(57)【要約】  本発明は、内燃機関のカムシャフトの位相センサの改善された位相信号を形成する方法およびシステムに関する。
2008510092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカムシャフト（１５）のアクティブ位相センサ（２３）の改善された位相信号を、位相センサおよび／または内燃機関のスイッチオン直後に形成するための方法であって、
位相センサ（２３）は、カムシャフト（１５）に回動不能に結合されたセンサホールの角度マーク（１６，１７）を走査し、
内燃機関の始動中に較正過程を実行し、
クランクシャフトセンサ（２２）は、クランクシャフトに回動不能に結合されたセンサホイール（１０）の角度マークを走査する形式の方法において、
ａ）位相センサ（２３）の最初のスイッチオン後に、
ａ１）位相センサの始動信号状態を、位相センサの較正過程中にクランクシャフト信号（ＳKW）に基づいて、カムシャフト（１５）のセンサホイール（１４）の複数の角度マーク（１６，１７）にわたって検出し、このとき位相センサの較正過程中に位相信号をステップごとに適合値（χ）だけ補正し、通常信号状態に達するようにし、
ａ２）位相信号の通常信号状態を、クランクシャフト信号（ＳKW）に基づいて、始動後および較正過程の終了後に検出し、
ａ３）角度誤差（Δαi）を始動信号状態と通常信号状態との差から検出し、
ａ４）角度誤差に基づく補正値（ＫＯＷ）を不揮発性メモリにファイルし、
ｂ）位相センサないし内燃機関の再スイッチオン時に、
ｂ１）位相信号（ＳNW）を較正過程中に補正値（ＫＯＷ）だけ補正し、位相センサの再スイッチオン後には改善された位相信号（ＳNW-KORR、ＫＷNWKOR）が得られるようにする、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、位相信号（ＳNW）をステップｂ１）に従い次のように補正する、すなわち補正された位相信号（ＳNW-KROR）から、クランクシャフト信号に基づく較正過程中に補正された始動信号状態（４１’）を形成し、該補正された始動信号状態が通常信号状態に相応するようにする。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法において、ステップａ１）による通常信号状態に、位相センサで実行される較正過程が終了するときに達するようにする。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、較正フェーズ中に位相センサでのスイッチ閾値を検出された信号に依存して、該スイッチ閾値（ＳＳＷ）が位相センサにより検出される信号（ＷＭ）の最大信号偏移の所定のパーセントになるよう変化する。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法において、最初に走査された角度マークでの最大角度誤差（Δα）と、さらに走査された角度マークでの、適合値（χ）だけ補正された別の角度誤差（Δα1、Δα2、Δα3、....Δαn）とから補正値を形成する。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法において、位相センサないし内燃機関が複数回、再スイッチオンされる際に、ステップｂ１）に従い補正された始動信号状態を、既に記憶されている補正値に基づき予期される始動信号状態と比較し、複数回繰り返される際に、とりわけ滑らかな平均値を形成し、該平均値をステップａ４）に従いファイルすべき補正値とする。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法において、始動を内燃機関の複数の作動行程にわたって行い、較正過程をとりわけ最大で８作動行程後に完全に終了する。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法において、２つの隣接する角度マーク間の、ステップａ１）によるステップごとの適合を最大適合値（γ）に制限し、
該最大的公知は±２゜から±０．１゜の領域、とりわけ±０．２゜から±０．７５゜の領域、とりわけ±０．２５°の領域にある。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法において、補正値を、内燃機関の機関制御部の不揮発性メモリおよび／または位相センサのメモリの不揮発性メモリにファイルする。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法において、補正値を、角度誤差に近似する直線によりシミュレートする。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法において、適合を適合値（χ）だけステップａ１）に従い、および／または補正をステップｂ１）に従いカムシャフトの所定の条件下で実行する。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法において、検出された角度誤差ないし補正値と、位相センサの既知の典型的特性とから、位相センサと角度マークとの間のギャップに依存する影響および／またはギャップの大きさを検出し、そこから相応の診断機能および／補正機能を使用する。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法において、位相センサはホール技術または磁気抵抗技術（ＭＲ，ＧＭＲ）で構成されている。
【請求項１４】
内燃機関のカムシャフトの角度位置を検出する位相センサの改善された信号を、位相センサおよび／または内燃機関のスイッチオン直後に形成するシステムであって、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法を実施するためのものであり、カムシャフトに回動不能に結合されたセンサホイールと、センサホイールの回転位置を検出する位相センサと、クランクシャフトに回動不能に結合されたクランクシャフトホイールと、クランクシャフトホイールの回転位置を検出するクランクシャフトセンサと、位相センサおよびクランクシャフトセンサの信号を処理する機関制御部とを有し、補正値をファイルするための不揮発性メモリが設けられているシステム。
【請求項１５】
請求項１４記載のシステムにおいて、不揮発性メモリは持続性ＲＡＭメモリ、とりわけＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリである。
【請求項１６】
請求項１４または１５記載のシステムにおいて、不揮発性メモリは機関制御部に配置されている。
【請求項１７】
請求項１４から１６までのいずれか１項記載のシステムにおいて、不揮発性メモリおよび／または機関制御部には補正値の特性曲線がファイルされている。
【請求項１８】
請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法を実施する機関制御部。
【請求項１９】
請求項１８記載の機関制御部ないし請求項１４から１７までのいずれか１項記載のシステムに対するプログラムコードを有するコンピュータプログラムにおいて、該プログラムコードは請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている。
【請求項２０】
請求項１９記載のコンピュータプログラムにおいて、プログラムコードはコンピュータにより読み出し可能なデータ担体に記憶されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のカムシャフトに配置された位相センサの改善された位相信号を、位相センサおよび／または内燃機関のスイッチオン直後に形成する方法に関する。ここで位相センサは、回動不能にカムシャフトに結合されたセンサホイールの角度マークを走査する。さらにクランクシャフトセンサはクランクシャフトに回動不能に結合されたセンサホイールの角度マークを走査する。
【背景技術】
【０００２】
電子的噴射を行う多気筒内燃機関では通常、機関制御部でいつ、どれだけの燃料をシリンダにごとに噴射すべきであり、最適の点火時点はいつであるかが計算される。この計算が正しく行われるようにするため、内燃機関のクランクシャフトないしカムシャフトのそれぞれの位置が既知でなければならない。ＥＰ−ＰＳ−００１７９３３から例えば、クランクシャフトおよびカムシャフトがそれぞれディスクと結合されており、このディスクの表面に少なくとも１つの基準マークを取り付けることが公知である。ここでクランクシャフトディスクには付加的に多数の同種のマーキング（インクリメントとも称される）が取り付けられている。
【０００３】
回転する２つのディスクは固定のセンサにより走査される。パルスの形態でセンサから送出される信号の時間的シーケンスから、クランクシャフトおよびカムシャフトの位置に関して一義的な予測を得ることができ、機関制御部で相応の制御信号を噴射および点火に対して形成することができる。
【０００４】
ＤＥ４１４１７１３Ａ１から、多数のマーキングとマーキングが２つ欠けることにより形成される基準マークを有するセンサホイールをクランクシャフトに設けるだけでなく、カムシャフトにもセンサホイールを設けることが公知である。このカムシャフト側のセンサホールは気筒数に整合した、異なる長さのマーキングを有し、このマーキングが位相センサの位相信号を形成する。位相センサの位相信号はシリンダ識別のために使用される。
【０００５】
ＤＥ４３１０４６０Ａ１からさらに、機関制御装置の同期を特別に構成されたカムシャフトセンサホールを介して実行することが公知である。これによりクランクシャフト信号に基づいてセグメント長を計数することにより高速な同期が可能である。
【０００６】
発明の利点
請求項１の構成を備える本発明の方法の利点は、位相センサの再スイッチオン後、ないしは内燃機関の再始動後に位相センサの改善された位相信号が得られることである。このことは次のようにして達成される：
ａ）位相センサないし内燃機関の最初のスイッチオン後に、
ａ１）位相センサの較正過程中に位相信号の始動信号状態を、クランクシャフト信号に基づいてカムシャフトのセンサホールの複数の角度マークにわたって検出し、このとき較正過程中に位相信号をステップごとに適応値だけ補正し、所定の目標信号ないし通常信号状態に達するようにし、
ａ２）位相信号の通常信号状態をクランクシャフト信号に基づいて、内燃機関の始動後および位相センサでの較正過程の終了後に検出し、
ａ３）角度誤差を始動信号状態と通常信号状態との差から検出し、
ａ４）角度誤差に基づく補正値を、とりわけ機関制御部の不揮発性メモリにファイルし、
ｂ）位相センサないし内燃機関の再スイッチオン後に、
ｂ１）機関制御部により検出された位相信号を、位相センサの較正過程中に、機関制御部にファイルされた補正値だけ補正し、再スイッチオン後に改善された位相信号が得られるようにするのである。
【０００７】
補正値を不揮発性メモリに記憶することにより、内燃機関の再始動後に補正値が直ちに得られる。基本的に位相センサの精確な信号に対する要求はとりわけ内燃機関の始動時に高まる。内燃機関の始動直後に、クランクシャフト信号に対して位相信号の角度位置が精確に得られることにより、噴射、点火およびカムシャフト調整装置の制御が改善され、最適化される。このことにより最終的に始動動作中の排ガス特性が改善される。
【０００８】
クランクシャフト信号に基づく位相信号の始動信号状態と通常信号状態との偏差はとりわけ以下のパラメータに基づき生じる：カムシャフトのセンサホールと位相センサとの間のギャップ、カムシャフト／クランクシャフトの温度と回転数である。とりわけ大きな影響を有するのはギャップであり、このギャップは取り付け環境に依存し、内燃機関ごとに異なる場合がある。本発明の方法により、位相センサないし内燃機関の再スイッチオン時にとりわけギャップの影響が補正される。
【０００９】
本発明の方法はとりわけ、クランクシャフトとカムシャフトが同期して回転する場合に実行される。理想的には位相信号の補正はステップｂ１）に従い、補正された位相信号によって、クランクシャフト信号に基づく較正過程中に、通常信号状態に相応する補正された始動信号状態が得られるようにする。
【００１０】
ここで較正過程ないし較正過程中の適合は、機関制御部からのアクティブ動作ではない。機関制御部はこの「適合」に影響を与えることはできない。位相信号の信号状態の変化はもっぱら位相センサで実行される較正過程に依存する。
【００１１】
本発明によれば、ステップａ１）による目標信号ないし通常信号状態は、位相信号が位相センサのスイッチ閾値に基づいて発生する場合に達成される。このスイッチ閾値は位相センサにより検出される最大信号の所定のパーセント領域にある。使用される位相センサは、センサの比較的小さな入力信号領域にあるスイッチオン閾値を有する。このことが必要であるのは、センサとセンサホイールの角度マークとの間に比較的大きなギャップが存在していても、スイッチオン後に直ちにセンサを切り替えることができるようにするためである。ギャップは取り付け状態に応じて異なることがあるから、位相センサ自体が較正される。ここでスイッチ閾値はセンサの最大入力信号偏移に依存する領域でステップごとにシフトされる。センサにより検出されるアナログ信号偏移の約７０％にスイッチ閾値があると有利なことが判明した。従って較正過程中に、センサの予調整されたスイッチ閾値が検出された最大値の約７０％の値にステップごとにシフトされる。スイッチ閾値が所定の値に達すると、目標信号状態ないし通常信号状態に達する。次に較正過程は終了される。ここで較正過程の持続時間はギャップの大きさに依存する。
【００１２】
較正過程は内燃機関の始動中に実行される。内燃機関の始動は有利には８作動行程後に終了する。較正過程は有利には同様に遅くとも８作動行程後に終了する。しかし較正過程は、ギャップの大きさに応じてそれより前に終了することもできる。このことにより、始動信号状態が比較的小さなステップで通常信号状態に接近するようになり、不所望の過度に大きな信号偏差が回避される。このことにより安定した、システマティックな特性が得られる。
【００１３】
本発明の方法では、角度マークを最初に走査した際の最大角度誤差と、角度マークをさらに走査する際に適合値だけ補正された別の角度誤差とから補正値が形成される。ここで補正値はそれぞれの角度誤差に相応する。補正値はとりわけ角度誤差に依存する値とすることもでき、例えば温度または回転数について補正された値とすることができる。角度誤差の代わりに、角度誤差を表す値を使用することもできる。例えば角度誤差に基づく直線または角度誤差に近似する直線を使用することも考えられる。
【００１４】
本発明の方法では、位相センサないし内燃機関が複数回、再スイッチオンされる場合、ステップｂ１）に従い補正された始動信号状態が、既に記憶されている補正値に基づいて予期される始動信号状態と比較され、複数回繰り返される際に平均値、とりわけ滑らかな平均値が形成される。この平均値が、ステップａ４）のファイルすべき補正値となる。位相センサないし内燃機関の各再スイッチオン後に補正値が記憶され、適合され、学習される。位相センサないし内燃機関が再び再スイッチオンされる際に使用すべき補正値はそれぞれの平均値形成により最適化される。
【００１５】
とりわけカムシャフトのセンサホイールにある角度マークは、ハイ位相信号およびロー位相信号を形成するためのセグメントのエッジとして構成することができる。とりわけ４つのセグメントが設けられており、これらのセグメントはそれぞれ正のエッジと負のエッジを有する。このことにより、カムシャフトのセンサホイールの回転位置を１つの作動行程内で一義的に割り当てることができる。角度誤差を、始動エッジ位置の通常エッジ位置に対する偏差に基づいて検出すると有利である。このとき単に負のエッジまたは正のエッジだけを考慮することができる。このエッジの絶対位置が、例えば９０°ＮＷの間隔であることが既知であれば、各エッジにおいて実際位相状態を検出することができる。
【００１６】
既に述べたように適合を較正過程中に複数の小さなステップで実行すると有利である。２つのエッジ間の適合は最大値に制限することができる。ここでこの最大値はとりわけ±２゜と０．１゜の領域、とりわけ±０．２°から±０．７５゜の領域、とりわけ±０．２５°の領域にある。±０．２５°の領域がとりわけ有利であることが判明した。始動エッジ位置の通常エッジ位置に対する、例えばカムシャフトでの２．５゜の差が補正されるなら、このことは有利には２つのエッジ変化間の最大適合が０．２５°の場合に１０から１４の負または正のエッジ変化にわたって行われる。典型的には１作動行程当たりに全部で４つの負のエッジ変化が設けられる。この場合、適合は３から４の作動行程にわたって行われる。
【００１７】
補正値を不揮発性メモリにファイルすることは、とりわけ機関制御部で行うことができる。不揮発性メモリは持続性ＲＡＭ、例えばＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリとすることができる。
【００１８】
本発明の有利な実施形態では、補正値を角度誤差に近似する直線によりシミュレートする。これによりメモリスペースが節約される。なぜなら各エッジ変化に対してそれぞれの補正値を不揮発性メモリにファイルする必要がないからである。直線は例えば線形回帰を介して、または選択された２つの値ペアを介して定義することができる。十分であれば、単に２つの定義された値だけを不揮発性メモリに保持する。それぞれの値を妥当的なものにするため、さらに付加的な機構を使用することもできる。この機構は例えば値の許容領域を検査する。
【００１９】
有利には適合および補正はカムシャフトの所定の条件下で行われる。カムシャフト調整の際にはこの調整が考慮される。さらに適合は、検出可能なシステム障害が存在しない場合にだけ実行される。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、検出された角度誤差ないし補正値を、種々異なるギャップに対して種々の位相センサの典型的な特性と比較する。２つの値の相関を介して、それぞれの機関モデルに該当するギャップが検出される。さらにギャップ依存性を補償することができる。さらにそこから相応の診断機能および／または補正機能を使用し、またはサポートすることができる。このことにより角度誤差ないし補正値に基づいて例えばギャップが大きすぎることを推定し、相応の指示を与えることができる。これは例えば生産ベルトの終了部または工場での異常な組み立てについての指示とすることができる。
【００２１】
本発明はさらに本発明の方法を実施するためのシステム、本発明の方法を実施するための機関制御部、並びにこの種の機関制御部に対するコンピュータプログラムに関する。
【００２２】
図面
本発明が図面に示されており、以下の詳細に説明する。
図１は、所属のセンサおよび機関制御部を含む、クランクシャフトおよびカムシャフト構成の外観図であり、機関制御部で本発明の噴射および点火を制御するための計算が実行される。
図２は、内燃機関の始動フェーズ中の制御信号ないしセンサにより記録された信号を時間についてプロットした線図である。
図３は、位相センサないし内燃機関の最初のスイッチオン時において、複数のエッジ変化にわたる始動信号状態と通常信号状態の差の適合を、センサホールと位相センサとの間のギャップに依存して示す線図である。
図４は、位相センサないし内燃機関の再スイッチオン時に補正値だけ補正された位相信号の補正を示す線図である。
図５は、位相センサのアナログ入力信号を示す線図である。
図６は、複数のエッジ変化にわたるカムシャフト信号のステップごとの適合を示す表である。
図７は、適合過程、記憶過程、および補正過程を示す表である。
【００２３】
実施例の説明
図１には、本発明の主要素子が内燃機関と関連して、機関制御部も含め示されている。このような構成は基本的に公知である（ＤＥ４３１０４６０Ａ１）。
【００２４】
図１には１０によりセンサホイールが示されている。このセンサホイールは内燃機関のクランクシャフト１１に固定的な結合されており、その周囲に多数の同種の角度マーク１２を有する。この同種の角度マーク１２の他に基準マーク１３が設けられており、この基準マークは例えば角度マークが２つ欠けることにより形成される。通常は全部で６０−２（５８）の角度マークが３６０゜の全周にわたって設けられている。
【００２５】
第２のセンサホイール１４は、内燃機関のカムシャフト１５と結合されており、その周囲に長さの異なるセグメントを有する。ここでは最も短いセグメントが１７により、最も長いセグメントが１６により示されている。角度マークないしセグメント間には中間空間が設けられており、最長のものは１８により、最短のものは１９により示されている。各セグメント１６，１７は正のエッジ２０と負のエッジ２１により制限される。
【００２６】
図１に示したセンサホール１４は、各セグメント内でクランクシャフトの基準信号と一義的に同期するようセグメントの数が選択された内燃機関に適する。この構成は、４，５，６，８またはそれ以上のシリンダを備える内燃機関に使用される。角度マークの正確な構成並びにクランクシャフト１１のセンサホール１０の角度マークへのセグメント１６，１７の配属は、図２に示した信号経過が得られるように行う。
【００２７】
クランクシャフト１１のセンサホール１０はクランクシャフトセンサ２２により検出される。カムシャフト１５のセンサホイール１４は位相センサ２３により検出される。センサ２２は例えば誘導性検出器またはホールセンサであり、角度マークがセンサを通過する際に信号を形成する。センサ２３はアクティブセンサ、例えばホールセンサであり、上記の較正特性を有する。形成された信号は機関制御部２４に供給され、そこでさらに処理される。
【００２８】
機関制御部２４は入力端２５，２６，２７を介して内燃機関の制御に必要な入力量を受け取る。この入力量は適切なセンサから送出される。出力側で機関制御部２４は、点火、噴射およびカムシャフト制御と詳細に図示しない内燃機関のコンポーネントに対する信号を出力する。機関制御部２４の出力端は２８と２９により示されている。
【００２９】
図２には、センサ２２と２３から送出され、既に矩形信号に処理された信号が示されている。この信号は機関制御部２４で評価され、クランクシャフト角度（図２ｂ）ないしカムシャフト角度（図２ｃ）ないし時間ｔ（図２ｆ）に関してプロットされている。カムシャフトはクランクシャフトのクランクシャフト回転数の半分により駆動される。
【００３０】
図２ａには、クランクシャフトセンサ２２から送出され、処理されたクランクシャフト信号ＳKWがプロットされている。角度マークの数は６０−２である。欠けている２つの角度マークは基準マーク１３を形成する。内燃機関の１作動行程は２回のクランクシャフト回転にわたっているから、選択された構成により、６０−２個のパルスを２回、クランクシャフトセンサにより１作動行程にわたって形成しなければならない。
【００３１】
図２ｂには、クランクシャフトの回転角が１作動行程にわたって示されている。すなわち０°から７２０゜である。
【００３２】
図２ｃには、カムシャフトの回転角が１作動行程内で、０゜から３６０゜の領域で示されている。
【００３３】
図２ｄには、カムシャフトＳNWの信号経過が４気筒内燃機関に対して示されている。カムシャフト１５のセンサホイール１４は２つの異なるセグメント１７，１８を有しており、信号中に異なるローフェーズとハイフェーズが発生する。クランクシャフト信号もカムシャフト信号も共に評価されるから、同じセグメントをクランクシャフト１１のセンサホイール１０に基準マーク１３が存在するか、存在しないかにより区別することができる。
【００３４】
図２ｅには、負のエッジ２１から生じた、カムシャフト１５のセンサホイール１４のエッジ変化ｎＦＷが作動行程について示されている。全体で１作動行程ごとに４つのエッジ変化が発生し、このエッジ変化はそれぞれ９０゜の等角度間隔を相互に有する。
【００３５】
内燃機関の最初の始動の際には、とりわけ取り付け状態に起因して変化する、位相センサ２３とセグメント１６，１７間のギャップにより、まずは不正確なカムシャフト信号ＳNWが発生する。内燃機関の始動中に、最多で６４の位相センサホイール１４のエッジの較正過程にわたって、すなわち４気筒機関の場合は全部で最大８の作動行程にわたって、位相信号のクランクシャフト信号に対する信号状態が通常信号状態へ適合される。この適合はとりわけ、エッジ変化を検出する際の位相センサのスイッチ閾値を変化することにより行われる。
【００３６】
スイッチ閾値のこの種の変化は例えば図５に示されている。時間軸上に位相センサのアナログ入力信号がテスラ単位でプロットされている。角度マークが位相センサを通過する際に、位相センサと角度マークとの間のギャップの大きさに応じて種々異なる角度マーク信号ＷＭが発生する。図５には例えば３つの異なる大きさの角度マーク信号ＷＭ1、ＷＭ2、ＷＭ3が示されている。比較的強度の大きな信号ＷＭ1は比較的小さなギャップから生じる。信号ＷＭ2ではギャップは比較的に大きく、信号ＷＭ3ではさらに大きい。従ってこの信号ＷＭ3が最弱である。いずれの場合でも、検出された信号に基づくセンサのスイッチを保証するために、位相センサのスイッチ閾値ＳＳＷは比較的低く調整される。典型的な値は信号オフセットより約５ｍＴ上である。
【００３７】
最適で再現可能なスイッチ時点を得るために、予調整された位相センサのスイッチ閾値ＳＳＷは検出された最大信号の約７０％の値にステップごとにシフトされる。図５によれば信号ＷＭ1では、予調整されたスイッチ閾値ＳＳＷがこの信号ＷＭ1に対して最適のスイッチ閾値ＳＳＷ1にシフトされる。入力信号ＷＭ2では、予調整されたスイッチ閾値ＳＳＷはスイッチ閾値ＳＳＷ2の値にシフトされる。
【００３８】
予調整された値ＳＳＷをそれぞれのギャップに依存する値ＳＳＷ1,2,3に適合することは位相センサの較正特性に依存して角度値χ（適合値）だけの小さなステップで、所定のスイッチ閾値に達するまで行われる。このようにしてカムシャフト信号のクランクシャフト信号に対する通常信号状態が存在することとなる。適合ステップの設定は、とりわけ許容スイッチレベルシフトにより定義される。そこからそれぞれのギャップに依存して適合ステップ値が角度ベースで得られる。
【００３９】
適合は所定の周辺条件の下で、カムシャフト調整の場合は遅れ位置で行われる。適合の前に温度補正を制御装置にファイルされた特性曲線に基づいて行うことができる。
【００４０】
図２ｄには、カムシャフトにおける信号ＳNWの通常信号状態が実線により示されている。破線は始動信号状態を示し、この始動信号状態はギャップが存在しているため、通常信号状態から例えば２．５゜であるΔαの角度偏差を最初のエッジ変化ｎＦＷ＝１で有する。すなわちエッジはエッジ変化ｎＦＷ＝１の際に、始動信号状態において通常信号状態から２．５゜だけ偏差している。
【００４１】
図２ｆは時間軸ｔを示す。内燃機関は時点ｔ0で始動される。時点ｔ1'で位相センサは負のエッジ変化を、角度誤差Δαの考慮の下で検出する。
【００４２】
図６には、較正フェーズでのカムシャフト信号の適合が複数の負のエッジ変化にわたって示されている。各エッジ変化の際に、カムシャフト信号ＳNWは値χだけ、位相センサの最適スイッチ閾値までシフトされる。これにより通常信号状態に達する。
【００４３】
図３には、位相センサの較正特性が、通常信号状態からの角度誤差Δαだけ偏差した始動信号状態について較正フェーズのエッジ変化ｎFWの数の上にプロットされている。始動信号状態はセンサ較正に基づいて各エッジ変化の際にステップごとに値χだけ、最終的に通常信号状態に達するまで適合される。
【００４４】
既に述べたように始動信号状態の通常信号状態に対する差、およびひいては適合すべき角度誤差Δαは、カムシャフトの位相センサホイールと位相センサとの間のギャップの大きさに依存する。図３には、角度誤差Δαの全部で６つの適合経過が種々異なる大きさのギャップに対して示されている。ライン４０の経過は０．１ｍｍのギャップの場合に発生し、ライン４１の経過は０．８ｍｍのギャップの場合に発生し、ライン４２の経過は１．５ｍｍのギャップの場合に発生し、ライン４３の経過は２．２ｍｍのギャップの場合に発生し、ライン４４の経過は２．０ｍｍのギャップの場合に発生し、ライン４５の経過は１．８ｍｍのギャップの場合に発生する。
【００４５】
カムシャフトにおける適合すべき全角度誤差Δα1がｎＦＷ＝１において例えば２．５°（＝クランクシャフトでは５°）であれば、角度誤差の適合はライン４１に沿い、全部で約１３のエッジ変化にわたって行われる。
【００４６】
図４には、ｎＦＷ＝１の場合の角度誤差Δα1、ｎＦＷ＝５の場合の角度誤差Δα5、およびｎＦＷ＝１０の場合の角度誤差Δα10が図３のライン４１に沿った経過に対して示されている。０．８ｍｍのギャップから生じる、カムシャフトの２．５゜の角度誤差をライン４１に従い調整するために、全部で１３のエッジ変化が必要である。各エッジ変化の間に較正に基づいて位相信号が最大適合値χ＝０．２５°だけ適合され、最終的に位相信号は通常信号状態に１３のエッジ変化後に達する。個々の角度誤差Δαの値は図７に示されている。
【００４７】
図３と図４のライン４１に沿った適合経過は位相センサないし内燃機関の最初のスイッチオンに対して当てはまる。最初のスイッチオンは、内燃機関の最初の始動時、不揮発性メモリが消去された場合、位相センサの組み付けまたは交換の際、機関制御部の交換の際、機関制御部の全機能をリセットした際に存在する。
【００４８】
本発明によれば、角度誤差に基づく補正値、すなわちｎＦＷ＝１における角度誤差Δα1の値、ないしｎＦＷ＝２における補正された角度誤差Δα2；ｎＦＷ３からｎＦＷ＝ｎにおけるΔα3からΔαnが補正値ＫＯＷとして不揮発性メモリにファイルされる。このことは図７にも示されている。
【００４９】
図２によれば、適合されない角度はカムシャフトの回転でＮＷ＝５９．５゜である。較正後の通常信号状態ではＮＷ＝５７°である。較正フェーズでの適合はｎＦＷ＝１におけるＮＷ＝５９．５゜からｎＦＷ＝１３におけるＮＷ＝５７°の較正されたクランクシャフト角度まで行われる。全体で図４に示すように、ｎＦＷ＝１でのΔα1＝２，５゜の角度誤差が生じる。このことは図７にも示されている。
【００５０】
較正フェーズが終了し、通常信号状態に達すると、角度誤差Δα1からΔα13を、始動信号状態と通常信号状態とをそれぞれのエッジ変化ｎＦＷで比較することにより検出することができる。相応する値が図７に示されている。本発明の第１実施例による所属の補正値ＫＯＷは角度誤差Δα1からΔα13に相応し、不揮発性メモリにファイルされる。
【００５１】
位相センサないし内燃機関の再スイッチオンの際には、位相信号は適合値χだけ適合されるだけではなく、メモリにファイルされた補正値ＫＯＷが次のように補正される。すなわち位相センサないし内燃機関の再スイッチオン後に改善された位相信号が得られ、とりわけ再スイッチオン後に少なくとも十分な通常信号状態に達するように補正される。
【００５２】
図１，４，７に示した実施例では、補正されたカムシャフト角度は内燃機関の再スイッチオン時に、較正フェーズの開始からその終了までの全エッジ変化においてＮＷKOR＝５７°である。図４に示した角度誤差経過４１’には理想的な０゜の角度誤差が示されている。ここから内燃機関のスタート後、ないし位相センサのスイッチオン後に非常に正確なカムシャフト位置が得られる。これにより全体として内燃機関のスタート時に良好な排ガス値が得られる。
【００５３】
このようにクランクシャフト信号に適合され、補正された位相信号の始動信号状態は、反復される再スタートの際に通常信号状態と比較される。補正された始動信号状態が予期される通常信号状態から偏差する場合、新たな補正を実行することができる。ここから生じた新たな補正値は内燃機関の反復される再スタートの際に、先行のスタートの際に検出された補正値の補正に使用することができる。これにより、複数の再スタート過程でそれぞれ改善され、補正された始動位相信号が得られる。従って位相信号の補正は、適合と補正を再スイッチオンの際に複数回繰り返すことによって改善され、学習され、とりわけ滑らかな平均値が形成される。
【００５４】
補正値を不揮発性に記憶することにより、システマティックな角度誤差が再スタートの際に排除される。
【００５５】
不揮発性メモリの記憶スペースを節約するために、本発明の第２実施形態では、角度誤差を表す補正値を使用することにより補正を行うことができる。これはとりわけ、補正値を角度誤差に近似する直線によりシミュレートすることによって行うことができる。２．５゜の角度誤差が発生する場合、この直線は図３のエッジ変化２と１２の間の信号経過４１に相応する。ここでこの直線は線形回帰または選択された２つの点を介して計算することができる。これにより有利には選択した値だけを不揮発性メモリに保持すればよく、１４またはそれ以上の個別補正値ＫＯＷを保持する必要はない。
【００５６】
値を妥当化するために、さらに付加的な機構を使用することができ、例えば値に対して上限または下限を設けることができる。さらに複数の、例えば３つの適合過程からの複数の、例えば３つの直線を平均することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、所属のセンサおよび機関制御部を含む、クランクシャフトおよびカムシャフト構成の外観図であり、機関制御部で本発明の噴射および点火を制御するための計算が実行される。
【図２】図２は、内燃機関の始動フェーズ中の制御信号ないしセンサにより記録された信号を時間についてプロットした線図である。
【図３】図３は、位相センサないし内燃機関の最初のスイッチオン時において、複数のエッジ変化にわたる始動信号状態と通常信号状態の差の適合を、センサホールと位相センサとの間のギャップに依存して示す線図である。
【図４】図４は、位相センサないし内燃機関の再スイッチオン時に補正値だけ補正された位相信号の補正を示す線図である。
【図５】図５は、位相センサのアナログ入力信号を示す線図である。
【図６】図６は、複数のエッジ変化にわたるカムシャフト信号のステップごとの適合を示す表である。
【図７】図７は、適合過程、記憶過程、および補正過程を示す表である。
【国際調査報告】
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