 2 steuert. Durch diese Referenzlage entsteht eine feste Beziehung zwischen der Bewegung der Kurbelwelle 5 und der Nockenwelle 1 1 , wodurch die Motorposition definiert bestimmt werden kann. Auch an dieser Nockenwelle 1 1 ist ein Nockenwellengeberrad 17 an einem Ende angeordnet, welchem ein Nockenwellensensor 18 gegenüberliegt (Figur 2). Dabei wird das Magnetfeld des als Hall-Sensor ausgebildeten Nockenwellensensor 15 durch die einzelnen Zähne des Nockenwellengeberades 17 verändert, was als Signal zum Steuergerät 16 weitergeleitet wird, welches aus diesem Signal die Drehzahl und die Position des Verbrennungsmotors 1 ableitet.
Die verbleibenden drei Nockenwellen 8, 9, 10, welche nicht zur Bestimmung von Position und Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 benötigt werden, stehen zur Verstellung zur Verfügung, wodurch das Abgasverhalten des Verbrennungsmotors 1 über die Regelung der beiden Einlassnockenwellen 8, 9 und der verbleibenden Auslassnockenwelle 10 verbessert wird. Dadurch, dass mehrere Nockenwellen zu Verstellung in der bereits beschriebenen Art und Weise zur Verfügung stehen, sind Einlass- und Auslasssteuerzeiten einstellbar, welche in allen Drehzahlbereichen des Verbrennungsmotors 1 eine möglichst effiziente Zylinderfüllung bewirken.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bei einer Störung eines Kurbelwellensensors, wobei der Verbrennungsmotor (1 ) mindestens zwei Nockenwellen (8, 9, 10, 1 1 ) aufweist und eine Drehzahl und/oder eine Position des Verbrennungsmotors (1 ) aus einem von der Nockenwelle (8, 9, 10, 1 1 ) abgenommenen Signal abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Drehzahl und/oder der Position des Verbrennungsmotors (1 ) nur eine erste Nockenwelle (1 1 ) verwendet wird, während die zweite Nockenwelle (8, 9, 10) in ihrem Drehwinkel verstellt wird, um einen variablen Ventiltrieb an den von der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) angetriebenen Einlass- oder Auslassventilen (6, 7) des Verbrennungsmotors (1 ) einzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nockenwelle (1 1 ) gegenüber einer von dem Verbrennungsmotor (1 ) angetriebenen Kurbelwelle (5) eine Referenzlage einnimmt und sich in einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis zur Kurbelwelle (5) dreht, wobei die Drehbewegung der Nockenwelle (1 1 ) von einem Nockenwellensensor (18) detek- tiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die erste sich in der Referenzlage zur Kurbelwelle (5) befindliche Nockenwelle (1 1 ) die Auslassventile (7) des Verbrennungsmotors (1 ) öffnet und/oder schließt, während die zweite, mit der Verdrehung beaufschlagte Nockenwelle (8, 9, 10) die Einlassventile (6) des Verbrennungsmotors (1 ) öffnet und/oder schließt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verwendung von mehr als zwei Nockenwellen (8, 9, 10, 1 1 ) nur die erste Nockenwelle (1 1 ) in der Referenzlage zur Kurbelwelle (5) gehalten wird, während die verbleibenden Nockenwellen (8, 9, 10) in ihrem Drehwinkel verstellt werden.
Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Nockenwellen (8, 9, 10) in ihrem Drehwinkel in Abhängigkeit von der durch den Nockenwellensensor (18) detektierten Drehzahl und/oder Position des Verbrennungsmotors (1 ) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verstellung ihres Drehwinkels die von der Kurbelwelle (5) angetriebene Nockenwelle (8, 9, 10) aus ihrer gegenüber der Kurbelwelle (5) vorgegebenen Lage verschoben wird, um die Steuerzeiten der Einlass- oder Auslassventile (6, 7) des Verbrennungsmotors (1 ) zu verändern.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) zwischen zwei fest vorgegebenen Drehwinkeln innerhalb eines Verstellbereiches der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) stufenlos innerhalb des Verstellbereiches der Nockenwelle (8, 9, 10) erfolgt.
Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors bei einer Störung eines Kurbelwellensensors, wobei der Verbrennungsmotor (1 ) mindestens zwei Nockenwellen (8, 9, 10, 1 1 ) aufweist und eine Drehzahl und/oder die Position des Verbrennungsmotors (1 ) aus einem von der Nockenwellendrehung abgenommenen Signal ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Drehzahl und/oder der Position des Verbrennungsmotors (1 ) nur eine erste Nockenwelle (1 1 ) verwendet wird, während Mittel (16, 20) vorhanden sind, die die zweite Nockenwelle (8, 9, 10) in ihrem Drehwinkel verstellen, um einen variablen Ventiltrieb an den von der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) angetriebenen Einlass- oder Auslassventilen (6, 7) des Verbrennungsmotors (1 ) einzustellen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Nockenwelle (8, 9, 10, 1 1 ) in ihrer jeweiligen Drehbewegung von einem Steuergerät (16) gesteuert werden, wobei das Steuergerät (16), das die erste Nockenwelle (1 1 ) in eine Referenzlage zur Kurbelwelle (5) einstellt, mit einem Nockenwellensensor (18), welcher die Drehbewegung der ersten Nockenwelle (1 1 ) detektiert, verbunden ist, aus welcher das Steuergerät (16) die Drehzahl und/oder die Position des Verbrennungsmotors (1 ) bestimmt und in Abhängigkeit von der ermittelten Drehzahl des Verbrennungsmotors (1 ) eine mit der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) verbundene Stelleinrichtung (20) zur Verdrehung des Drehwinkels der zweiten Nockenwelle (8, 9, 10) ansteuert.
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