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    • 专利摘要:
    Um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Motorsteuerung, ausgehend von einer Bestimmung eines Kurbelwellenwinkels, sowie ein Sensorelement zu schaffen, welche die vorstehend skizzierten Anforderungen bei deutlich reduziertem Aufwand bei steigerbarer Zuverlässigkeit und Genauigkeit erfüllt, wird vorgeschlagen, dass ein Teil der Mess-Signalaufbereitung und/oder der Mess-Signalverarbeitung in dem Sensor (6) vorgenommen wird. Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe bewirkt dieser Ansatz durch eine deutliche Entlastung eines oder mehrerer Prozessoren der Motorsteuerung, so dass ein schaltungstechnischer Aufwand gesenkt werden kann. Entsprechend ist auch ein derartiger Sensor Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Motorsteuerung.In order to provide a method and a device for engine control, based on a determination of a crankshaft angle, as well as a sensor element, which meets the requirements outlined above at significantly reduced cost with increasable reliability and accuracy, it is proposed that part of the measurement signal conditioning and / or the measurement signal processing in the sensor (6) is made. To achieve the above object, this approach by significantly relieving one or more processors of the engine control, so that a circuit complexity can be reduced. Accordingly, such a sensor is part of a device according to the invention for engine control.
    公开号:DE102004002456A1
    申请号:DE102004002456
    申请日:2004-01-16
    公开日:2005-08-18
    发明作者:Manfred Glehr
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:F02D41-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtungzur Motorsteuerung in einer Verbrennungskraftmaschine sowie einSensorelement.TheThe present invention relates to a method and an apparatusfor engine control in an internal combustion engine and aSensor element.
    [0002] OhneVerzicht auf andere Einsatzmöglichkeiten,wie beispielsweise in Lokomotiven, Spitzenlast- und/oder Blockheizkraftwerken,wird daher nachfolgend nur auf den Kraftfahrzeugsektor eingegangenwerden. Die Motorsteuerung wird bei modernen Kraftfahrzeugen unteranderem auch zur Bestimmung eines optimalen Zeitpunktes für die Auslösung desZünd- und/odereines jeweiligen Einspritzzeitpunktes herangezogen. Eine derartigeBerechnung ist von der Motorsteuerung für jeden Zylinder in Abhängigkeiteines jeweils aktuellen Arbeitszustandes der betreffenden Verbrennungskraftmaschineerforderlich. Die erforderlichen Regelungsgrößen werden in bekannter Weisedurch eine Messung eines Kurbel- oder Nockenwellenwinkels ermittelt.Das geschieht nach dem Stand der Technik beispielsweise unter Verwendungeiner Zahnscheibe und eines Hall-Gebers, oder vergleichbare andereMethoden. Zahlreiche Fehlereinflüsse,wie beispielsweise Schwingungen der Kurbelwelle, Wellenversatzausgleich,nicht-zentrische Montage der Kurbelwellen-Zahnscheibe sowie Fertigungsfehler anderen Zähnemachen Korrekturrechnungen innerhalb der Motorsteuerung erforderlich,um Fehlerquellen der vorstehend beispielhaft genannten Arten zuerkennen, auszuwerten und zu korrigieren. Durch die genannten Aufgabenwird die Motorsteuerung insgesamt sehr hoch belastet.WithoutAbandonment of other uses,such as in locomotives, peak load and / or combined heat and power plants,will therefore be discussed below only in the motor vehicle sectorbecome. The engine control is under with modern motor vehiclesalso to determine an optimal time for triggering theIgnition and / orused a respective injection time. SuchCalculation is dependent on the engine control for each cylindera respective current working state of the respective internal combustion enginerequired. The required control variables are in a known mannerdetermined by measuring a crankshaft or camshaft angle.This is done according to the prior art, for example, usinga toothed disc and a Hall sender, or comparable othersMethods. Numerous error influences,such as vibrations of the crankshaft, shaft offset compensation,non-centric assembly of the crankshaft pulley and manufacturing defectstheir teethmake correction calculations within the engine control necessaryto error sources of the above exemplified speciesrecognize, evaluate and correct. Through the tasks mentionedthe motor control is charged very high overall.
    [0003] Durchdie gewachsene Zahl von Ventilen und Zylindern in einer modernenVerbrennungskraftmaschine sowie die gestiegenen ökonomischen und ökologischenAnforderungen an deren Betrieb werden fortschreitend höhere Anforderungenan eine Motorsteuerung gestellt. Das führt zu einer stetig wachsendenAnforderung an die Rechenleistung der in Motorsteuerungen eingesetztenProzessoren. Aktuell werden in Motorsteuerungen des gehobenen Preissegmentszwei 16-Bit-Prozessoren verwendet, wobei sich eine Entwicklung zu32-Bit-Prozessoren bereits abzeichnet. Aktuelle Systemanforderungen aneine regelungstechnisch notwendige zeitliche Auflösung einerKurbelwellen- oder Nockenwellenbewegung liegen im Bereich von 2 μs. Eine zuverlässige Erfassungeines Winkels von 0,1° erfordertmithin eine Auflösungvon 2,78·10–4.Hieraus ergibt sich bei serieller Daten-Übertragung und 12 Bit-Codierung einenormer Datenstrom, der innerhalb von 2 μs zu übertragen und auch zu verarbeitenist. Mithin stehen 170 ns/Bit bzw. eine Übertragungsgeschwindigkeit von5,5 MBit/s als aktuelle Systemanforderung zur Diskussion. Eine derartgenaue zeitliche Auflösung einerWinkelstellung mit einer zügigenund sicheren Übertragungder Daten ist gerade in dem elektromagnetisch stark belasteten Umfeldeines Motorraums in einem Kraftfahrzeug mit enormen technischen Problemenverbunden. Aktuell wird dieses Problem zur Minderung des hohen Aufwandesdadurch näherungsweisegelöst,dass die Motorsteuerung selbst die Auswertung der Sensorsignaleunter Umgehung der hohen Datenübertragungsratezu einer Motorsteuerung hin vornimmt. Hierunter leidet die Genauigkeitdes Gesamtsystems, so dass die Forderung nach einem optimalen Betriebeiner Verbrennungskraftmaschine nur in grober Näherung erreicht werden kann.Due to the growing number of valves and cylinders in a modern internal combustion engine and the increased economic and environmental demands on their operation, progressively higher demands are placed on a motor control. This leads to a constantly growing demand on the computing power of the processors used in motor control systems. Currently, two 16-bit processors are used in high-end engine controls, with development towards 32-bit processors already emerging. Current system requirements for a control-technically necessary temporal resolution of a crankshaft or camshaft movement are in the range of 2 μs. Reliable detection of an angle of 0.1 ° thus requires a resolution of 2.78 × 10 -4 . This results in an enormous data stream for serial data transmission and 12-bit coding, which must be transmitted and processed within 2 μs. As a result, 170 ns / bit or a transmission speed of 5.5 MBit / s are up for discussion as the current system requirement. Such an accurate temporal resolution of an angular position with a rapid and secure transmission of data is associated with enormous technical problems, especially in the electromagnetically heavily loaded environment of an engine compartment in a motor vehicle. Currently, this problem is solved to reduce the high cost by approximately that the motor control itself performs the evaluation of the sensor signals, bypassing the high data transfer rate to a motor controller out. This suffers the accuracy of the entire system, so that the demand for optimal operation of an internal combustion engine can be achieved only to a rough approximation.
    [0004] DieNichterfüllungvon optimalen Ansteuerungsbedingungen für eine Verbrennungskraftmaschinewird unter anderem durch zu sätzlicheMotorsteuerungs-Überwachungssystemeauf der Basis von Modellen zur Optimierung und Kontrolle des Ablaufesgemindert. Hierbei kommen fast zwangsläufig Multiprozessorsystemezur Anwendung.Thenon-fulfillmentof optimal driving conditions for an internal combustion engineis partly due to additionalEngine control monitoring systemsbased on models to optimize and control the processreduced. This almost inevitably comes multiprocessor systemsfor use.
    [0005] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eineVorrichtung zur Motorsteuerung, ausgehend von einer Bestimmung eines Kurbelwellenwinkels,sowie ein Sensorelement zu schaffen, welche die vorstehend skizziertenAnforderungen bei deutlich reduziertem Aufwand bei steigerbarerZuverlässigkeitund Genauigkeit erfüllt.Itis the object of the present invention, a method and aDevice for engine control, based on a determination of a crankshaft angle,and to provide a sensor element which outlined aboveRequirements at significantly reduced effort with steigerbarerreliabilityand accuracy met.
    [0006] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß dadurchgelöst,dass ein erfindungsgemäßes Verfahren zurMotorsteuerung in einer Verbrennungskraftmaschine auf der Verwendungeines Sensors basiert, der einen Teil der Mess-Signalaufbereitungund/oder der Mess-Signalverarbeitung übernimmt. Zur Lösung dervorstehenden Aufgabe bewirkt dieser Ansatz durch eine deutlicheEntlastung eines oder mehrerer Prozessoren der Motorsteuerung, sodass ein schaltungstechnischer Aufwand gesenkt werden kann. Entsprechendist auch ein derartiger Sensor Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtungzur Motorsteuerung.TheseTask is inventively characterizedsolved,that a method according to the invention forEngine control in an internal combustion engine on the usebased on a sensor that forms part of the measurement signal conditioningand / or the measurement signal processing takes over. To solve theThis approach is achieved by a clear taskRelief of one or more processors of the engine control, sothat a circuit complexity can be reduced. CorrespondingSuch a sensor is also part of a device according to the inventionfor engine control.
    [0007] Essind Lehren bekannt, gemäß derereine Motorsteuerung im Laufe des Lebens eines Motors eine Adaptionin der Form durchführt,dass sie in der Lage ist, jedem Zylinder für sich spezifische Eigenschaftenzuzuordnen, beispielsweise maximale Verdichtung, Unrundheiten, etc..Diese Daten ändern sichnur sehr langsam. Im Falle des Verlustes derartiger Daten beginnteine Adaption von neuem. Der relevante Zeitbereich liegt in dengenannten Fällenbei Stunden, Tagen oder sogar Jahren.Itteachings are known according to whicha motor controller during the life of a motor an adaptationin the form,that it is capable of giving each cylinder specific propertiesassign, for example, maximum compaction, ovality, etc ..These data are changingonly very slowly. In case of loss of such data beginsan adaptation of new. The relevant time range lies in thementioned casesfor hours, days or even years.
    [0008] Eineweitere Gruppe von Daten in einer Motorsteuerung hängt starkvon dem Fahrverhalten eines jeweiligen Fahrers ab. Aktionen, wiebeispielsweise Beschleunigen, Bremsen oder das Ein-/Ausschalteneiner Klimaanlage, liegt im Bereich menschlicher Reaktionszeit.Mithin ist hier ein Bereich von 200 ms bis hin zu einer Sekunderelevant.Another group of data in an engine control depends heavily on the driving behavior of a respective driver. Actions, such as accelerating, braking or switching on / off an air conditioning system, is in the human area licher reaction time. Thus, a range of 200 ms to one second is relevant here.
    [0009] Eineletzte Gruppe von Daten, die von einer Motorsteuerung verarbeitetwerden müssen, ändert sichim Bereich von 10 ms bis 100 ms. Hierbei handelt es sich insbesonderean einer Verbrennungskraftmaschine um die Umsetzung eines geforderten Drehmomentsmit der Einstellung eines Zündwinkels undder Auswahl, in welchen Zylinder eingespritzt und/oder welcher Zylindergezündetwerden soll, sowie der Einstellung einer jeweiligen Einspritzmenge. Dieseletztgenannte Gruppe von Daten steht im Zentrum der vorliegendenErfindung dadurch, dass ein intelligenter Sensor einen Teil derMesssignalverarbeitung übernimmt,der mit der Erfassung des Kurbelwellenwinkels zusammenhängt. Aufgabenfelder für einenderartigen Kurbelwellensensor mit Auswertungsintelligenz sind mithinbeispielsweise Zahnflankenerkennung, Exzentrizitätsausgleich, Taumelausgleich,Wellenversatzausgleich, Berücksichtigung vonTemperatureinflüssen,Alterung und Verschmutzung.Alast group of data processed by a motor controllerhave to be changedin the range of 10 ms to 100 ms. These are in particularon an internal combustion engine to the implementation of a required torquewith the setting of a firing angle andthe selection in which cylinder injected and / or which cylinderignitedis to be, as well as the setting of a respective injection quantity. TheseThe latter group of data is at the center of the presentInvention in that an intelligent sensor is a part ofMeasuring signal processing takes over,which is related to the detection of the crankshaft angle. Task fields for oneSuch crankshaft sensor with evaluation intelligence are thereforeFor example, tooth flank detection, eccentricity compensation, wobble compensation,Wave offset compensation, consideration ofTemperature influences,Aging and pollution.
    [0010] Statischeund dynamische mechanische Eigenschaften der Kurbelwelle werdenin einer Weiterbildung der Erfindung zur Optimierung der Messsignalverarbeitunginnerhalb des intelligenten Sensors vorgegeben oder erlernt. Ausdiesen Eigenschaften der Kurbelwelle mit dem daran angeschlossenenAntriebsstrang wird nun das Drehmoment außerhalb der eigentlichen Motorsteuerungberechnet. Durch die dargestellte Konzentration der Datenaufbereitung aufdem Bereich eines jeweiligen Sensors werden die zu übertragendenDatenraten und Übertragungswegeerheblich gemindert. Ein Vorgehen der vorstehend beschriebenen Artzeichnet sich somit auch gegenübereiner Vermessung der genannten Ungenauigkeiten durch vermindertentechnischen Aufwand aus. Demgegenüber ist eine Vermessung, wiesie alternativ in Erwägunggezogen werden könnte,auf Grund der erforderlichen hohen Genauigkeit unpraktikabel undauf Grund einer Wiederholungshäufigkeit, diezur Sicherung des Datenmaterials erforderlich ist, vergleichsweiseteuer.staticand dynamic mechanical properties of the crankshaftin a development of the invention for optimizing the measurement signal processingspecified or learned within the intelligent sensor. Outthese characteristics of the crankshaft with the connectedPowertrain will now be the torque outside the actual engine controlcalculated. Due to the illustrated concentration of data processingthe area of a respective sensor to be transmittedData rates and transmission pathsconsiderably reduced. An approach of the type described aboveis thus also oppositea measurement of said inaccuracies by diminishedtechnical effort. In contrast, a survey, such asalternatively, they are consideredcould be drawnimpractical due to the required high accuracy anddue to a repetition frequency, theto secure the data is required, comparativelyexpensive.
    [0011] Ineiner Ausführungsformder Erfindung teilt nun die Motorsteuerung auf der Basis jeweilsaktueller Anforderungsdaten dem Kurbelwellensensor in Form von Solldatenmit, welcher Zylinder als nächsteszu zündenund/oder bei welchem Zylinder einzuspritzen ist, sowie zu welchemZeitpunkt die jeweilige Handlung zu erfolgen hat. Der Kurbelwellensensor seinerseitsberechnet nun den exakten und damit richtigen Zeitpunkt für den Beginnder Einspritzung und/oder Zündungaus den ihm bekannten, bereits vermessenen und gespeicherten Daten.Bei einem 8-Zylinder-4-Takt-Verbrennungsmotor empfängt der intelligenteKurbelwellensensor bei 8000 Umdrehungen in der Minute erfindungsgemäß nun alle15 ms eine Solldaten-Information von der Motorsteuerung. Die für die Übermittlungdieser Information notwendige Datenrate liegt bei der eingangs verlangtenMessgenauigkeit zur Übermittlungeiner Identifikationsnummer eines der acht Zylinder bei 12+3 Bitin 1,875 ms. Es ergibt sich also ein Datenstrom von 125 μs/Bit bzw.8 kBaud. Gegenüberder eingangs gemäß dem exemplarischzierten Stand der Technik erforderlichen 5,5 MBaud ist eine störungsfreie Übermittlung einerDatenrate von nur 8 kBaud selbst dann vergleichsweise leicht beherrschbar,wenn zusätzliche Rechenzeitenfür dieAbwicklung der Übertragung hinzugegebenwird, insbesondere füreine redundante Codierung zur Datensicherung.Inan embodimentThe invention now shares the engine control on the basis of eachcurrent request data to the crankshaft sensor in the form of desired datawith which cylinder nextto igniteand / or at which cylinder is to be injected, as well as to whichTime the respective action has to take place. The crankshaft sensor in turnnow calculates the exact and therefore correct time for the beginninginjection and / or ignitionfrom the known, already measured and stored data.In an 8-cylinder 4-stroke internal combustion engine receives the intelligentCrankshaft sensor at 8000 revolutions per minute according to the invention now all15 ms a target data information from the engine control. The for the transmissionThis information necessary data rate is at the beginning requiredMeasurement accuracy for transmissionan identification number of one of the eight cylinders at 12 + 3 bitsin 1.875 ms. This results in a data stream of 125 μs / bit or8 kBaud. Across fromthe beginning according to the exampleThe prior art required 5.5 MBaud is a trouble-free transmission of aData rate of only 8 kBaud, even then comparatively easily manageable,if additional computing timesfor theSettlement of the transfer addedwill, in particular fora redundant coding for data backup.
    [0012] Ineiner bevorzugten Ausführungsformder Erfindung wird neben einem Kurbelwellenwinkel auch die Stellungeiner Nockenwelle erfasst. Dies hat den Vorteil, dass nun auch dieseInformation nicht mehr von der Motorsteuerung bereitgestellt werden muss,und die erforderliche Datenrate sich auf 156 μs/Bit beziehungsweise 6,4 kBaudverringert. Eine weitere Verringerung der Arbeitsbelastung der Motorsteuerungwird dadurch erreicht, dass die Daten der Nockenwelle statt derMotorsteuerung direkt dem intelligenten Sensor zugeführt werden.Ina preferred embodimentThe invention is next to a crankshaft angle and the positiona camshaft detected. This has the advantage that now these tooInformation no longer needs to be provided by the engine control,and the required data rate is 156 μs / bit or 6.4 kBaudreduced. A further reduction in the workload of the engine controlis achieved by the data of the camshaft instead of theMotor control can be fed directly to the intelligent sensor.
    [0013] Manerkennt anhand der genannten Zahlen, dass eine Bestimmung einesjeweils exakten Zeitpunktes fürden Beginn der Zündungoder Einspritzung durch einen erfindungsgemäßen intelligenten Sensor bereitsunter Verwendung eines bekannten oder in einem Kraftfahrzeug sogarbereits vorhandenen Bus-Systems, wie beispielsweise dem CAN-Bus, bewältigt werdenkann.yourecognizes from the numbers mentioned that a provision of aeach exact time forthe beginning of the ignitionor injection by an intelligent sensor according to the invention alreadyusing a known or even in a motor vehiclealready existing bus system, such as the CAN bus, are handledcan.
    [0014] Ineiner Weiterbildung der Erfindung meldet der Sensor der Motorsteuerungeinen jeweils genauen Zündzeitpunktzurück.Die Motorsteuerung übernimmtdann in gewohnter Weise unter Verwendung einer bestehenden Konstruktiondie Ansteuerung der Zündspulenund/oder der Einspritzventile. Hierbei wird bevorzugt eine direkteRückmeldungdes Sensors an die Motorsteuerung verwendet, also eine Rückmeldung,die nicht überein Bus-System erfolgt, da hierdurch eine Belastung der Motorsteuerung durchInterrupt-Vorgängewiederum erhöhtwerden würde.Ina development of the invention reports the sensor of the engine controla respective exact ignitionback.The engine control takes overthen in the usual way using an existing designthe control of the ignition coilsand / or the injectors. Here is preferably a directfeedbackused by the sensor to the engine control, so a feedback,not overa bus system takes place, as a result of a load on the engine controlInterrupt operationsin turn increasedwould become.
    [0015] Ineiner bevorzugten Ausführungsformder Erfindung übernimmtder intelligente Sensor neben einer exakten Zeitermittlung auchdie Aufgabe der tatsächlichenAnsteuerung von Aktuatoren fürden Motorlauf, also Zündspulenansteuerungund Schaltung von Einspritzventilen. Übergeordnete Aufgaben, wiebeispielsweise die Messung von Eingangsdaten, Luftdruck, Temperaturder Ansaugluft etc. und die Überwachungdes Motorbetriebes mit Kontrolle eines Fahrkomforts über denAntriebsstrang und Abgasmanagement mit NOX-Kontrolle,Ozonkontrolle, etc. verbleibt hierbei bei der Motorsteuerung.In a preferred embodiment of the invention, the intelligent sensor takes over the exact time determination and the task of the actual control of actuators for engine operation, so ignition coil and circuit injection valves. Parent objects, such as the measurement of the input data, atmospheric pressure, intake air temperature, etc., and the monitoring of engine operation with control of a ride comfort through the drive train and exhaust management with NO x control, ozone control, etc. remains with the engine control.
    [0016] VorteilhafterWeise werden in einer Weiterbildung der Erfindung Motorlaufeigenschaftenderart vorgesehen, dass auch ohne Überwachung durch die Motorsteuerungein genereller Motorlauf gewährleistetist. Damit kann auch bei Ausfall der Motorsteuerung ein Notbetriebdes Verbrennungskraftantriebs und damit eine generelle Fahrtüchtigkeiteines Kraftfahrzeugs aufrechterhalten werden.FavorableWay are in a development of the invention engine running characteristicsprovided such that even without monitoring by the engine controla general engine run guaranteedis. This can also emergency in case of failure of the engine controlthe combustion engine drive and thus a general ability to drivea motor vehicle are maintained.
    [0017] Weiterbildungender Erfindung zeichnen sich insbesondere durch die Veränderungoder auch Verlagerung von unterschiedlichen Aufgaben von der Motorsteuerunghin zu einem erfindungsgemäßen Sensoraus. So wird in einer ersten Ausführungsform durch den Sensoreine jeweils richtige Zündspule oderein dementsprechend richtiges Einspritzventil angesteuert, wobeiauch eine Diagnose des Verbrennungsdurchganges durchgeführt undder Motorsteuerung Mitteilung übereinen erfolgreichen oder fehlerhaften Verlauf eines jeweiligen Verbrennungsvorgangesgemacht wird. Eine Erweiterung besteht nun darin, dass der Sensordie richtige Zündspulezum exakt errechneten Zeitpunkt zündet und beim richtigen Einspritzventileinspritzt, indem er neben der Kurbelwellenstellung auch die Stellungder Nockenwelle und/oder die der Ein-Auslass-Ventile berücksichtigt. Schließlich wirdin einer weiteren Ausführungsform derrichtige Zeitpunkt fürdie als nächstezu er folgende Zündungdurch den Sensor berechnet, die Auswahl der richtigen Zündspuleund des richtigen Einspritzventils jeweils durch eine UND-Verknüpfung mit entsprechendenSignalen der Motorsteuerung herbeigeführt.further developmentsThe invention is characterized in particular by the changeor also relocation of different tasks from the engine controltowards a sensor according to the inventionout. Thus, in a first embodiment by the sensora respective correct ignition coil ora correspondingly correct injection valve is activated, whereinalso carried out a diagnosis of the combustion passage andthe engine control message abouta successful or incorrect course of a respective combustion processis done. An extension is now that the sensorthe right ignition coilat the exact calculated time ignites and the right injectorinjects, by next to the crankshaft position and the positionthe camshaft and / or the one-outlet valves considered. Finally willin a further embodiment of theright time forthe nextto him following ignitioncalculated by the sensor, choosing the right ignition coiland the correct injector each by an AND link with correspondingSignals of the engine control brought about.
    [0018] Ineiner alternativen Ausführungsformarbeitet ein erfindungsgemäßer Sensorwinkelergebnisgesteuert, wodurch er sich prinzipiell von den vorstehenddargestellten, zeitgesteuert ausgelegten Ausführungsformen unterscheidet.Dem Kurbelwellensteuergerätwerden von der Motorsteuerung die notwendigen Daten für den Verbrennungsvorgangmitgeteilt. Der Winkelsensor erfasst jeden Kurbelwellenzahn oderjede Zahnflanke. Die Position wird durch eine Korrekturrechnungberichtigt. Der jeweils richtigen Winkelpositionen entsprechendwird gezündet, oderein Einspritzvorgang durchgeführt.In einer Weiterbildung wird fürdie Durchführungeiner Verbrennungsdiagnose der Vorrichtung auch ein Drehmomentsensorzugefügt.Anhand des aufgenommenen Drehmoments wird der konkrete Verlauf desVerbrennungsvorganges ermittelt. Das Ergebnis wird der Motorsteuerungmitgeteilt. Daraufhin ist die Motorsteuerung in der Lage, für den nächsten Verbrennungsvorgangdie neuen Sollwerte an das Kurbelwellensteuergerät zu übergeben, sofern diese Funktionalität nichtnach einem der vorstehend aufgeführtenAusführungsbeispieleebenfalls in den intelligenten Sensor hin verlagert worden ist.Inan alternative embodimenta sensor according to the invention operatescontrolled angle result, whereby he is in principle of the aboveillustrated, timed embodiments differs.The crankshaft control unitFrom the engine control system, the necessary data for the combustion processcommunicated. The angle sensor detects each crankshaft tooth orevery tooth flank. The position is determined by a correction calculationcorrected. Corresponding to the correct angle positionsis ignited, oran injection process performed.In a further education becomes forthe implementationa combustion diagnosis of the device, a torque sensoradded.Based on the recorded torque, the specific course of theCombustion determined. The result is the engine controlcommunicated. Thereupon, the engine control is capable of the next combustion processto hand over the new setpoints to the crankshaft control unit, if this functionality is notaccording to one of the aboveembodimentshas also been shifted into the intelligent sensor.
    [0019] Einerfindungsgemäßes Verfahrensowie eine entsprechende Vorrichtung mit einem intelligenten Sensorführt injeder der vorstehend aufgeführten Ausführungsformenund Weiterbildungen im Ergebnis zu einem vereinfachten und sicherenMotorsteuerungssystem zur Ansteuerung von Zündspulen und/oder Einspritzventilenetc.. Auf Grund der wesentlich gesenkten Datenrate werden die imBereich der Motorsteuerung einzusetzen den Prozessoren erfindungsgemäß soweitentlastet, dass nun auch niedriger getaktete Prozessoren mit reduzierterBusbreite eingesetzt werden können.Hierdurch werden sonst erforderlicher Verkabelungsaufwand sowiedie Anzahl von Anschluss-Pinsim Bereich der Motorsteuerung gesenkt. Die Anforderungen an dienun erfindungsgemäß einsetzbarenProzessoren können auchvon handelsüblichenProzessoren mit einfacher Struktur realisiert werden, so dass nunstatt besonderer Spezialprodukte reine Massenprodukte aus erprobtenFertigungsprozessen eingesetzt werden können. Derartige Prozessorenzeichnen sich auf Grund der weit fortgeschrittenen Verfahrenstechnik inder Herstellung durch eine besondere Energiesparsamkeit und einehohe Lieferverfügbarkeitaus.Oneinventive methodand a corresponding device with an intelligent sensorleads ineach of the embodiments listed aboveand further developments in the result to a simplified and secureEngine control system for controlling ignition coils and / or injection valvesetc .. Due to the significantly lowered data rate, the inArea of engine control use the processors according to the invention so farrelieved that now also lower clocked processors with reducedBus width can be used.As a result, otherwise required cabling andthe number of connection pinslowered in the field of engine control. The requirements for thenow usable according to the inventionProcessors can tooof commercialProcessors can be realized with simple structure, so nowinstead of special products, pure mass products from tried and testedManufacturing processes can be used. Such processorsstand out due to the far advanced process technology inthe production by a special energy saving and ahigh delivery availabilityout.
    [0020] Zudemwird durch eine erfindungsgemäß vorgeschlageneBündelungeinzelner Basisaufgaben im Bereich des Sensors sowie dessen Ausstattung mitder erforderlichen Intelligenz auch die Software im Bereich derMotorsteuerung vereinfacht, da die dezentrale Erfassung und Verarbeitungder Daten neben einer Entlastung der Prozessoren aus der Motorsteuerungauch eine Reduzierung des erforderlichen Datenverkehrs auf reineKontroll- und Überwachungsfunktionenermöglicht.moreoveris proposed by an inventivelybundlingsingle basic tasks in the area of the sensor and its equipment withthe necessary intelligence also the software in the field ofMotor control simplified, as the decentralized detection and processingthe data in addition to a discharge of the processors from the engine controlalso a reduction of the required data traffic to pureControl and monitoring functionsallows.
    [0021] WeitereVorteile eines erfindungsgemäßen Verfahrensund einer Vorrichtung zur Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrenswerden nachfolgend unter Bezug auf die Darstellung von Ausführungsbeispielenanhand der Zeichnung näherbeschrieben. Es zeigen in schematisierter Darstellung:FurtherAdvantages of a method according to the inventionand a device for implementing a method according to the inventionwill be described below with reference to the illustration of embodimentscloser to the drawingdescribed. In a schematic representation:
    [0022] 1:eine Anordnung zur Motorsteuerung gemäß dem Stand der Technik 1 : A motor control arrangement according to the prior art
    [0023] 2:die Anordnung von 1 mit einer Erweiterung in Formeiner ersten Ausführungsform derErfindung; 2 : the arrangement of 1 with an extension in the form of a first embodiment of the invention;
    [0024] 3:eine zweite Ausführungsformder Erfindung zur deutlichen Minderung des Verkabelungsaufwandes; 3 a second embodiment of the invention for significantly reducing the cabling effort;
    [0025] 4:eine weitere Ausführungsformmit erweiterten Diagnosemöglichkeiten; 4 a further embodiment with extended diagnostic capabilities;
    [0026] 5:eine Weiterbildung der Ausführungsformgemäß 4; 5 : a development of the embodiment according to 4 ;
    [0027] 6:eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsformmit besonderer Auslagerung von elektronischen Leistungselementenund 6 a further embodiment of the invention with particular outsourcing of electronic power elements and
    [0028] 7:eine weitere Ausführungsformals Abwandlung der Vorrichtung gemäß 3 bei Erweiterungum eine Möglichkeitzur Drehmoment-Bestimmung. 7 a further embodiment as a modification of the device according to 3 with extension by a possibility for the torque determination.
    [0029] Inden Darstellungen in der Zeichnung sind die jeweiligen Ausführungsbeispieleerfindungsgemäßer Verfahrenund Vorrichtungen in den einzelnen Bestandteilen einer entsprechendenVorrichtung 1 zugeordnet. Gleiche Komponenten erhaltendabei überdie gesamte Zeichnung hinweg die gleichen Bezugszeichen.In the illustrations in the drawing, the respective embodiments of inventive methods and devices in the individual components of a corresponding device 1 assigned. The same components receive the same reference numbers throughout the entire drawing.
    [0030] Ineiner Vorrichtung 1 gemäß 1 wirdeine Verbrennungskraftmaschine 2 unter Vorgaben 3,die beispielsweise durch einen hier nicht weiter dargestellten Fahrerdes zugehörigenKraftfahrzeugs ausgegeben werden können, über eine Motorsteuerung 4 aufjeweilige Sollwerte eingeregelt. In einem nicht weiter dargestelltenAbtriebsstrang des Verbrennungsmotors 2 ist eine Schwungscheibe 5 angeordnet,die einen Zahnkranz trägt.In den Zahnkranz greift währendeines Startvorgangs der Verbrennungskraftmaschine 2 einnicht weiter dargestellter Anlasser in bekannter Weise ein.In a device 1 according to 1 becomes an internal combustion engine 2 under specifications 3 , which can be output for example by a driver of the associated motor vehicle, not shown here, via a motor control 4 adjusted to respective setpoints. In a power train, not shown, of the internal combustion engine 2 is a flywheel 5 arranged, which carries a sprocket. In the ring gear engages during a startup of the internal combustion engine 2 a not shown starter in a known manner.
    [0031] Wieaus dem Stand der Technik bekannt, wird der Zahnkranz der Schwungscheibe 5 über einenSensor 6 zur Messung eines aktuellen Kurbelwellenwinkelshinsichtlich seiner Stellung K ausgewertet. Hierzu ist der Sensor 6 imvorliegenden Fall als Hall-Geber ausgebildet, der ein jeweiligesMesssignal zur Auswertung an die Motorsteuerung 4 ausgibt.Weitere Signale werden zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 undder Motorsteuerung 4 ausgetauscht, wie durch den Doppelpfeilangedeutet. Soweit gibt die Abbildung von 1 den Standder Technik wieder.As known from the prior art, the ring gear of the flywheel 5 via a sensor 6 evaluated for measuring a current crankshaft angle with respect to its position K. This is the sensor 6 formed in the present case as a Hall sensor, which is a respective measurement signal for evaluation to the engine control 4 outputs. Other signals are between the internal combustion engine 2 and the engine control 4 exchanged, as indicated by the double arrow. So far, the figure of 1 the state of the art again.
    [0032] InErweiterung des Standes der Technik ist gemäß der Darstellung von 2 derSensor 6 im vorliegenden Fall als intelligenter Sensor dahingehendausgebildet, dass er die Motorsteuerung 4 von Rechenaufgabenzum Berechnen des richtigen Zündzeitpunktessowie des genauen Zeitpunktes zum Einspritzbeginn und einer jeweiligenEinspritzmenge entlastet. Hierzu ist der Sensor 6 für den Verbrennungsmotor 2 als4-Zylinder-Motor über acht Steuerleitungen 7,die der Übermittlungvon Daten zur Einspritzung in jedem der vier Zylinder dienen, undacht weiteren Leitungen 8, welche die zugehörigen undnicht weiter dargestellten Zündspulenbetreffen, mit der Motorsteuerung 4 verbunden. Der Sensor 6 liefertnun aufgrund seiner eigenen Intelligenz der Motorsteuerung 4 alsozeitgenau ermittelte und zylinderorientiert ausgegebene fertigeSignale.In extension of the prior art, as shown in FIG 2 the sensor 6 in the present case designed as an intelligent sensor to the effect that it controls the engine 4 of computing tasks for calculating the correct ignition timing and the exact time to injection start and a respective injection quantity relieved. This is the sensor 6 for the internal combustion engine 2 as a 4-cylinder engine over eight control lines 7 , which serve to transmit data for injection in each of the four cylinders, and eight other lines 8th , which relate to the associated and not shown ignition coils, with the engine control 4 connected. The sensor 6 now provides engine control due to its own intelligence 4 So timely determined and cylinder-oriented output finished signals.
    [0033] Auslöser für diesenVorgang ist eine funktionale Information, die in Form von Solldatenseriell übereine Datenleitung 9 von der Motorsteuerung 4 in denintelligenten Sensor 6 übermitteltwird. Inhalt der funktionalen Information ist die Übermittlungeiner konkreten Soll-Zündzeitsowie einer Einspritzmenge je Zylinder. Auf dieser Grundlage berechnetder intelligente Sensor 6 aus einem aktuellen KurbelwellenwinkelK einen exakten Zeitpunkt fürdie jeweils vorzunehmenden Handlungen. Die funktionale Information,die überdie Datenleitung 9 von der Motorsteuerung 4 inden intelligenten Sensor 6 übermittelt wird, weist dahernur einen sehr geringen Datenaufwand auf, der mit großer zeitlicherToleranz übermitteltwerden kann. Daher ist diese Datenleitung 9 im vorliegendenFall mit geringem Aufwand auch als rein seriell zu betreibende Leitungrealisiert.Trigger for this process is a functional information, in the form of setpoint data serially via a data line 9 from the engine control 4 in the smart sensor 6 is transmitted. Content of the functional information is the transmission of a specific target ignition time and an injection quantity per cylinder. On this basis, the intelligent sensor calculates 6 from a current crankshaft angle K an exact time for each action to be taken. The functional information transmitted through the data line 9 from the engine control 4 in the smart sensor 6 Therefore, it has only a very small amount of data, which can be transmitted with great time tolerance. Therefore this data line is 9 realized in the present case with little effort as purely serially operated line.
    [0034] Inder Ausführungsformgemäß 3 werdenweiterhin Solldaten als funktionale Information von der Motorsteuerung 4 anden intelligenten Sensor 6 über die Leitung 9 übergeben.Die konkreten und fertig aufbereiteten Ansteuersignale für Zündung undEinspritzung werden jedoch durch den Sensor 6 direkt anden Motor 2 ausgeliefert. Hierdurch wird der Verkabelungsaufwandzwischen der Motorsteuerung und dem Sensor erheblich gemindert.Die relative Nähedes Sensors 6 zum Motor 2 bewirkt zudem auch geringereLeitungslängen.Ferner wird in dieser Ausführungsformaus dem Sensor 6 übereine zusätzlicheDatenleitung 10 Datenmaterial zur Diagnose aus dem Sensordirekt in die Motorsteuerung 4 rückübermittelt. Neben der Entlastungder Motorsteuerung 4 von Rechenaufgaben für die Bestimmung desrichtigen Zündzeitpunktessowie des genauen Einspritzbeginns sowie der Einspritzmenge mussgemäß der Ausführungsformvon 3 eine erforderliche elektrische Leistung mithohen Spannungen und Strömensowie steilen Signalflanken nicht mehr von der Motorsteuerung 4 selbst,sondern im Sensor 6 erzeugt werden. Hierdurch verringertsich ein elektromagne tisches Störpotentialin der Motorsteuerung 4 nachhaltig. Der verminderte Einflussvon elektromagnetischen Störgrößen machtauch die Erfassung zu messender Signale im Bereich der Motorsteuerung 4 deutlicheinfacher.In the embodiment according to 3 continue to set data as functional information from the engine control 4 to the intelligent sensor 6 over the line 9 to hand over. However, the concrete and ready-prepared control signals for ignition and injection are determined by the sensor 6 directly to the engine 2 delivered. As a result, the cabling effort between the engine control and the sensor is significantly reduced. The relative proximity of the sensor 6 to the engine 2 also causes smaller cable lengths. Further, in this embodiment, the sensor 6 via an additional data line 10 Data for diagnosis from the sensor directly into the engine control 4 retransmitted. In addition to the relief of the engine control 4 of computing tasks for the determination of the correct ignition timing and the exact start of injection and the injection quantity must according to the embodiment of 3 a required electrical power with high voltages and currents and steep signal edges no longer from the engine control 4 itself, but in the sensor 6 be generated. This reduces an electromagnetic interference potential in the engine control 4 sustainable. The reduced influence of electromagnetic disturbances also makes the detection of signals to be measured in the field of engine control 4 much easier.
    [0035] DieMotorsteuerung 4 und die Verbrennungskraftmaschine 2 selbsttauschen untereinander durch den dargestellten Doppelpfeil nur geringeDatenmengen in Form sonstiger Signale aus. Hierbei handelt es sichum die Übermittlungzeitlich langsamer veränderlichenGrößen, wievon Temperaturdaten, Drücken, Ölqualität, Ölstand,Common-Rail-Druck und sonstigen Signalen, die vergleichsweise langsamveränderlichsind und daher keiner zu schnellen Datenübertragung bedürfen. Fernererhältdie Motorsteuerung 4 überdiesen Signalweg auch eine Information über die Stellung der Nockenwellezugeführt.Sie teilt daraufhin dem Sensor 6 über die serielle Datenleitung 9 mit,welcher Zylinder zu zündenist.The engine control 4 and the internal combustion engine 2 themselves exchange only small amounts of data in the form of other signals by the illustrated double arrow. This is the transmission of temporally slow variable variables, such as temperature data, pressures, oil quality, oil level, common rail pressure and other signals that are relatively slowly variable and therefore do not require too fast data transmission. Further, the engine control receives 4 Also supplied via this signal path information about the position of the camshaft. She then tells the sensor 6 via the serial data line 9 with which cylinder to ignite.
    [0036] Vonder Motorsteuerung 4 in die Verbrennungskraftmaschine 2 hineingelangen neben einer Ventilansteuerung bei variabler Ventilsteuerungsowie der Möglichkeiteiner Motorheizung übereine Wärmesteuerung,die auch übervorgewärmtes Öl erfolgenkann, auch Heizsignale fürdas Abgas-Management. Hierunter fallen insbesondere Heizsignale für eine λ-Sonde undeine Stickoxid-Sonde in einem nicht weiter dargestellten Abgastrakt.From the engine control 4 in the internal combustion engine 2 reach in addition to a valve control with variable valve timing and the possibility of engine heating via a heat control, which can also be done on preheated oil, and heating signals for exhaust management. These include, in particular, heating signals for a λ probe and a nitrogen oxide probe in an exhaust gas tract (not shown).
    [0037] Inder Ausführungsformgemäß 4 wird dasgerade dargestellte Nockenwellensignal mit allen seinen Vorteilen über eineSignalleitung 12 seriell von der Verbrennungskraftmaschine 2 demSensor 6 direkt zugeführt.Hierdurch wird die Steckeranzahl, und damit auch ein Störungspotentialsowie ein Zeitfaktor bei der Fertigung sowie der Entwicklung aufSeite der Motorsteuerung 4 in vorteilhafter Weise nochmals verringert.Durch den Wegfall der Auswertungsarbeit für das Nockenwellensignal mindertsich abermals die Rechenarbeit in der Motorsteuerung 4.Zudem wird der Datentransfer zwischen der Motorsteuerung 4 unddem intelligenten Sensor 6 vereinfacht, so dass eine vollständigereAuswertung überkurze Wegstrecken hinweg nun im Sensor 6 stattfinden kann.Hierdurch erlangt das überdie Leitung 10 übermittelteDiagnosesignal an die Motorsteuerung 4 noch weitere Bedeutung.In the embodiment according to 4 is the camshaft signal just shown with all its advantages via a signal line 12 serial from the internal combustion engine 2 the sensor 6 fed directly. As a result, the number of connectors, and thus a disturbance potential and a time factor in the production and development on the side of the engine control 4 advantageously reduced again. By eliminating the evaluation work for the camshaft signal again reduces the work of computing in the engine control 4 , In addition, the data transfer between the engine control 4 and the smart sensor 6 Simplified, allowing a more complete evaluation over short distances, now in the sensor 6 can take place. This achieves this over the line 10 transmitted diagnostic signal to the engine control 4 even more meaning.
    [0038] ImUnterschied zu der Ausführungsformgemäß 4 wirdnach 5 eine Diagnose der ausgeführten Tätigkeit, also Zündung und/oderEinspritzung, von der Verbrennungskraftmaschine 2 auf der Basismindestens eines Signals übereine Leitung 13 direkt an die Motorsteuerung 4 übermittelt.In Form einer Quittung werden hier nun die Ist-Werte der Motorsteuerung 4 für jedenZylinder und jeden Einspritz-Aktuator übermittelt. Eine Kontrollewird über Kurzschluss-und Leerlaufmessungen an den Zündspulendurchgeführt.Hierdurch erhöhtsich zwar die Anzahl der Leitungen an der Motorsteuerung 4.Dafür istin dem vorliegenden Fall jedoch im Bereich der Motorsteuerung 4 invereinfachter Art und Weise zentral auch eine Diagnose-Software installiert,die ihrerseits dann bei stark vermindertem Wartungsaufwand direkteMessung ausführenkann.Unlike the embodiment according to 4 is after 5 a diagnosis of the activity performed, so ignition and / or injection, of the internal combustion engine 2 based on at least one signal over a line 13 directly to the engine control 4 transmitted. In the form of an acknowledgment, the actual values of the engine control are now displayed here 4 transmitted for each cylinder and each injection actuator. A check is made on short circuit and no-load measurements on the ignition coils. Although this increases the number of lines on the engine control 4 , In the present case, however, this is in the area of engine control 4 in a simplified manner centrally also installed a diagnostic software, which in turn then can perform direct measurement at greatly reduced maintenance.
    [0039] Inder Ausführungsformder Vorrichtung 1 gemäß 6 wirdim Unterschied zu der Ausführungsformgemäß 3 dieelektrische Leistung fürdie jeweiligen Aufgaben am Motor 2 durch den Sensor 6 bereitgestellt.Durch die beiden exemplarisch dargestellten und für jedenZylinder separat vorzusehenden logischen UND-Glieder 14 erfolgtdie Steuerung durch die Motorsteuerung 4 und die Leistungsbereitstellungdurch den Sensor 6. Hierdurch wird eine Bereitstellungder elektri schen Leistung aus der Motorsteuerung 4 herausverlagert. Diese Leistungsbereitstellung wird in Form eines eigenenGerätesals so genannter Extended Power Management EPM 15 bei separaterKühlungin den Bereich des Sensors 6 hin verlagert.In the embodiment of the device 1 according to 6 is in contrast to the embodiment according to 3 the electrical power for the respective tasks on the engine 2 through the sensor 6 provided. By the two exemplified and for each cylinder separately to be provided logical AND gates 14 the control is done by the engine control 4 and the power delivery by the sensor 6 , This will provide a supply of electrical power from the motor control 4 shifts out. This service provision is in the form of a separate device as a so-called Extended Power Management EPM 15 with separate cooling in the area of the sensor 6 shifted.
    [0040] DieAusführungsformgemäß 7 wiederumzeigt auf der Basis der Ausführungsformgemäß 3 eineErweiterung, durch die übereinen zusätzlichenWinkelgeber auch eine Messung des Drehmoments ermöglicht wird.Hierzu wird eine Zahnscheibe 16 an dem der Schwungscheibe 5 gegenüberliegendenEnde der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 genutzt.Aufgabe dieser Zahnscheibe 16 ist es, in bekannten Verbrennungskraftmaschinenbeispielsweise als Antrieb fürdie Ventilsteuerung übereinen Zahnriemen, oder aber als Antrieb für eine Lichtmaschine zu dienen.Ein Winkelsignal wird von dem Bereich der Zahnscheibe 16 über eineLeitung 17 ebenfalls dem Sensor 6 zugefügt. EineMessung des Drehmoments, das durch den Motor 2 abgegeben wird,erfolgt auf der Basis der Bestimmung einer Verdrillung der Kurbelwelle,die vorzugsweise auf der Basis von Motorprüfstand-Versuchen kalibriertworden ist. Hierzu werden im vorliegenden Fall nicht-flüchtige Tabellenals Zuordnungsmittel eingesetzt.The embodiment according to 7 again shows on the basis of the embodiment according to 3 an extension, which allows an additional angle encoder and a measurement of torque. For this purpose, a toothed disc 16 on the flywheel 5 opposite end of the crankshaft of the engine 2 used. Task of this toothed disc 16 It is to serve in known internal combustion engines, for example, as a drive for the valve control via a toothed belt, or as a drive for an alternator. An angle signal is from the area of the toothed disc 16 over a line 17 also the sensor 6 added. A measurement of the torque generated by the engine 2 is issued based on the determination of a twist of the crankshaft, which has been calibrated preferably on the basis of engine dynamometer attempts. For this purpose, non-volatile tables are used as allocation means in the present case.
    [0041] Auchin dem dargestellten Ausführungsbeispielgemäß 7 isteine Vereinfachung der internen Software festzustellen, da eineMessung des Drehmomentes nun ermöglichtwird. Das Drehmoment muss dabei nicht länger auf sich verändernden Datendes Motors 2 und Schwingungen des Kurbelwellenausgangsunter aufwändigerinterner Korrekturrechnung bestimmt werden. Es ist vielmehr eine aktuellerebeziehungsweise zeitnähereBerücksichtigungeines aktuell vorhandenen Drehmoments des Verbrennungsmotors 2 möglich, daeine Messung innerhalb von nur ca. 120 μs möglich ist, wogegen aktuellenbekannten Vor richtungen eine 10 ms dauernde Berechnung steht. Diesenun erfindungsgemäß wesentlichbeschleunigte Messung bedeutet auch eine höhere Auflösung des Drehmoments und dadurchunter Anderem auch eine zügigeErkennung von Klopfen oder Nicht-Zündung bereitsbei deren Auftreten. Selbstverständlichkann die zu der Ausführungsformgemäß 7 dargestellteErweiterung überein zweites Kurbelwellensignal im Bereich der Zahnscheibe 16 auchzu den vorhergehend dargestellten Ausführungsbeispielen zusätzlich eingesetzt werden.Also in the illustrated embodiment according to 7 is a simplification of the internal software to determine, since a measurement of the torque is now possible. The torque no longer has to be on changing engine data 2 and vibrations of the crankshaft output are determined under complex internal correction calculation. Rather, it is a more recent or more timely consideration of a currently existing torque of the internal combustion engine 2 possible, since a measurement within only about 120 microseconds is possible, whereas current known ago directions is a 10-ms calculation. This now substantially accelerated according to the invention measurement also means a higher resolution of the torque and thereby, among other things, a rapid detection of knock or non-ignition already at their occurrence. Of course, according to the embodiment according to 7 shown extension via a second crankshaft signal in the field of toothed disk 16 also be used in addition to the previously illustrated embodiments.
    [0042] Zusammenfassendist festzustellen, dass durch jede der vorstehend beschriebenenerfindungsgemäßen AusführungsformengroßeTeile der bisherigen Software der Motorsteuerung 4 ohnewesentliche Abänderungweiter verwendet werden können.Es ist lediglich in Erweiterung zu bekannten Vorrichtungen 1 einintelligenter Sensor im Bereich der Kurbelwelle anzusetzen. Hierdurchwird im Ergebnis die Motorsteuerung 4 von weniger intelligentenAufgaben, die sehr zeitraubend und datenintensiv sind, entlastet.Dies ermöglichtden Einsatz unter Anderem leistungsärmerer und damit preiswertererund allgemeiner verfügbarererProzessoren. Die Aufgaben der Motorsteuerung 4 werden aufdie Regelungs- und Kontrollfunktionen konzentrieren, da die eigentliche Auswertungsaufgabenund Datenaufbereitungen durch den intelligenten Sensor 6 sehrschnell und nahe in einem Bereich des Verbrennungsmotors 2 selberausgeführtwerden. Vorteilhafter Weise mindern sich hierdurch die Zahl derSteckverbindungen wesentlich. Leistungsaufnahme und damit die Temperatur,sowie eine erforderliche Leistungsfähigkeit der Motorsteuerung 4 werdendurch einen erfindungsgemäßen Sensor 6 zuGunsten eines gegen Fehler unanfälligerenund hinsichtlich der Konstruktions- und Fertigungskosten günstig gestaltetenGesamtsystems verringert.In summary, it can be seen that by each of the embodiments of the invention described above, large parts of the previous engine control software 4 can be used without substantial modification. It is merely an extension of known devices 1 an intelligent sensor in the field of Crankshaft attach. This results in the engine control 4 from less intelligent tasks that are very time consuming and data intensive. This allows the use of, among other things, less powerful and thus cheaper and more generally available processors. The tasks of the engine control 4 will focus on the control and monitoring functions, since the actual evaluation tasks and data processing by the intelligent sensor 6 very fast and close to an area of the internal combustion engine 2 run yourself. Advantageously, this reduces the number of connectors significantly. Power consumption and thus the temperature, as well as a required performance of the engine control 4 be through a sensor according to the invention 6 reduced in favor of a less prone to error and favorable in terms of design and manufacturing costs designed overall system.
    11 Vorrichtungcontraption 22 VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine 33 Vorgabespecification 44 Motorsteuerungmotor control 55 Schwungscheibeflywheel 66 Sensorsensor 77 Steuerleitungcontrol line 88th Steuerleitungcontrol line 99 Datenleitungdata line 1010 Datenleitungdata line 1111 Signalleitungsignal line 1212 Signalleitungsignal line 1313 Leitungzur Übermittlungmindestens einesmanagementfor transmissionat least oneDiagnosesignalsdiagnostic signal 1414 logischesUND-GliedlogicalAND gate 1515 ExtendedPower Management EPMExtendedPower Management EPM 1616 Zahnscheibetoothed washer 1717 Leitungmanagement KK Kurbelwellenwinkelcrankshaft angle
    权利要求:
    Claims (13)
    [1]
    Verfahren zur Motorsteuerung in einer Verbrennungskraftmaschine,wobei ein Kurbelwellenwinkel überein Mess-Signaleines Sensors (6) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet ,dass ein Teil der Mess-Signalaufbereitungund/oder der Mess-Signalverarbeitung in dem Sensor (6)vorgenommen wird.Method for controlling an engine in an internal combustion engine, wherein a crankshaft angle via a measuring signal of a sensor ( 6 ), characterized in that a part of the measurement signal conditioning and / or the measurement signal processing in the sensor ( 6 ) is made.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass statische und dynamische mechanische Eigenschaften der Kurbelwellezur Optimierung der Messsignalverarbeitung innerhalb des intelligentenSensors (6) vorgegeben oder von diesem erlernt werden.A method according to claim 1, characterized in that static and dynamic mechanical properties of the crankshaft for optimizing the measurement signal processing within the intelligent sensor ( 6 ) or learned from this.
    [3]
    Verfahren nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Sensor (6) zur Zahnflankenerkennung,zum Exzentrizitätsausgleich,zum Taumelausgleich, zum Wellenversatzausgleich und/oder zur Berücksichtigungvon Temperatureinflüssen,Alterung und Verschmutzung eingesetzt wird.Method according to one of the two preceding claims, characterized in that the sensor ( 6 ) is used for tooth flank detection, for eccentricity compensation, for wobble compensation, for shaft offset compensation and / or for the consideration of temperature influences, aging and contamination.
    [4]
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Motorsteuerung (4) auf der Basisjeweils aktueller Anforderungsdaten dem Sensor (6) Solldaten übermittelt,auf deren Basis exakte Zeitpunkte für den Beginn der Einspritzungund/oder Zündungdurch den Sensor (6) berechnet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the engine control ( 4 ) on the basis of respectively current request data to the sensor ( 6 ) Transmits target data on the basis of which exact times for the start of the injection and / or ignition by the sensor ( 6 ) be calculated.
    [5]
    Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurchgekennzeichnet, dass der Sensor (6) der Motorsteuerung(4) einen jeweils genauen Zündzeitpunkt und/oder Diagnosedatenzurückmeldet.Method according to the preceding claim, characterized in that the sensor ( 6 ) of the engine control ( 4 ) reports a respective exact ignition timing and / or diagnostic data.
    [6]
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass auch die Stellung einer Nockenwelle erfasstund in dem Sensor (6) verarbeitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that also detects the position of a camshaft and in the sensor ( 6 ) is processed.
    [7]
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Sensor (6) winkelergebnisgesteuertarbeitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 6 ) operates angle-controlled.
    [8]
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet , dass Einspritzung und/oder Zündung direkt durch den Sensor(6) bewirkt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that injection and / or ignition directly through the sensor ( 6 ) are effected.
    [9]
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet , dass der Sensor (6) neben einem Kurbelwellensignalauch ein Nockenwellen-Signal verarbeitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 6 ) processed in addition to a crankshaft signal and a camshaft signal.
    [10]
    Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Sensor (6) neben einem Kurbelwellensignalvon einer Schwungscheibe (5) auch ein Signal von eineran der Kurbelwelle Schwungscheibe (5) gegenüberliegend vorgesehenemWinkelgeber, insbesondere einem Winkelgeber an einer Zahnscheibe(15), verarbeitet, insbesondere um über eine Verdrillung der Kurbelwelleein Motormoment zu ermitteln.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 6 ) next to a crankshaft signal from a flywheel ( 5 ) also a signal from one on the crankshaft flywheel ( 5 ) oppositely provided angle encoder, in particular an angle sensor on a toothed disc ( 15 ), in particular in order to determine an engine torque via a twist of the crankshaft.
    [11]
    Vorrichtung zur Motorsteuerung in einer Verbrennungskraftmaschine(2), in der ein Sensor (6) zur Bestimmung einesKurbelwellenwinkels vorgesehen ist, der mit einer Motorsteuerung(4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung(1) zur Durchführungeines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgebildetist, indem in dem Sensor (6) Mittel zur Signalaufbereitungvorgesehen sind, insbesondere Mittel zur Zahnflankenerkennung, zumExzentrizitätsausgleich,zum Taumelausgleich, zum Wellenversatzausgleich und/oder zur Berücksichtigungvon Temperatureinflüssen,Alterung und Verschmutzung.Device for controlling the engine in an internal combustion engine ( 2 ), in which a sensor ( 6 ) is provided for determining a crankshaft angle, which is provided with a motor control ( 4 ), characterized in that the device ( 1 ) is adapted to carry out a method according to one or more of the preceding claims, in that in the sensor ( 6 ) Means are provided for signal processing, in particular means for Tooth flank detection, for compensation of eccentricity, for wobble compensation, compensation of shaft misalignment and / or for consideration of temperature influences, aging and contamination.
    [12]
    Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurchgekennzeichnet , dass der Sensor (6) Mittel zur Ausgabevon Einspritz- und/oder Zündsignalenan die Verbrennungskraftmaschine (2) aufweist.Device according to the preceding claim, characterized in that the sensor ( 6 ) Means for outputting injection and / or ignition signals to the internal combustion engine ( 2 ) having.
    [13]
    Sensor zur Messung eines Kurbelwellen- und/oderNockenwellenwinkels an einer Verbrennungskraftmaschine, dadurchgekennzeichnet , dass der Sensor (6) zur Durchführung einesVerfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausgebildetist, indem Aufbereitungs- und/oder Auswerteaufgaben von einer Motorsteuerung(4) hin in den Sensor (6) verlagert sind.Sensor for measuring a crankshaft and / or camshaft angle on an internal combustion engine, characterized in that the sensor ( 6 ) for carrying out a method according to one or more of the preceding claims, by processing and / or evaluating tasks of a motor control ( 4 ) into the sensor ( 6 ) are relocated.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004002456B4|2008-05-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    2005-08-18| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-09-04| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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    优先权:
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