(57)【要約】【課題】カム軸のクランク軸に対する相対的な回転角度位置をさらに正確に確定できるように改善を行うこと。【解決手段】少なくとも２つの調整シャフト回転角度測定値と、調整シャフト測定時点間の時間差並びに最後の調整シャフト測定時点と基準時点の間の時間間隔とから、調整シャフトが基準時点において有している回転角度に対する推定値を外挿により求め、  前記推定値と、少なくとも１つのクランク軸回転角度測定値と、伝動装置パラメータとから回転角度位置に対する値を確定する。【選択図】図１
2006064704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸（１２）に対して相対的な往復動ピストン内燃機関のカム軸（１１）回転角度位置を確定するための方法であって、
前記クランク軸（１２）は、調節伝動装置を介してカム軸（１１）と駆動可能に接続形成されており、前記調節伝動装置は、クランク軸に結合されたドライブシャフトと、カム軸に結合されたドリブンシャフトと、調整モータに駆動可能に結合された調整シャフトとを有するトリプルシャフト伝動装置として構成されており、
少なくとも１つのクランク軸測定時点においてクランク軸回転角度に対する測定値が検出され、
少なくとも２つの調整シャフト測定時点においてそれぞれ調整シャフト回転角度に対する１つの測定値がデジタル方式で検出され、
クランク軸測定時点と調整シャフト測定時点の後に存在する少なくとも１つの基準時点において、少なくとも１つのクランク軸回転角度測定値と、少なくとも１つの調整シャフト回転角度測定値と、トリプルシャフト伝動装置の伝動装置パラメータに基づいて、クランク軸（１２）に相対的なカム軸（１１）の回転角度位置に対する値が確定される形式の方法において、
少なくとも２つの調整シャフト回転角度測定値と、調整シャフト測定時点間の時間差並びに最後の調整シャフト測定時点と基準時点の間の時間間隔とから、調整シャフトが基準時点において有している回転角度に対する推定値を外挿により求め、
前記推定値と、少なくとも１つのクランク軸回転角度測定値と、伝動装置パラメータとから回転角度位置に対する値を確定するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくともそのつどの最後の調整シャフト測定時点において調整シャフトの角速度に対する値が求められ、調整シャフトが基準時点において有している回転角度に対する推定値を、最後の調整シャフト回転角度測定値と、基準点と最後の調整シャフト測定時点の間の時間差並びに角速度値とから求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記調整モータはＥＣモータ（１４）であり、該ＥＣモータ（１４）は、巻線を備えたステータと調整シャフトに回転不動に結合されたロータを有しており、該ロータの周囲には周面方向で互いにずらされて相対向する方向で交互に磁化された複数のマグネットセグメント（１…８）が配設されており、該マグネットセグメントは、それらの位置付け及び／又は寸法に関して許容誤差を有しており、調整シャフト角度測定値及び／又は角速度値の検出のために前記マグネットセグメント（１…８）のステータに対する相対的な位置が検出され、調整シャフト回転角度測定値に対する少なくとも１つの許容誤差の影響を補償するための少なくとも１つの補正値が求められ、該補正値を用いて調整シャフト回転角度測定値及び／又は角速度値が補正される、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記マグネットセグメント（１…８）の位置が測定装置（１７）を用いて検出され、該測定装置（１７）は、ステータに複数の磁気センサを有しており、該磁気センサは、ロータの回転毎にステータに対して相対的にこれらの磁気センサの組合わせが通過していくように、ステータの周面方向で相互にずらされて配設されており、これらの各マグネットセグメント・センサ組合わせ毎にそれぞれ１つの補正値が求められて記憶され、調整シャフト回転角度測定値及び／又は角速度値の補正のために用いられる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
所定数のマグネットセグメント・センサ組合わせが通過するようにロータがステータに対して相対的に回転され、測定装置（１７）を用いて当該のマグネットセグメント・センサ組合わせに対して第１の補正されていない調整シャフト回転回転角度度測定値及び／又は角速度値が求められ、調整シャフト回転角度及び／又は角速度に対する付加的な基準値が求められ、それは第１の調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値よりも大きい精度を有しており、第１の補正されていない調整シャフト回転回転角度度測定値及び／又は角速度値を用いて、補正値が補正係数として求められ、第１の未補正の調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値に割当てられるマグネットセグメント・センサ組合わせが新たに通過し、その際前記測定装置（１７）を用いて第２の未補正の調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値が検出され、これらの値が、事前に求められた補正係数を用いて補正される、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記基準値は、第１の補正されていない調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値がフィルタリングによって平滑化されることによって形成される、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
個々のマグネットセグメント・センサ組合わせが少なくとも２回出現するようにロータがステータに対して相対的に回転され、その場合個々のマグネットセグメント・センサ組合わせ毎に、調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値に対するそれぞれ１つの補正係数が求められ、個々のマグネットセグメント・センサ組合わせ毎に求められた複数の補正係数からそれぞれ１つの平均値が形成され、そのようにして得られた平均値が新たな補正係数として記憶され、調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値が、マグネットセグメント・センサ組合わせの新たな通過の際に前記補正係数を用いて補正される、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
平均値としてそのつど算術的な平均値が形成される、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
平均値としてそのつど平滑化される平均値が形成され、有利には補正係数の平均値に関与する重み付けが、補正係数の経時特性の増大と共に低減される、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
個々のマグネットセグメント・センサ組合わせに対する平滑化された平均値
ＦＮｅｕ[ｉ(ｔ-Ｔ)]が、以下の関係式、
ＦＮｅｕ[ｉ(ｔ−Ｔ)]＝λＦＡｌｔ[ｉ(ｔ−Ｔ)]＋（１−λ）Ｆ[ｉ(ｔ−Ｔ)]
に従って周期的に求められ、
この場合前記ｉは、そのつどのマグネットセグメント・センサ組合わせを識別するインデックスであり、前記ｔは時間であり、前記Ｔは、実際の角速度と測定された角速度値の間の遅延時間であり、前記ＦＡｌｔ[ｉ(ｔ−Ｔ)]は、最後の平均値形成の際にインデックスｉにて求められた平均値であり、前記λは忘却係数であり、これは０よりも大きく１よりも小さくて有利には０.７〜０.９の間にある、請求項１から９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
ａ）ロータがステータに対して相対的に回転され、補正係数が個々のマグネットセグメント・センサ組合わせに対して求められて記憶され、
ｂ）その後相応するマグネットセグメント・センサ組合わせが新たに通過され、その場合新たな補正係数のセットが求められ、
ｃ）先行の補正係数セットの補正係数が、新たな補正係数セットの補正係数に対して相対的に周期的に入れ替わり、その後で当該の補正係数セットが相互に比較され、
ｄ）前記ステップｃ）は、先行する補正係数セットの全ての入れ替わり組合わせが新たな補正係数セットと比較されるまで繰返され、
ｅ）新たな補正係数セットとの最大の一致が現れる入れ替わり組合わせが求められ、
ｆ）前記入れ替わり組合わせに対応付けられる先行の補正係数セットの補正値の配置構成を用いて角速度値が補正される、
請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
補正係数セット間で最大の一致が現れる入れ替え組合わせのもとでそれぞれ相互に対応付けられた先行の補正係数セットと新たな補正係数セットの補正係数からそのつど１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶され、当該平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて角速度値を補正する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ａ）全てのマグネットセグメント・センサ組合わせが少なくとも一回は通過するようにロータをステータに対して相対的に回転させ、
ｂ）その場合ＥＣモータ（１４）の回転毎にロータの各磁極対毎にそれぞれ所定数の測定信号状態が経過するように、磁気センサの位置測定信号を生成し、
ｃ）それぞれ少なくとも該当するマグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数とそれに対応付けられた測定信号状態とからなる、マグネットセグメント・センサ組合わせの数に相応する数の値組合わせを有する第１のデータセットを求めて記憶し、
ｄ）その後で、相応するマグネットセグメント・センサ組合わせを新たに通過させ、その場合に値組合わせを有する新たな第２のデータセットを求めて記憶し、
ｅ）第１のデータセットと第２のデータセットの測定信号状態の間でずれが生じている場合に、データセットの測定信号状態が一致するように、第１のデータセットの値組合わせが周期的に第２のデータセット値組合わせに対して相対的にシフトされ、
ｆ）その後で、それぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較され、
ｇ）１つのデータセットの補正係数が、磁気センサの二倍の数に相応する数のステップだけ他のデータセットの補正係数に対して相対的に周期的に入れ替えられ、その後でそれぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較され、
ｈ）場合によって前記ステップｇ）を全ての入れ替え組合わせが処理されるまで繰返し、
ｉ）データセットの補正係数間で最大の一致が見られた入れ替え組合わせが求められ、
ｊ）この入れ替え組合わせに対応付けられる第１のデータセットの補正値の指示を用いて角速度値が補正される、請求項１から１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
データセットの補正係数間で最大の一致が見られた入れ替え組合わせのもとでそのつどの相互に対応づけられた、第１のデータセットの補正係数と第２のデータセットの補正係数からそのつど１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶され、そのような平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて角速度値が補正される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
補正されていない角速度値と補正された角速度値の変動幅が１つの時間窓の中で求められて相互に比較され、補正された角速度値の変動幅が、補正されていない角速度値の変動幅よりも大きい場合には、補正係数が新たに求められ、及び／又はマグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数の対応付けが再構築される、請求項１から１４いずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記補正係数は、予め定められた値範囲に制限され、該値範囲は、有利には０.８〜１.２の間である、請求項１から１５いずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
ロータの慣性モーメントに対する慣性モーメント値が確定され、
個々の調整シャフト測定時点毎にそれぞれ巻線内の電気的電流に対する電流値Ｉ（ｋ）を求めることによって電流信号Ｉが検出され、
個々の角速度値ω（ｋ）毎にそのつど、
先の調整シャフト測定時点で対応付けられた角速度値ωｋ（ｋ−１）と、電流信号Ｉと、慣性モーメント値とから角速度値ω（ｋ）に対する推定値ωｓ（ｋ）が求められ、
前記推定値ωｓ（ｋ）に、当該推定値ωｓ（ｋ）の含まれている許容誤差帯域を対応付け、
角速度値ω（ｋ）が許容誤差帯域外に存在する場合には、当該角速度値ω（ｋ）が、許容誤差帯域内にある角速度値ωｋ（ｋ）によって置換えられる、請求項１から１６いずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
ロータが負荷モーメントによって負荷され、当該負荷モーメントに対して負荷モーメント信号ＭLを供給し、推定値ωｓ（ｋ）がそのつど、先の走査時点で対応付けられた角速度値ωｋ（ｋ−１）と、電流信号Ｉと、負荷モーメント信号ＭＬと、慣性モーメント値とから確定される、請求項１から１７いずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
巻線に印加された電圧を検出し、電流値Ｉ（ｋ）を間接的に、巻線の電圧とインピーダンスと、場合によって補正される角速度値ωｋ（ｋ）と、モータ定数とから確定する、請求項１から１８いずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
許容誤差帯域を境界値によって制限し、許容誤差帯域外にある角速度値ω（ｋ）を許容誤差帯域の自身の次に存在する境界値に補正する、請求項１から１９いずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
許容誤差帯域の幅及び／又は位置が、先の調整シャフト測定時点で対応付けられた角速度値ωｋ（ｋ−１）に依存して選択され、有利には、角速度の増加と共に低減させるか、及び／又は角速度の低減と共に増大させる、請求項１から２０いずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
許容誤差帯域の幅及び／又は位置が、電流信号Ｉに依存して選択され、有利には、電流の増加と共に増大させるか、及び／又は電流の低減と共に低減させる、請求項１から２１いずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
電流信号Ｉがフィルタリング、特に平滑化される平均値形成によって平滑化され、角速度値ω（ｋ）に対する推定値ωｓ（ｋ）をフィルタリングされた電流信号Ｉを用いて確定する、請求項１から２２いずれか１項記載の方法。
【請求項２４】
そのつど少なくとも２つのクランク軸回転角度測定値と、
これらの測定値に対応付けられたクランク軸回転角度測定時点間の時間差と、
最後のクランク軸測定時点と基準点の間の時間間隔とから、
基準点においてクランク軸（１２）が有している回転角度に対する推定値を補外によって求め、
基準点と最後のクランク軸測定時点の間の時間差を求め、
推定値を、
最後のクランク軸測定時点におけるクランク軸回転角度測定値と、
時間差と、
角速度値とから確定する、請求項１から２３いずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸に対して相対的な往復動ピストン内燃機関のカム軸回転角度位置を確定するための方法であって、前記クランク軸は、調節伝動装置を介してカム軸と駆動可能に接続形成されており、前記調節伝動装置は、クランク軸に固定されたドライブシャフトと、カム軸に固定されたドリブンシャフトと、調整モータに駆動可能に結合された調整シャフトとを有するトリプルシャフト伝動装置として構成されており、少なくとも１つのクランク軸測定時点においてクランク軸回転角度に対する測定値が検出され、少なくとも２つの調整シャフト測定時点においてそれぞれ調整シャフト回転角度に対する１つの測定値がデジタル方式で検出され、クランク軸測定時点と調整シャフト測定時点の後に存在する少なくとも１つの基準時点において、少なくとも１つのクランク軸回転角度測定値と、少なくとも１つの調整シャフト回転角度測定値と、トリプルシャフト伝動装置の伝動装置パラメータに基づいて、クランク軸に相対的なカム軸の回転角度位置に対する値が確定される形式のクランク軸に相対的な往復動ピストン内燃機関のカム軸回転角度位置を確定するための方法に関している。
【背景技術】
【０００２】
この種の方法は、実質的に公知である。この場合調節伝動装置として循環型伝動装置が設けられており、そのドライブシャフトに、カム軸に対して相対的に回転可能に支承されているカム軸歯車が回転不動に結合されている。このカム軸歯車は、駆動チェーンを介して駆動可能に接続形成される。調節伝動装置のドリブンシャフトは、カム軸と駆動可能に接続形成され、調整シャフトは調整モータに駆動可能に接続形成される。静止しているドリブンシャフトのもとで調整シャフトとドリブンシャフトの間で調節伝動装置によって設定されるギヤ比が存在しており、これはいわゆる静止ギヤ比である。調整シャフトが回転すると、調整シャフトの回転方向に応じてカム軸歯車と相対的にドライブシャフトとドリブンシャフトの間でギヤ比の拡大ないし縮小が生じ、それによってカム軸のクランク軸に対する相対的な位相位置に変動が生じる。内燃機関が一定の位相位置で作動される方法に比べて、位相位置が適応化されるならば、内燃機関のより良好なシリンダ充填が達成され得る。これにより燃料が節約でき有害物質の排出が低減され及び／又は内燃機関の出力が高められる。目標値信号に向けて位相位置を制御するためには、まずクランク軸の回転角度と調整シャフトの回転角度を誘導型センサを用いて測定し、その後で既知の静止ギヤ比を用いてカム軸のクランク軸に対する相対的な位相位置の実際値信号を確定しなければならない。基準点においては、マイクロプロセッサベースの電子制御機器において割込みがトリガされ、この割込みのもとでは調整シャフト回転角度に対する測定値が制御装置へ読込まれ、供給された目標値信号と比較される。ここにおいて測定値と目標値信号との間で偏差ないしずれが生じている場合には、制御装置はＥＣモータを次のように駆動制御する。すなわち当該のずれが低減されるように駆動制御する。調整シャフト回転角度の測定は、磁気センサを用いて行われる。この磁気センサは、ＥＣモータのロータの周面に配設されているマグネットセグメントの位置をデジタル方式で検知している。しかしながら測定値のデジタル化と調整シャフト測定時点からずれている基準点のデジタル化に基づいて測定の不精度が生じてしまう。このような不精度は、測定されたカム軸の相対的な角度位置が実際の回転角度位置までの分だけ鋸刃状の変動となって現れてしまうことになりかねない。このことは制御精度に不都合な作用を及ぼし、それ以外にもＥＣモータの過度なエネルギ消費に結び付く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
それ故に本発明の課題は、冒頭に述べたような形式の方法において、カム軸のクランク軸に対する相対的な回転角度位置をさらに正確に確定できるように改善を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は本発明により、
少なくとも２つの調整シャフト回転角度測定値と、調整シャフト測定時点間の時間差並びに最後の調整シャフト測定時点と基準時点の間の時間間隔とから、調整シャフトが基準時点において有している回転角度に対する推定値を外挿により求め、
前記推定値と、少なくとも１つのクランク軸回転角度測定値と、伝動装置パラメータとから回転角度位置に対する値を確定するようにして解決される。
【０００５】
本発明によれば、位相位置に対する値の精度が次のことによって有利な形式で高められる。すなわち、最後の調整シャフト測定時点とそのつどの目下の基準点との間で調整シャフトをさらに回転させ続ける角度を推定し、その推定値を位相位置に対する値を求める際に考慮することによって高められる。これによって、測定された調整シャフト回転角度経過と実際の調整シャフト回転角度経過の間で現れる鋸刃状の変動の振幅が相応に低減される。それにより本発明による方法は、位相位置の確定の際の高い精度と調整モータの少ないエネルギ消費を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の有利な実施形態によれば、少なくともそのつどの最後の調整シャフト測定時点において調整シャフトの角速度に対する値が求められ、調整シャフトが基準時点において有している回転角度に対する推定値を、最後の調整シャフト回転角度測定値と、基準点と最後の調整シャフト測定時点の間の時間差並びに角速度値とから求める。つまり基準時点における調整シャフト回転角度測定値は、線形な補外処理によって、そのつどの最後の調整シャフト回転角度測定値から角速度値を用いて求められる。この角速度値は、最後に測定された２つの角速度値の角度差とこれらの角速度値に割当てられた測定時点の間の時間差とから算出される。
【０００７】
本発明の別の有利な実施形態によれば、前記調整モータはＥＣモータであり、該ＥＣモータは、巻線を備えたステータと調整シャフトに回転不動に結合されたロータを有しており、該ロータの周囲には周面方向で互いにずらされて相対向する方向で交互に磁化された複数のマグネットセグメントが配設されており、該マグネットセグメントは、それらの位置付け及び／又は寸法に関して許容誤差を有しており、調整シャフト角度測定値及び／又は角速度値の検出のために前記マグネットセグメントのステータに対する相対的な位置が検出され、調整シャフト回転角度測定値に対する少なくとも１つの許容誤差の影響を補償するための少なくとも１つの補正値が求められ、該補正値を用いて調整シャフト回転角度測定値及び／又は角速度値が補正される。この実施形態は、次のような見識に基づいている。すなわち、ステータに対して位置固定されて配設されている磁気センサを、許容誤差を含んでいるロータのマグネットセグメントが何度も通過する場合には、磁気センサの各通過毎に当該磁気センサを用いて検出される相応のマグネットセグメントに対する位置測定信号が常に同じようなマグネットセグメントの許容誤差に起因するエラーを有していることである。このエラーは、測定によって若しくは他の方式で求められ、その後で補正値が確定され、この補正値を用いて該当するマグネットセグメントが磁気センサを新たに通過する際に、調整シャフト回転角度測定値が後の時点まで補正される。それにより、マグネットセグメントの許容誤差によって引き起された測定不精度が簡単な方法で回転数信号において補正される。その際には、補正された回転数値と補正されていない回転数値との間で時間遅延を生じさせることなく、この補正をオンラインでそのつどの目下の測定された回転数値に施すことが可能である。
【０００８】
有利には、前記マグネットセグメントの位置が測定装置を用いて検出され、該測定装置は、ステータに複数の磁気センサを有しており、該磁気センサは、ロータの回転毎にステータに対して相対的にこれらの磁気センサの組合わせが通過していくように、ステータの周面方向で相互にずらされて配設されており、これらの各マグネットセグメント・センサ組合わせ毎にそれぞれ１つの補正値が求められて記憶され、調整シャフト回転角度測定値及び／又は角速度値の補正のために用いられる。これによりクランク軸に対する相対的なカム軸の位相位置は、より一層高精度に設定できる。マグネットセグメント・センサ組合わせの数は有利には、磁気センサの数とロータの磁極の数の積に相応する。
【０００９】
本発明の別の有利な実施形態によれば、所定数のマグネットセグメント・センサ組合わせが通過するようにロータがステータに対して相対的に回転され、測定装置（１７）を用いて当該のマグネットセグメント・センサ組合わせに対して第１の補正されていない調整シャフト回転回転角度度測定値及び／又は角速度値が求められ、調整シャフト回転角度及び／又は角速度に対する付加的な基準値が求められ、それは第１の調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値よりも大きい精度を有しており、第１の補正されていない調整シャフト回転回転角度度測定値及び／又は角速度値を用いて、補正値が補正係数として求められ、第１の未補正の調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値に割当てられるマグネットセグメント・センサ組合わせが新たに通過し、その際前記測定装置を用いて第２の未補正の調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値が検出され、これらの値が、事前に求められた補正係数を用いて補正される。これらの補正値は、補正係数の形態で求められる。これにより、マグネットセグメントの許容誤差によって引き起された測定エラーの補正が、様々な回転数のもとで可能となる。基準信号は、例えばＥＣモータの製造の際に付加的な位置測定装置を用いて検出された測定信号であってもよい。この基準信号は、ＥＣモータに結合されているシャフトの回転数信号及び／又は積分された加速度信号であってもよい。
【００１０】
本発明の有利な実施例によれば、前記基準値は、第１の補正されていない調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値がフィルタリングによって平滑化されることによって形成される。これにより基準信号測定のための付加的なセンサは不要となる。
【００１１】
有利には、個々のマグネットセグメント・センサ組合わせが少なくとも２回出現するようにロータがステータに対して相対的に回転され、その場合個々のマグネットセグメント・センサ組合わせ毎に、調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値に対するそれぞれ１つの補正係数が求められ、個々のマグネットセグメント・センサ組合わせ毎に求められた複数の補正係数からそれぞれ１つの平均値が形成され、そのようにして得られた平均値が新たな補正係数として記憶され、調整シャフト回転角度測定値ないしは角速度値が、マグネットセグメント・センサ組合わせの新たな通過の際に前記補正係数を用いて補正される。この場合個々のマグネットセグメント・センサ組合わせは、有利にはできるだけ頻繁に通過する。このことは電子的なカム軸調整のためのＥＣモータのもとでは問題なく可能である。なぜならこのモータは内燃機関の作動中は常に回転しているからである。
【００１２】
本発明の有利な実施例によれば、平均値としてそのつど算術的な平均値が形成される。その際平均値形成に対して利用された同じ重み付けの全ての補正係数が平均値に関与する。
【００１３】
本発明の別の有利な実施例によれば、平均値としてそのつど平滑化される平均値が形成され、有利には補正係数の平均値に関与する重み付けが、補正係数の経時特性の増大と共に低減される。つまり新たな補正係数は、引き続き過去にさかのぼった時点で対応付けされている補正係数よりも強く平均値に関与している。一度エラーは発生すると、これはマグネットセグメント・センサ組合わせが識別されないことにつながり、それによって、既に求められた補正係数がまちがったマグネットセグメントに対応付けられる。この誤った補正係数割当ては、短時間しか回転数信号の補正に影響を及ぼさない。すなわち誤った補正係数は比較的迅速に“忘却”される。
【００１４】
有利には、個々のマグネットセグメント・センサ組合わせに対する平滑化された平均値ＦＮｅｕ[ｉ(ｔ-Ｔ)]が、以下の関係式、
ＦＮｅｕ[ｉ(ｔ−Ｔ)]＝λＦＡｌｔ[ｉ(ｔ−Ｔ)]＋（１−λ）Ｆ[ｉ(ｔ−Ｔ)]
に従って周期的に求められ、
この場合前記ｉは、そのつどのマグネットセグメント・センサ組合わせを識別するインデックスであり、前記ｔは時間であり、前記Ｔは、実際の角速度と測定された角速度値の間の遅延時間であり、前記ＦＡｌｔ[ｉ(ｔ−Ｔ)]は、最後の平均値形成の際にインデックスｉにて求められた平均値であり、前記λは忘却係数であり、これは０よりも大きく１よりも小さくて有利には０.７〜０.９の間にある。この種の平均値形成は、オンライン計算に対して良好に適している。時間Ｔは、回転数に依存しており、回転数の増加と共に低減する（イベント制御システム）。
【００１５】
本発明の有利な実施形態によれば、
ａ）ロータがステータに対して相対的に回転され、補正係数が個々のマグネットセグメント・センサ組合わせに対して求められて記憶され、
ｂ）その後相応するマグネットセグメント・センサ組合わせが新たに通過され、その場合新たな補正係数のセットが求められ、
ｃ）先行の補正係数セットの補正係数が、新たな補正係数セットの補正係数に対して相対的に周期的に入れ替わり、その後で当該の補正係数セットが相互に比較され、
ｄ）前記ステップｃ）は、先行する補正係数セットの全ての入れ替わり組合わせが新たな補正係数セットと比較されるまで繰返され、
ｅ）新たな補正係数セットとの最大の一致が現れる入れ替わり組合わせが求められ、
ｆ）前記入れ替わり組合わせに対応付けられる先行の補正係数セットの補正値の配置構成を用いて角速度値が補正される。
【００１６】
このようにしてマグネットセグメントへの補正係数の対応付けが例えば測定信号の障害に基づいて不所望に変更されてしまったような場合に再構築され得る。それにより既に求められた補正係数が障害の発生の後でも引き続き使用できるようになる。その際ＥＣモータのロータにおけるロータのステータに対する相対的な位置の絶対測定を可能にする識別特徴は省くことができる。有利にはこの方法は、ＥＣモータの再投入接続の後でも、先行する投入フェーズの間に求められて不揮発性のメモリに記憶された補正係数を、先の投入フェーズ中に求めたその時のマグネットセグメント・センサ組合わせに対応付けるために適用することが可能である。場合によってはこれらの補正係数は、ＥＣモータの製造の際の理想的条件のもとで、すなわち有利には製造の最終段階で求められてもよい。
【００１７】
有利には、補正係数セット間で最大の一致が現れる入れ替え組合わせのもとでそれぞれ相互に対応付けられた先行の補正係数セットと新たな補正係数セットの補正係数からそのつど１つの平均値が形成され、新たな補正係数として記憶され、当該平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて角速度値を補正する。すなわち第１のデータセットの補正係数も第２のデータセットの補正係数も角速度値の補正の際に考慮される。
【００１８】
本発明の有利な実施形態によれば、
ａ）全てのマグネットセグメント・センサ組合わせが少なくとも一回は通過するようにロータをステータに対して相対的に回転させ、
ｂ）その場合ＥＣモータ（１４）の回転毎にロータの各磁極対毎にそれぞれ所定数の測定信号状態が経過するように、磁気センサの位置測定信号を生成し、
ｃ）それぞれ少なくとも該当するマグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数とそれに対応付けられた測定信号状態とからなる、マグネットセグメント・センサ組合わせの数に相応する数の値組合わせを有する第１のデータセットを求めて記憶し、
ｄ）その後で、相応するマグネットセグメント・センサ組合わせを新たに通過させ、その場合に値組合わせを有する新たな第２のデータセットを求めて記憶し、
ｅ）第１のデータセットと第２のデータセットの測定信号状態の間でずれが生じている場合に、データセットの測定信号状態が一致するように、第１のデータセットの値組合わせが周期的に第２のデータセット値組合わせに対して相対的にシフトされ、
ｆ）その後で、それぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較され、
ｇ）１つのデータセットの補正係数が、磁気センサの二倍の数に相応する数のステップだけ他のデータセットの補正係数に対して相対的に周期的に入れ替えられ、その後でそれぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較され、
ｈ）場合によって前記ステップｇ）を全ての入れ替え組合わせが処理されるまで繰返し、
ｉ）データセットの補正係数間で最大の一致が見られた入れ替え組合わせが求められ、
ｊ）この入れ替え組合わせに対応付けられる第１のデータセットの補正値の指示を用いて角速度値が補正される。
【００１９】
この手段によって比較的少ない入れ替え操作ないしシフト操作と、それに伴う相応に少ない時間コストでもって、マグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数の対応付けが再構築され得る。
【００２０】
その際には、データセットの補正係数間で最大の一致が見られた入れ替え組合わせのもとでそのつどの相互に対応づけられた、第１のデータセットの補正係数と第２のデータセットの補正係数からそのつど１つの平均値を形成し、新たな補正係数として記憶し、そのような平均値形成によって得られた補正係数セットを用いて角速度値を補正することも可能である。それにより第１のデータセットの補正係数も第２のデータセットの補正係数も回転数信号の補正の際に考慮される。
【００２１】
本発明の有利な実施例によれば、補正されていない角速度値と補正された角速度値の変動幅が１つの時間窓の中で求められて相互に比較され、補正された角速度値の変動幅が、補正されていない角速度値の変動幅よりも大きい場合には、補正係数が新たに求められ、及び／又はマグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数の対応付けが再構築される。この場合は次のことが前提となっている。すなわち補正された角速度値の変動が補正されていない角速度値の変動よりも大きい場合には、個々のマグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数の対応付けにおいて例えばＥＭＣ放射によるエラーが発生していることが前提となっている。このようなエラーの補正のために、補正係数が値１にリセットされ、その後で新たな適応化がなされるか若しくは初期の対応付けが、例えば補正係数の周期的な入れ替えによって再構築される。
【００２２】
有利には、前記補正係数は、予め定められた値範囲に制限され、該値範囲は、有利には０.８〜１.２の間である。これにより、補正された回転数信号の中で、所定の値範囲外にある妥当でない補正係数によって引き起されている異常値が抑圧される。
【００２３】
本発明の有利な実施形態によれば、ロータの慣性モーメントに対する慣性モーメント値が確定され、個々の調整シャフト測定時点毎にそれぞれ巻線内の電気的電流に対する電流値Ｉ（ｋ）を求めることによって電流信号Ｉが検出され、個々の角速度値ω（ｋ）毎にそのつど、先の調整シャフト測定時点で対応付けられた角速度値ωｋ（ｋ−１）と、電流信号Ｉと、慣性モーメント値とから角速度値ω（ｋ）に対する推定値ωｓ（ｋ）が求められ、前記推定値ωｓ（ｋ）に、当該推定値ωｓ（ｋ）の含まれている許容誤差帯域を対応付け、角速度値ω（ｋ）が許容誤差帯域外に存在する場合には、当該角速度値ω（ｋ）が、許容誤差帯域内にある角速度値ωｋ（ｋ）によって置換えられる。つまり許容誤差帯域外にあるため妥当性を有さない角速度値ω（ｋ）は、許容誤差帯域に対して制限される。この場合許容誤差帯域に対する限界値は、動的に求められる。それにより、平滑化されたないしは補正された角速度信号と測定された角速度信号の間で顕著な時間遅延を伴うことなく、角速度値内の変動が簡単な形式で平滑化される。この制限には電気機械の動的関係式が基づいている。：
Ｊ・ｄω／ｄｔ＝Ｋｔ・Ｉ
この場合前記Ｊはロータの慣性モーメントであり、前記ωはロータの回転数、前記Ｋｔは、電気機械の定数、前記Ｉは巻線電流、そして前記ｔは時間である。回転数推定値ωｓ（ｋ）は以下の関係式、
【００２４】
【数１】
2006064704.tif 000003
によって求められる。この場合前記Ｔは走査期間を表している。
【００２５】
許容誤差帯域の幅が、±ΔωＧｒｅｎｚに定められるならば、ｋ番目の回転数測定値ω（ｋ）に対する許容誤差帯域の上方の境界値ωＨｉｇｈＬｉｍ（ｋ）と下方の境界値ωＬｏｗＬｉｍ（ｋ）が以下の式、
ωＨｉｇｈＬｉｍ（ｋ）＝ωｓ＋ΔωＧｒｅｎｚ＝ω(ｋ−１)＋ＴＫｔ・Ｉ(ｋ−１)／Ｊ＋ωＧｒｅｎｚ
ωＬｏｗＬｉｍ（ｋ）＝ωｓ−ΔωＧｒｅｎｚ＝ω(ｋ−１)＋ＴＫｔ・Ｉ(ｋ−１)／Ｊ−ωＧｒｅｎｚ
に従って求められる。この場合許容誤差帯域の幅±ΔωＧｒｅｎｚは、角速度値の変動の跳躍的低減を達成するために有利には回転数測定値ω（ｋ）の変動幅よりも遙かに小さく選定される。
【００２６】
本発明の有利な実施形態によれば、ロータが負荷モーメントによって負荷され、当該負荷モーメントに対して負荷モーメント信号ＭLを供給し、推定値ωｓ（ｋ）がそのつど、先の走査時点で対応付けられた角速度値ωｋ（ｋ−１）と、電流信号Ｉと、負荷モーメント信号ＭＬと、慣性モーメント値とから確定される。ＥＣモータの動的な関係式は次式、
Ｊ・ｄω／ｄｔ＝Ｋｔ・Ｉ−ＭＬ
によって表される。
【００２７】
その結果から角速度推定値ωｓ（ｋ）並びに許容誤差帯域の上方の境界値ωＨｉｇｈＬｉｍ（ｋ）と下方の境界値ωＬｏｗＬｉｍ（ｋ）が以下の式
【００２８】
【数２】
2006064704.tif 000004
に従って求められる。
【００２９】
本発明の別の有利な実施形態によれば、巻線に印加された電圧が検出され、電流値Ｉ（ｋ）が間接的に、巻線の電圧とインピーダンスと、場合によって補正される角速度値ωｋ（ｋ）と、モータ定数とから確定される。相応の系列関係式は、次式、
Ｕ＝ＲＡ・Ｉ＋ＬＡ・ｄＩ／ｄｔ＋Ｋｅ・ωｋ
で表される。この場合前記ＲＡは、巻線のオーム抵抗であり、前記ＬＡは、巻線のインダクタンスであり、前記Ｋｅは、ＥＣモータのモータ定数である。この方法は、有利には、巻線電流が巻線に印可される電圧のパルス幅変調によって設定されるＥＣモータに適用できる。
【００３０】
有利には、許容誤差帯域の幅及び／又は位置が、先の調整シャフト測定時点で対応付けられた角速度値ωｋ（ｋ−１）に依存して選択され、有利には角速度の増加と共に低減されるか、及び／又は角速度の低減と共に増大される。カムシャフトの負荷モーメントに対して平均値が存在し、その精度が回転数に依存しているならば、精度の回転数依存性は、許容誤差帯域の幅の確定の際に考慮される。
【００３１】
別の有利な実施例によれば、許容誤差帯域の幅及び／又は位置が、電流信号Ｉに依存して選択され、有利には電流の増加と共に増大されるか、及び／又は電流の低減と共に低減される。この場合は、巻線電流が大きい場合にはロータは通常は加速され、それによって回転数も相応に上昇することを前提としている。つまり許容誤差帯域の幅及び／又は位置は、巻線の通電に基づいて推定されるロータの回転数変化に整合される。
【００３２】
回転数信号が例えばリブルに起因するような障害を伴っている場合には、大抵は巻線電流も相応に変動する。このようなケースでは、有利には、電流信号Ｉがフィルタリング、特に平滑化される平均値形成によって平滑化され、角速度値ω（ｋ）に対する推定値ωｓ（ｋ）がフィルタリングされた電流信号Ｉを用いて確定される。
【００３３】
本発明の別の有利な実施形態によれば、
そのつど少なくとも２つのクランク軸回転角度測定値と、
これらの測定値に対応付けられたクランク軸回転角度測定時点間の時間差と、
最後のクランク軸測定時点と基準点の間の時間間隔とから、
基準点においてクランク軸が有している回転角度に対する推定値を補外によって求め、  基準点と最後のクランク軸測定時点の間の時間差を求め、
推定値が、
最後のクランク軸測定時点におけるクランク軸回転角度測定値と、時間差と、角速度値とから確定される。この手段によって、調整シャフト測定時点の補外との組合わせにおいて非常に高い精度が位相位置の設定の際に達成される。
【００３４】
有利には、許容誤差帯域を境界値によって制限し、許容誤差帯域外にある角速度値ω（ｋ）を許容誤差帯域の自身の次に存在する境界値に補正する。
【実施例】
【００３５】
次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。
【００３６】
クランク軸１２に対する往復動ピストン内燃機関のカム軸の回転角度位置ないし位相位置の調整のための調整装置は、調節伝動装置１３を有しており、この調節伝動装置１３は、クランク軸に固定されたドライブシャフトと、カム軸に固定されたドリブンシャフトと、調整モータのロータに結合された調整シャフトとを有するトリプルシャフト伝動装置として構成されている。位相位置に対する測定値の確定のために、クランク軸の測定時点においてクランク軸回転角度に対する測定値がそのつど検出される。その他に調整シャフト測定時点において調整シャフト回転角度に対する測定値が測定される。これらのクランク軸回転角度の測定値と調整シャフト回転角度の測定値からは、トリプルシャフトギヤの既知の固定ギヤ比を用いて位相位置に対する値が確定される。
【００３７】
図１からは次のようなことが識別できる。すなわちクランク軸回転角度の測定のために、誘導センサ１５が設けられており、該誘導センサ１５は、クランク軸１２に設けられた導磁性材料からなるスプロケット１６の歯面を検出する。このスプロケット１６の間隙ないし歯のうちの１つは、その他の間隙ないし歯に比べて幅広に構成されており、基準マークとして用いられる。この基準マークがセンサ１５を通過すると、クランク軸回転角度に対する測定値はスタート値にセットされる。その後で測定値は基準マークがセンサ１５を新たに通過するまで歯面の各検出毎に捕捉される。このクランク軸回転角度に対する測定値の捕捉は、制御機器を用いて行われる。この制御機器では、操作プログラムによって１つの歯面の検出毎に割込みがトリガされる。つまりクランク軸回転角度は、デジタル方式で測定されている。
【００３８】
前記調整モータとしてＥＣモータ１４が設けられており、このモータは、ロータを有しており、このロータの周囲には互いに相対向する方向で交互に磁化された一連のマグネットセグメントが配設されている。これらのマグネットセグメントは、空隙を介してステータの歯と磁気的に相互作用する。これらの歯は、駆動装置を介して通電される巻線によって巻回される。
【００３９】
ステータに相対するマグネットセグメントの位置と調整シャフト回転角度は、測定装置１７を用いて検出される。この測定装置１７は、ステータに複数の磁気センサＡ，Ｂ，Ｃを有しており、これらのセンサは、ロータの回転毎にこれらの磁気センサの組合わせが通過していくように、ステータの周面方向で相互にずらされて配設されている。カム軸回転角度に対する基準値センサとしてホールセンサ１８が設けられており、このホールセンサ１８は、カム軸１１に設けられているトリガホイール１９と相互作用している。このホールセンサ１８がトリガホイール１９のエッジを検出すると、制御機器の操作プログラムにおいて割込みがトリガされる。この割込みのもとではクランク軸回転角度と調整シャフト回転角度が中間記憶される。この割込みは、以下ではカム軸割込みとも称する。
【００４０】
カム軸によってトリガされた絶対角度εＡｂｓと相対的調整角度ΔεＲｅｌは、目下の調整角度εａｋｔｕｅｌｌに対して算出される。この目下の調整角度εａｋｔｕｅｌｌを表す信号は、位相位置の制御に対して設けられている制御回路の実際値入力側に供給される。前記絶対値角度εＡｂｓは、カム軸割込みのトリガされた時点ｔＴｒｉｇＮＷでのクランク軸角度である。すなわち、
εＡｂｓ＝εＫＷ（ｔＴｒｉｇＮＷ）
この場合クランク軸１２に相対するカム軸１の回転角度位置ΔεＲｅｌは、ロータの角度カウンタの時間同期変化（制御器操作）ΔφＥｍとカム軸トリガの際の基準値に関するクランク軸ΔφＫＷからトリプルシャフトギヤのギヤ基本方程式を解して算出される。すなわち、
【００４１】
【数３】
2006064704.tif 000005
この場合前記ｉｇは、カム軸１１と調整シャフトの間の固定ギヤ比である。すなわち、
【００４２】
【数４】
2006064704.tif 000006
回転角度位置ΔεＲｅｌを算出するために、クランク軸の角度φＫＷ，ＴｒｉｇＮＷとＥＣモータロータないし調整シャフトの角度φＥｍ，ＴｒｉｇＮＷがカム軸トリガの時点で記憶される。その後の時点では、制御機器の操作プログラムにおいて割込みがトリガされ、そこでは回転角度位置ΔεＲｅｌが、中間記憶された角度φＫＷ，ＴｒｉｇＮＷと角度φＥｍ，ＴｒｉｇＮＷを用いて算出される。この割込みは、以下では周期的割込みとも称する。
【００４３】
相対的回転角度位置ΔεＲｅｌの分解能は、前記式（１.１）の個々の構成要素の不確定性の観察によって得られる。クランク軸回転角度は例えば０〜＋０.２°の不確定性を有する。測定装置１７の分解能δＥＭは、磁極対Ｐの数（例えばＰ＝７）と磁気センサＡ，Ｂ，Ｃの数（例えばｍ＝３）から得られる。すなわち、
δＥＭ＝３６０°／（２・ｍ・Ｐ）＝３６０°／（２・３・７）＝８.５７°
この場合不確定性の帯域は（正の回転数）一方の側では−０°〜８．５７°におかれてもよい。なぜなら角度はそのつどのマグネットセグメント・センサ組合わせの入替えの時点で正確にピックアップされ、その後で増分されるからである。相対的回転角度位置ΔεＲｅｌが、クランク軸の回転角度φＫＷ，ＴｒｉｇＮＷと調整シャフトの回転角度φＥｍ，ＴｒｉｇＮＷから直接算出されるのであれば、相対的回転角度位置ΔεＲｅｌに対する測定精度は、以下の関係式から−０.２９°〜＋０.４９°となる。：
【００４４】
【数５】
2006064704.tif 000007
【００４５】
図２からも明かなように、調整シャフト回転角度のデジタル化は、周期的割込みの発生する時点とマグネットセグメント・センサ組合わせの入れ替わる時点との間である種のうなりを生じる。定常的にはＥＣモータ１４は、クランク軸１２の正確に二倍の速さで回転する。通常は、周期的割込みの発生する時点は、マグネットセグメント・センサ組合わせの入れ替わる時点から区別される。図２では例えばマグネットセグメント・センサ組合わせの新たな入れ替わりは、８つの割込み周期内で、つまり割込み周期毎にＥ−モータは、
（９／８）＊８.５７°の角度を網羅する。制御機器においては８.５７°の整数倍だけ読出されるので、真の調整シャフト回転角度と制御機器内で処理された調整シャフト回転角度の間の差分は、周期的な割込みのもとでホールセンサパルスがいつもよりも多く関与するまで拡大し続け、真の調整シャフト回転角度と測定された調整シャフト回転角度が短時間だけ再び同期する。
【００４６】
相対的回転角度位置ΔεＲｅｌがクランク軸回転角度φＫＷ，ＴｒｉｇＮＷと調整シャフト回転角度φＥｍ，ＴｒｉｇＮＷから直接算出されるのであれば、測定された回転角度位置ΔεＲｅｌにおいて前記式（１）に従ったジャンプがもたらされる。それはほぼΔε＝２・δＥｍ/ｉｇの大きさを有し、介入制御を誘因する。このことは特に定常的運転中では望まれない。
【００４７】
このジャンプの高さを低減するか若しくはほぼ完全に回避するために、そのつどの少なくとも２つの調整シャフト回転角度測定値の外挿によって、調整シャフトが基準点において有する回転角度であって調整シャフト測定時点後に存在する回転角度に対する推定値が求められる。この基準点として一方では、カム軸の割込みが出現する時点であって、他方では、周期的な割込みがトリガされる時点が選択される。
【００４８】
以下では前記外挿を図３に基づいて説明する。カム軸割込みの時点ｔＴｒｉｇＮＷでは、調整シャフト回転角度値に相応する、測定装置１７のカウンタ状態ＮＴｒｉｇＮＷが生じる。時間ΔｔＴｒｉｇＮＷ並びに回転数ωＥｍ，ＴｒｉｇＮＷ は、マグネットセグメント・センサ組合わせの入れ替わりのもとで得られる。相応のデータには、各周期的割込みｔｉ毎にアクセスされ得る。例えば時点ｔ１８に対してカウンタ状態Ｎｔ１８、差分時間Δｔ１８および回転数ωＥＭ，ｔ１８が得られる。
【００４９】
マグネットセグメント・センサ組合わせの最後の入れ替わりの出現以降に亘る角度、つまりカム軸トリガの際の、目下の制御機器割込み時点ｔｉでのＥＣモータないしは調整シャフトの角度は以下の式に従ってこれまでよりも正確に求められる。：
φＥｍ，ＴｒｉｇＮＷ＝ＮＴｒｉｇＮＷ・δＥｍ＋ΔｔＴｒｉｇＮＷ・ωＥｍ，ＴｒｉｇＮＷ         （２.１）
φＥｍ，ｔｉ      ＝Ｎｔｉ・δＥｍ＋Δｔｉ・ΔＥｍ，ｔｉ                           （２.２）
それに相応して位相角度の計算に必要な制御機器割込み時点ｔiでの差分角度は以下のとおりである。：
ΔφＥｍ，ｔｉ＝φＥｍ，ｔｉ−φＥｍ，ＴｒｉｇＮＷ
＝（Ｎｔｉ−ＮＴｒｉｇＮＷ）・δＥｍ＋[Δｔｉ・ωＥｍ，ｔｉ−ΔｔＴｒｉｇＮＷ・ΔＥｍ，ＴｒｉｇＮＷ]
外挿に対しては目下のＥＣモータ回転数が必要である。それは最も簡単には、最後の調整シャフト測定時点とその１つ前の調整シャフト測定時点の間の持続時間ΔｔＨａｌｌから得られるかないしは最後のマグネットセグメント・センサ組合わせの入れ替わりとその１つ前のマグネットセグメント・センサ組合わせの入れ替わりとの間の持続時間ΔｔＨａｌｌから得られる（これらの上方は時間遅延なしで直ちに得られる）。カウント方向の極性符号Ｓと関連して以下の関係式が成り立つ。：
ωＥｍ＝Ｓ・δＥｍ／ΔｔＨａｌｌ
この手法は非常に簡単であるが、しかしながら変動の大きな値を供給しかねない。なぜならマグネットセグメント・センサ組合わせの入れ替わりの間の持続時間ΔｔＨａｌｌが一定の回転数のもとでも許容誤差のために非常に不規則になり得るからである。結果の改善のために基本的には複数の調整シャフト回転角度値に亘る平均化が可能である。しかしながらその場合には、時間遅延を伴ってしか平均値が算出できないことに注意しなければならない。そのためＥＣモータ１４の加速のもとではこのエラーが外挿に影響を及ぼす。制御機器割込みにおいては、ＥＣモータ１４の目下の回転数ωＥｍが位相角の制御に対しても算出される。
【００５０】
以下の明細書では、図４から図７に基づいて、前述した許容誤差に起因して現れるエラーの、クランク軸に相対するカム軸の回転角度位置への影響が、時間遅延なしでどのように低減され得るかを説明する。
【００５１】
図４に示されている実施例では、ロータが８つのマグネットセグメント１…８を有している。これらのマグネットセグメント１…８は、それらの固定されている支持体部分９の周面方向において相互に４５°のパターンでずらされている。マグネットセグメント１…８は、ロータの周面においてそれぞれ１つの磁極を形成している。これにより周面に亘って全部でｐ個の磁極対が生じる。このことは図４において例えばｐ＝４個の磁極対を有した１つのロータで表されている。マグネットセグメント１…８によって形成されたリング上では、その方向の回転毎に磁化が８回入れ替わる。既に前述したように、マグネットセグメント１…８は、周面方向でその位置に関しても寸法に関しても許容誤差を有している。相互に隣接するマグネットセグメント１…８の相互に対応する箇所の間の機械的な角度αは、目標値１８０°／ｐ（ここでは４５°）からずれている。ロータの回転方向は、図４では矢印Ｐｆによって表されている。
【００５２】
磁気センサＡの出力信号は、ロータの回転毎に角度α分変化する。それにより磁気センサＡだけを用いることによってロータ回転角度の分解能αが達成可能である。図４からわかるように、センサＡ，Ｂ，Ｃがロータの周面に相互にずらされて設けられている。このずれは次のように選択される。すなわちセンサＡ，Ｂ，Ｃを用いて検出される位置測定信号が１８０°／（ｐ・ｍ）の分解能を有するように選択される。このことは次のことによって達成される。すなわち磁気センサＢが磁気センサＡに対してβ＝１８０°／ｍの整数倍を含めて１８０°／（ｍ・ｐ）の機械的角度だけ順方向の回転方向Ｐｆにずらされ、磁気センサＣは磁気センサＡに対して当該機械的角度の二倍だけ順方向の回転方向Ｐｆにずらされることによって達成される。
【００５３】
図５には、センサＡ，Ｂ，Ｃの出力信号Ａ′，Ｂ′，Ｃ′から統合された調整シャフト回転角度信号の区分が矢印Ｐｆの方向での適正な回転に対してグラフィックに表されている。その場合出力信号Ａ′は磁気センサＡに対応付けられ、出力信号Ｂ′は磁気センサＢに対応付けあれ、出力信号Ｃ′は磁気センサＣに対応付けられる。これらの出力信号Ａ′，Ｂ′，Ｃ′はデジタル信号であり、これらのデジタル信号は、論理値０若しくは１をとり得る。この場合論理値１は、該当するセンサＡ，Ｂ，Ｃに、Ｎ極を形成するマグネットセグメント１…８が対向した場合に発生する。相応した形式で出力信号Ａ′，Ｂ′，Ｃ′は、該当するセンサＡ，Ｂ，Ｃに、Ｓ極を形成するマグネットセグメント１…８が対向した場合に論理値０をとる。
【００５４】
それぞれ該当するセンサＡ，Ｂ，Ｃの前をちょうど通過するマグネットセグメント１…８に対する出力信号の個々の値の対応付けを一義的にするために、出力信号値にはそれぞれ該当する磁気区分１…８の関連数が表されている。図５では、出力信号下方の横軸にそれぞれ磁気的回転角度φｍａｇｎｅｔｉｓｃｈと機械的回転角度φｍｅｃｈａｎｉｓｃｈがプロットされている。機械的な３６０°／ｐ（＝９０°）の回転のもとで調整シャフト回転角度信号は、相前後して２・ｍ（＝６）の異なる状態をとりそれが繰返されていることが明かである。
【００５５】
出力信号Ａ′，Ｂ′，Ｃ′から合成される調整シャフト回転角度信号は、評価のために制御機器に伝送される。この制御機器は、磁気センサＡ，Ｂ，Ｃに接続されている。制御機器には、出力信号Ａ′，Ｂ′，Ｃ′がわかっているだけであり、どのマグネットセグメント１…８がちょうどセンサＡ，Ｂ，Ｃを通過しているかはわからない。
【００５６】
図５では、常にマグネットセグメント・センサ組合わせのうちの１つがアクティブであることがわかる。これらは図５において左方から右方に向けてマグネットセグメント・センサ組合わせ（１，６，３）、（１，６，４）、（１，７，４）、（２，７，４）、（２，７，５）、（２，８，５）などである。これらのマグネットセグメント・センサ組合わせのシーケンスは２ｐ個のマグネットセグメント１…８が磁気センサＡ，Ｂ，Ｃを通過した後で繰返される。すなわち完全な機械的な一回転の後で繰返される。
【００５７】
位置測定信号がその値を変更する入れ替わりの数を介してロータの総回転角度が確定される。スタート値から出発して総回転角度は各入れ替わり毎に増分する。
【００５８】
そのように求められた調整シャフト回転角度信号は、回転数信号の形成のために微分される。このことは例えば次のように行われてもよい。すなわち調整シャフト回転角度信号の２つの変化の間の時間Δｔを測定し、回転数ωを以下の式、
ω＝TT／（ｍ・ｐ・Δｔ）[ｒａｄ／ｓ]
に従って算出してもよい。
【００５９】
マグネットセグメント１…８の許容誤差に基づいてそのように求められた回転数信号ωＭｅｓｓ，ｉはエラーを含み得る。このようなエラーは例えばロータの実際の一定回転数のもとで、回転数信号にジャンプを引き起す。
【００６０】
制御機器においては、マグネットセグメント・センサ組合わせに対して１〜２・ｍ・ｐの数値が付される。そのためこの数値（以下では単に“インデックスｉ”とも称する）はカウントアップされ、２・ｍ・ｐに達した時にジャンプする。ＥＣモータのスイッチオンの際にインデックスｉはスタート値、例えば値１にセットされる。
【００６１】
ここにおいて各マグネットセグメント・センサ組合わせ毎に補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]が求められ、この補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]はインデックスｉを介して相応するマグネットセグメント１…８に割当てられる。この補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]はｉ番目のマグネットセグメント・センサ組合わせに対する調整シャフト回転角度信号を用いて求められた“回転数値ωＭｅｓｓ，ｉ”と、この回転数値ωＭｅｓｓ，ｉよりも高い精度を有しているとみなされる“基準回転数値ωＲｅｆ”の間の比に相応している。この補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]は、制御機器のデータメモリに記憶される。
【００６２】
前記補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]を用いることによって、各“回転数値ωＭｅｓｓ，ｉ”毎に以下の式ωＫｏｒｒ，ｉ＝ωＭｅｓｓ，ｉ／ＦＡｄａｐ[ｉ]
から補正された回転数値ωＫｏｒｒ，ｉが求められる。
【００６３】
前記補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]は、学習課程において求められる。この学習課程の開始の際には、全ての補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]がそれぞれ値１にセットされる。すなわち補正された回転数ωＫｏｒｒ，ｉはまず最初は測定された回転数ωＭｅｓｓ，ｉ に相応する。学習課程の期間中に補正係数ＦＡｄａｐ[ｉ]は、０.８〜１.２の間の値範囲に制限される。これは実際において完全には排除できないエラー適応化の際のエラー範囲を制限するためである。
【００６４】
図６に示されているように、調整シャフト回転角度信号の変化が識別された場合には、常に以下に述べるシーケンスが経過する。目下の時点は符号ｔで表される。
Ａ：マグネットセグメント・センサ組合わせの最後の入れ替わりと目下の入れ替わりの間の差分時間Δｔが記憶される。この差分時間は、先に活動化されたマグネットセグメント・センサ組合わせの通過がどの位の間続いたかを示している。インデックスｉは当該のマグネットセグメント・センサ組合わせに対応する位置測定信号の測定値を示し、それは次のシーケンスの呼出しに対してシーケンスの終了に合わせられる。
Ｂ：補正されていない回転数ωＭｅｓｓ，ｉが以下の式
ωＭｅｓｓ，ｉ＝TT／（ｍ・ｐ・Δｔ）
に従って計算される。
Ｃ：補正されていない回転数のフィルタリングが行われる。真の回転数ωＴｒｕｅはまだ未知なので、補正されていない回転数のフィルタリングによって回転数の基準信号が形成される。このフィルタリングの結果ωＲｅｆは、以下の関係式、
ωＲｅｆ（ｔ）≒ωＴｒｕｅ（ｔ−Ｔ）
で表されるようにＴ秒前の実際の速度に比較的良好に一致している。前記符号Ｔは、フィルタの遅延時間であり、それはフィルタの形式や次数によって異なる。
Ｄ：適応化前提条件の検査。例えば補正係数は、ロータの回転方向が変更された場合には適応化されない。またロータの加速及び／又は減速が強いフェーズの間は、補正係数の適応化は中断される。なぜならフィルタリングされた回転数は、大体において実際の回転数とは一致しないからである。
Ｅ：マグネット・センサ組合わせに対する実際の補正係数は、以下の式に従って、
ＦＴｒｕｅ[ｉ]＝ωＭｅｓｓ，ｉ(ｔ)／ωＴｒｕｅ(ｔ)
算出された回転数ωＭｅｓｓ，ｉ(ｔ)と真の回転数信号ωＴｒｕｅ(ｔ)からの微分商として得られる。真の回転数ωＴｒｕｅは、遅延Ｔを伴ってしか基準回転数ωＲｅｆの形態で得られないので、関与しているその他の全てのパラメータも遅延されなければならない。それ故にインデックスｉと未補正の回転数値ωＭｅｓｓ，ｉはシフトレジスタに記憶され、それによってそれらの遅延値がここにおいて得られるようになる。従って補正係数は、以下の式、
Ｆ[ｉ(ｔ−Ｔ)]＝ωＭｅｓｓ，ｉ（t−T）／ωＲｅｆ(ｔ)
に従って得られる。
Ｆ：補正係数に対する平均値形成：補正係数Ｆは、まだ所定の不精度を有している。なぜなら回転数基準値ωＲｅｆは実際の回転数値ωＴｒｕｅとまだ近似的にしか一致していないからである。それ故ロータの個々の回転のもとでそのつど新たな補正係数が求められ、そのつどのマグネット・センサ組合わせ毎に逐次求められたこれらの補正係数は、平滑化された平均値形成によって平均化される。：
ＦＮｅｕ[ｉ(ｔ−Ｔ)]＝λＦＡｌｔ[ｉ(ｔ−Ｔ)]＋（１−λ）Ｆ[ｉ(ｔ−Ｔ)]
この場合前記ＦＮｅｕは、そのつどの現下の補正係数平均値であり、前記ＦＡｌｔは、そのつどの先行のクロック周期のもとで求められた平均値であり、前記λは、値０から１の間に存在し得る忘却係数である。この係数λが大きければ大きいほど、先の値ωＭｅｓｓ，ｉ(ｔ)は長く考慮される。
Ｇ：補正は、現下の値ｉ(ｔ)とωＭｅｓｓ，ｉ(ｔ)を用いて実施される。この方向性で適応化された補正係数Ｆ[ｉ]を用いて以下の式
ωＫｏｒｒ，ｉ＝ωＭｅｓｓ，ｉ(ｔ)／Ｆ[ｉ]
に従って測定値が補正される。回転数信号の補正は、直前に通過したマグネットセグメント・センサ組合わせを用いて実施される。それに対して補正係数Ｆ[ｉ]の適応化に対しては先行の値が用いられる。
Ｈ：後の時点でそのような先行値として新たにアクセスが可能となるようにインデックスｉと未補正の回転数値ωｍｅｓｓ，ｉはシフトレジスタに記憶される。
Ｊ：次のシーケンスの準備のために、先行のマグネットセグメント・センサ組合わせに基づいてインデックスｉが引き上げられる。この場合インデックスｉが[１…２・ｐ・ｍ]の間隔を上回ると、値１にセットされる。この時点においてこのインデックスｉは現下のマグネットセグメント・センサ組合わせとなる。
【００６５】
適応化における重要ポイントは、実際の回転数にどれだけ近似しているかを示す精度である。前述してきた実施例では、この近似が、測定された回転数のフィルタリングによって達成される。しかしながらそれ以外にも、既に補正された回転数をフィルタリングすることも可能である。また実際の回転数を推論できる、他の測定信号が得られるのであるならばその信号を用いてもよい。
【００６６】
ＥＣモータと制御機器からなる装置の遮断の際には、２・ｐ・ｍの学習された補正係数が制御機器の不揮発性データメモリに書き込まれる。適応化の開始時点では、インデックスｉは、ちょうど偶然にアクティブであるマグネットセグメント・センサ組合わせのもとで任意に選択されたスタート値にセットされ、かつ当該マグネットセグメント・センサ組合わせも制御機器の再スイッチオン直後の最初の時期は未知であるので、マグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数の対応付けが検査されなければならず、さらに誤った対応付けが確定された場合の適正化によって、補正係数は制御機器の再スイッチオンの後で引き続き使用可能となる。
【００６７】
同じような問題は、適応化が例えば信号ノイズに基づいて実施されなかったか誤った形で実施され、インデックスｉが誤って更新され、それに伴って補正係数が当該補正係数の求められたマグネットセグメント・センサ組合わせからずれたマグネットセグメント・センサ組合わせに対応付けられた場合にも既に生じる。そのようなケースにおいては、補正された回転数ωＫｏｒｒは、補正されていない回転数よりも、実際の回転数から大きくかけ離れる。
【００６８】
制御機器のデータメモリには、２ｍ（＝６）個の順次連続する位置測定信号状態の適正な順序が記憶されている。これは位置測定信号状態の目下の順序と比較される。その場合にずれが検出されるならば、当該のエラーが次のシーケンスの呼出しの際に除去される。マグネットセグメント・センサ組合わせの変化は、詳細には±ｍ個の変化内では一義的である。障害発生の間にロータの回転方向が維持され続けたことが確かならば、（２ｍ−１）の更新が補正可能である。
【００６９】
適応化の品質は、次のことによって監視される。すなわち補正されていない回転数の変動幅と補正された回転数の変動幅が所定の時間窓に亘って相互に比較されることで監視される。補正された回転数が、補正されていない回転数よりも大きく変動するならば、誤った対応付けが推論される。この対応付けは、その後で再度構築されるか若しくは補正係数が値１にセットされる。
【００７０】
対応付けの再構築の際には、次のことから出発する。すなわち２・ｐ・ｍの補正係数の数列が１つの形態を特徴付ける特性を表すことから出発する。新たな補正係数のセットを適応化するならば、それらが非常に類似した数列を有するようにしなければならない。その場合新たな数列はいずれにせよこれまでの数列に対してシフトされ得る。それ故に対応付けの再構築のためには、いずれにせよ先行の数列を２・ｐ・ｍ回周期的にシフトし、各シフト毎にこれまでの数列と比較する必要がある。このような先行の数列とこれまでの数列の間で最大の一致がみられる交換ないしシフト組合わせのもとでは、先行の数列の数値がマグネットセグメント・センサ組合わせに適正に対応付けられている。この対応付けをもって回転数信号の補正及び／又はさらなる適応化が実施される。
【００７１】
本発明の別の実施例は、以下に列挙するとおりである。：
まずそれぞれ少なくとも該当するマグネットセグメント・センサ組合わせに対する補正係数とそれに対応付けられた測定信号状態からなる、マグネットセグメント・センサ組合わせの数に相応する数の値組合わせを有する第１のデータセットを求めて記憶する。３つの磁気センサと３つの磁極対を有するＥＣモータ４に対するそのようなデータセットの実施例は、図７の上半分にグラフィックに表されている。
【００７２】
その後で、補正係数を求めたマグネットセグメント・センサ組合わせが新たに通過し、その場合に値組合わせを有する新たな第２のデータセットを求めて記憶する。この第２のデータセットは図７の下方にグラフィックに表されている。
【００７３】
次に第１のデータセットと第２のデータセットを相互に比較する。その場合にずれが検出された場合には、データセットの測定信号状態が一致するようにデータセットの値組合わせが周期的に相互に相対的にシフトされる。図７による実施例の場合では、先行の適応化の値組合わせを３ポジションだけ右方向にシフトさせることによってこのことが達成されている。
【００７４】
次にそれぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較される。つまり図７では第１のデータセットのインデックスｉ＝１の付された補正係数は、第２のデータセットのインデックスｉ＝４の付された補正係数と比較され、第１のデータセットのインデックスｉ＝２の付された補正係数は、第２のデータセットのインデックスｉ＝５の付された補正係数と比較される。
【００７５】
さらなる後続のステップにおいては、第１のデータセットの補正係数が磁気センサの二倍の数に相応する数のステップ（つまり２・ｐ＝６ステップ）だけ他のデータセットの補正係数に対して相対的に交換され、その後でそれぞれ相互に対応付けられたデータセットの補正係数が相互に比較される。このステップは全ての入れ替え組合わせが処理されるまで繰返される。
【００７６】
続いて補正係数セット間で最大の一致が見られた入れ替え組合わせが求められる。この入れ替え組合わせを用いることにより、そのつどの相互に対応付けられた補正係数セットの補正係数から平均値が形成され、新たな補正係数として記憶される。そのように求められた新たな補正係数を用いて回転数測定信号が修正される。
【００７７】
２・ｐ・ｍ回のシフトは必ずしも必要なものではない。そこからは、ｐ個の時期的周期のどれが最良に通過されたかがピックアップされる。新たな補正係数が適応化される期間の間は、補正された回転数が係数１か若しくは新たに適応化される補正係数を用いて算出される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】クランク軸に対して相対的にカム軸回転角度位置を変更する調整装置を有している、往復動ピストン内燃機関のクランク軸／カム軸装置を概略的に表した図
【図２】調整装置における調整モーターのローターの回転角度測定値と実際の回転角度経過とをグラフに表した図、この場合横軸に時間、縦軸に回転角度がプロットされている
【図３】調整モータの実際の回転角度経過をグラフに表した図、この場合ホールセンサパルスの発生する箇所が回転角度経過の中にマークされており、横軸に時間、縦軸に回転角度がプロットされている
【図４】ＥＣモータの回転子の端面側の概略的平面図、この場合回転子の周面に複数のマグネットセグメントが設けられており、固定子に対して相対的に回転子の位置を検出する位置測定装置が設けられている
【図５】位置測定装置を用いて検出された位置測定信号をグラフに表した図
【図６】位置測定信号から生成された角速度信号の補正の際の個々のステップを表したフローチャート
【図７】補正係数をグラフに表した図、この場合補正係数の絶対値がバーダイヤグラムで表されており、バーの下方にはそれぞれ該当する補正係数に割当てられた位置測定信号のそのつどの値と、その下方にマグネットセグメント／センサ組合わせの該当する補正係数に対応するそれぞれ１つのインデックスがマッピングされている
【符号の説明】
【００７９】
１…８    マグネットセグメント
９        支持部
１１      カム軸
１２      クランク軸
１３      調節伝動装置
１４      ＥＣモータ
１５      誘導センサ
１６      スプロケット
１７      測定装置
１８      ホールセンサ
１９      トリガホイール
α        ２つのマグネットセグメント下
β        角度
Ａ        磁気センサ
Ｂ        磁気センサ
Ｃ        磁気センサ
Ａ′      磁気センサＡの出力信号
Ｂ′      磁気センサＢの出力信号
Ｃ′      磁気センサＣの出力信号
Ｐｆ      矢印方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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