EP1934454A1 - Device for controlling an internal combustion engine - Google Patents
Device for controlling an internal combustion engineInfo
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- EP1934454A1 EP1934454A1 EP06793269A EP06793269A EP1934454A1 EP 1934454 A1 EP1934454 A1 EP 1934454A1 EP 06793269 A EP06793269 A EP 06793269A EP 06793269 A EP06793269 A EP 06793269A EP 1934454 A1 EP1934454 A1 EP 1934454A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- internal combustion
- signals
- combustion engine
- camshaft
- angle sensor
- Prior art date
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- Withdrawn
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
-
- 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
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
-
- 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
- F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
- F02D2041/0092—Synchronisation of the cylinders at engine start
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/1012—Engine speed gradient
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
- F02D2400/02—Four-stroke combustion engines with electronic control
-
- 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
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Definitions
- the invention relates to a device for controlling an internal combustion engine according to the preamble of the independent claim.
- devices for controlling internal combustion engines in which signals are evaluated by sensors that measure operating conditions of the internal combustion engine. The sensor signals thus measured are used to determine control signals for the control of the internal combustion engine.
- control devices are already known in which an anti-theft device is provided which prevents the theft of a motor vehicle by replacing an engine control unit.
- identical control units are also used in different vehicles, some of which have no theft protection.
- the device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that with simple means, a coupling of the control unit and sensors of the relevant internal combustion engine is achieved. It can be prevented so that an engine control unit is replaced by a vehicle without anti-theft device against an engine control unit of a vehicle with anti-theft device.
- the device for controlling can be designed to be particularly simple if the check is carried out on the basis of properties of the sensor signals, which is not important for the determination of the control signals. It can then for different types of devices for controlling an internal combustion engine, the same software be used to determine the control signals. Particularly suitable is the evaluation of signals of Kurbelwellenwmkelsensoren or camshaft angle sensors, since these sensors receive signals from corresponding encoder discs, which are connected to the corresponding shafts. These encoder disks can only be replaced with considerable effort in an internal combustion engine.
- a simple way to ensure the verifiability of the sensor signals between different control devices is a predetermined angular distance between the signals of the crankshaft and the camshaft.
- FIG. 1 shows a device for controlling an internal combustion engine, which evaluates signals of a crankshaft angle sensor and camshaft angle sensor,
- Figure 2 signals the crankshaft angle sensor and the camshaft angle sensor
- FIG. 3 shows a speed curve and signals of a camshaft angle sensor of an internal combustion engine.
- FIG. 1 shows schematically a device 1 for controlling an internal combustion engine, which is connected via connecting lines 2 with sensors 3 and 4.
- the crankshaft 11 and the camshaft 12 are shown schematically in FIG.
- the other components of the internal combustion engine are not relevant to the description of the invention and are therefore in the figure 1 also not shown in detail.
- These are conventional petrol or diesel-powered four-stroke gasoline engines, as are well known to those skilled in the art.
- a Kurbelwellengeberrad 21 is connected, which has a plurality of teeth 22. These teeth are arranged around the entire circumference of the encoder wheel 21 at the same distance, wherein at one point a tooth 22 is not present, so that there is a gap 23 is formed.
- the teeth 22 of the encoder wheel 21 move past the sensor 3. With each passing movement of a tooth 22 on the sensor 3, a pulse is generated in the sensor 3, which is delivered through the line 2 to the control device 1. By evaluating these pulses, the control device 1 can close to the movement of the crankshaft 11.
- the camshaft 12 has a Nockenwellenge- berusion 25 on which a marker 26 is attached. When passing the mark 26 on the sensor 4, a pulse is generated, which is supplied through the line 2 of the controller 1. By this pulse, the control device 1 close to the rotation of the camshaft 12.
- the teeth 23 or the mark 26 are made of soft magnetic material and move past sensors 3, 4, which are designed either as inductive sensors or as Hall sensors. There are thus generated corresponding pulses which are supplied through the lines 2 of the control device 1.
- the encoder disks 21 and 25 are fixed to the respective shafts, d. H. the crankshaft 11 and the camshaft 12 is connected.
- a respectively fixed angle of the crankshaft 11 or camshaft 12 is marked.
- the control device 1 is informed, which position occupy the cylinder of the internal combustion engine in passing the gap 23 or mark 26.
- the signal of the sensor 3 ie of the crankshaft angle sensor
- the signal of the sensor 4 that is, the camshaft angle sensor
- the curves can be applied in the same way against the rotation angle of the internal combustion engine.
- the signal of the sensor 3 consists of a sequence of pulses which have the same distance from each other in FIG. 2a. This is the case when the internal combustion engine is rotating at a constant speed. It can be seen clearly that the absence of a signal caused by the gap 23. Also in the curve A, this gap is provided with the reference numeral 23 and the pulses of the teeth 22 with the reference numeral 22.
- the crankshaft 11 rotates twice as fast as the camshaft 12, so that it can be seen in the curve B that the pulse - A -
- the camshaft encoder disks 21 and 25 are designed and fastened to the corresponding shafts such that the signal of the marking 26 in the camshaft angle sensor 4 occurs precisely when a signal disappears in the crankshaft angle sensor 3 through the gap 23.
- the control of the internal combustion engine is now based essentially on the signal of the curve A because there is a very accurate speed information. Due to the double rotational speed of the crankshaft, however, it is not possible to judge, based on the signal of the curve A, in which working stroke the respective cylinder is located. For this purpose, it is therefore checked when the gap 23, whether the signal of the marker 26 is present or not. For the recognition of the respective power stroke of the internal combustion engine, it is not important whether the mark 26 falls exactly in the gap 23 or not or whether this signal is not offset one or two teeth relative to the gap 23 appears.
- Such an alternative signal curve, which is based on a correspondingly changed arrangement of the marking 26 on the encoder disk 25, is shown in FIG. 2c.
- the information as to whether the marker 26 appears during the gap 23 or offset at an earlier or later time may be used to differentiate internal combustion engines of different manufacturers and in particular to prevent an exchange of control devices between internal combustion engines of different types or vehicle manufacturers. This is particularly useful when ECUs are sold with the same functionality for the control of the internal combustion engine with different effort for an anti-theft device.
- a control unit is used, which is equipped with a relatively large effort for anti-theft device. In such a vehicle, it is possible for a thief only with great effort to put the engine into operation.
- vehicle type B a control unit that is the same as the functional scope is used, which also uses the same sensor signals. For vehicle type B, however, no anti-theft device is used.
- the device according to the invention can work with any type of sensor signals in order to carry out a check as to whether the sensor signals for the relevant internal combustion engine match the corresponding control unit.
- sensors are used that can not be easily replaced.
- the sensors for the crankshaft angle and the camshaft angle are therefore particularly suitable because these sensors require a corresponding Geberradular, which are fixedly connected to the crankshaft 11 and the camshaft 12.
- FIGS. 2d and 2e show further alternative embodiments of markings 26 on a camshaft sensor wheel 25, which can also be used to check whether the control device is used for a correspondingly provided internal combustion engine.
- FIG. 2d shows a signal sequence in the case of a sensor wheel, which has a marking 26 as in the curve according to FIG. 2b.
- a further mark 33 is provided, which is arranged on the camshaft after the marking 26.
- a donor wheel would thus be used, producing a signal sequence according to FIG. 2b.
- a transmitter wheel would be used, which generates a signal sequence according to FIG. 2d.
- a query routine would be provided which checks for the mark 26, whether a signal corresponding to the marker 33 is carried out. If this signal does not appear on the marker 23, the controller determines that although it is intended for use with a type B internal combustion engine for operating a type A internal combustion engine, it would adjust the generation of control signals accordingly.
- FIG. 2e a further signal sequence of a camshaft encoder board 25 is shown, wherein in this case the marking 26 is simply considerably wider than in the signal course according to FIG. 2b.
- the same software as for evaluating the signal sequence according to FIG.
- FIG. 3a the rotational speed n is plotted against the time t.
- the state shown in Figure 3a corresponds to a starting operation of the internal combustion engine in which the engine is actuated by operating a starter at a speed of the order of a few hundred revolutions / minute.
- corresponding sensor signals are also generated, for example sensor signals of the camshaft sensor in FIG. 3b.
- the speed is subject to fluctuations resulting from different degrees of rotational resistance of the motor.
- one of the cylinders compresses the gas mixture contained in it, as is the case before combustion in four-cylinder engines, a particularly high force must be expended for rotating the engine, resulting in a reduction in the speed of the engine driven by the starter ,
- the speed thus fluctuates between a lower value nl and an upper value n2.
- the minima 101 to 104 of the rotational speed as shown in FIG. 3 a thus correspond in each case to the operating points at which compression takes place in a cylinder.
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Abstract
Disclosed is a device for controlling an internal combustion engine. Said device comprises sensors (3, 4) that measure operating states of the internal combustion engine. Control signals for the internal combustion engine are determined with the aid of the sensor signals. In addition, testing means are provided which verify the sensor signals, controlling of the internal combustion engine being prevented if unplausible sensor signals are identified.
Description
Vorrichtung zur Steuerung einer BrennkraftmaschineDevice for controlling an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs. Es sind bereits Vorrichtungen zur Steuerung von Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen Signale von Sensoren ausgewertet werden, die Betriebszustände der Brennkraftmaschine messen. Die so gemessenen Sensorsignale werden dazu verwendet, Steuersignale für die Steuerung der Brennkraftmaschine zu ermitteln.The invention relates to a device for controlling an internal combustion engine according to the preamble of the independent claim. There are already known devices for controlling internal combustion engines, in which signals are evaluated by sensors that measure operating conditions of the internal combustion engine. The sensor signals thus measured are used to determine control signals for the control of the internal combustion engine.
Weiterhin sind bereits Steuergeräte bekannt, bei denen einen Diebstahlsicherung vorgesehen ist, die einen Diebstahl eines Kraftfahrzeugs durch Austausch eines Motorsteuergeräts verhindert. Teilweise werden aber auch bei unterschiedlichen Fahrzeugen baugleiche Steuergeräte verwendet von denen ein Teil keine Diebstahlsicherung aufweist.Furthermore, control devices are already known in which an anti-theft device is provided which prevents the theft of a motor vehicle by replacing an engine control unit. In some cases, identical control units are also used in different vehicles, some of which have no theft protection.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln eine Kopplung von Steuergerät und Sensoren der betreffenden Brennkraftmaschine erreicht wird. Es kann so unterbunden werden, dass ein Motorsteuergerät von einem Fahrzeug ohne Diebstahlsicherung gegen ein Motorsteuergerät eines Fahrzeugs mit Diebstahlsicherung ausgetauscht wird.The device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that with simple means, a coupling of the control unit and sensors of the relevant internal combustion engine is achieved. It can be prevented so that an engine control unit is replaced by a vehicle without anti-theft device against an engine control unit of a vehicle with anti-theft device.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Die Vorrichtung zur Steuerung kann besonders einfach ausgebildet sein, wenn die Überprüfung anhand von Eigenschaften der Sensorsignale erfolgt, die für die Ermittlung der Steuersignale nicht von Bedeutung ist. Es kann dann für unterschiedliche Typen von Vorrichtungen zur Steuerung einer Brennkraftmaschine die gleiche Software
zur Ermittlung der Steuersignale verwendet werden. Besonders geeignet ist die Auswertung von Signalen der Kurbelwellenwmkelsensoren oder Nockenwellenwinkelsensoren, da diese Sensoren Signale von entsprechenden Geberscheiben erhalten, die mit den entsprechenden Wellen verbunden sind. Diese Geberscheiben lassen sich bei einer Brenn- kraftmaschine nur mit erheblichem Aufwand austauschen. Eine einfache Möglichkeit die Überprüfbarkeit der Sensorsignale zwischen verschiedenen Steuergeräten sicherzustellen ist ein vorgegebener Winkelabstand zwischen den Signalen der Kurbelwelle und Nockenwelle. Eine weitere einfache Möglichkeit der Überprüfbarkeit der Plausibilität der Sensorsignale besteht darin auf dem Geberrad für den Nockenwellenwinkelsensor noch eine zweite Position zum Markieren, die dann überprüft wird. Die so gemessenen Signale der Kurbelwellenwmkelsensoren und/oder des Nockenwellenwinkelsensors können noch weiter plausbilisiert werden, indem eine Verdichtung in Zylindern der Brennkraftmaschine erkannt wird und die relative Lage der Verdichtung und Signale des Kurbelwellenwin- kelsensors oder Nockenwellenwinkelsensors ausgewertet werden. Es lässt sich so insbesondere in einer Startphase der Brennkraftmaschine erkennen, ob versucht wird, durch externen Eingriff diese Signale zu simulieren.Further advantageous embodiments result from the features of the dependent claims. The device for controlling can be designed to be particularly simple if the check is carried out on the basis of properties of the sensor signals, which is not important for the determination of the control signals. It can then for different types of devices for controlling an internal combustion engine, the same software be used to determine the control signals. Particularly suitable is the evaluation of signals of Kurbelwellenwmkelsensoren or camshaft angle sensors, since these sensors receive signals from corresponding encoder discs, which are connected to the corresponding shafts. These encoder disks can only be replaced with considerable effort in an internal combustion engine. A simple way to ensure the verifiability of the sensor signals between different control devices is a predetermined angular distance between the signals of the crankshaft and the camshaft. Another simple way of verifying the plausibility of the sensor signals is on the sender wheel for the camshaft angle sensor still a second position for marking, which is then checked. The thus measured signals of Kurbelwellenwmkelsensoren and / or the camshaft angle sensor can be further plausibilized by a compression in cylinders of the internal combustion engine is detected and the relative position of the compression and signals of the Kurbelwellenwink- kelsensors or camshaft angle sensor are evaluated. It can thus be recognized in particular in a start-up phase of the internal combustion engine, if it is attempted to simulate these signals by external intervention.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it
Figur 1 eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, die Signale eines Kurbelwellenwinkelsensors und Nockenwellenwinkelsensors auswertet,1 shows a device for controlling an internal combustion engine, which evaluates signals of a crankshaft angle sensor and camshaft angle sensor,
Figur 2 Signale des Kurbelwellenwinkelsensors und Nockenwellenwinkelsensors undFigure 2 signals the crankshaft angle sensor and the camshaft angle sensor and
Figur 3 einen Drehzahlverlauf und Signale eines Nockenwellenwinkelsensors einer Brennkraftmaschine.3 shows a speed curve and signals of a camshaft angle sensor of an internal combustion engine.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In der Figur 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gezeigt, die über Verbindungsleitungen 2 mit Sensoren 3 und 4 verbunden ist. Von der Brennkraftmaschine selber ist in der Figur 1 nur schematisch die Kurbelwelle 11 und die Nockenwelle 12 dargestellt. Die weiteren Bestandteile der Brennkraftmaschine sind für die Beschreibung der Erfindung nicht von Bedeutung und sind daher in der Figur 1 auch
nicht näher dargestellt. Es handelt sich um übliche benzin- oder dieselbetriebene Viertakt- Ottomotoren, wie sie dem Fachmann ausreichend bekannt sind. Mit der Kurbelwelle 11 ist ein Kurbelwellengeberrad 21 verbunden, welches eine Vielzahl von Zähnen 22 aufweist. Diese Zähne sind um den gesamten Umfang des Geberrades 21 im gleichen Abstand angeordnet, wobei an einer Stelle ein Zahn 22 nicht vorhanden ist, so dass dort eine Lücke 23 gebildet wird. Die Zähne 22 des Geberrades 21 bewegen sich an dem Sensor 3 vorbei. Bei jeder Vorbeibewegung eines Zahnes 22 an dem Sensor 3 wird ein Impuls in dem Sensor 3 erzeugt, der durch die Leitung 2 an die Vorrichtung zur Steuerung 1 abgegeben wird. Durch Auswertung dieser Impulse kann die Steuervorrichtung 1 auf die Bewegung der Kurbelwelle 11 schließen. Die Nockenwelle 12 weist eine Nockenwellenge- berscheibe 25 auf, auf der eine Markierung 26 befestigt ist. Beim Vorbeistreichen der Markierung 26 am Sensor 4 wird ein Puls erzeugt, der durch die Leitung 2 der Steuerung 1 zugeführt ist. Durch diesen Impuls kann die Steuervorrichtung 1 auf die Drehung der Nockenwelle 12 schließen.1 shows schematically a device 1 for controlling an internal combustion engine, which is connected via connecting lines 2 with sensors 3 and 4. Of the internal combustion engine itself, only the crankshaft 11 and the camshaft 12 are shown schematically in FIG. The other components of the internal combustion engine are not relevant to the description of the invention and are therefore in the figure 1 also not shown in detail. These are conventional petrol or diesel-powered four-stroke gasoline engines, as are well known to those skilled in the art. With the crankshaft 11, a Kurbelwellengeberrad 21 is connected, which has a plurality of teeth 22. These teeth are arranged around the entire circumference of the encoder wheel 21 at the same distance, wherein at one point a tooth 22 is not present, so that there is a gap 23 is formed. The teeth 22 of the encoder wheel 21 move past the sensor 3. With each passing movement of a tooth 22 on the sensor 3, a pulse is generated in the sensor 3, which is delivered through the line 2 to the control device 1. By evaluating these pulses, the control device 1 can close to the movement of the crankshaft 11. The camshaft 12 has a Nockenwellenge- berscheibe 25 on which a marker 26 is attached. When passing the mark 26 on the sensor 4, a pulse is generated, which is supplied through the line 2 of the controller 1. By this pulse, the control device 1 close to the rotation of the camshaft 12.
Üblicherweise sind die Zähne 23 oder die Markierung 26 aus weichmagnetischem Material gefertigt und bewegen sich an Sensoren 3, 4 vorbei, die entweder als induktive Sensoren oder als Hallsensoren ausgebildet sind. Es werden so entsprechende Impulse erzeugt, die durch die Leitungen 2 der Steuerungsvorrichtung 1 zugeführt werden. Die Geberscheiben 21 und 25 sind fest mit den jeweiligen Wellen, d. h. der Kurbelwelle 11 und der Nockenwelle 12 verbunden. Durch die Lage der Lücke 23 und der Markierung 26 wird so ein jeweils fest eingestellter Winkel der Kurbelwelle 11 bzw. Nockenwelle 12 gekennzeichnet. Durch diese Information wird daher der Steuervorrichtung 1 mitgeteilt, welche Stellung die Zylinder der Brennkraftmaschine beim Vorbeistreichen der Lücke 23 oder Markierung 26 einnehmen.Usually, the teeth 23 or the mark 26 are made of soft magnetic material and move past sensors 3, 4, which are designed either as inductive sensors or as Hall sensors. There are thus generated corresponding pulses which are supplied through the lines 2 of the control device 1. The encoder disks 21 and 25 are fixed to the respective shafts, d. H. the crankshaft 11 and the camshaft 12 is connected. As a result of the position of the gap 23 and the mark 26, a respectively fixed angle of the crankshaft 11 or camshaft 12 is marked. By this information, therefore, the control device 1 is informed, which position occupy the cylinder of the internal combustion engine in passing the gap 23 or mark 26.
In der Figur 2 ist in der Kurve A das Signal des Sensors 3, d. h. des Kurbelwellenwinkel- gebers gegen die Zeit t aufgetragen. In der Kurve B ist das Signal des Sensors 4, d. h. des Nockenwellenwinkelsensors gegenüber der Zeit aufgetragen. Die Kurven können in gleicher Weise auch gegen den Drehwinkel der Brennkraftmaschine aufgetragen werden. Wie in der Kurve A zu erkennen ist, besteht das Signal des Sensors 3 aus einer Abfolge von Impulsen die in der Figur 2a den gleichen Abstand zueinander aufweisen. Dies ist der Fall, wenn sich die Brennkraftmaschine mit konstanter Drehzahl dreht. Deutlich zu erkennen ist dabei, dass Ausbleiben eines Signals welches durch die Lücke 23 verursacht ist. Auch in der Kurve A ist diese Lücke mit dem Bezugszeichen 23 und die Impulse der Zähne 22 mit dem Bezugszeichen 22 versehen. Die Kurbelwelle 11 dreht sich doppelt so schnell wie die Nockenwelle 12, so dass in der Kurve B zu erkennen ist, dass der Impuls
- A -In FIG. 2, in the curve A the signal of the sensor 3, ie of the crankshaft angle sensor, is plotted against the time t. In the curve B, the signal of the sensor 4, that is, the camshaft angle sensor is plotted against time. The curves can be applied in the same way against the rotation angle of the internal combustion engine. As can be seen in the curve A, the signal of the sensor 3 consists of a sequence of pulses which have the same distance from each other in FIG. 2a. This is the case when the internal combustion engine is rotating at a constant speed. It can be seen clearly that the absence of a signal caused by the gap 23. Also in the curve A, this gap is provided with the reference numeral 23 and the pulses of the teeth 22 with the reference numeral 22. The crankshaft 11 rotates twice as fast as the camshaft 12, so that it can be seen in the curve B that the pulse - A -
der Markierung 26 jeweils nur beim Auftreten jeder zweiten Lücke 23 auftritt. Die No- ckenwellengeberscheiben 21 und 25 sind so ausgebildet und an den entsprechenden Wellen befestigt, dass das Signal der Markierung 26 im Nockenwellenwinkelgeber 4 genau dann auftritt, wenn im Kurbelwellenwinkelgeber 3 durch die Lücke 23 ein Signal ausbleibt.the marking 26 only occurs when every second gap 23 occurs. The camshaft encoder disks 21 and 25 are designed and fastened to the corresponding shafts such that the signal of the marking 26 in the camshaft angle sensor 4 occurs precisely when a signal disappears in the crankshaft angle sensor 3 through the gap 23.
Die Steuerung der Brennkraftmaschine beruht nun im wesentlichen auf dem Signal der Kurve A da dort eine sehr genaue Drehzahlinformation vorliegt. Aufgrund der doppelten Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle kann jedoch nur ausgehend von dem Signal der Kurve A nicht beurteilt werden, in welchem Arbeitstakt sich der jeweilige Zylinder befindet. Zu diesem Zweck wird darum beim Auftreten der Lücke 23 überprüft, ob das Signal der Markierung 26 vorliegt oder nicht. Für das Erkennen des betreffenden Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine ist es aber nicht von Bedeutung, ob die Markierung 26 genau in die Lücke 23 fällt oder nicht oder ob dieses Signal nicht ein oder zwei Zähne relativ zur Lücke 23 versetzt auftaucht. Eine derartige alternative Signalkurve, die auf eine entsprechend veränderte Anordnung der Markierung 26 auf die Geberscheibe 25 beruht, ist in der Figur 2c dargestellt. Wie gut zu erkennen ist, ist in der Figur 2c das Auftauchen der Markierung 26 relativ zur Lücke 23 um zwei Zähne 22 versetzt. Für den Zweck der Steuerung ist dies ohne Belang, da nur die Information benötigt wird, welchem Arbeitstakt denn die Lücke 23 im Kurbelwellensignal der Kurve A zuzuordnen ist. Dazu wird dann im Fall der Kurve C nicht während der Lücke 23 überprüft, ob die Markierung 26 aufgetaucht ist sondern zwei Zähne 22 nach der Lücke 23.The control of the internal combustion engine is now based essentially on the signal of the curve A because there is a very accurate speed information. Due to the double rotational speed of the crankshaft, however, it is not possible to judge, based on the signal of the curve A, in which working stroke the respective cylinder is located. For this purpose, it is therefore checked when the gap 23, whether the signal of the marker 26 is present or not. For the recognition of the respective power stroke of the internal combustion engine, it is not important whether the mark 26 falls exactly in the gap 23 or not or whether this signal is not offset one or two teeth relative to the gap 23 appears. Such an alternative signal curve, which is based on a correspondingly changed arrangement of the marking 26 on the encoder disk 25, is shown in FIG. 2c. As can be clearly seen, the emergence of the mark 26 is offset relative to the gap 23 by two teeth 22 in Figure 2c. For the purpose of the control, this is irrelevant, since only the information is needed, which power stroke is to be assigned to the gap 23 in the crankshaft signal of the curve A. For this purpose, in the case of the curve C, it is then not checked during the gap 23 whether the marking 26 has appeared but two teeth 22 after the gap 23.
Die Information, ob die Markierung 26 während der Lücke 23 auftaucht oder versetzt zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt kann jedoch genutzt werden, um Brennkraftmaschinen verschiedener Hersteller zu unterscheiden und insbesondere um einen Austausch von Steuergeräten zwischen Verbrennungsmotoren unterschiedlicher Typen oder Fahrzeughersteller zu unterbinden. Besonders sinnvoll ist dies, wenn Steuergeräte mit gleicher Funktionalität für die Steuerung der Brennkraftmaschine mit unterschiedlichem Aufwand für eine Diebstahlsicherung verkauft werden. Beim Fahrzeugtyp A wird ein Steuergerät verwendet, welches mit einem relativ großen Aufwand für die Diebstahlsicherung ausgestattet ist. Bei einem derartigen Fahrzeug ist es für einen Dieb nur mit großem Aufwand möglich den Motor in Betrieb zu nehmen. Beim Fahrzeugtyp B wird ein vom Funktionsumfang gleiches Steuergerät verwendet, welches ebenfalls die gleichen Sensorsignale verwendet. Bei Fahrzeugtyp B wird jedoch keine Diebstahlsicherung verwendet. Die Diebstahlsicherung des Fahrzeugs A könnte dann überwunden werden, indem das Steuergerät mit Diebstahlsicherung ausgebaut wird und anstatt dessen das Steuergerät des
Fahrzeugs B ohne Diebstahlsicherung verwendet wird. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dieses Problem dadurch zu beheben, dass bei dem Fahrzeugtyp B etwas veränderte Sensorsignale verwendet werden und das Steuergerät des Fahrzeugs B eine zusätzliche Überprüfung der Sensorsignale unternimmt. Wenn bei dieser Überprüfung unplausible Sensorsignale festgestellt werden, die nicht der Änderung der Sensorsignale im Vergleich zum Fahrzeugtyp A entsprechen, so unterbindet das Steuergerät die Steuerung der Brennkraftmaschine, in dem entsprechende Steuersignale zur Steuerung der Brenn- kraftmaschine nicht ermittelt werden.However, the information as to whether the marker 26 appears during the gap 23 or offset at an earlier or later time may be used to differentiate internal combustion engines of different manufacturers and in particular to prevent an exchange of control devices between internal combustion engines of different types or vehicle manufacturers. This is particularly useful when ECUs are sold with the same functionality for the control of the internal combustion engine with different effort for an anti-theft device. When the vehicle type A, a control unit is used, which is equipped with a relatively large effort for anti-theft device. In such a vehicle, it is possible for a thief only with great effort to put the engine into operation. In the case of vehicle type B, a control unit that is the same as the functional scope is used, which also uses the same sensor signals. For vehicle type B, however, no anti-theft device is used. The theft protection of the vehicle A could then be overcome by the control unit is removed with anti-theft device and instead the control unit of the Vehicle B is used without anti-theft device. According to the invention, it is now proposed to remedy this problem by using slightly different sensor signals in the vehicle type B and by undertaking an additional check of the sensor signals by the control unit of the vehicle B. If implausible sensor signals which do not correspond to the change of the sensor signals in comparison with the vehicle type A are detected during this check, then the control device suppresses the control of the internal combustion engine in which corresponding control signals for controlling the internal combustion engine are not determined.
Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit jeder Art von Sensorsignalen arbeiten um eine Überprüfung vorzunehmen, ob die Sensorsignale für die betreffende Brennkraftmaschine zu dem entsprechenden Steuergerät passen. Vorzugsweise werden jedoch Sensoren verwendet, die sich nicht einfach austauschen lassen. Die Sensoren für den Kurbelwellenwinkel und den Nockenwellenwinkel sind daher besonders geeignet, da diese Sensoren eine entsprechende Geberradscheibe voraussetzen, die fest mit der Kurbelwelle 11 und der Nockenwelle 12 verbunden sind. Diese Geberscheiben lassen sich nur sehr aufwendig austauschen, so dass diese Form der Zuordnung von Steuergerät 1 zur Brennkraftmaschine nur mit sehr großem Aufwand überwunden werden kann.In principle, the device according to the invention can work with any type of sensor signals in order to carry out a check as to whether the sensor signals for the relevant internal combustion engine match the corresponding control unit. Preferably, however, sensors are used that can not be easily replaced. The sensors for the crankshaft angle and the camshaft angle are therefore particularly suitable because these sensors require a corresponding Geberradscheibe, which are fixedly connected to the crankshaft 11 and the camshaft 12. These donor discs can be exchanged only with great difficulty, so that this form of assignment of the control unit 1 to the internal combustion engine can be overcome only with great effort.
In den Figuren 2d und 2e sind weitere alternative Ausgestaltungen von Markierungen 26 auf einem Nockenwellengeberrad 25 gezeigt, die ebenfalls genutzt werden können um zu überprüfen, ob das Steuergerät für einen entsprechend vorgesehenen Verbrennungsmotor verwendet wird. In der Figur 2d wird eine Signalfolge bei einem Geberrad gezeigt, welches eine Markierung 26 wie in der Kurve nach Figur 2b aufweist. Zusätzlich ist jedoch eine weitere Markierung 33 vorgesehen, die auf der Nockenwelle nach der Markierung 26 angeordnet. Für Motoren des Typs A würde somit ein Geberrad verwendet werden, was eine Signalfolge nach Figur 2b erzeugt. Für Verbrennungsmotoren des Typs B würde ein Geberrad verwendet werden, welches eine Signalfolge nach Figur 2d erzeugt. Auch beim Fahrzeug B könnte daher die gleiche Software verwendet werden um die Steuersignale für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine zu erzeugen. Zusätzlich wäre jedoch noch eine Abfrageroutine vorgesehen, die nach der Markierung 26 überprüft, ob auch ein Signal entsprechend der Markierung 33 erfolgt. Wenn dieses Signal der Markierung 23 nicht auftaucht, so stellt das Steuergerät fest, dass es obwohl es für eine Brennkraftmaschine vom Typ B bestimmt zum Betrieb einer Brennkraftmaschine vom Typ A verwendet wird und würde entsprechend die Erzeugung von Steuersignalen einstellen.
In der Figur 2e wird eine weitere Signalfolge eines Nockenwellengeberrates 25 gezeigt, wobei hier die Markierung 26 einfach deutlich breiter ausgebildet ist als in dem Signalverlauf nach der Figur 2b. Es könnte wiederum die gleiche Software wie zur Auswertung der Signalfolge nach Figur 2b verwendet werden, d. h. beim Auftreten der Lücke 23 im Kurbelwellensignal würde nachgeschaut ob ein entsprechende Nockenwellensignal vorliegt oder nicht. Dies könnte entweder auch Grund der steigenden Signalflanke des Signals 26 oder aber durch einfache Pegelabfrage erfolgen. Um festzustellen, ob das Steuergerät für einen Verbrennungsmotor vom Typ B verwendet wird, wird dann einfach nach der Lücke 23 nachgeschaut, ob der Signalpegel des Nockenwellensignals immer noch hoch ist oder nicht. Das Steuergerät kann so beurteilen, ob es für eine Brennkraftmaschine vom Typ A oder B verwendet wird und bei einer entsprechenden Fehlverwendung die Erzeugung von Steuersignalen einstellen.FIGS. 2d and 2e show further alternative embodiments of markings 26 on a camshaft sensor wheel 25, which can also be used to check whether the control device is used for a correspondingly provided internal combustion engine. FIG. 2d shows a signal sequence in the case of a sensor wheel, which has a marking 26 as in the curve according to FIG. 2b. In addition, however, a further mark 33 is provided, which is arranged on the camshaft after the marking 26. For type A motors, a donor wheel would thus be used, producing a signal sequence according to FIG. 2b. For internal combustion engines of type B, a transmitter wheel would be used, which generates a signal sequence according to FIG. 2d. Even with the vehicle B, therefore, the same software could be used to generate the control signals for the control of the internal combustion engine. In addition, however, a query routine would be provided which checks for the mark 26, whether a signal corresponding to the marker 33 is carried out. If this signal does not appear on the marker 23, the controller determines that although it is intended for use with a type B internal combustion engine for operating a type A internal combustion engine, it would adjust the generation of control signals accordingly. In FIG. 2e, a further signal sequence of a camshaft encoder board 25 is shown, wherein in this case the marking 26 is simply considerably wider than in the signal course according to FIG. 2b. In turn, the same software as for evaluating the signal sequence according to FIG. 2b could be used, ie if the gap 23 in the crankshaft signal appears, it would be checked whether a corresponding camshaft signal is present or not. This could either be due to the rising signal edge of the signal 26 or by simple level sensing. In order to determine whether the controller is used for a type B internal combustion engine, it is then simply checked for the gap 23 whether the signal level of the cam signal is still high or not. The controller may thus judge whether it is being used for an A or B internal combustion engine and will cease to generate control signals if misused.
Es könnte nun versucht werden den Betrieb eines Steuergeräts für einen Motor nach Typ B bei einem Motor nach Typ A zu ermöglichen in dem zwischen die Sensoren und das Steuergerät eine Signalformungsschaltung einzufügen, die beispielsweise ausgehend vom Signalverlauf nach der Figur 2b ein Signalverlauf wie nach der Figur 2c, 2d oder 2e erzeugt. Um dies zu verhindern, kann noch eine weitere Maßnahme vorgesehen werden, die nun anhand der Figur 3 erläutert wird. In der Figur 3a wird die Drehzahl n gegenüber der Zeit t aufgetragen. Der in der Figur 3 a gezeigte Zustand entspricht einem Startvorgang der Brennkraftmaschine, bei dem der Motor durch Betätigung eines Anlassers mit einer Drehzahl in der Größenordnung von einigen 100 Umdrehungen/Minute betätigt wird. Entsprechend der durch den Starter verursachten Drehung des Motors werden auch entsprechende Sensorsignale erzeugt, beispielsweise in der Figur 3b Sensorsignale des Nockenwellensensors. Bei einem Antrieb des Motors durch einen Starter ist die Drehzahl Schwankungen unterworfen, die daraus resultieren, dass der Drehwiderstand des Motors unterschiedlich stark ist. Immer dann wenn einer der Zylinder das in ihm enthaltene Gasgemisch verdichtet, wie dies vor einer Verbrennung bei Vierzylindermotoren der Fall ist, muss eine besonders hohe Kraft zur Drehung des Motors aufgewendet werden, was sich in einer Verringerung der Drehzahl des vom Starter angetriebenen Motor bemerkbar macht. Die Drehzahl schwankt somit zwischen einem unteren Wert nl und einem oberen Wert n2. Die Minima 101 bis 104 der Drehzahl wie sie in der Figur 3 a gezeigt werden entsprechen somit jeweils den Betriebspunkten bei denen eine Verdichtung in einem Zylinder erfolgt. Durch Auswertung der Drehzahl lässt sich somit bestimmen, wann eine Verdichtung in einem Zylinder erfolgt. Wenn die Geberscheiben entsprechend ausgebildet sind, so dass entweder die Markierung 26 auf der Nockenwelle oder aber die Lücke 23 auf der Kurbelwelle eine feste Lage relativ zu den Verdichtungen in den Zylindern ha-
ben, so kann anhand dieses Drehzahlverlaufs somit bestimmt werden, ob es sich um einen Motor nach Typ A oder B handelt. Dazu sind in der Figur 3b und 3c die Nockenwellensignale wie sie bereits in der Figur 2b und 2c verwendet wurden, aufgetragen. Durch die Auswertung des Drehzahlsignals und Vergleich mit dem entsprechenden Nockenwellensignal kann somit bestimmt werden, ob die Markierung 26 genau in einem Minimum der Drehzahl oder aber mit einem bestimmten Versatz relativ zu einem Drehzahlminimum 101 bis 104 erfolgt. Auch durch diese Auswertung kann somit überprüft werden, wie eine entsprechende Zuordnung der Markierung 26 auch der Nockenwelle 12 relativ zu den Zylindern ausgestaltet ist. Das Steuergerät 1 kann somit bestimmen, ob es für einen entsprechend vorgesehenen Motortyp oder einen anderen Motortyp verwendet wird.It could now be attempted to allow the operation of a control device for a type B engine in a type A motor in which between the sensors and the controller to insert a signal shaping circuit, for example, starting from the waveform of Figure 2b a waveform as in the figure 2c, 2d or 2e generated. To prevent this, a further measure can be provided, which will now be explained with reference to FIG. In FIG. 3a, the rotational speed n is plotted against the time t. The state shown in Figure 3a corresponds to a starting operation of the internal combustion engine in which the engine is actuated by operating a starter at a speed of the order of a few hundred revolutions / minute. Corresponding to the rotation of the motor caused by the starter, corresponding sensor signals are also generated, for example sensor signals of the camshaft sensor in FIG. 3b. When the motor is driven by a starter, the speed is subject to fluctuations resulting from different degrees of rotational resistance of the motor. Whenever one of the cylinders compresses the gas mixture contained in it, as is the case before combustion in four-cylinder engines, a particularly high force must be expended for rotating the engine, resulting in a reduction in the speed of the engine driven by the starter , The speed thus fluctuates between a lower value nl and an upper value n2. The minima 101 to 104 of the rotational speed as shown in FIG. 3 a thus correspond in each case to the operating points at which compression takes place in a cylinder. By evaluating the speed can thus be determined when a compression takes place in a cylinder. If the encoder discs are designed accordingly, so that either the mark 26 on the camshaft or the gap 23 on the crankshaft has a fixed position relative to the compressions in the cylinders. Thus, based on this speed curve can thus be determined whether it is an engine type A or B. For this purpose, in the figure 3b and 3c, the camshaft signals as they were already used in the figure 2b and 2c applied. By evaluating the speed signal and comparing it with the corresponding camshaft signal, it can thus be determined whether the marking 26 takes place exactly at a minimum of the rotational speed or at a specific offset relative to a rotational speed minimum 101 to 104. This evaluation also makes it possible to check how a corresponding assignment of the marking 26 and the camshaft 12 is configured relative to the cylinders. The control unit 1 can thus determine whether it is used for a correspondingly provided engine type or another type of engine.
In der Figur 3 wurden nun nur die Signalverläufe der Kurbelwellensignale wie sie in den Figuren 2b und 2c beschrieben wurde, dargestellt. Es ist aber ebenso gut möglich, die Signalverläufe der Kurven 2d und 2e oder aber die relative Lage der Lücke 23 relativ zu den Drehzahlminima der Kurve 3 a auszuwerten.In FIG. 3, only the waveforms of the crankshaft signals as described in FIGS. 2b and 2c have now been represented. But it is equally well possible to evaluate the waveforms of the curves 2d and 2e or the relative position of the gap 23 relative to the speed minima of the curve 3a.
Da es sich bei der Startphase des Motors um eine hochdynamische Phase handelt, ist es ausgesprochen schwierig, dieses Signal durch eine entsprechende Signalformungsschaltung zu simulieren. Dieses Verfahren kann somit als zusätzliche Absicherung verwendet werden.Since the starting phase of the motor is a highly dynamic phase, it is extremely difficult to simulate this signal by an appropriate signal shaping circuit. This method can thus be used as additional protection.
Frage: Dieses Verfahren wurde in der Erfmdungsmeldung nur als zusätzliche Absicherung geschrieben. Meines Erachtens ist dieses Verfahren aber auch allein für sich betrachtet sinnvoll. Sollten wir dies nicht auch entsprechend beschreiben?
Question: This procedure was written in the Erfmdungsmeldung only as additional protection. In my opinion, this procedure is sensible in itself. Should not we also describe this accordingly?
Claims
1. Vorrichtung (1) zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei die Vorrichtung (1) Signale von Sensoren (3, 4) auswertet, die Betriebszustände der Brennkraftmaschine messen und daraus Steuersignale für die Steuerung der Brennkraftmaschine ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass Prüfmittel zur Überprüfung der Sensorsignale (3, 4) vorgesehen sind, die die Steuerung der Brennkraftmaschine unterbinden, wenn bei der Überprüfung unplausible Sensorsignale festgestellt werden.1. Device (1) for controlling an internal combustion engine, wherein the device (1) signals from sensors (3, 4) evaluates the operating conditions of the internal combustion engine and determines therefrom control signals for the control of the internal combustion engine, characterized in that test means for checking the Sensor signals (3, 4) are provided which prevent the control of the internal combustion engine, if implausible sensor signals are detected during the check.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung anhand von Eigenschaften der Sensorsignale (3, 4) erfolgt, die für die Ermittlung der Steuersignale nicht von Bedeutung sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the check on the basis of properties of the sensor signals (3, 4), which are not important for the determination of the control signals.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel die Signale eines Kurbelwellenwinkelsensors (3) und/oder eines Nockenwellenwinkelsensors (4) auswerten.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the test means evaluate the signals of a crankshaft angle sensor (3) and / or a camshaft angle sensor (4).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel die Signale des Kurbelwellenwinkelsensors (3) und des Nockenwellenwinkelsensors (4) auswerten, dass durch die Signale des Kurbelwellenwinkelsensors eine Position der Kurbelwelle (11) und durch das Signal des Nockenwellenwinkelsensors (4) eine Position der Nockenwelle (12) gekennzeichnet wird und dass die Überprüfung der Winkelabstand zwischen der Kurbelwelle (11) und der Nockenwelle (12) ausgewertet wird.4. The device according to claim 3, characterized in that the test means evaluate the signals of the crankshaft angle sensor (3) and the camshaft angle sensor (4) that by the signals of the crankshaft angle sensor, a position of the crankshaft (11) and by the signal of the camshaft angle sensor (4). a position of the camshaft (12) is characterized and that the verification of the angular distance between the crankshaft (11) and the camshaft (12) is evaluated.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel die Signale des Nockenwellenwinkelsensors (4) auswerten, dass durch die Signale des Nockenwellenwinkelsensors eine erste und eine zweite Position der Nockenwelle gekennzeichnet wird und dass für die Überprüfung die Signale des Nockenwellenwinkelsensors (4) an der ersten und zweiten Position ausgewertet werden.5. The device according to claim 3, characterized in that the test means evaluate the signals of the camshaft angle sensor (4) that the signals of the camshaft angle sensor, a first and a second position of the camshaft is characterized and that for checking the signals of the camshaft angle sensor (4) evaluated at the first and second positions.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Start der Brennkraftmaschine ein Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine ausgewertet wird, dass aufgrund von Schwankungen der Drehzahl eine Verdichtung in Zylindern der Brennkraftmaschine erkannt wird und dass für die Überprüfung die relative Lage der Verdichtung und Signalen des Kurbelwel- lenwinkelsensors und/oder Nockenwellenwinkelsensors (4) ausgewertet werden. 6. Device according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that at a start of the internal combustion engine, a speed signal of Internal combustion engine is evaluated that due to fluctuations in the speed of compression in cylinders of the internal combustion engine is detected and that for the review, the relative position of the compression and signals of the crankshaft angle sensor and / or the camshaft angle sensor (4) are evaluated.
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