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DE10316122A1 - Angle position of cylinder sensing device e.g. for sensing number of revolutions in cylinder of internal combustion engine, device swivels around axle, and dependent on position of swiveling, signal is produced - Google Patents

Angle position of cylinder sensing device e.g. for sensing number of revolutions in cylinder of internal combustion engine, device swivels around axle, and dependent on position of swiveling, signal is produced Download PDF

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Publication number
DE10316122A1
DE10316122A1 DE10316122A DE10316122A DE10316122A1 DE 10316122 A1 DE10316122 A1 DE 10316122A1 DE 10316122 A DE10316122 A DE 10316122A DE 10316122 A DE10316122 A DE 10316122A DE 10316122 A1 DE10316122 A1 DE 10316122A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
cylinder
sensor
rotatable body
camshaft
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10316122A
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer Stahl
Andreas Rau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE10316122A priority Critical patent/DE10316122A1/en
Publication of DE10316122A1 publication Critical patent/DE10316122A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The device monitors the angular position of a cylinder which turns around an axis using an optical sensor. The sensor generates a signal dependent on the position of the cylinder. The cylinder (2a) is turned in such a way and the sensor (1b) aligned so that the signal is different for each given angle segment. The cylinder has a constant radius and the height of the lateral surface is different for each given angle segment. An independent claim is included for a method for sensing the number of revolutions of an internal-combustion engine in a vehicle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung der Winkelposition eines drehbaren Körpers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The Invention relates to a device for detecting the angular position of a rotatable body according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung kann für jede Art von Dreh-Regelprozessen verwendet werden. Die Erfassung der Winkelposition eines drehbaren Körpers ist bspw. zur Erkennung des Verbrennungstaktes eines bestimmten Zylinders für die Synchronisation der Zündung und/oder Einspritzung beim Start und/oder während des Betriebs der Brennkraftmaschine notwendig. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung der Winkellage einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus dem Kapitel „Drehzahl, Kurbelwellen- und Nockenwellenstellung" des Fachbuchs „Autoelektrik, Autoelektronik am Otto-Motor" der Firma Bosch, VDI-Verlag, 1994, Seite 224 ff., bekannt. Dieses bekannte Verfahren wird mittels eines Kurbelwellen-Sensors (Drehzahlsensor), mittels eines Nockenwellen-Sensors (Hall-Sensor) und mittels eines elektronischen Steuergerätes (Motronic) durchgeführt. Der Kurbelwellen- Sensor wirkt mit einem auf der Kurbelwelle angebrachten, mit einer Vielzahl von Zähnen und kleinen Zahnlücken sowie mit einer großen Zahnlücke, der Kurbelwellengeberrad-Synchronisationslücke, versehenen Geberrad zusammen. Der Nockenwellen-Sensor wirkt mit dem Nockenwellengeberrad zusammen. Da sich die Nockenwelle nur halb so schnell wie die Kurbelwelle dreht, kann das Steuergerät aus den Signalen der beiden Sensoren auf eine eindeutige Winkellage der Brennkraftmaschine schließen.A such device can for any kind of turning control processes can be used. The capture the angular position of a rotatable body is, for example, for recognition the combustion stroke of a specific cylinder for synchronization the ignition and / or injection at the start and / or during the operation of the internal combustion engine necessary. An apparatus and a method for determining the The angular position of an internal combustion engine is, for example, from the chapter “Speed, Crankshaft and Camshaft Position "from the specialist book" Autoelektrik, Car electronics on the Otto engine "the Bosch, VDI-Verlag, 1994, page 224 ff., Known. This well known The process is carried out using a crankshaft sensor (speed sensor), by means of a camshaft sensor (Hall sensor) and by means of a electronic control unit (Motronic). The crankshaft sensor works with one attached to the crankshaft, with a variety of teeth and small tooth gaps as well as with a large one Gap, the crankshaft encoder wheel synchronization gap, provided encoder wheel together. The camshaft sensor interacts with the camshaft sensor wheel. Since the camshaft only turns half as fast as the crankshaft, can the control unit from the signals of the two sensors to a clear angular position close the engine.

Bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren können ggf. zur Erkennung des Verbrennungstaktes eines bestimmten Zylinders für die Synchronisation der Zündung und/oder Einspritzung beim Start der Brennkraftmaschine nahezu zwei Kurbelwellen-Umdrehungen notwendig sein.at the known device and the known method can optionally to detect the combustion stroke of a specific cylinder for the Ignition synchronization and / or injection at the start of the engine almost two Crankshaft revolutions may be necessary.

Aus der DE 100 30 486 A1 ist ein binär codiertes Kurbelwellenimpulsgeberrad bekannt, das mit einem einzigen VR-Sensor zusammenwirkt. Anhand der Zähne und Schlitze am Umfang des Kurbelwellengeberrades, die ein binäres Muster definieren, ist eine im Vergleich zur oben beschriebenen Vorrichtung schnellere Erfassung der Winkelstellung der Kurbelwelle möglich.From the DE 100 30 486 A1 a binary coded crankshaft pulse generator wheel is known which interacts with a single VR sensor. The teeth and slots on the circumference of the crankshaft encoder wheel, which define a binary pattern, enable the angular position of the crankshaft to be detected more quickly than in the device described above.

Aufgabe der Erfindung ist, die Vorrichtung zur Erfassung der Winkelposition eines drehbaren Körpers zu verbessern.task of the invention is the device for detecting the angular position of a rotatable body to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.This The object is achieved by a Device according to claim 1 solved. Advantageous further training are the objects the dependent Expectations.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung der Winkelposition eines um eine Achse drehbaren Körpers mit einem Sensor, der abhängig von der Position des drehbaren Körpers ein Signal erzeugt, und mit einem Steuergerät, das das Signal des Sensors auswertet, zeichnet sich dadurch aus, dass der drehbare Körper derart ausgestaltet und zum Sensor ausgerichtet ist, dass das Signal des Sensors für jedes vorgegebene Winkelsegment unterschiedlich ist.The device according to the invention for detecting the angular position of a body rotatable about an axis with a sensor that depends on the position of the rotatable body generates a signal, and with a control unit that receives the signal from the sensor evaluates, is characterized in that the rotatable body in such a way designed and aligned to the sensor that the signal of the sensor for each predetermined angle segment is different.

Für eine exakte Lagebestimmung des drehbaren Körpers muss die Winkelposition bestimmt werden, d. h. um wie viele Winkelgrade der Körper von seiner Ausgangslage, die bekannt ist, verdreht ist. Der drehbare Körper ist in beliebig viele vorgegebene Winkelsegmente aufgeteilt. Je kleiner die vorgegebenen Winkelsegmente gewählt werden, desto genauer kann die Winkellage des drehbaren Körpers bestimmt werden. Als Sensor kann bspw. ein Abstandssensor verwendet werden.For an exact Determining the position of the rotatable body the angular position must be determined, d. H. by how many degrees the body of its starting position, which is known, is twisted. The rotatable body is divided into any number of predefined angle segments. ever the smaller the specified angle segments are selected, the more precisely can determines the angular position of the rotatable body become. For example, a distance sensor can be used as the sensor.

Vorteilhafterweise ist der Sensor ein optischer Sensor und der drehbare Körper derart ausgestaltet und zum optischen Sensor ausgerichtet, dass das Signal des optischen Sensors für jedes vorgegebene Winkelsegment unterschiedlich ist.advantageously, the sensor is an optical sensor and the rotatable body is such designed and aligned to the optical sensor that the signal of the optical sensor for each given angle segment is different.

Für jedes vorgegebene Winkelsegment ist im Steuergerät ein bestimmtes Bild bzw. Muster abgespeichert. Die eingehenden Signale des optischen Sensors werden im Steuergerät mit den abgespeicherten Bildern bzw. Mustern verglichen. Stimmt das Signal des Sensors mit einem abgespeicherten Bild bzw. Muster überein, ist durch die eindeutige Zuordnung (zwischen bestimmten Bild bzw. Muster und vorgegebenem Winkelsegment) die Winkelposition des drehbaren Körpers bekannt. Als optische Sensoren können bspw. Kamerasysteme verwendet werden. Für eine exakte Bestimmung der Winkelposition ist es wichtig, dass die Winkelsegmente klein gewählt werden und der optische Sensor eine hohe Auflösung und Messgenauigkeit hat.For each The predetermined angle segment is a specific image or Samples saved. The incoming signals from the optical sensor are in the control unit compared with the saved images or patterns. Right the signal from the sensor matches a stored image or pattern, is through the clear assignment (between certain image or Pattern and predetermined angle segment) the angular position of the rotatable body known. As optical sensors can For example, camera systems are used. For an exact determination of the Angular position, it is important that the angle segments are chosen small and the optical sensor has a high resolution and measuring accuracy.

Wesentlich an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Ausgestaltung des drehbaren Körpers. Bei einer starren Position des optischen Sensors und einem um eine feste Achse rotierenden Körper, wovon in der Erfindung aus gegangen wird, wird das Signal des optischen Sensors durch Ausgestaltung des drehbaren Körpers variiert.Essential on the device according to the invention is the design of the rotatable body. In a rigid position of the optical sensor and one rotating around a fixed axis Body, what is assumed in the invention is the signal of the optical Sensor varies by design of the rotatable body.

Vorzugsweise ist der drehbare Körper als Zylinder ausgebildet, wobei die Mantelfläche für jedes vorgegebene Winkelsegment ein unterschiedliches Muster aufweist. Die Winkelsegmente können unendlich klein gewählt werden. Der optische Sensor ist derart zu der Scheibe ausgerichtet, dass der Sensor entsprechend dem auf der Mantelfläche dargestellten Muster ein Signal erzeugt. Bspw. ist die Mantelfläche des Zylinders entsprechend jedem Winkelgrad des Zylinders in 360 Segmente eingeteilt. Dem Segment bei 1 Winkelgrad ist als Muster bspw. ein Punkt auf der Mantelfläche zugeordnet. Dementsprechend sind den Winkelsegmenten bei 2, 3, ...,360 Winkelgraden zwei, drei, ..., 360 Punkte zugeordnet. Erkennt der optische Sensor in Zusammenwirken mit dem Steuergerät bspw. 59 Punkte auf der Mantelfläche, hat sich der Zylinder um 59 Winkelgrade von seiner Ausganglage verdreht. Befindet sich der Zylinder in der Ausgangslage (bei 0 Winkelgrad), liefert der optische Sensor vorteilhafterweise ein der Ausgangslage zugeordnetes Signal.The rotatable body is preferably designed as a cylinder, the lateral surface being different for each predetermined angle segment Pattern. The angle segments can be chosen to be infinitely small. The optical sensor is aligned with the pane in such a way that the sensor generates a signal in accordance with the pattern shown on the lateral surface. For example. the lateral surface of the cylinder is divided into 360 segments according to each degree of angle of the cylinder. For example, a point on the lateral surface is assigned to the segment at 1 angular degree as a pattern. Accordingly, two, three, ..., 360 points are assigned to the angle segments at 2, 3, ..., 360 degrees. If the optical sensor, in cooperation with the control unit, detects 59 points on the lateral surface, for example, the cylinder has rotated by 59 degrees from its initial position. If the cylinder is in the starting position (at 0 angular degrees), the optical sensor advantageously delivers a signal assigned to the starting position.

Alternativ ist der drehbare Körper vorzugsweise als Zylinder ausgebildet und die Höhe der Mantelfläche ist für jedes vorgegebene Winkelsegment unterschiedlich. Hier ist der optische Sensor derart zu dem Zylinder ausgerichtet, dass sich das Signal aus der Höhe der Mantelfläche ergibt. Vorteilhafterweise nimmt die Höhe der Mantelfläche von einem Minimum bis zu einem Maximum über eine Umdrehung zu. Zwischen Minimum und Maximum ist ein Sprung in der Höhe der Mantelfläche. Das Signal, das sich aus dem Sprung ergibt, ist bspw. der Ausgangslage des Zylinders zugeordnet.alternative is the rotatable body preferably designed as a cylinder and the height of the lateral surface is for each predetermined angle segment different. Here is the optical one Sensor aligned to the cylinder so that the signal from the height the lateral surface results. The height of the lateral surface advantageously decreases from a minimum to a maximum over one revolution. Between Minimum and maximum is a jump in the height of the lateral surface. The The signal that results from the jump is the starting position, for example assigned to the cylinder.

Vorzugsweise liefert das Signal des optischen Sensors zusätzlich zur Winkelposition zumindest eine weitere Information. Abhängig von der Auflösung des optischen Systems können beliebig viele Informationen geliefert werden.Preferably delivers the signal of the optical sensor in addition to the angular position at least another information. Dependent from the dissolution of the optical system can any amount of information can be provided.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine ihrer Weiterbildungen für ein Verfahren zur Bestimmung eines Kurbelwellen- und/oder Nockenwellenwinkels in einem Fahrzeug verwendet, wobei der drehbare Körper mit der Achse der Kurbelwelle und/oder Nockenwelle wirkverbunden ist. Dadurch ist eine äußerst schnelle, exakte und sichere Motorlagenbestimmung möglich, die bspw. für die Synchronisation der Zündung beim Start notwendig ist. Die Motorlagebestimmung ist sogar im Stillstand der Brennkraftmaschine möglich, da anhand des Signals des optischen Sensors auf die exakte Lage der Brennkraftmaschine geschlossen werden kann. Ist der drehbare Körper vorteilhafterweise mit der Nockenwelle verbunden, reicht die erfindungsgemäße Vorrichtung für die exakte Lagebestimmung aus.Preferably becomes the device according to the invention or one of their training courses for a method of determination a crankshaft and / or camshaft angle used in a vehicle, being the rotatable body operatively connected to the axis of the crankshaft and / or camshaft is. This makes it extremely fast, exact and safe motor position determination possible, for example for synchronization the ignition is necessary at the start. The engine position determination is even at a standstill the internal combustion engine possible, because based on the signal from the optical sensor to the exact position the internal combustion engine can be closed. Is the rotatable body The device according to the invention is advantageously connected to the camshaft for the exact location determination.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine ihrer Weiterbildungen für ein Verfahren zur Drehzahlerkennung einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug verwendet werden, wobei der drehbare Körper mit der Kurbelwelle oder Nockenwelle wirkverbunden ist und mittels dem Sensor ein erstes Signal, und nach einer vorgegebenen vergangenen Zeit ein zweites Signal erzeugt wird, und mittels dem Steuergerät abhängig von den zwei Signalen unter Berücksichtigung der vorgegebenen vergangenen Zeit zwischen den beiden Signalen die Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet wird.Preferably can the device according to the invention or one of their further developments for a method for speed detection an internal combustion engine can be used in a vehicle, wherein the rotatable body is operatively connected to the crankshaft or camshaft and by means of the sensor a first signal, and after a predetermined past Time a second signal is generated, and dependent on the control device considering the two signals the predetermined past time between the two signals the speed the internal combustion engine is calculated.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine kontinuierliche Drehzahlerkennung zu jedem beliebigem Zeitpunkt möglich. Die Drehzahländerung kann innerhalb einer Umdrehung erfasst werden, da mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren eine beliebig genaue und konstante Winkelerfassung möglich ist. Je kürzer die vergangene Zeit zwischen den beiden Signalen gewählt wird, desto schneller ist eine Drehzahlerkennung möglich. Sind das Zeitfenster (vorgegebene vergangene Zeit zwischen den beiden Signalen) und die Winkelsegmente beliebig klein, ist die Drehzahlerkennung kontinuierlich.With this inventive method is a continuous speed detection at any time possible. The speed change can be detected within one revolution, since by means of the device according to the invention and the method according to the invention an arbitrarily precise and constant angle detection is possible. The shorter the elapsed time between the two signals, the faster speed detection possible. Are the time window (given past time between the two Signals) and the angle segments arbitrarily small, is the speed detection continuously.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine ihrer Weiterbildungen zur stufenlosen Lagerückmeldung einer Nockenwelle bei variabler Nockenwellenverstellung verwendet, wobei der drehbare Körper mit der Achse der Nockenwelle wirkverbunden ist. Für eine relative Lagerückmeldung der beiden Nockenwellen zueinander muss entweder an der zweiten Nockenwelle oder an der Kurbelwelle eine weitere Vorrichtung zur Bestimmung der Winkellage dieser Nockenwelle oder der Kurbelwelle vorhanden sein. Dadurch ist eine kontinuierliche variable Nockenwellenregelung möglich.Preferably becomes the device according to the invention or one of their training courses for continuous position feedback a camshaft used with variable camshaft adjustment, being the rotatable body is operatively connected to the axis of the camshaft. For a relative Position feedback the two camshafts to each other must either on the second Camshaft or on the crankshaft another device for Determination of the angular position of this camshaft or the crankshaft to be available. This is a continuous variable camshaft control possible.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine ihrer Weiterbildungen kann bspw. auch für die Positionsbestimmung der Drosselklappe verwendet werden. In diesem Fall ist der Körper vorzugsweise nur in einem bestimmten Winkelbereich (z. B. 90 Winkelgrade) drehbar. Vorteilhafterweise ist innerhalb dieses Winkelbereichs eine Bezugsmarke angeordnet, bei der der optische Sensor ein eindeutiges Signal liefert. Jedes mal, wenn die Bezugsmarke einen vorgegebenen bestimmten Winkelgrad erreicht, wird dies dem Drosselklappen-System über das Steuergerät mitgeteilt. Dadurch kann das Drosselklappen-System ständig überprüfen, ob die Zuordnung zwischen dem Signal des optischen Sensors und der Drosselklappen-Stellung noch mit der ursprünglich gelernten Zuordnung übereinstimmt. Falls Abweichungen auftreten, kann das Drosselklappen-System neu an das Signal des optischen Sensors adaptiert werden.The device according to the invention or one of their training courses can also be used, for example, for position determination the throttle valve can be used. In this case the body is preferred can only be rotated in a certain angular range (e.g. 90 angular degrees). A reference mark is advantageously within this angular range arranged, in which the optical sensor delivers a clear signal. Every time the reference mark has a predetermined certain degree of angle reached, this is communicated to the throttle valve system via the control unit. This allows the throttle valve system to continuously check whether the assignment between the signal from the optical sensor and the throttle valve position still with the originally learned Assignment matches. If deviations occur, the throttle valve system can be new can be adapted to the signal of the optical sensor.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtIn the drawing are exemplary embodiments of the Invention shown. It shows

1 eine geometrische Ausgestaltung der Vorrichtung mit einem Abstandssensor, 1 a geometric configuration of the device with a distance sensor,

2a eine geometrische Ausgestaltung der Vorrichtung mit einem optischen Sensor, 2a a geometric configuration of the device with an optical sensor,

2b eine separate Darstellung der Mantelfläche des Zylinders nach 2a, 2 B a separate representation of the outer surface of the cylinder 2a .

3a eine alternative geometrische Ausgestaltung der Vorrichtung mit einem optischen Sensor, 3a an alternative geometric configuration of the device with an optical sensor,

3b eine separate Darstellung des Mantelfläche des Zylinders nach 3a und 3b a separate representation of the outer surface of the cylinder 3a and

3c das Signal des optischen Sensors im Zusammenwirken mit dem drehbaren Körper aus 3a bzw. 3b. 3c the signal from the optical sensor in cooperation with the rotatable body 3a respectively. 3b ,

Die Vorrichtung in 1 besteht aus einem Abstandssensor 1a und einem drehbarem Körper, der Scheibe 2. Die Scheibe 2 ist um eine Achse 3 drehbar gelagert. Die Scheibe 2 ist derart ausgestaltet, dass der Umfang spiralenförmig ist. Das bedeutet, dass der Radius r von der Achse 3 bis zum Rand der Scheibe 2 über eine Umdrehung von einem Minimum MIN1 bis zu einem Maximum MAX1 in Drehrichtung ur kontinuierlich zunimmt. Zwischen dem minimalen und maximalen Radius MIN1 und MAX1 ist eine Bezugsmarke AL. Die Scheibe 2 ist zum Abstandssensor 1a derart ausgerichtet, dass sich die Distanz d zwischen dem Abstandssensor 1a und der Scheibe 2 bei drehender Scheibe 2 in der Drehrichtung ur kontinuierlich verändert. Der Abstandssensor 1a liefert abhängig von der Distanz d das Signal s. Erkennt der Sensor die Bezugsmarke AL, befindet sich die Scheibe 2 in der Ausgangslage.The device in 1 consists of a distance sensor 1a and a rotatable body, the disc 2 , The disc 2 is about an axis 3 rotatably mounted. The disc 2 is designed in such a way that the circumference is spiral. That means the radius r from the axis 3 to the edge of the disc 2 continuously increases over a revolution from a minimum MIN1 to a maximum MAX1 in the direction of rotation. A reference mark AL is between the minimum and maximum radius MIN1 and MAX1. The disc 2 is to the distance sensor 1a aligned such that the distance d between the distance sensor 1a and the disc 2 with rotating disc 2 in the direction of rotation changed ur continuously. The distance sensor 1a delivers the signal s depending on the distance d. If the sensor recognizes the reference mark AL, the pane is located 2 in the starting position.

Die Vorrichtung 2a zeigt eine Vorrichtung mit einem optischen Sensor 1b und einen als Zylinder ausgebildeten drehbaren Körper 2a, der sich um die Achse 3 in Drehrichtung ur dreht. Die Mantelfläche 4 des Zylinders 2a weist für jedes vorgegebene Winkelsegment ws ein unterschiedliches Muster ms auf. Dieses Muster ms wird vom optischen Sensor 1b erfasst und als Signal s an das Steuergerät (hier nicht dargestellt) weitergeleitet.The device 2a shows a device with an optical sensor 1b and a rotatable body formed as a cylinder 2a that is around the axis 3 in the direction of rotation ur turns. The outer surface 4 of the cylinder 2a has a different pattern ms for each predetermined angle segment ws. This pattern ms is from the optical sensor 1b detected and forwarded to the control unit (not shown here) as signal s.

In 2b ist ein Teil der Mantelfläche 4 des Zylinders 2a aus der 2a aufgerollt dargestellt. Die Mantelfläche 4 ist in 360 Winkelsegmente ws eingeteilt, wobei die Winkelsegmente ws durch die Muster „1" bis „360" unterschieden werden. Zwischen den Zahlen 360 und 1 ist eine Bezugsmarke AL, die der Ausgangslage (keine Verdrehung) des Zylinders 2 zugeordnet ist. Bei einer Drehrichtung ur erfasst der optische Sensor 1b nacheinander die Zahlen 1 bis 360 in aufsteigender Reihenfolge und abschießend die Bezugsmarke AL. Wird im Steuergerät, das hier nicht dargestellt ist, bspw. das Muster „2" erkannt, ist der Zylinder 2a um 2 Winkelgrade verdreht.In 2 B is part of the outer surface 4 of the cylinder 2a from the 2a shown rolled up. The outer surface 4 is divided into 360 angular segments ws, the angular segments ws being 1 " to " 360 "between the numbers 360 and 1 is a reference mark AL, the starting position (no rotation) of the cylinder 2 assigned. With a direction of rotation ur the optical sensor detects 1b the numbers one after the other 1 to 360 in ascending order and finally the reference mark AL. If, for example, the pattern "2" is recognized in the control unit, which is not shown here, the cylinder is 2a around 2 Angle degrees twisted.

3a zeigt eine alternative Ausgestaltung der Vorrichtung. Der um die Achse 3 drehbare Köper ist als Zylinder 2b mit konstantem Radius r1 der Grundfläche ausgebildet. Die Höhe der Mantelfläche 4 ist sozusagen das Muster ms, das der optische Sensor erfasst. Die Höhe bzw. das Muster ms ist für jedes vorgegebene Winkelsegment ws unterschiedlich. Die Winkelsegmente ws können unendlich klein gewählt werden. Der Zylinder 2b ist zum optischen Sensor 1b derart ausgerichtet, dass sich das Muster ms, also die Höhe der Mantelfläche 4 bei drehendem Zylinder 2b in der Drehrichtung ur kontinuierlich ändert. 3a shows an alternative embodiment of the device. The one around the axis 3 rotatable twill is like a cylinder 2 B formed with a constant radius r1 of the base. The height of the lateral surface 4 is, so to speak, the pattern ms that the optical sensor detects. The height or the pattern ms is different for each predetermined angle segment ws. The angle segments ws can be chosen to be infinitely small. The cylinder 2 B is to the optical sensor 1b aligned in such a way that the pattern ms, ie the height of the lateral surface 4 with the cylinder rotating 2 B changes continuously in the direction of rotation ur.

In 3b ist die Mantelfläche 4 des Zylinders 2b aus der 3a aufgerollt dargestellt. Die Höhe bzw. das Muster ms nimmt von einem Minimum MIN1 bis zu einem Maximum MAX1 in Drehrichtung ur kontinuierlich zu. Zwischen der minimalen und maximalen Höhe MIN1 und MAX1 der Mantelfläche 4 ist eine Bezugsmarke AL.In 3b is the lateral surface 4 of the cylinder 2 B from the 3a shown rolled up. The height or the pattern ms increases continuously from a minimum MIN1 to a maximum MAX1 in the direction of rotation ur. Between the minimum and maximum height MIN1 and MAX1 of the lateral surface 4 is a reference mark AL.

In 3c ist das Signal s des optischen Sensors 1b aus 3a aufgezeichnet. Auf der Abszisse ist die Umdrehung in Winkelgrad U/WG aufgetragen.In 3c is the signal s of the optical sensor 1b out 3a recorded. The rotation is plotted on the abscissa in degrees U / WG.

Die Messung des optischen Sensors 1b beginnt in der Ausgangslage AL (siehe 3a und 3b) des Zylinders 2b bei 0 Winkelgrad. In der Ausgangslage AL ist die Höhe bzw. das Muster ms der Mantelfläche 4 am geringsten. Innerhalb einer Umdrehung in Drehrichtung ur des Zylinders 2b steigt das Signal s kontinuierlich an. Nach jeder vollen Umdrehung (360, 720, 1080) kommt es bei dem Signal s zu einem Sprung. Hier ist der Übergang zwischen der minimalem und maximalem Maximalen Höhe (MIN1, MAX1) des Zylinders 2b.The measurement of the optical sensor 1b starts in the starting position AL (see 3a and 3b ) of the cylinder 2 B at 0 degrees. In the starting position AL, the height or the pattern ms is the lateral surface 4 least. Within one revolution in the direction of rotation ur of the cylinder 2 B the signal s rises continuously. After every full revolution ( 360 . 720 . 1080 ) there is a jump at signal s. Here is the transition between the minimum and maximum maximum height (MIN1, MAX1) of the cylinder 2 B ,

Für das Verfahren zur Bestimmung eines Kurbelwellen- und/oder Nockenwellenwinkels in einem Fahrzeug muss bspw. eine Vorrichtung nach 1,2a oder 3a mit der Achse der Kurbelwelle und/oder Nockenwelle (hier nicht dargestellt) wirkverbunden sein. Dadurch kann jederzeit eine exakte Motorlagebestimmung durchgeführt werden.For the method for determining a crankshaft and / or camshaft angle in a vehicle, for example, a device has to be added 1 . 2a or 3a be operatively connected to the axis of the crankshaft and / or camshaft (not shown here). This means that an exact engine position can be determined at any time.

Für das Verfahren zur Drehzahlerkennung einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug wird bspw. eine Vorrichtung nach 1, 2a oder 3a mit der Kurbelwelle oder Nockenwelle wirkverbunden und mittels dem Sensor 1a bzw. 1b wird ein erstes Signale S1 erzeugt. Das erste Signal S1 wird in einem dafür vorgesehenem Speicher (hier nicht dargestellt) abgelegt. Nach dem vorgegebenem Zeitfenster T wird das zweite Signal S2 erzeugt. Mittels einem Steuergerät (hier nicht dargestellt) wird abhängig von den zwei Signalen S1 und S2 unter Berücksichtigung der vorgegebenen vergangenen Zeit T zwischen den beiden Signalen S1 und S2 die Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet.For example, a device for the method for speed detection of an internal combustion engine in a vehicle is 1 . 2a or 3a operatively connected to the crankshaft or camshaft and by means of the sensor 1a or 1b, a first signal S1 is generated. The first signal S1 is stored in a memory provided for this purpose (not shown here). After the predetermined time window T, the second signal S2 is generated. Using a control device (not shown here), depending on the two signals S1 and S2, taking into account the predetermined past time T between the two signals S1 and S2, the speed of the internal combustion engine.

Anhand der Ausführungsbeispiele wird deutlich, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bspw. für die Motorlagebestimmung und Drehzahlerkennung im Kraftfahrzeugen ein geringer Funktions- und Hardwareaufwand bei gleichzeitig hoher Genauigkeit nötig ist.Based of the embodiments it becomes clear that with the device according to the invention, for example, for determining the engine position and speed detection in motor vehicles a low function and Hardware effort with high accuracy is necessary.

Claims (8)

Vorrichtung zur Erfassung der Winkelposition eines um eine Achse drehbaren Körpers mit einem Sensor, der abhängig von der Position des drehbaren Körpers ein Signal erzeugt, und mit einem Steuergerät, das das Signal des Sensors auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Körper (2;2a;2b) derart ausgestaltet und zum Sensor (1a;1b) ausgerichtet ist, das Signal (s) des Sensors (1a;1b) für jedes vorgegebene Winkelsegment (ws) unterschiedlich ist.Device for detecting the angular position of a body rotatable about an axis with a sensor that generates a signal depending on the position of the rotatable body and with a control device that evaluates the signal from the sensor, characterized in that the rotatable body ( 2 ; 2a ; 2 B ) designed in this way and to the sensor ( 1a ; 1b ) is aligned, the signal (s) of the sensor ( 1a ; 1b ) is different for each given angle segment (ws). Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Sensor ein optischer Sensor (1b) ist und der drehbare Körper (2;2a;2b) derart ausgestaltet und zum optischen Sensor (1b) ausgerichtet ist, dass das Signal (s) des optischen Sensors (1b) für jedes vorgegebene Winkelsegment (ws) unterschiedlich ist.Device according to claim 1, characterized in that the sensor is an optical sensor ( 1b ) and the rotatable body ( 2 ; 2a ; 2 B ) designed in this way and to the optical sensor ( 1b ) is aligned so that the signal (s) of the optical sensor ( 1b ) is different for each given angle segment (ws). Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass der drehbare Körper als Zylinder (2a) ausgebildet ist, wobei die Mantelfläche (4) für jedes vorgegebene Winkelsegment (ws) ein unterschiedliches Muster (ms) aufweist.Device according to claim 2, characterized in that the rotatable body as a cylinder ( 2a ) is formed, the lateral surface ( 4 ) has a different pattern (ms) for each given angle segment (ws). Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass der drehbare Körper als Zylinder (2b) mit konstantem Radius (r1) der Grundfläche ausgebildet ist und die Höhe der Mantelfläche (4) für jedes vorgegebene Winkelsegment (ws) unterschiedlich ist.Device according to claim 2, characterized in that the rotatable body as a cylinder ( 2 B ) with a constant radius (r1) of the base area and the height of the lateral surface ( 4 ) is different for each given angle segment (ws). Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Signal (s) des optischen Sensors (1b) zusätzlich zur Winkelposition zumindest eine weitere Information liefert.Device according to one of the claims 2 to 4, characterized in that signal (s) of the optical sensor ( 1b ) provides at least one additional piece of information in addition to the angular position. Verfahren zur Bestimmung eines Kurbelwellen- und/oder Nockenwellenwinkels in einem Fahrzeug mittels einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei der drehbare Körper (2;2a;2b) mit der Achse der Kurbelwelle und/oder Nockenwelle wirkverbunden ist.Method for determining a crankshaft and / or camshaft angle in a vehicle by means of a device according to one of the claims 1 to 5, the rotatable body ( 2 ; 2a ; 2 B ) is operatively connected to the axis of the crankshaft and / or camshaft. Verfahren zur Drehzahlerkennung einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug mittels einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei der drehbare Körper (2;2a;2b) mit einer Kurbelwelle und/oder Nockenwelle wirkverbunden ist und mittels dem Sensor (1a,1b) ein erstes Signal (S1), und nach einer vorgegebenen vergangenen Zeit (T) ein zweites Signal (S2) erzeugt wird, und mittels dem Steuergerät abhängig von den zwei Signalen (S1,S2) unter Berücksichtigung der vorgegebenen vergangenen Zeit (T) zwischen den beiden Signalen (S1,S2) die Drehzahl der Brennkraftmaschine berechnet wird.Method for speed detection of an internal combustion engine in a vehicle by means of a device according to one of the claims 1 to 5, wherein the rotatable body ( 2 ; 2a ; 2 B ) is operatively connected to a crankshaft and / or camshaft and by means of the sensor ( 1a . 1b ) a first signal (S1), and after a predetermined past time (T) a second signal (S2) is generated, and by means of the control device depending on the two signals (S1, S2) taking into account the predetermined past time (T) between the speed of the internal combustion engine is calculated from the two signals (S1, S2). Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 zur stufenlosen Lagerückmeldung einer Nockenwelle bei variablen Nockenwellenverstellung, wobei der drehbare Körper (2;2a;2b) mit der Achse der Nockenwelle wirkverbunden ist.Use of a device according to one of the claims 1 to 5 for the stepless position feedback of a camshaft with variable camshaft adjustment, the rotatable body ( 2 ; 2a ; 2 B ) is operatively connected to the camshaft axis.
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