WO2006122665A1 - Apparatus comprising an electric camshaft adjuster, a control unit, and a central control device - Google Patents
Apparatus comprising an electric camshaft adjuster, a control unit, and a central control device Download PDFInfo
- Publication number
- WO2006122665A1 WO2006122665A1 PCT/EP2006/004267 EP2006004267W WO2006122665A1 WO 2006122665 A1 WO2006122665 A1 WO 2006122665A1 EP 2006004267 W EP2006004267 W EP 2006004267W WO 2006122665 A1 WO2006122665 A1 WO 2006122665A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- control unit
- camshaft adjuster
- signal
- central control
- central
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
- F01L2820/01—Absolute values
Definitions
- the invention relates to a device for adjusting a rotational angle of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine with an electric camshaft adjuster, a control unit and a central control device according to the preamble of patent claim 1.
- camshaft adjusters are usually associated with a control unit which is arranged in the housing of the camshaft adjuster or screwed to it.
- a control signal is generated via a suitable control, which correlates with a desired angular position of the camshaft adjuster.
- Document DE 102 29 029 A1 shows a hydraulic camshaft adjuster, in which a control signal is generated in a control unit, in accordance with which hydraulic chambers of the camshaft adjuster are subjected to the hydraulic medium.
- the control unit is in signal communication with a central engine control unit, wherein the control unit can transmit to the central engine control unit a signal which influences the specification of the idle speed and is adapted to raise the idle speed from a predetermined target speed to an intermediate value.
- the invention has for its object to provide a device with a camshaft adjuster, in which a control of the camshaft adjuster using a camshaft adjuster associated with the control unit with special consideration
- the ideal requirement for a camshaft adjuster is exact compliance with the setpoint course. In reality, there are deviations between a desired angular course and an actual angular course. To minimize this deviation, regulations are used that are based on a highly dynamic detection of position information. In addition to the signals of the crankshaft sensor and the signals of the camshaft or the sensors and the position information is evaluated, which is needed for electronic commutation of a brushless servo motor. This can be done sensor-based as well as sensorless by a software. For this purpose, one or more arithmetic processors are necessary, which are costly.
- the present invention is based on the recognition that motor vehicles, on the one hand, have a high-performance motor control unit on the one hand anyway. seen and on the other hand additionally memory elements, logic elements, processors u. ⁇ . In the range of the camshaft adjuster associated control unit are present, which serve to carry out the control of the camshaft adjuster.
- the invention proposes to shift sub-functions of the control unit from this to the central control unit. This results in a multifunctional use of the central control unit, which can be used in addition to the use of the camshaft adjuster, for example, a motor control and / or a transmission control.
- the central control unit is configured in such a way that an actuating signal can be determined in the control unit by evaluating signals and operating variables present by the central control unit.
- the actuating signal correlates with a desired position of the camshaft adjuster.
- the term "desired position” means any possible generalized coordinate of the camshaft adjuster or a drive element thereof, for example a rotational angle, a rotational speed, a rotational direction, an actuation of an actuating element or the like.
- control unit it is sufficient for the control unit to be suitable for converting the actuating signal into an adjusting movement of the camshaft adjuster, whereby, of course, additional functions may also be taken into account in the control unit.
- control unit has only one supply unit, a control / commutation logic and power electronics.
- a sensor device with suitable supply, in particular Hall sensors, can be taken into account in the control unit.
- the invention makes use of the fact that a large number of signals, In particular, operating parameters of the internal combustion engine, environmental parameters, power control signals of the driver and / or monitoring signals, anyway in the range of the central control unit so that they do not need to be unnecessarily fed to the control unit of the camshaft adjuster. This can u. U. lines and connections that are prone to failure and installation consuming, can be saved. In the event that there are special signals required for determining the actuating signal in the control unit, for example the measuring signals from sensors for the adjusting movement of the camshaft adjuster, these can be supplied by the control unit of the camshaft adjuster to the central control unit.
- the inventive design results in u. U. a cost shift from the control unit away to the central control unit. Furthermore, as a result of the more favorable infrastructure in the central control unit, a cost reduction can result. Furthermore, according to the invention, the documentability of possible system errors can be improved since signals correlating with the system errors can be stored in the central control unit with all relevant error data. In addition, the efficiency of the device can be increased if the power electronics are arranged in the immediate vicinity of the electric servomotor. This is due to a reduction of electromagnetic interference (improved electromagnetic compatibility) and in a loss of power losses at the leads and connectors between power electronics and electric servomotor. Since cable lines and plug connections according to the invention can be dispensed with and u. U.
- the size of a housing of the camshaft adjuster and / or the control unit can be reduced, according to the invention also results in a reduced weight.
- Another advantage of the embodiment of the invention is to call that u. U. temperature-sensitive electrical components for controlling the Sachllsig- signal from the internal combustion engine, which generates high temperatures, are shifted away. Also, the number of interference-prone connectors can be reduced, which is given a further reduction of error sources.
- the camshaft adjuster is designed as an electric camshaft adjuster, so that the electrical control signal does not have to be converted into a hydraulic manipulated variable, but the electrical control signal can be converted into electrical signals without a change of the "medium", with which electric camshaft adjuster is electrically applied.
- control unit on controls that are configured so that the electrical signals cause an adjustment movement of the camshaft adjuster in the desired position of the camshaft adjuster.
- a signal connection is provided, via which at least the control signal is transmitted from the central control unit to the control unit - the supplementary transmission of further signals in both directions is also possible.
- the central control unit is connected to the control unit via a plurality of separate lines, are transmitted via the position and / or speed information from multiple sensors of a camshaft adjuster.
- a configuration is used, for example, when Hall sensors are used to acquire the position and / or speed information.
- the signal of each Hall sensor is transmitted via a separate line.
- four lines are thus required for a four-phase motor.
- the transmitted position or rotational speed information may be, in particular, those of one, two or, for V-type engines, four camshaft adjuster (s).
- actuators in conjunction with camshaft adjusters have speeds of up to 10,000 revolutions per minute and, for example, per revolution of a camshaft adjuster 42
- Sensortial. Sensorless signals must be processed (in a brushless AC motor with seven pole pairs), offers a line connection with separate lines for each Hall sensor information.
- a variant of the invention is that the signals of several sensors of a camshaft adjuster are combined and sent via a line. This is u. U. possible because switching points of the individual sensors offset from each other. However, this may mean that a directional information of the signal is lost. For this reason, a direction signal is determined in the control unit on the basis of the individual sensors of the camshaft adjuster which, in addition to the combined sensor signals sent via a line, is transmitted to the central control unit via a second, separate line.
- a further simplification can be brought about according to the invention in that rotational angle, rotational speed and rotational direction information of two or more camshaft adjusters are placed together on the aforementioned two lines.
- a coding of the signals in the control unit for which the known methods, such as an amplitude modulation, can be used.
- signals are exchanged between the central control unit and the control unit via a bus system.
- bus systems are characterized by a sufficiently large transmission bandwidth and low latency fluctuations.
- the requirements for the dynamics of the control loop determine the appropriate bus systems.
- soft real-time bus systems such as a CAN bus system, which can be used exclusively or alternatively as a "shared medium", suffice.
- bus systems For highly dynamic control processes, hard real-time bus systems are to be preferred. As X-by-Wire technologies continue to evolve, they will increasingly be used in automobiles. Examples of applicable bus systems are TTCAN, FlexRay and TTP / C. These bus systems are also characterized by a deterministic behavior. Preferably, the associated bus controller is integrated directly in the microprocessor or in the application-specific integrated circuit of the control unit of the camshaft adjuster. Mixed forms to the described forms are also conceivable.
- the control signal generated in the central control unit includes a position and / or speed signal and a direction of rotation signal, which are transmitted via separate lines.
- the position and / or speed signal can be transmitted, for example pulse-width modulated and is particularly proportional to the idle speed of the electric motor.
- the position and / or speed signal and the direction of rotation signal are transmitted via a common line.
- the direction of rotation signal can be encoded to the speed signal.
- a coding takes place via the duty cycle.
- a duty cycle between 0% and 50% corresponds to a clockwise rotation while a duty cycle between 51% and 100% corresponds to a counterclockwise rotation.
- the duty cycle 0% and 100% corresponds to the maximum engine speed.
- the diagnosis can be improved if a signal exchange takes place between the central control unit and the control unit for diagnostic functionalities via a line or a bus system.
- Figure 1 shows a device with a control unit in which determines the control signals for several camshaft adjuster by a scheme becomes
- Figure 2 shows an inventive device in which a control of the control signal for at least one camshaft adjuster via a central control unit takes place;
- Figure 3 shows another device according to the invention, in which the signal connection between a control unit and a central control unit via a bus system.
- the figures show a topology for the electrical control of at least one camshaft adjuster 1, 2, with which the angular relationship between a camshaft 3, 4 and a crankshaft 5 with a flywheel 6 is variable.
- camshaft adjuster 1, 2 camshaft adjuster of any type can be used.
- the camshaft adjuster 1, 2 is connected via lines 7, 8, 9 in signal communication with a control unit 10.
- the lines 7, 8, 9 can serve:
- c) provide a basic power supply for a sensor of the camshaft adjuster 1, 2 available.
- the control unit 10 is further in signal communication with a bus system 11 (CAN) and terminals 12-14 (designation in the vehicle: "terminal 15", “terminal 30", “terminal 31”).
- the camshafts 3, 4 each have a transmitter wheel 15, which cooperates with a sensor 16, and a Mehrfingergeberrad 17, which cooperates with a sensor 18.
- the measuring signal of the sensor 15 is fed to a central or further control unit 19, which takes over, for example, control functions for the internal combustion engine and / or the vehicle transmission and possibly includes further functions.
- a sensor 20 detects a crankshaft signal.
- the signals of the sensors 16, 20 may be looped through the central control unit 19 to the control unit 10. If all required signals and variables are present in the control unit 10, a determination of the actuating signal for the camshaft adjusters 1, 2 in the area of the control unit 10 is carried out for this embodiment.
- the central control unit 19a signals 21, 22, in particular a sensor 20 of a crankshaft and / or a camshaft associated sensor 16, 18, and / or signals for detecting further operating variables of the internal combustion engine, environmental parameters and / or a power requirement of the driver fed. Other signals may be received and transmitted by the central controller 19a via the bus system 11a.
- a map 23 is stored in the central control unit 19a. From the map 23, at least one control variable 24 can be determined from available signals 21, 22 and other variables, which may be, for example, a desired angle, an angular change, an angular velocity, a Limit value, a control parameter or the like.
- a control unit 25 is provided, which on the one hand, the control variable 24 and on the other hand, a position information 26 of a camshaft adjuster 1, 2 is supplied.
- the position information is in particular a rotation angle, an angular velocity and / or a direction of rotation.
- the position information may also include encoded data.
- a control algorithm 27 is stored, which essentially corresponds to the known control algorithms for camshaft adjuster. By means of the control 25, a control signal 28 is determined.
- the control unit 10a has a supply unit 29 for supplying the components involved with electrical power.
- the supply unit 29 is supplied by the battery of the motor vehicle with electric power.
- the supply unit 29 supplies a control / commutation logic 30 and a power electronics 31 with electrical power. From the control signal, the control of the electrical servomotor 32 is generated by means of the control commutation logic 30 and the power electronics 31, here a line 33 with the phase U, a line 34 with the phase V and a line 35 with the phase W.
- Hall sensors 36, 37, 38 are provided in the region of the servomotor 32, which are provided by the supply unit 29 with an electrical supply and whose output signals are fed to the control commutation logic via a signal path, a line 39 or several lines.
- the signals of the Hall sensors 36, 37, 38 are transferred directly or indirectly under conversion, superimposition and / or coding as position information 26 to the central control unit 19a.
- an exchange of information takes place between the control unit 10a and the central control unit 19a in the form of the position information via suitable interfaces and intermediate signal connections.
- the control unit 10a can transmit diagnostic function signals 40 to the central control unit 19a.
- a control unit 10a and a camshaft adjuster module 41 are provided, wherein, as shown in FIG. 2, the supply unit 29, the control commutation logic 30 and the power electronics 31 are provided in the control unit 10a, while the electric servomotor 32 and the reverberation Sensors 36-38 are arranged in the camshaft adjuster module 41.
- the control unit 10a and the camshaft adjuster module 41 communicate with each other via a supply line between the supply unit 29 and the Hall sensors 36-38, the lines 39 and the lines 33-35.
- the control unit 10a and the camshaft adjuster module 41 may be housed in a common housing or in separate housings, which are preferably mounted on each other.
- the diagnostic function signal (s) 40 or information, the actuating signal 28 and the position information 26 are not transmitted via separate lines between the central control unit 19b and the control unit 10a, but via the Bus system 11 b.
- control unit 40 40 diagnostic function signal (s)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Vorrichtung mit einem elektrischen Nockenwellenversteller, einer Steuereinheit und einem zentralen SteuergerätDevice with an electric camshaft adjuster, a control unit and a central control unit
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung eines Drehwinkels einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit einem elektrischen Nockenwellenversteller, einer Steuereinheit und einem zentralen Steuergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for adjusting a rotational angle of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine with an electric camshaft adjuster, a control unit and a central control device according to the preamble of patent claim 1.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Bekannten Nockenwellenverstellern ist üblicherweise eine Steuereinheit zugeordnet, die in dem Gehäuse des Nockenwellenverstellers angeordnet ist oder an diese angeschraubt ist. In der Steuereinheit wird über eine geeignete Rege- lung ein Stellsignal erzeugt, welches mit einer gewünschten Winkellage des Nockenwellenverstellers korreliert.Known camshaft adjusters are usually associated with a control unit which is arranged in the housing of the camshaft adjuster or screwed to it. In the control unit, a control signal is generated via a suitable control, which correlates with a desired angular position of the camshaft adjuster.
Die Druckschrift DE 102 29 029 A1 zeigt einen hydraulischen Nockenwellenversteller, bei dem in einer Steuereinheit ein Stellsignal erzeugt wird, nach Maßgabe dessen Hydraulikkammern des Nockenwellenverstellers mit dem Hydraulikmedium beaufschlagt werden. Die Steuereinheit steht in Signalaustausch mit einem zentralen Motor-Steuergerät, wobei die Steuereinheit an das zentrale Motor-Steuergerät ein Signal übermitteln kann, welches die Vorgabe der Leerlaufdrehzahl beeinflusst und geeignet ist, die Leerlaufdrehzahl von einer vorgegebenen Soll-Drehzahl auf einen Zwischenwert anzuheben.Document DE 102 29 029 A1 shows a hydraulic camshaft adjuster, in which a control signal is generated in a control unit, in accordance with which hydraulic chambers of the camshaft adjuster are subjected to the hydraulic medium. The control unit is in signal communication with a central engine control unit, wherein the control unit can transmit to the central engine control unit a signal which influences the specification of the idle speed and is adapted to raise the idle speed from a predetermined target speed to an intermediate value.
Weiterer Stand der Technik ist aus den Druckschriften DE 101 01 678 A1 und DE 103 15 317 A1 bekannt. Aufgabe der ErfindungFurther prior art is known from the publications DE 101 01 678 A1 and DE 103 15 317 A1. Object of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem Nocken- wellenversteller vorzuschlagen, bei der eine Ansteuerung des Nockenwellen- verstellers unter Verwendung einer dem Nockenwellenversteller zugeordneten Steuereinheit unter besonderer BerücksichtigungThe invention has for its object to provide a device with a camshaft adjuster, in which a control of the camshaft adjuster using a camshaft adjuster associated with the control unit with special consideration
der bestehenden Signalverbindungen, - des Bauaufwands für die Steuereinheit, der Nutzung vorhandener Bauelemente und/oder den Bauraumanforderungenthe existing signal connections, - the construction cost for the control unit, the use of existing components and / or the space requirements
erfolgt.he follows.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is solved by the features of independent claim 1.
Die Idealanforderung an einen Nockenwellenversteller ist die exakte Einhaltung des Sollwinkelverlaufs. In der Realität kommt es zu Abweichungen zwischen einem Soll-Winkelverlauf und einem Ist-Winkelverlauf. Zur Minimierung dieser Abweichung werden Regelungen eingesetzt, die auf einer hochdynami- sehen Erfassung von Positionsinformationen basieren. Neben den Signalen des Kurbelwellensensors und der Signale des oder der Nockenwellensensoren wird auch die Positionsinformation ausgewertet, die zur elektronischen Kommutierung eines bürstenlosen Stellmotors benötigt wird. Dieses kann sowohl sensorbasiert als auch sensorlos durch eine Software erfolgen. Hierfür sind ein oder mehrere Rechenprozessoren notwendig, welche kostenintensiv sind.The ideal requirement for a camshaft adjuster is exact compliance with the setpoint course. In reality, there are deviations between a desired angular course and an actual angular course. To minimize this deviation, regulations are used that are based on a highly dynamic detection of position information. In addition to the signals of the crankshaft sensor and the signals of the camshaft or the sensors and the position information is evaluated, which is needed for electronic commutation of a brushless servo motor. This can be done sensor-based as well as sensorless by a software. For this purpose, one or more arithmetic processors are necessary, which are costly.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass üblicherweise bei Kraftfahrzeugen einerseits ohnehin eine leistungsstarke Motorsteuerung vor- gesehen ist und andererseits zusätzlich Speicherelemente, Logikelemente, Prozessoren u. ä. im Bereich der dem Nockenwellenversteller zugeordneten Steuereinheit vorhanden sind, die zur Durchführung der Regelung des No- ckenwellenverstellers dienen.The present invention is based on the recognition that motor vehicles, on the one hand, have a high-performance motor control unit on the one hand anyway. seen and on the other hand additionally memory elements, logic elements, processors u. Ä. In the range of the camshaft adjuster associated control unit are present, which serve to carry out the control of the camshaft adjuster.
Auf Grundlage dieser Erkenntnis schlägt die Erfindung vor, Teilfunktionen der Steuereinheit von dieser zu dem zentralen Steuergerät zu verlagern. Hierdurch erfolgt eine multifunktionale Nutzung des zentralen Steuergeräts, welches neben der Nutzung für den Nockenwellenversteller beispielsweise einer Mo- torsteuerung und/oder einer Getriebesteuerung dienen kann.Based on this knowledge, the invention proposes to shift sub-functions of the control unit from this to the central control unit. This results in a multifunctional use of the central control unit, which can be used in addition to the use of the camshaft adjuster, for example, a motor control and / or a transmission control.
Erfindungsgemäß ist das zentrale Steuergerät derart konfiguriert, dass, unter Auswertung von dem zentralen Steuergerät vorliegenden Signalen und Betriebsgrößen, in dem Steuergerät ein Stellsignal ermittelt werden kann. Das Stellsignal korreliert mit einer gewünschten Position des Nockenwellenverstel- lers. Unter gewünschter Position wird in diesem Zusammenhang jede mögliche verallgemeinerte Koordinate des Nockenwellenverstellers oder eines Antriebselements desselben verstanden, beispielsweise ein Drehwinkel, eine Drehzahl, eine Drehrichtung, eine Beaufschlagung eines Stellelements o. ä., verstanden. Dieses bedeutet, dass die zur Ermittlung des Stellsignals erforderlichen Bauelemente und/oder Steuerungs- oder Regelungsalgorithmen in der dem Nockenwellenversteller zugeordneten Steuereinheit entfallen können, wodurch der Bauaufwand und die Kosten für die Steuereinheit und damit den Nockenwellenversteller sinken. Demgemäß reicht es aus, wenn die Steuereinheit ge- eignet zur Umsetzung des Stellsignals in eine Stellbewegung des Nockenwellenverstellers ausgebildet ist, wobei selbstverständlich auch zusätzliche Funktionen in der Steuereinheit berücksichtigt sein können. Beispielsweise verfügt die Steuereinheit lediglich über eine Versorgungseinheit, eine Steuerungs- /Kommutierungs-Logik und eine Leistungselektronik. Des Weiteren kann eine Sensoreinrichtung mit geeigneter Versorgung, insbesondere Hall-Sensoren, in der Steuereinheit berücksichtigt sein.According to the invention, the central control unit is configured in such a way that an actuating signal can be determined in the control unit by evaluating signals and operating variables present by the central control unit. The actuating signal correlates with a desired position of the camshaft adjuster. In this context, the term "desired position" means any possible generalized coordinate of the camshaft adjuster or a drive element thereof, for example a rotational angle, a rotational speed, a rotational direction, an actuation of an actuating element or the like. This means that the components required for determining the actuating signal and / or control or regulation algorithms can be omitted in the control unit associated with the camshaft adjuster, whereby the construction costs and the costs for the control unit and thus the camshaft adjuster decrease. Accordingly, it is sufficient for the control unit to be suitable for converting the actuating signal into an adjusting movement of the camshaft adjuster, whereby, of course, additional functions may also be taken into account in the control unit. For example, the control unit has only one supply unit, a control / commutation logic and power electronics. Furthermore, a sensor device with suitable supply, in particular Hall sensors, can be taken into account in the control unit.
Weiterhin macht sich die Erfindung zunutze, dass eine Vielzahl von Signalen, insbesondere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, Umgebungsparameter, Leistungsstellsignale des Fahrers und/oder Überwachungssignale, ohnehin im Bereich des zentralen Steuergerätes vorliegen, so dass diese nicht unnötigerweise der Steuereinheit des Nockenwellenverstellers zugeführt werden müssen. Hierdurch können u. U. Leitungen und Verbindungen, die störanfällig und montageaufwendig sind, eingespart werden. Für den Fall, dass in der Steuereinheit besondere, zur Ermittlung des Stellsignals benötigte Signale vorliegen, beispielsweise die Messsignale von Sensoren für die Stellbewegung des Nockenwellenverstellers, können diese von der Steuereinheit des No- ckenwellenverstellers dem zentralen Steuergerät zugeführt werden.Furthermore, the invention makes use of the fact that a large number of signals, In particular, operating parameters of the internal combustion engine, environmental parameters, power control signals of the driver and / or monitoring signals, anyway in the range of the central control unit so that they do not need to be unnecessarily fed to the control unit of the camshaft adjuster. This can u. U. lines and connections that are prone to failure and installation consuming, can be saved. In the event that there are special signals required for determining the actuating signal in the control unit, for example the measuring signals from sensors for the adjusting movement of the camshaft adjuster, these can be supplied by the control unit of the camshaft adjuster to the central control unit.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich u. U. eine Kostenverlagerung von der Steuereinheit weg zu dem zentralen Steuergerät. Weiterhin kann sich infolge der günstigeren Infrastruktur in dem zentralen Steuergerät eine Kostensenkung ergeben. Weiterhin kann erfindungsgemäß die Dokumen- tierbarkeit von eventuell auftretenden Systemfehlern verbessert werden, da mit den Systemfehlern korrelierende Signale mit allen relevanten Fehlerdaten in dem zentralen Steuergerät gespeichert werden können. Darüber hinaus kann der Wirkungsgrad der Vorrichtung erhöht werden, wenn die Leistungselektronik in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem elektrischen Stellmotor angeordnet wird. Dies ist einer Reduzierung von elektromagnetischen Störungen (verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit) und in einem Wegfall von Leistungsverlusten an den Zuleitungen und Steckverbindungen zwischen Leistungselektronik und elektrischem Stellmotor begründet. Da erfindungsgemäß Kabellei- tungen und Steckverbindungen entfallen können und u. U. die Größe eines Gehäuses des Nockenwellenverstellers und/oder der Steuereinheit verringert werden kann, ergibt sich erfindungsgemäß auch ein verringertes Gewicht. Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist zu nennen, dass u. U. temperatursensible elektrische Bauelemente zur Regelung des Stellsig- nals von der Brennkraftmaschine, die hohe Temperaturen erzeugt, weg verlagert werden. Ebenfalls kann die Zahl störanfälliger Steckverbindungen reduziert werden, wodurch eine weitere Reduzierung von Fehlerquellen gegeben ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Nockenwellenversteller als elektrischer Nockenwellenversteller ausgebildet, so dass das elektrische Stellsignal nicht in eine hydraulische Stellgröße umgewandelt werden muss, sondern das elektrische Stellsignal ohne einen Wechsel des "Mediums" in elektrische Signale umgewandelt werden kann, mit denen der elektrische Nockenwellenversteller elektrisch beaufschlagt wird. Hierzu weist die Steuereinheit Steuerelemente auf, die so konfiguriert sind, dass die elektrischen Signale eine Stellbewegung des Nockenwellenverstellers in die gewünschte Position des Nockenwellenverstellers verursachen. Zwischen dem zentralen Steuergerät und der Steuereinheit ist eine Signalverbindung vorgesehen, über welche zumindest das Stellsignal von dem zentralen Steuergerät an die Steuereinheit übertragen wird - die ergänzende Übertragung von weiteren Signalen in beide Richtungen ist ebenfalls möglich. Nach einer u. U. voneinander entfernten Montage des zentralen Steuergeräts einerseits und des Nockenwellenverstellers andererseits (und der diesem zugeordneten Steuereinheit) muss erfindungsgemäß lediglich eine Signalverbindung zwischen dem Steuergerät und der Steuereinheit hergestellt werden, wobei hierfür eine separate, zusätzliche Signalverbindung verwendet werden kann oder eine ohnehin in dem Kraftfahrzeug vorgesehene Signalverbindung wie beispielsweise ein Bussystem, welches damit ebenfalls multifunktional genutzt werden kann.The inventive design results in u. U. a cost shift from the control unit away to the central control unit. Furthermore, as a result of the more favorable infrastructure in the central control unit, a cost reduction can result. Furthermore, according to the invention, the documentability of possible system errors can be improved since signals correlating with the system errors can be stored in the central control unit with all relevant error data. In addition, the efficiency of the device can be increased if the power electronics are arranged in the immediate vicinity of the electric servomotor. This is due to a reduction of electromagnetic interference (improved electromagnetic compatibility) and in a loss of power losses at the leads and connectors between power electronics and electric servomotor. Since cable lines and plug connections according to the invention can be dispensed with and u. U. the size of a housing of the camshaft adjuster and / or the control unit can be reduced, according to the invention also results in a reduced weight. Another advantage of the embodiment of the invention is to call that u. U. temperature-sensitive electrical components for controlling the Stellellsig- signal from the internal combustion engine, which generates high temperatures, are shifted away. Also, the number of interference-prone connectors can be reduced, which is given a further reduction of error sources. According to a preferred embodiment of the device according to the invention the camshaft adjuster is designed as an electric camshaft adjuster, so that the electrical control signal does not have to be converted into a hydraulic manipulated variable, but the electrical control signal can be converted into electrical signals without a change of the "medium", with which electric camshaft adjuster is electrically applied. For this purpose, the control unit on controls that are configured so that the electrical signals cause an adjustment movement of the camshaft adjuster in the desired position of the camshaft adjuster. Between the central control unit and the control unit, a signal connection is provided, via which at least the control signal is transmitted from the central control unit to the control unit - the supplementary transmission of further signals in both directions is also possible. After a u. U. remote installation of the central controller on the one hand and the camshaft adjuster on the other hand (and the associated control unit) according to the invention, only a signal connection between the controller and the control unit must be made, for this purpose, a separate, additional signal connection can be used or anyway in the vehicle provided signal connection such as a bus system, which thus can also be used multifunctional.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das zentrale Steuergerät mit der Steuereinheit über mehrere separate Leitungen verbunden, über die Positions- und/oder Drehzahlinformationen von mehreren Sensoren eines Nockenwellenverstellers übertragen werden. Eine derartige Ausgestaltung findet beispielsweise Einsatz, wenn für die Erfassung der Positions- und/oder Drehzahlinformation Hall-Sensoren eingesetzt werden. Für mehrphasige bürstenlose Elekt- romotoren, bei denen die Zahl der Hall-Sensoren mit der Zahl der Phasen des Elektromotors korreliert, erfolgt die Übertragung des Signals jedes Hall- Sensors über eine separate Leitung. Beispielsweise sind somit für einen vier- phasigen Motor vier Leitungen erforderlich. Bei den übertragenen Positions- oder Drehzahlinformationen kann es sich insbesondere um solche von einem, zwei oder für V-Motoren vier Nockenwellen- versteller(n) handeln. Da Stellmotoren im Zusammenhang mit Nockenwellen- verstellern Drehzahlen von bis zu 10.000 Umdrehungen pro Minute aufweisen und beispielsweise pro Umdrehung eines Nockenwellenverstellers 42 Sensorbzw. Sensorlesssignale verarbeitet werden müssen (bei einem bürstenlosen Wechselstrommotor mit sieben Polpaaren), bietet sich eine Leitungsverbindung mit separaten Leitungen für jede einzelne Hall-Sensorinformation an.According to one embodiment of the invention, the central control unit is connected to the control unit via a plurality of separate lines, are transmitted via the position and / or speed information from multiple sensors of a camshaft adjuster. Such a configuration is used, for example, when Hall sensors are used to acquire the position and / or speed information. For multi-phase brushless electric motors, where the number of Hall sensors correlates with the number of phases of the electric motor, the signal of each Hall sensor is transmitted via a separate line. For example, four lines are thus required for a four-phase motor. The transmitted position or rotational speed information may be, in particular, those of one, two or, for V-type engines, four camshaft adjuster (s). Since actuators in conjunction with camshaft adjusters have speeds of up to 10,000 revolutions per minute and, for example, per revolution of a camshaft adjuster 42 Sensorbzw. Sensorless signals must be processed (in a brushless AC motor with seven pole pairs), offers a line connection with separate lines for each Hall sensor information.
Für eine alternative Ausgestaltung der Erfindung erfolgt zur Reduzierung des Systemaufwands eine Zusammenfassung mehrerer Leitungen. Eine Variante der Erfindung besteht darin, dass die Signale mehrerer Sensoren eines Nockenwellenverstellers zusammengefasst werden und über eine Leitung ge- schickt werden. Dies ist u. U. möglich, da Schaltpunkte der einzelnen Sensoren versetzt zueinander liegen. Dies kann allerdings bedeuten, dass eine Richtungsinformation des Signals verloren geht. Aus diesem Grund wird in der Steuereinheit auf Grundlage der einzelnen Sensoren des Nockenwellenverstellers ein Richtungssignal ermittelt, welches, neben den über eine Leitung ge- sendeten, zusammengefassten Sensorsignalen, über eine zweite, separate Leitung an das zentrale Steuergerät übertragen wird. Unabhängig von der Zahl der Phasen des Motors sind somit lediglich zwei Leitungen zwischen Nocken- wellenversteller bzw. Steuereinheit und zentralem Steuergerät erforderlich - für einen dreiphasigen Motor bedeutet dies eine Reduzierung der Zahl der Leitun- gen von drei Leitungen für die jeder Phase zugeordneten Sensoren auf zwei Leitungen für das zusammengefasste Signal und das Richtungssignal.For an alternative embodiment of the invention takes place to reduce the system overhead a summary of multiple lines. A variant of the invention is that the signals of several sensors of a camshaft adjuster are combined and sent via a line. This is u. U. possible because switching points of the individual sensors offset from each other. However, this may mean that a directional information of the signal is lost. For this reason, a direction signal is determined in the control unit on the basis of the individual sensors of the camshaft adjuster which, in addition to the combined sensor signals sent via a line, is transmitted to the central control unit via a second, separate line. Thus, regardless of the number of phases of the engine, only two lines are required between the phaser or control unit and the central control unit-for a three-phase motor this means a reduction in the number of lines from three lines for the sensors assigned to each phase to two Lines for the combined signal and the direction signal.
Eine weitere Vereinfachung kann erfindungsgemäß dadurch herbeigeführt werden, dass Drehwinkel-, Drehzahl- und Drehrichtungsinformationen von zwei oder mehreren Nockenwellenverstellern gemeinsam auf die vorgenannten zwei Leitungen gelegt werden. Hierzu kann beispielsweise eine Kodierung der Signale in der Steuereinheit erfolgen, wofür die an sich bekannten Verfahren, beispielsweise eine Amplitudenmodulation, eingesetzt werden können. Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt ein Austausch von Signalen zwischen dem zentralen Steuergerät und der Steuereinheit über ein Bussystem. Derartige Bussysteme zeichnen sich durch eine ausreichend große Übertragungsbandbreite und geringe Latenzzeitschwankungen aus. Die Anforderungen an die Dynamik des Regelungskreises bestimmen hierbei die geeigneten Bussysteme. Bei geringen Anforderungen reichen weiche Echtzeit- Bussysteme, wie beispielsweise ein CAN-Bussystem, welches exklusiv genutzt werden kann oder alternativ als ein "Shared-Medium", aus. Bei hochdynami- sehen Regelungsvorgängen sind harte Echtzeit-Bussysteme vorzuziehen. Mit fortschreitendem Einsatz von X-by-Wire-Technologien werden diese vermehrt in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Beispiele für einsetzbare Bussysteme sind TTCAN, FlexRay und TTP/C. Diese Bussysteme zeichnen sich auch durch ein deterministisches Verhalten aus. Vorzugsweise ist der zugeordnete Bus- Controller direkt im Mikroprozessor oder in der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung der Steuereinheit des Nockenwellenverstellers integriert. Mischformen zu den beschriebenen Formen sind ebenfalls denkbar.A further simplification can be brought about according to the invention in that rotational angle, rotational speed and rotational direction information of two or more camshaft adjusters are placed together on the aforementioned two lines. For this purpose, for example, be carried out a coding of the signals in the control unit, for which the known methods, such as an amplitude modulation, can be used. According to a development of the invention, signals are exchanged between the central control unit and the control unit via a bus system. Such bus systems are characterized by a sufficiently large transmission bandwidth and low latency fluctuations. The requirements for the dynamics of the control loop determine the appropriate bus systems. For low requirements, soft real-time bus systems, such as a CAN bus system, which can be used exclusively or alternatively as a "shared medium", suffice. For highly dynamic control processes, hard real-time bus systems are to be preferred. As X-by-Wire technologies continue to evolve, they will increasingly be used in automobiles. Examples of applicable bus systems are TTCAN, FlexRay and TTP / C. These bus systems are also characterized by a deterministic behavior. Preferably, the associated bus controller is integrated directly in the microprocessor or in the application-specific integrated circuit of the control unit of the camshaft adjuster. Mixed forms to the described forms are also conceivable.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung beinhaltet das in dem zentra- len Steuergerät erzeugte Stellsignal ein Position- und/oder Drehzahlsignal sowie ein Drehrichtungssignal, welche über separate Leitungen übertragen werden. Das Positions- und/oder Drehzahlsignal kann beispielsweise pulsweiten- moduliert übertragen werden und ist insbesondere proportional zur Leerlaufdrehzahl des Elektromotors.According to a further proposal of the invention, the control signal generated in the central control unit includes a position and / or speed signal and a direction of rotation signal, which are transmitted via separate lines. The position and / or speed signal can be transmitted, for example pulse-width modulated and is particularly proportional to the idle speed of the electric motor.
Allerdings ist es ebenfalls möglich, dass das Positions- und/oder Drehzahlsignal und das Drehrichtungssignal über eine gemeinsame Leitung übertragen werden. Hierzu kann das Drehrichtungssignal dem Drehzahlsignal aufkodiert werden. Beispielsweise erfolgt eine derartige Kodierung über das Tastverhält- nis. Vorzugsweise entspricht ein Tastverhältnis zwischen 0 % und 50 % einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn, während ein Tastverhältnis zwischen 51 % und 100 % einer Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn entspricht. Das Tastverhältnis 0 % sowie 100 % entspricht hierbei der maximalen Motordrehzahl. Erfindungsgemäß kann die Diagnose verbessert werden, wenn über eine Leitung oder ein Bussystem ein Signalaustausch zwischen dem zentralen Steuergerät und der Steuereinheit für Diagnosefunktionalitäten erfolgt.However, it is also possible that the position and / or speed signal and the direction of rotation signal are transmitted via a common line. For this purpose, the direction of rotation signal can be encoded to the speed signal. For example, such a coding takes place via the duty cycle. Preferably, a duty cycle between 0% and 50% corresponds to a clockwise rotation while a duty cycle between 51% and 100% corresponds to a counterclockwise rotation. The duty cycle 0% and 100% corresponds to the maximum engine speed. According to the invention, the diagnosis can be improved if a signal exchange takes place between the central control unit and the control unit for diagnostic functionalities via a line or a bus system.
Anstelle des Einsatzes von Hall-Sensoren oder anderen sensorlosen Erfassungen von Bewegungszuständen des Nockenwellenverstellers ist auch eine Erfassung von Positionsinformationen des Rotors eines in dem Nockenwellen- versteller eingesetzten Elektromotors über eine separate Sensorik möglich. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen optischen Sensor mit Schlitzscheibe oder einen Encoder. Der Vorteil derartiger Ausgestaltungen liegt darin, dass u. U. eine Leitung zur Übermittlung des Positionssignals zu dem zentralen Steuergerät ausreicht.Instead of using Hall sensors or other sensorless detections of states of motion of the camshaft adjuster, it is also possible to detect position information of the rotor of an electric motor used in the camshaft adjuster via a separate sensor system. This is, for example, an optical sensor with a slotted disk or an encoder. The advantage of such embodiments is that u. U. a line sufficient for the transmission of the position signal to the central control unit.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Weitere Merkmale sind der Zeichnung, insbesondere den dargestellten Geometrien der Bauteile, den relativen Abmessungen mehrerer dargestellter Maße gleicher oder unterschiedlicher Bauteile, der relativen Anordnung der Bauteile zueinander und deren Wirkverbindungen miteinander, zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher in verschiedenen Figuren dargestellter Ausgestaltungen, Merkmalen unterschiedlicher Ansprüche abweichend zu den gewählten Rückbeziehungen und von Merkmalen der Patentansprüche mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Beschreibung ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt.Advantageous developments emerge from the subclaims, the description and the drawings. Further features of the drawing, in particular the illustrated geometries of the components, the relative dimensions of several illustrated dimensions of the same or different components, the relative arrangement of the components to each other and their operative connections with each other, refer. The combination of features of different embodiments shown in different figures, features of different claims different from the selected relationships and features of the claims with single or multiple features of the description is also possible and is hereby stimulated.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:Preferred embodiments of the device according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows:
Figur 1 eine Vorrichtung mit einer Steuereinheit, in der die Stellsignale für mehrere Nockenwellenversteller durch eine Regelung ermittelt wird;Figure 1 shows a device with a control unit in which determines the control signals for several camshaft adjuster by a scheme becomes;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, in der eine Regelung des Stellsignals für mindestens einen Nockenwellenversteller über ein zentrales Steuergerät erfolgt; undFigure 2 shows an inventive device in which a control of the control signal for at least one camshaft adjuster via a central control unit takes place; and
Figur 3 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Signalverbindung zwischen einer Steuereinheit und einem zentralen Steuergerät über ein Bussystem erfolgt.Figure 3 shows another device according to the invention, in which the signal connection between a control unit and a central control unit via a bus system.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In den folgenden Figuren mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind Bauelemente mit entsprechender Funktion oder entsprechen- dem Aufbau mit gleichem Bezugszeichen versehen, wobei Bauelemente gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Buchstaben a und Bauelemente gemäß dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Buchstaben b gekennzeichnet sind.In the following figures with different embodiments of the invention, components with a corresponding function or corresponding structure are provided with the same reference character, wherein components according to the embodiment shown in Figure 2 with the letter a and components according to the embodiment shown in Figure 3 with the letter b Marked are.
Die Figuren zeigen eine Topologie zur elektrischen Ansteuerung von mindestens einem Nockenwellenversteller 1 , 2, mit dem die Winkelbeziehung zwischen einer Nockenwelle 3, 4 und einer Kurbelwelle 5 mit einem Schwungrad 6 veränderbar ist. Als Nockenwellenversteller 1 , 2 können Nockenwellenversteller eines beliebigen Typs Einsatz finden. Im Folgenden wird zur Vereinfachung auf einen Nockenwellenversteller Bezug genommen, bei dem das Stellaggregat des Nockenwellenverstellers als mehrphasiger bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet ist. Der Nockenwellenversteller 1 , 2 steht über Leitungen 7, 8, 9 in Signalverbindung mit einer Steuereinheit 10. Die Leitungen 7, 8, 9 können dazu dienen:The figures show a topology for the electrical control of at least one camshaft adjuster 1, 2, with which the angular relationship between a camshaft 3, 4 and a crankshaft 5 with a flywheel 6 is variable. As camshaft adjuster 1, 2 camshaft adjuster of any type can be used. In the following, reference will be made to a camshaft adjuster for simplicity, in which the adjusting unit of the camshaft adjuster is designed as a multi-phase brushless DC motor. The camshaft adjuster 1, 2 is connected via lines 7, 8, 9 in signal communication with a control unit 10. The lines 7, 8, 9 can serve:
a) den Nockenwellenversteller 1, 2 mit unterschiedlichen Phasen der elektrischen Leistung zu versorgen, b) Sensorsignale von einem Sensor des Nockenwellenverstellers, insbesondere einem Hall-Sensor, an die Steuereinheit 10 zu übertragen und/odera) to supply the camshaft adjuster 1, 2 with different phases of the electrical power, b) to transmit sensor signals from a sensor of the camshaft adjuster, in particular a Hall sensor, to the control unit 10 and / or
c) eine Grund-Spannungsversorgung für einen Sensor des Nockenwellenverstellers 1 , 2 zur Verfügung zu stellen.c) provide a basic power supply for a sensor of the camshaft adjuster 1, 2 available.
Die Steuereinheit 10 steht weiterhin in Signalverbindung mit einem Bussystem 11 (CAN) sowie Klemmen 12-14 (Bezeichnung im Fahrzeug: "Klemme 15", "Klemme 30", "Klemme 31 "). Die Nockenwellen 3, 4 besitzen jeweils ein Geberrad 15, welches mit einem Sensor 16 zusammenwirkt, sowie ein Mehrfingergeberrad 17, welches mit einem Sensor 18 zusammenwirkt. Das Messsignal des Sensors 15 wird einem zentralen oder weiteren Steuergerät 19 zugeführt, welches beispielsweise Steuerungsfunktionen für die Brennkraftmaschine und/oder das Fahrzeuggetriebe übernimmt und ggf. weitere Funktionen beinhaltet. Im Bereich eines Zahnkranzes des Schwungrads 6 erfasst ein Sensor 20 ein Kurbelwellensignal. Die Signale der Sensoren 16, 20 können durch das zentrale Steuergerät 19 zur Steuereinheit 10 durchgeschleift sein. Sofern alle erforderlichen Signale und Größen in der Steuereinheit 10 vorliegen, erfolgt für diese Ausgestaltung eine Ermittlung des Stellsignals für die Nockenwellenvers- teller 1 , 2 im Bereich der Steuereinheit 10.The control unit 10 is further in signal communication with a bus system 11 (CAN) and terminals 12-14 (designation in the vehicle: "terminal 15", "terminal 30", "terminal 31"). The camshafts 3, 4 each have a transmitter wheel 15, which cooperates with a sensor 16, and a Mehrfingergeberrad 17, which cooperates with a sensor 18. The measuring signal of the sensor 15 is fed to a central or further control unit 19, which takes over, for example, control functions for the internal combustion engine and / or the vehicle transmission and possibly includes further functions. In the region of a ring gear of the flywheel 6, a sensor 20 detects a crankshaft signal. The signals of the sensors 16, 20 may be looped through the central control unit 19 to the control unit 10. If all required signals and variables are present in the control unit 10, a determination of the actuating signal for the camshaft adjusters 1, 2 in the area of the control unit 10 is carried out for this embodiment.
Eine abweichende Topologie ist in Figur 2 dargestellt. Dem zentralen Steuergerät 19a werden Signale 21 , 22, insbesondere eines Sensors 20 einer Kur- belwelle und/oder eines einer Nockenwelle zugeordneten Sensors 16, 18, und/oder Signale zur Erfassung weiterer Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, von Umgebungsparametern und/oder einer Leistungsanforderung des Fahrers zugeführt. Weitere Signale können von dem zentralen Steuergerät 19a über das Bussystem 11a empfangen und gesendet werden. In dem zentralen Steuergerät 19a ist des Weiteren ein Kennfeld 23 abgelegt. Aus dem Kennfeld 23 kann aus vorliegenden Signalen 21 , 22 und weiteren Größen mindestens eine Regelungsgröße 24 bestimmt werden, bei der es sich beispielsweise um einen Soll-Winkel, eine Winkeländerung, eine Winkelgeschwindigkeit, einen Grenzwert, einen Regelungsparameter o. ä. handelt.A different topology is shown in FIG. The central control unit 19a signals 21, 22, in particular a sensor 20 of a crankshaft and / or a camshaft associated sensor 16, 18, and / or signals for detecting further operating variables of the internal combustion engine, environmental parameters and / or a power requirement of the driver fed. Other signals may be received and transmitted by the central controller 19a via the bus system 11a. In the central control unit 19a further a map 23 is stored. From the map 23, at least one control variable 24 can be determined from available signals 21, 22 and other variables, which may be, for example, a desired angle, an angular change, an angular velocity, a Limit value, a control parameter or the like.
Des Weiteren ist in dem zentralen Steuergerät 19a eine Regelungseinheit 25 vorgesehen, welcher einerseits die Regelungsgröße 24 und andererseits eine Positionsinformation 26 eines Nockenwellenverstellers 1 , 2 zugeführt wird. Bei der Positionsinformation handelt es sich insbesondere um einen Drehwinkel, eine Winkelgeschwindigkeit und/oder eine Drehrichtung. Die Positionsinformation kann ebenfalls kodierte Daten beinhalten. In der Regelungseinheit 25 ist ein Regelungsalgorithmus 27 abgelegt, der im Wesentlichen den bekannten Regelungsalgorithmen für Nockenwellenversteller entspricht. Mittels der Regelung 25 wird ein Stellsignal 28 ermittelt.Furthermore, in the central control unit 19a, a control unit 25 is provided, which on the one hand, the control variable 24 and on the other hand, a position information 26 of a camshaft adjuster 1, 2 is supplied. The position information is in particular a rotation angle, an angular velocity and / or a direction of rotation. The position information may also include encoded data. In the control unit 25, a control algorithm 27 is stored, which essentially corresponds to the known control algorithms for camshaft adjuster. By means of the control 25, a control signal 28 is determined.
Die Steuereinheit 10a besitzt eine Versorgungseinheit 29 zur Versorgung der beteiligten Bauelemente mit elektrischer Leistung. Die Versorgungseinheit 29 wird von der Batterie des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Leistung versorgt. Die Versorgungseinheit 29 versorgt eine Steuerungs-/Kommutierungslogik 30 sowie eine Leistungselektronik 31 mit elektrischer Leistung. Aus dem Stellsignal wird mittels der Steuerungs-Kommutierungslogik 30 und der Leistungselektronik 31 die Ansteuerung des elektrischen Stellmotors 32 erzeugt, hier eine Lei- tung 33 mit der Phase U, eine Leitung 34 mit der Phase V und eine Leitung 35 mit der Phase W.The control unit 10a has a supply unit 29 for supplying the components involved with electrical power. The supply unit 29 is supplied by the battery of the motor vehicle with electric power. The supply unit 29 supplies a control / commutation logic 30 and a power electronics 31 with electrical power. From the control signal, the control of the electrical servomotor 32 is generated by means of the control commutation logic 30 and the power electronics 31, here a line 33 with the phase U, a line 34 with the phase V and a line 35 with the phase W.
Im Bereich des Stellmotors 32 sind Hall-Sensoren 36, 37, 38 vorgesehen, die von der Versorgungseinheit 29 mit einer elektrischen Versorgung versehen werden und deren Ausgangssignale der Steuerungs-Kommutierungslogik über einen Signalspfad, eine Leitung 39 oder mehrere Leitungen zugeführt werden. Die Signale der Hall-Sensoren 36, 37, 38 werden unmittelbar oder mittelbar unter Umrechnung, Überlagerung und/oder Kodierung als Positionsinformation 26 an das zentrale Steuergerät 19a übergeben.Hall sensors 36, 37, 38 are provided in the region of the servomotor 32, which are provided by the supply unit 29 with an electrical supply and whose output signals are fed to the control commutation logic via a signal path, a line 39 or several lines. The signals of the Hall sensors 36, 37, 38 are transferred directly or indirectly under conversion, superimposition and / or coding as position information 26 to the central control unit 19a.
Gemäß Figur 2 erfolgt über geeignete Schnittstellen und zwischengeschaltete Signalverbindungen ein Austausch von Informationen zwischen der Steuereinheit 10a und dem zentralen Steuergerät 19a in Form der Positionsinformatio- nen 26 und des Stellsignals 28. Zusätzlich können von der Steuereinheit 10a Diagnosefunktionssignale 40 an das zentrale Steuergerät 19a übertragen werden.According to FIG. 2, an exchange of information takes place between the control unit 10a and the central control unit 19a in the form of the position information via suitable interfaces and intermediate signal connections. In addition, the control unit 10a can transmit diagnostic function signals 40 to the central control unit 19a.
Vorzugsweise ist eine Steuereinheit 10a sowie ein Nockenwellenverstellermo- dul 41 vorgesehen, wobei, wie in Figur 2 dargestellt, die Versorgungseinheit 29, die Steuerungs-Kommutierungslogik 30 und die Leistungselektronik 31 in der Steuereinheit 10a vorgesehen sind, während der elektrische Stellmotor 32 und die Hall-Sensoren 36-38 in dem Nockenwellenverstellermodul 41 ange- ordnet sind. Die Steuereinheit 10a und das Nockenwellenverstellermodul 41 kommunizieren über eine Versorgungsleitung zwischen Versorgungseinheit 29 und den Hall-Sensoren 36-38, die Leitungen 39 sowie die Leitungen 33-35 miteinander. Die Steuereinheit 10a und das Nockenwellenverstellermodul 41 können in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein oder aber in sepa- raten Gehäusen, die vorzugsweise aneinander montiert sind.Preferably, a control unit 10a and a camshaft adjuster module 41 are provided, wherein, as shown in FIG. 2, the supply unit 29, the control commutation logic 30 and the power electronics 31 are provided in the control unit 10a, while the electric servomotor 32 and the reverberation Sensors 36-38 are arranged in the camshaft adjuster module 41. The control unit 10a and the camshaft adjuster module 41 communicate with each other via a supply line between the supply unit 29 and the Hall sensors 36-38, the lines 39 and the lines 33-35. The control unit 10a and the camshaft adjuster module 41 may be housed in a common housing or in separate housings, which are preferably mounted on each other.
Abweichend zu der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform werden gemäß Fig. 3 das oder die Diagnosefunktionssignal(e) 40 oder -informationen, das Stellsignal 28 und die Positionsinformation 26 nicht über separate Leitungen zwischen dem zentralen Steuergerät 19b und der Steuereinheit 10a übertragen, sondern über das Bussystem 11 b. In contrast to the embodiment shown in FIG. 2, the diagnostic function signal (s) 40 or information, the actuating signal 28 and the position information 26 are not transmitted via separate lines between the central control unit 19b and the control unit 10a, but via the Bus system 11 b.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Nockenwellenversteller 31 Leistungselektronik1 Camshaft adjuster 31 Power electronics
2 Nocken wel I enve rstel I e r 32 Stellmotor2 cams Wel I enve rstel I e r 32 Actuator
3 Nockenwelle 33 Leitung3 camshaft 33 line
4 Nockenwelle 34 Leitung4 camshaft 34 line
5 Kurbelwelle 35 Leitung5 crankshaft 35 line
6 Schwungrad 36 Hall-Sensor6 flywheel 36 Hall sensor
7 Leitung 37 Hall-Sensor7 line 37 Hall sensor
8 Leitung 38 Hall-Sensor8 line 38 Hall sensor
9 Leitung 39 Leitung Positionsinformation9 line 39 line position information
10 Steuereinheit 40 Diagnosefunktionssignal(e)10 control unit 40 diagnostic function signal (s)
11 Bussystem 41 Nockenwellenverstellermodul11 Bus system 41 Camshaft adjuster module
12 Klemme12 clamp
13 Klemme13 clamp
14 Klemme14 clamp
15 Geberrad15 donor wheel
16 Sensor16 sensor
17 Mehrfingergeberrad17 multi-finger wheel
18 Sensor18 sensor
19 weiteres Steuergerät19 additional control unit
20 Sensor20 sensor
21 Signal21 signal
22 Signal22 signal
23 Kennfeld23 map
24 Regelungsgröße24 control variable
25 Regelungseinheit25 control unit
26 Positionsinformation26 position information
27 Regelungsalgorithmus27 control algorithm
28 Stellsignal28 control signal
29 Versorgungseinheit29 supply unit
30 Steuerungs-Kommutierungslogik 30 control commutation logic
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200510022714 DE102005022714A1 (en) | 2005-05-18 | 2005-05-18 | Device with an electric camshaft adjuster, a control unit and a central control unit |
| DE102005022714.7 | 2005-05-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2006122665A1 true WO2006122665A1 (en) | 2006-11-23 |
Family
ID=36699253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2006/004267 Ceased WO2006122665A1 (en) | 2005-05-18 | 2006-05-06 | Apparatus comprising an electric camshaft adjuster, a control unit, and a central control device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102005022714A1 (en) |
| WO (1) | WO2006122665A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008026041A2 (en) | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing system |
| CN109983690A (en) * | 2016-11-22 | 2019-07-05 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Method and circuit arrangement for determining the position of a rotor of an electric motor |
| DE102019118689A1 (en) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Internal combustion engine and method for operating an electromechanical camshaft adjuster |
| WO2024208390A1 (en) | 2023-04-03 | 2024-10-10 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for processing an electrical signal, and control device for a camshaft adjuster or internal combustion engine for carrying out the method |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7389177B2 (en) * | 2005-05-25 | 2008-06-17 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Signal transfer system for distributing engine position signals to multiple control modules |
| DE102006016650B4 (en) | 2006-04-08 | 2019-05-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Camshaft drive for an internal combustion engine |
| DE102015219335B3 (en) | 2015-10-07 | 2017-02-02 | Continental Automotive Gmbh | Method for controlling an internal combustion engine with a camshaft |
| DE102017114173A1 (en) | 2017-06-27 | 2018-12-27 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Control unit for an internal combustion engine |
| DE102019113300B3 (en) * | 2019-05-20 | 2020-07-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for operating an electromechanical camshaft adjuster |
| DE102021134044B3 (en) | 2021-12-21 | 2023-03-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144312A (en) * | 1997-04-16 | 2000-11-07 | Mc Micro Compact Car Ag | System of wire-bus net control devices with minimal rest current requirements |
| US6189981B1 (en) * | 1998-02-16 | 2001-02-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Brake system for a motor vehicle |
| DE10153847A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Daimler Chrysler Ag | Identification system for identical electronic modules in Controller Area Network system bus line architecture incorporates electronic module with voltage comparator |
| DE10259133A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh | Arrangement for adjusting the angle of rotation relationship between the camshaft and crankshaft |
| DE10323172A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Ina-Schaeffler Kg | Driver stage for a solenoid valve |
| DE10330872A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-01-27 | Ina-Schaeffler Kg | Camshaft to crankshaft displacement angle measurement device for a combustion engine comprises an electrical camshaft positioner based on a brushless direct current motor |
| US20050081808A1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-21 | Denso Corporation | Valve timing controller |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3619956A1 (en) * | 1986-06-13 | 1987-12-17 | Opel Adam Ag | DEVICE FOR THE AUTOMATIC TURNING ANGLE ADJUSTMENT OF A CAMSHAFT OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES |
| DE10020119A1 (en) * | 2000-04-22 | 2001-10-25 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Device for independent hydraulic adjustment of camshaft phase and axial positions has phase adjuster in form of rotation piston adjuster that also forms adjustment piston for camshaft |
| DE10156510A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-06-05 | Audi Ag | System to correct the deviation of an adjustable camshaft |
| JP2003328792A (en) * | 2002-05-10 | 2003-11-19 | Nissan Motor Co Ltd | Variable valve train for internal combustion engines |
| DE10229029A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine, control device for carrying out the method and internal combustion engine |
| DE10312840B4 (en) * | 2003-03-21 | 2016-03-24 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Adaptive controller and method for determining its parameters |
-
2005
- 2005-05-18 DE DE200510022714 patent/DE102005022714A1/en not_active Ceased
-
2006
- 2006-05-06 WO PCT/EP2006/004267 patent/WO2006122665A1/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144312A (en) * | 1997-04-16 | 2000-11-07 | Mc Micro Compact Car Ag | System of wire-bus net control devices with minimal rest current requirements |
| US6189981B1 (en) * | 1998-02-16 | 2001-02-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Brake system for a motor vehicle |
| DE10153847A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Daimler Chrysler Ag | Identification system for identical electronic modules in Controller Area Network system bus line architecture incorporates electronic module with voltage comparator |
| DE10259133A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-01 | Aft Atlas Fahrzeugtechnik Gmbh | Arrangement for adjusting the angle of rotation relationship between the camshaft and crankshaft |
| DE10323172A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Ina-Schaeffler Kg | Driver stage for a solenoid valve |
| DE10330872A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-01-27 | Ina-Schaeffler Kg | Camshaft to crankshaft displacement angle measurement device for a combustion engine comprises an electrical camshaft positioner based on a brushless direct current motor |
| US20050081808A1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-21 | Denso Corporation | Valve timing controller |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008026041A2 (en) | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing system |
| WO2008026041A3 (en) * | 2006-08-31 | 2008-05-02 | Toyota Motor Co Ltd | Variable valve timing system |
| US8020527B2 (en) | 2006-08-31 | 2011-09-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing system |
| CN109983690A (en) * | 2016-11-22 | 2019-07-05 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Method and circuit arrangement for determining the position of a rotor of an electric motor |
| DE102019118689A1 (en) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Internal combustion engine and method for operating an electromechanical camshaft adjuster |
| WO2021004574A1 (en) | 2019-07-10 | 2021-01-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Internal combustion engine and method for operating an electromechanical camshaft adjuster |
| US11821343B2 (en) | 2019-07-10 | 2023-11-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Internal combustion engine and method for operating an electromechanical camshaft adjuster |
| WO2024208390A1 (en) | 2023-04-03 | 2024-10-10 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for processing an electrical signal, and control device for a camshaft adjuster or internal combustion engine for carrying out the method |
| DE102023108400A1 (en) | 2023-04-03 | 2024-10-10 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for processing an electrical signal and control device for a camshaft adjuster or combustion engine for carrying out the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102005022714A1 (en) | 2006-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102017104015B4 (en) | Electronic control unit for engine control in an automobile, and system and method for engine management in an automobile | |
| DE3929798C2 (en) | ||
| DE102004059151B4 (en) | Control device for a generator of a motor vehicle with at least two communication ports | |
| DE10338211A1 (en) | Diagnostic strategy for an electric motor | |
| WO2002083474A2 (en) | Electronic control system, particularly for a vehicle brake system | |
| EP3515773B1 (en) | Electrohydraulic motor vehicle control device | |
| EP2903850B1 (en) | Active accelerator pedal | |
| WO2006039968A1 (en) | Camshaft adjuster | |
| WO2006122665A1 (en) | Apparatus comprising an electric camshaft adjuster, a control unit, and a central control device | |
| DE102012215042A1 (en) | Control device of electric rotary machine | |
| DE102021125112B3 (en) | Electric final drive train, control unit and computer program product | |
| DE102017119413A1 (en) | BRAKE-BY-WIRE SYSTEM | |
| DE102008057288A1 (en) | Control device for a motor and method for controlling the motor | |
| WO2023051855A1 (en) | Electric axle drive train, control unit, and computer programme product | |
| WO2019170341A1 (en) | Electric motor for operating switch elements for automatic transmission and system having electric motors of this kind | |
| WO2001062550A1 (en) | Device for carrying out control or regulation functions and a method for the control or regulation in a vehicle | |
| EP2862093B1 (en) | Sensor arrangement for an electric/electronic architecture and associated electric/electronic architecture for a vehicle | |
| EP1597641A1 (en) | Controller and control of a drive unit of a vehicle | |
| DE19518306B4 (en) | Device for controlling a number of mutually communicating actuators of a system | |
| EP1478087A2 (en) | Generator controller with a main and an auxilary controller | |
| DE102019110797A1 (en) | Method for controlling an electric motor with a parameter-adapted control | |
| EP1055547B1 (en) | Control system for the drive components of a railway vehicle | |
| DE102004014391A1 (en) | Distributed control of a steering system with communication network with time-triggered protocol | |
| WO2012152349A2 (en) | Drive control system for electric vehicles | |
| DE102010060278B4 (en) | Control device and actuator for the parking brake of a vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Country of ref document: DE |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: RU |
|
| WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Country of ref document: RU |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06742820 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |