EP1797287B1 - Method for adjusting the rotational angle position of the camshaft of a reciprocating internal combustion engine in relation to the crankshaft - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for adjusting the rotational angle position of the camshaft (3) of a reciprocating piston of an internal combustion engine in relation to the crankshaft (5). The crankshaft (5) is drivingly connected to the camshaft by means of an adjusting drive (1), which is embodied as a triple-shaft gear comprising a drive shaft which is fixed to the crankshaft, a drive shaft which is fixed to the camshaft and an adjusting shaft which is drivingly connected to an electromotor (4). A stop element is connected to the drive shaft and a counter-stop element is connected to the camshaft (3). The crankshaft rotational angle measuring signal and a position measuring signal for the rotational angle of the adjusting shaft are detected during the starting step of the internal combustion engine. A phase angle signal for the position of the rotational angle of the camshaft (3), based on the initial position, in relation to the camshaft (3) is determined with the aid of the rotational angle measuring signal, the position measuring signal and a gear variable of the triple-shaft gear . After the immobilisation of the crankshaft (5) and the camshaft (3) in a reference position in relation to each other and after the detection of the reference position, the phase angle in relation to the reference position is measured and is controlled to a target-value signal

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle, insbesondere während eines Startvorgangs der Verbrennungsmaschine, wobei die Kurbelwelle über ein Verstellgetriebe mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung steht, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet ist, die mit einem Elektromotor in Antriebsverbindung steht.The invention relates to a method for adjusting the rotational angle position of the camshaft of a reciprocating internal combustion engine relative to the crankshaft, in particular during a starting process of the internal combustion engine, wherein the crankshaft via an adjusting gear with the camshaft is in drive connection, as a three-shaft gearbox with a crankshaft fixed drive shaft, a camshaft fixed output shaft and an adjusting shaft is formed, which is in drive connection with an electric motor.

Ein derartiges Verfahren ist aus DE 41 10 195 A1 bekannt. Dabei wird die Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle mit Hilfe eines Elektromotors verstellt, der eine Verstellwelle eines Dreiwellengetriebes antreibt, das zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle angeordnet ist. Auf der Antriebwelle des Dreiwellengetriebes ist ein Nockenwellenzahnrad vorgesehen, das über eine Kette von einem drehfest mit der Kurbelwelle verbundenen Kurbelwellenzahnrad angetrieben wird. Die Abtriebswelle des Dreiwellengetriebes ist drehfest mit der Nockenwelle verbunden. Um die Dreh- oder Phaselage, welche die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle aufweist, auf ein bereitgestelltes Sollwertsignal zu regeln, wird der Phasenwinkel gemessen und mit dem Sollwertsignal verglichen. Beim Auftreten einer Abweichung wird der Elektromotor derart angesteuert, dass sich die Abweichung reduziert. Damit auch im Störungsfall der Verstellvorrichtung die Motorfunktion aufrechterhalten werden kann, wird die Relativverstellung mit Hilfe eines mit der Antriebswelle verbundenen Anschlagelements, das mit einem nockenwellenfesten Gegenanschlagelement zusammenwirkt, auf einen maximalen Verstellwinkel begrenzt. Im Falle einer Störung wird das Anschlagelement gegen das Gegenanschlagelement positioniert und somit die Nockenwelle und die Kurbelwelle relativ zueinander verspannt. Im Vergleich zu einer entsprechenden Hubkolben-Verbrennungsmaschine, die mit konstanter Phasenlage betrieben wird, ergibt sich dadurch eine bessere Zylinderfüllung, wodurch Kraftstoff eingespart, der Schadstoffausstoß reduziert und/oder die Ausgangsleistung der Verbrennungsmaschine erhöht werden kann. Dies gilt jedoch für den Startvorgang der Verbrennungsmaschine nur bedingt, da während des Startvorgangs zum Teil noch keine Messwertwerte für die Phasenlage der Nockenwelle vorliegen.Such a procedure is over DE 41 10 195 A1 known. In this case, the rotational angle position of the camshaft is adjusted relative to the crankshaft by means of an electric motor which drives an adjusting shaft of a three-shaft transmission, which is arranged between the crankshaft and the camshaft. On the drive shaft of the three-shaft transmission, a camshaft gear is provided which is driven by a chain of a rotatably connected to the crankshaft crankshaft gear. The output shaft of the three-shaft transmission is rotatably connected to the camshaft. In order to control the rotational or phase position, which has the camshaft relative to the crankshaft, to a provided setpoint signal, the phase angle is measured and compared with the setpoint signal. When a deviation occurs, the electric motor is driven in such a way that the deviation is reduced. Thus, even in case of failure of the adjustment motor function can be maintained, the relative displacement by means of a drive shaft connected to the stop element, which cooperates with a camshaft fixed counter-stop element, limited to a maximum adjustment. In the case of a fault, the stop element is positioned against the counter-stop element and thus clamped the camshaft and the crankshaft relative to each other. Compared to a corresponding reciprocating internal combustion engine, which is operated with a constant phase position, this results in a better cylinder filling, whereby fuel can be saved, reduces the pollutant emissions and / or the output of the internal combustion engine can be increased. However, this applies only to a limited extent to the starting process of the internal combustion engine since, during the starting process, in some cases no measured values for the phase angle of the camshaft are present.

Die WO 2004/038200 A offenbart ein Verfahren zum Einstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle, insbesondere während eines Startvorgangs der Verbrennungsmaschine, wobei die Kurbelwelle überein Verstellgetriebe mit der Nockenwelle in Antriebsverbindung steht, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebswelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer mit einem Elektromotor in Antriebsverbindung stehenden Verstellwelle ausgebildet ist, wobei die Kurbelwelle verdreht und ein Kurbelwellen-Sonsorsignal erfasst wird, das bei einer Drehwinkeländerung der Kurbelwelle seinen Zustand ändert und wobei die Kurbelwelle und die Nockenwelle in einer Referenzposition relativ zueinander verspannt werden und das Erreichen der Referenzposition detektiert wird.The WO 2004/038200 A discloses a method for adjusting the rotational angular position of the camshaft of a reciprocating internal combustion engine relative to the crankshaft, in particular during a starting operation of the internal combustion engine, wherein the crankshaft is connected via an adjusting gear with the camshaft in drive connection, as a three-shaft gearbox with a crankshaft fixed drive shaft, a camshaft fixed output shaft and with a crankshaft is rotated and a crankshaft Sonsorsignal is detected, which changes its state at a rotational angle change of the crankshaft and wherein the crankshaft and the camshaft are clamped in a reference position relative to each other and detects the reaching of the reference position becomes.

Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu anzugeben, das während des Startvorgangs der Verbrennungsmaschine einen geringen Schadstoffausstoß und einen niedrigen Kraftstoffverbrauch ermöglicht.There is therefore the object of specifying a method of the type mentioned, which allows low emissions and low fuel consumption during the starting process of the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst,

1. a) dass ein Drehwinkelmesssignal auf einen Drehwinkelmesssignal-Startwert gesetzt wird,
2. b) dass bei einem Auftreten einer Zustandsänderung des Kurbelwellen-Sensorsignals das Drehwinkelmesssignal nachgeführt wird,
3. c) dass ein Lagemesssignal auf einen Lagemesssignal-Startwert gesetzt wird,
4. d) dass die Verstellwelle verdreht und ein Verstellwellen-Sensorsignal erfasst wird, das bei einer Veränderung der Drehlage der Verstellwelle seinen Zustand ändert,
5. e) dass bei einem Auftreten einer Zustandsänderung des Verstellwellen-Sensorsignals das Lagemesssignal nachgeführt wird,
6. f) dass mit Hilfe des Drehwinkelmesssignals, des Lagemesssignals und einer Getriebekenngröße des Verstellgetriebes ein Phasenwinkelsignal für die Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle ermittelt wird,
7. g) dass beim Detektieren der Referenzposition das Phasenwinkelsignal auf einen der Referenzposition zugeordneten Referenzwert gesetzt wird,
8. h) dass danach das Phasenwinkelsignal bei einer Zustandsänderung des Drehwinkelmesssignals und/oder des Lagemesssignals nachgeführt wird,
9. i) und dass der Phasenwinkel geregelt wird, indem das so erhaltene referenzpositionsbezogene Phasenwinkelsignal mit einem Sollwertsignal verglichen und beim Auftreten einer Phasenwinkel-Abweichung der Elektromotor derart angesteuert wird, dass sich die Abweichung reduziert.

This object is achieved in a method of the type mentioned by

1. a) that a rotation angle measurement signal is set to a rotation angle measurement signal start value,
2. b) that upon occurrence of a change in state of the crankshaft sensor signal, the rotational angle measuring signal is tracked,
3. c) setting a position measurement signal to a position measurement signal start value,
4. d) that the adjusting shaft is rotated and a Verstellwellen sensor signal is detected, which changes its state in a change in the rotational position of the adjusting shaft,
5. e) that when a change in state of the adjusting shaft sensor signal occurs, the position measuring signal is tracked,
6. f) that a phase angle signal for the rotational angle position of the camshaft relative to the crankshaft is determined with the aid of the rotational angle measuring signal, the position measuring signal and a transmission parameter of the variable-speed transmission,
7. g) that, upon detection of the reference position, the phase angle signal is set to a reference value associated with the reference position,
8. h) that thereafter the phase angle signal is tracked upon a change of state of the rotation angle measurement signal and / or the position measurement signal,
9. i) and that the phase angle is controlled by the thus obtained reference position-related phase angle signal is compared with a setpoint signal and when a phase angle deviation occurs, the electric motor is driven such that the deviation is reduced.

Das Phasenwinkelsignal wird also indirekt aus einem Drehwinkelmesssignal für die Kurbelwelle, einem Lagemesssignal für die Verstellwelle und einer Getriebekenngröße ermittelt, nämlich der Übersetzung, die das Dreiwellengetriebe bei stillstehender Antriebswelle zwischen der Verstellwelle und der Nockenwelle aufweist. Dadurch kann die in der Regel relativ hohe Auflösung eines zur Bestimmung der Lage des Verstellmotor-Rotors relativ zum Stator vorhandenen Lagesensors für die Messung des Phasenwinkelsignals genutzt werden. Da beim Starten der Verbrennungsmaschine zunächst keine Informationen über den Kurbelwellen-Drehwinkel und die Drehwinkellage der Verstellwelle vorliegen, werden das Drehwinkelmesssignal und das Lagemesssignal auf Startwerte gesetzt, die beliebig sein können. Ausgehend von dem entsprechenden Startwert wird das Drehwinkelmesssignal nachgeführt, wenn das Kurbelwellen-Sensorsignal seinen Zustand ändert. In entsprechender Weise wird das Lagemesssignal nachgeführt, wenn das Verstellwellen-Sensorsignal seinen Zustand ändert. Da für die Regelung des Phasenwinkels aber die Kenntnis der Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle erforderlich ist, werden die Kurbelwelle und die Nockenwelle in einer Referenzposition relativ zueinander verspannt und das Erreichen der Referenzposition wird mittels einer Sensorik detektiert. Beim Erreichen der Referenzposition wird das Phasenwinkelsignal auf einen vorgegebenen Referenzwert gesetzt, der zuvor durch Messung oder auf andere Weise ermittelt und beispielsweise in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt wurde. Ausgehend von diesem Referenzwert, welcher der relativen Lage der Nockenwelle zur Kurbelwelle an der Referenzposition entspricht, wird das Phasenwinkelsignal in Abhängigkeit von den Zustandsänderungen des Drehwinkelmesssignals und des Lagemesssignals nachgeführt. Mit Hilfe des nun vorliegenden Phasenwinkelsignals wird der Phasenwinkel auf ein bereitgestelltes Sollwertsignal geregelt. Somit ist also schon relativ früh, nämlich kurz nach dem Erreichen der Referenzposition eine Phasenwinkelregelung möglich, wodurch während des Startvorgangs der Verbrennungsmaschine ein entsprechend geringer Schadstoffausstoß und einen niedriger Kraftstoffverbrauch ermöglicht wird.The phase angle signal is thus determined indirectly from a rotational angle measurement signal for the crankshaft, a position measurement signal for the adjustment and a transmission characteristic, namely the ratio, which has the three-shaft transmission with stationary drive shaft between the adjusting and the camshaft. As a result, the generally relatively high resolution of a position sensor for determining the position of the adjusting motor rotor relative to the stator can be used for the measurement of the phase angle signal. Since there is initially no information about the crankshaft rotation angle and the angular position of the adjusting shaft when starting the internal combustion engine, the rotation angle measurement signal and the position measurement signal are set to start values, which can be arbitrary. Starting from the corresponding starting value, the rotational angle measuring signal is tracked when the crankshaft sensor signal changes its state. Similarly, the position measurement signal is tracked when the Verstellwellen sensor signal changes its state. However, since the knowledge of the rotational angle position of the camshaft relative to the crankshaft is required for the control of the phase angle, the crankshaft and the camshaft are clamped in a reference position relative to each other and reaching the reference position is detected by means of a sensor. Upon reaching the reference position, the phase angle signal is set to a predetermined reference value previously determined by measurement or otherwise and stored, for example, in a nonvolatile memory. Based on this reference value, which corresponds to the relative position of the camshaft to the crankshaft at the reference position, the phase angle signal is tracked in dependence on the state changes of the rotation angle measurement signal and the position measurement signal. With help of the now present phase angle signal, the phase angle is controlled to a provided setpoint signal. Thus, therefore, relatively early, namely shortly after reaching the reference position, a phase angle control is possible, whereby during the starting process of the internal combustion engine, a correspondingly low pollutant emissions and low fuel consumption is possible.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zum Verspannen der Kurbelwelle mit der Nockenwelle ein mit der Antriebwelle verbundenes Anschlagelement gegen ein mit der Nockenwelle verbundenes Gegenanschlagelement positioniert. Das Verfahren kann dann mit Hilfe einer kostengünstig herstellbaren Nockenwellenverstellvorrichtung durchgeführt werden.In a preferred embodiment of the invention, for clamping the crankshaft to the camshaft, a stop member connected to the drive shaft is positioned against a counter-abutment member connected to the camshaft. The method can then be carried out with the aid of an economically producible camshaft adjusting device.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Kurbelwelle und die Nockenwelle mit Hilfe mindestens eines Federelements miteinander verspannt. Dabei kann das Federelement in der Referenzposition in einer Neutral- oder Mittellage angeordnet sein.In another embodiment of the invention, the crankshaft and the camshaft are braced together by means of at least one spring element. In this case, the spring element may be arranged in the reference position in a neutral or middle position.

Zweckmäßigerweise wird das Erreichen der Referenzposition anhand einer Veränderung der Änderungsgeschwindigkeit des Phasenwinkelsignals detektiert. Es ist aber auch denkbar, das Erreichen der Referenzposition dadurch zu erkennen, dass mit dem Elektromotor ein Drehmoment aufgebracht und geprüft wird, ob das Phasenwinkelsignal vor, während und/oder nach dem Aufbringen des Drehmoments seinen Wert beibehält.Expediently, the reaching of the reference position is detected by means of a change in the rate of change of the phase angle signal. However, it is also conceivable to detect the reaching of the reference position by applying torque to the electric motor and checking whether the phase angle signal maintains its value before, during and / or after the application of the torque.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird beim Erreichen einer vorgegebenen Referenz-Drehwinkellage der Kurbelwelle in dem Kurbelwellen-Sensorsignal eine Referenzmarke erzeugt, wobei beim Auftreten der Referenzmarke ein zweites Drehwinkelmesssignal auf einen der Referenz-Drehwinkellage zugeordneten Wert gesetzt wird, wobei das zweite Drehwinkelmesssignal beim Auftreten einer Zustandsänderung des Kurbelwellen-Sensorsignals nachgeführt wird, wobei beim Erreichen einer vorgegebenen Drehwinkellage der Nockenwelle ein Nockenwellen-Referenzsignal erzeugt wird, wobei die beim Auftreten des Nockenwellen-Referenzsignals jeweils vorliegenden Messwerte des Drehwinkelmesssignals und des Lagemesssignals bestimmt und mit diesen Messwerten und der Getriebekenngröße ein Wert für ein absolutes Phasenwinkelsignal ermittelt wird, wobei die Drehzahl der Verbrennungsmaschine gemessen und mit einem vorgegebenen Drehzahlschwellwert verglichen und beim Überschreiten des Drehzahlschwellwerts die Regelung des Phasenwinkels mit dem absoluten Phasenwinkelsignal als Istwertsignal weitergeführt wird. Dabei wird das Kurbelwellen-Sensorsignal bevorzugt mit Hilfe eines ortsfest beispielsweise am Motorblock der Verbrennungsmaschine angeordneten Magnetdetektors ermittelt, der mit einem drehfest auf der Kurbelwelle angeordneten, magnetisch leitenden Zahnkranz zusammenwirkt. Einer der Zähne und/oder Zahnlücken des Zahnkranzes unterscheidet sich von den übrigen Zähnen bzw. Zahnlücken und dient als Referenz für die absolute Bestimmung des Kurbelwellen-Drehwinkels. Das Nockenwellen-Referenzsignal kann mit Hilfe einer Triggereinrichtung in Abhängigkeit von der absoluten Drehlage der Nockenwelle erzeugt werden. Das aus dem Nockenwellen-Referenzsignal und dem absoluten Kurbelwellen-Sensorsignals abgeleitete zweite Drehwinkelmesssignal hat gegenüber dem ersten, auf die Referenzposition bezogenen Drehwinkelmesssignal den Vorteil, dass Toleranzen und/oder Verschleiß im Nockenwellenantrieb (Kurbelwellenzahnrad, Antriebskette oder Zahnriemen, Ketten- oder Zahnriemenspanner, Nockenwellenzahnrad, Anschlag- und Gegenanschlagelement) die Genauigkeit der Drehwinkelmessung nicht beeinflussen. Somit kann durch das Umschalten der Phasenwinkel-Regelung von dem referenzpositionsbezogenen Phasenwinkelsignal auf das absolute Phasenwinkelsignal die Genauigkeit der Phasenwinkeleinstellung weiter verbessert werden.In an advantageous embodiment of the invention, upon reaching a predetermined reference angular position of the crankshaft in the crankshaft sensor signal, a reference mark is generated, wherein when the reference mark occurs, a second rotational angle measurement signal is set to a value associated with the reference rotational angular position, the second rotational angle measurement signal occurring a change in state of the crankshaft sensor signal is tracked, wherein upon reaching a predetermined rotational position of the camshaft, a camshaft reference signal is generated, wherein the respectively present upon the occurrence of the camshaft reference signal measured values of the rotational angle measurement signal and the position measurement signal determines and with these measurements and the transmission parameter a value is determined for an absolute phase angle signal, wherein the speed of the internal combustion engine measured and compared with a predetermined Drehzahlschwellwert and when exceeding the speed threshold values the regulation of the phase angle is continued with the absolute phase angle signal as an actual value signal. In this case, the crankshaft sensor signal is preferably determined by means of a stationary, for example, arranged on the engine block of the internal combustion engine magnetic detector, which cooperates with a non-rotatably mounted on the crankshaft, magnetically conductive ring gear. One of the teeth and / or tooth gaps of the ring gear is different from the other teeth or tooth gaps and serves as a reference for the absolute determination of the crankshaft rotation angle. The camshaft reference signal can be generated by means of a trigger device as a function of the absolute rotational position of the camshaft. The second rotational angle measurement signal derived from the camshaft reference signal and the absolute crankshaft sensor signal has the advantage over the first rotational angle measurement signal relating to the reference position that tolerances and / or wear in the camshaft drive (crankshaft gear, drive chain or toothed belt, chain or toothed belt tensioner, camshaft gear, Stop and counter-stop element) do not affect the accuracy of the rotation angle measurement. Thus, by switching the phase angle control from the reference position-related phase angle signal to the absolute phase angle signal, the accuracy of the phase angle adjustment can be further improved.

Vorteilhaft ist, wenn zunächst für die Drehzahl der Kurbelwelle mindestens ein Drehzahlmesswert detektiert wird, und wenn erst danach die Regelung des Phasenwinkels mit dem absoluten Phasenwinkelsignal weitergeführt wird. Dadurch wird vermieden, dass bei niedrigen Drehzahlen, bei denen mit Hilfe eines mit dem Kurbelwellenzahnrad zusammenwirkenden Magnetdetektors noch kein Drehzahlmesswert gemessen werden kann, nicht plausible Werte des absoluten Phasenwinkelsignals Positionierfehler der Nockenwelle verursachen.It is advantageous if at least one rotational speed measured value is first detected for the rotational speed of the crankshaft, and only when the control of the phase angle is continued with the absolute phase angle signal. This avoids that at low speeds at which a speed measurement value can not yet be measured with the aid of a magnetic detector cooperating with the crankshaft gear, plausible values of the absolute phase angle signal cause positioning errors of the camshaft.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Elektromotor - bevor die Referenzposition erreicht wird - durch Pulsweitenmodulation mit einem vorgegeben Puls-Pausenverhältnis in Richtung der Referenzposition vorgesteuert. Solange noch keine brauchbaren Messwerte für die Phasenlage vorliegen, wird der Elektromotor zunächst "blind" angesteuert. Dabei wird das Puls-Pausenverhältnis so gewählt, dass eine Beschädigung des Anschlagelements und des Gegenanschlagelements, unabhängig von der Position in der sich diese beim Start der Verbrennungsmaschine gerade befinden, sicher vermieden werden.In an expedient embodiment of the method, the electric motor - before the reference position is reached - is pre-controlled by pulse width modulation with a predetermined pulse-pause ratio in the direction of the reference position. As long as there are no usable measured values for the phase position, the electric motor is initially controlled "blind". In this case, the pulse-pause ratio is selected so that damage to the stop element and the counter-stop element, regardless of the position in which they are currently at the start of the internal combustion engine, safely avoided.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Puls-Pausenverhältnis in Abhängigkeit von der Detektion des Drehzahlmesswert verändert, wobei das Puls-Pausenverhältnis vorzugsweise vergrößert wird, sobald der Drehzahlmesswert detektiert wird. Der Wert, auf den das Puls-Pausenverhältnis vergrößert wird, kann in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter, wie z.B. der Motortemperatur der Verbrennungsmaschine und damit den Schleppverlusten im Ventiltrieb gewählt werden. Die Detektion des Drehzahlmesswerts erfolgt vorzugsweise ab einer Kurbelwellendrehzahl von etwa 50 U/Min.In a preferred embodiment of the invention, the pulse-pause ratio is changed as a function of the detection of the rotational speed measured value, wherein the pulse-pause ratio is preferably increased as soon as the rotational speed measured value is detected. The value to which the pulse-duty ratio is increased may vary depending on at least one parameter, e.g. the engine temperature of the internal combustion engine and thus the drag losses are selected in the valve train. The detection of the speed measurement value is preferably carried out from a crankshaft speed of about 50 U / min.

Vorteilhaft ist, wenn vor dem Positionieren des Anschlagelements gegen das Gegenanschlagelement das Phasenwinkelsignal zur Bildung eines Phasengeschwindigkeitssignals differenziert wird, wenn das Phasengeschwindigkeitssignal mit einem Phasengeschwindigkeits-Schwellwert verglichen wird, und wenn für den Fall, dass das Phasengeschwindigkeitssignals größer ist als der Schwellwert, das Phasengeschwindigkeitssignal mit einem Sollwertsignal verglichen und beim Auftreten einer Abweichung der Elektromotor derart angesteuert wird, dass sich die Abweichung reduziert. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Messwerte für die Phasengeschwindigkeit mit einer für eine Phasengeschwindigkeitsregelung ausreichenden Genauigkeit vorliegen, wenn das Phasengeschwindigkeitssignal den Schwellwert überschreitet. Durch die Phasengeschwindigkeitsregelung kann der Verschleiß an dem Anschlagelement und dem Gegenanschlagelement reduziert und/oder eine Zerstörung dieser Teile verhindert werden.It is advantageous if, prior to positioning of the stop element against the counter-stop element, the phase angle signal is differentiated to form a phase velocity signal when the phase velocity signal is compared with a phase velocity threshold, and if in the case the phase velocity signal is greater than the threshold, the phase velocity signal a setpoint value signal is compared and when a deviation of the electric motor is triggered in such a way that the deviation is reduced. In this case, it is assumed that the measured values for the phase velocity are present with sufficient accuracy for a phase velocity control if the phase velocity signal exceeds the threshold value. By the phase velocity control, the wear on the stop element and the counter-stop element can be reduced and / or destruction of these parts can be prevented.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird (werden) der Betriebsstrom und/oder die Betriebsspannung und/oder die Drehzahl des Elektromotors begrenzt und/oder geregelt, bevor das Erreichen der Referenzposition detektiert wird. Dadurch wird die Kraft, mit welcher das Anschlagelement während des Startvorgangs der Verbrennungsmaschine gegen das Gegenanschlagelement positioniert wird, und somit der Verschleiß an dem Anschlag- bzw. Gegenanschlagelement begrenzt. Ferner wird eine Zerstörung dieser Teile verhindert.In a preferred embodiment of the invention, the operating current and / or the operating voltage and / or the rotational speed of the electric motor are (are) limited and / or regulated before the reaching of the reference position is detected. Thereby, the force with which the stop element is positioned against the counter-stop element during the starting process of the internal combustion engine, and thus the wear on the stop or counter stop element is limited. Furthermore, destruction of these parts is prevented.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

• Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine, die eine Einrichtung zum Einstellen der Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle aufweist,
• Fig. 2 eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung,
• Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Zustandssignals für die Regelung der Phasenlage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate der Zustand aufgetragen sind,
• Fig. 4 eine graphische Darstellung eines idealisierten Drehzahlverlaufs einer Verbrennungsmaschine, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate die Drehzahl in U/min aufgetragen sind,
• Fig. 5 eine graphische Darstellung des tatsächlichen Phasenwinkels (durch Pluszeichen markierte Linie) und eines Sollwertsignals (unmarkierte Linie) für den Phasenwinkel, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate der Phasenwinkel in Grad aufgetragen sind,
• Fig. 6 eine graphische Darstellung eines auf eine Referenzposition bezogenen Phasenwinkelsignals, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate der Phasenwinkel in Grad aufgetragen sind,
• Fig. 7 eine graphische Darstellung des tatsächlichen Kurbelwellen-Drehwinkels (unschraffierte Linie) und eines Messsignals (schraffierte Linie) für den Kurbelwellen-Drehwinkel, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate der Drehwinkel in Grad aufgetragen sind, und
• Fig. 8 eine graphische Darstellung des tatsächlichen Drehwinkels (schraffierte Linie) eines Elektromotors, wobei auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate der Drehwinkel in Grad aufgetragen sind.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:

• Fig. 1 FIG. 2 is a partial schematic illustration of a reciprocating internal combustion engine having means for adjusting the phasing of the camshaft relative to the crankshaft; FIG.
• Fig. 2 a camshaft adjusting device,
• Fig. 3 a graphical representation of a condition signal for the control of the phase angle of the camshaft relative to the crankshaft, wherein the abscissa represents the time in seconds and on the ordinate the state,
• Fig. 4 a graphical representation of an idealized speed curve of an internal combustion engine, wherein the abscissa represents the time in seconds and the ordinate the speed in rpm,
• Fig. 5 a plot of the actual phase angle (line marked by plus sign) and a setpoint signal (unmarked line) for the phase angle, wherein the abscissa represents the time in seconds and the ordinate of the phase angle in degrees,
• Fig. 6 a graphical representation of a reference to a reference position phase angle signal, wherein the abscissa in seconds and the ordinate of the phase angle in degrees,
• Fig. 7 a plot of the actual crankshaft rotation angle (unshaded line) and a measured signal (hatched line) for the crankshaft rotation angle, where the abscissa in seconds and the ordinate of the rotation angle in degrees, and
• Fig. 8 a plot of the actual angle of rotation (hatched line) of an electric motor, wherein the abscissa time in seconds and the ordinate of the rotation angle in degrees are plotted.

Eine Verstellvorrichtung für die Drehwinkellage der Nockenwelle 3 relativ zur Kurbelwelle 5 einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine weist gemäß Fig. 1 ein Verstellgetriebe 1 auf, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer Verstellwelle ausgebildet ist. Das Verstellgetriebe kann ein Umlaufgetriebe sein, beispielsweise ein Planeten- und/oder Taumelscheibengetriebe.An adjusting device for the rotational angle position of the camshaft 3 relative to the crankshaft 5 of a reciprocating internal combustion engine has according to Fig. 1 an adjusting 1, which is designed as a three-shaft gear with a crankshaft fixed drive shaft, a camshaft fixed output shaft and an adjusting shaft. The adjusting mechanism may be a planetary gear, for example a planetary and / or Taumelscheibengetriebe.

Die Antriebwelle ist drehfest mit einem Nockenwellenzahnrad 2 verbunden, das in an sich bekannter Weise über eine Kette oder einen Zahnriemen mit einem auf der Kurbelwelle 5 des Verbrennungsmotors drehfest angeordneten Kurbelwellenzahnrad in Antriebsverbindung steht. Die Abtriebwelle ist drehfest mit der Nockenwelle 3 verbunden. Die Verstellwelle ist drehest mit dem Rotor eines Elektromotors 4 verbunden. Das Verstellgetriebe 1 ist in der Nabe des Nockenwellenzahnrads 2 integriert.The drive shaft is rotatably connected to a camshaft gear 2, which is in a conventional manner via a chain or a toothed belt with a rotatably mounted on the crankshaft 5 of the engine crankshaft gear in drive connection. The output shaft is rotatably connected to the camshaft 3. The adjusting is drehest connected to the rotor of an electric motor 4. The adjusting gear 1 is integrated in the hub of the camshaft gear 2.

Zum Begrenzen des Verdrehwinkels zwischen der Nockenwelle 3 und der Kurbelwelle 5 der Verbrennungsmaschine weist die Verstellvorrichtung ein fest mit der Antriebwelle des Verstellgetriebes 1 verbundenes Anschlagelement 6 und ein Gegenanschlagelement 7 auf, das drehfest mit der Nockenwelle 3 verbundenen ist und in Gebrauchsstellung in einer Referenzposition an dem Anschlagelement 6 zur Anlage kommt.To limit the angle of rotation between the camshaft 3 and the crankshaft 5 of the internal combustion engine, the adjusting device has a fixedly connected to the drive shaft of the variable transmission 1 stop element 6 and a counter-stop element 7 which is rotatably connected to the camshaft 3 and in the position of use in a reference position on the Stop element 6 comes to rest.

In Fig. 1 ist erkennbar, dass zur Messung des Kurbelwellendrehwinkels ein Magnetdetektor 8 vorgesehen ist, der die Zahnflanken eines aus einem magnetisch leitenden Werkstoff bestehenden, auf der Kurbelwelle 5 angeordneten Zahnkranzes 9 detektiert. Eine der Zahnlücken oder Zähne des Zahnkranzes 9 weist eine größere Breite auf als die anderen Zahnlücken bzw. Zähne und markiert eine Referenz-Drehwinkellage der Kurbelwelle 5.In Fig. 1 It can be seen that for measuring the crankshaft rotation angle, a magnetic detector 8 is provided which detects the tooth flanks of a toothed ring 9 consisting of a magnetically conductive material and arranged on the crankshaft 5. One of the tooth gaps or teeth of the toothed rim 9 has a greater width than the other tooth gaps or teeth and marks a reference rotational angle position of the crankshaft 5.

Beim Starten des Verbrennungsmotors wird - unabhängig von der Position, in der sich die Kurbelwelle 5 gerade befindet - ein erstes Drehwinkelmesssignal auf einen Drehwinkelmesssignal-Startwert gesetzt, der beispielsweise den Wert null haben kann. Dann wird die Kurbelwelle z.B. mittels eines elektrischen Anlassers in Drehung versetzt und mit Hilfe des Magnetdetektors 8 wird ein Kurbelwellen-Sensorsignal erfasst, das bei einem Vorbeilaufen einer Zahnflanken des Zahnkranzes 9 jeweils seinen Zustand ändert. Bei Auftreten einer ansteigenden und/oder abfallenden Flanke (Zustandsänderung) des Kurbelwellen-Sensorsignals wird in einem Betriebsprogramm eines Steuergeräts ein Interrupt ausgelöst, bei dem das Drehwinkelmesssignal jeweils nachgeführt, beispielsweise durch Inkrementieren.When starting the internal combustion engine is - regardless of the position in which the crankshaft 5 is currently - a first rotation angle measurement signal set to a rotation angle measurement signal start value, which may for example have the value zero. Then the crankshaft is e.g. is rotated by means of an electric starter and with the aid of the magnetic detector 8, a crankshaft sensor signal is detected, which in each case changes its state when a tooth flanks of the toothed ring 9. Upon the occurrence of a rising and / or falling edge (state change) of the crankshaft sensor signal, an interrupt is triggered in an operating program of a control device, in which the rotational angle measurement signal is tracked in each case, for example by incrementing.

Beim Erreichen der Referenz-Drehwinkellage wird in dem Sensorsignal des Magnetdetektors 8, das nachstehend auch als Kurbelwellen-Sensorsignal bezeichnet wird, eine Referenzmarke erzeugt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kurbelwellen-Zahnkranz 9 an der Referenz-Drehwinkellage eine größere Lücke aufweist als zwischen seinen übrigen Zähnen. Sobald die Referenzmarke in dem Kurbelwellen-Sensorsignal detektiert wird, wird ein zweites Drehwinkelmesssignal auf einen der Referenz-Drehwinkellage zugeordneten Wert gesetzt. Danach wird das zweite Drehwinkelmesssignal bei jeder ansteigenden und/oder abfallenden Flanke (Zustandsänderung) des Kurbelwellen-Sensorsignals nachgeführt.Upon reaching the reference rotational angular position, a reference mark is generated in the sensor signal of the magnetic detector 8, which is also referred to below as the crankshaft sensor signal. This is achieved in that the crankshaft sprocket 9 at the reference angular position has a larger gap than between its other teeth. As soon as the reference mark is detected in the crankshaft sensor signal, a second rotation angle measurement signal is set to a value associated with the reference rotation angle position. Thereafter, the second rotation angle measurement signal is tracked at each rising and / or falling edge (state change) of the crankshaft sensor signal.

Als Elektromotor 4 ist vorzugsweise ein EC-Motor vorgesehen, der einen Läufer aufweist, an dessen Umfang eine Reihe von abwechselnd in zueinander entgegengesetzte Richtungen magnetisierten Magnetsegmenten angeordnet ist, die über einen Luftspalt mit Zähnen eines Stators magnetisch zusammenwirken. Die Zähne sind mit einer Wicklung bewickelt, die über eine Ansteuereinrichtung bestromt wird.As an electric motor 4, an EC motor is preferably provided, which has a rotor, on whose circumference a series of alternately in opposite to each other Magnetized magnet segments are arranged, which interact magnetically via an air gap with teeth of a stator. The teeth are wound with a winding, which is energized via a drive device.

Die Lage der Magnetsegmente relativ zum Stator und damit der Verstellwellendrehwinkel wird mit Hilfe einer Messeinrichtung detektiert, die an dem Stator mehrere Magnetfeldsensoren 10 aufweist, die derart in Umfangsrichtung des Stators zueinander versetzt angeordnet sind, dass pro Umdrehung des Rotors eine Anzahl von Magnetsegment-Sensor-Kombinationen durchlaufen wird. Die Magnetfeldsensoren 10 erzeugen ein digitales Sensorsignal, das eine Reihenfolge von Sensorsignal-Zuständen durchläuft, die sich bei einer mechanischen Volldrehung des Rotors so oft wiederholt, wie die Messeinrichtung Magnetfeldsensoren 10 aufweist. Dieses Sensorsignal wird nachfolgend auch als Verstellwellen-Sensorsignal bezeichnet.The position of the magnet segments relative to the stator and thus the Verstellwellenendrehwinkel is detected by means of a measuring device having a plurality of magnetic field sensors 10 which are arranged offset to one another in the circumferential direction of the stator such that per revolution of the rotor, a number of magnetic segment sensor Combinations will go through. The magnetic field sensors 10 generate a digital sensor signal that passes through an order of sensor signal states that repeats as often as the measuring device 10 has magnetic field sensors 10 during a mechanical rotation of the rotor. This sensor signal is also referred to below as Verstellwellen sensor signal.

Beim Starten des Verbrennungsmotors wird - unabhängig von der Position, in der sich der Rotor bzw. die Verstellwelle gerade befindet - ein Lagemesssignal auf einen Lagemesssignal-Startwert gesetzt. Dann wird die Verstellwelle verdreht, wobei bei einem Zustandswechsel des Verstellwellen-Sensorsignals in dem Betriebsprogramm des Steuergeräts ein Interrupt ausgelöst wird, bei dem das Lagemesssignal nachgeführt wird.When starting the internal combustion engine is - regardless of the position in which the rotor or the adjusting shaft is currently - a position measurement signal set to a position measurement signal start value. Then, the adjusting shaft is rotated, wherein in a state change of Verstellwellen sensor signal in the operating program of the control unit, an interrupt is triggered, in which the position measurement signal is tracked.

Als Referenzsignalgeber für den Nockenwellendrehwinkel ist ein induktiver Sensor 11 vorgesehen, der mit einem auf der Nockenwelle 3 angeordneten Triggerrad 12 zusammenwirkt. Wenn der induktive Sensor 11 eine Flanke des Triggerrads 12 detektiert, wird in einem Betriebsprogramm eines Steuergeräts ein Interrupt ausgelöst, bei dem der Kurbelwellendrehwinkel und der Verstellwellendrehwinkel für die Regelung des Phasenwinkels zur weiteren Verarbeitung zwischengespeichert werden.As a reference signal generator for the camshaft rotation angle, an inductive sensor 11 is provided, which cooperates with a arranged on the camshaft 3 trigger wheel 12. If the inductive sensor 11 detects an edge of the trigger wheel 12, an interrupt is triggered in an operating program of a control unit, in which the crankshaft rotation angle and the adjustment shaft rotation angle for the control of the phase angle are temporarily stored for further processing.

Die Drehwinkellage der Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle wird nachfolgend auch als Phasenlage bezeichnet. Diese beschreibt den Zeitpunkt der Ventilöffnung relativ zur Kolbenbewegung der Verbrennungsmaschine. Sie ist wie folgt definiert: $$\mathrm{\epsilon }\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{=}{\mathrm{\varphi }}_{\mathrm{Cnk}}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{-}\mathrm{2}\mathrm{\cdot }{\mathrm{\varphi }}_{\mathrm{Cam}}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{,}$$

wobei ϕ_Cnk(t) der Kurbelwellendrehwinkel zum Zeitpunkt t, und ϕ_Cnk(t) den Nockenwellendrehwinkel zum Zeitpunkt t bedeuten.The angular position of the camshaft relative to the crankshaft is hereinafter also referred to as phase position. This describes the timing of the valve opening relative to the piston movement of the internal combustion engine. It is defined as follows: $$\mathrm{\epsilon }\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{=}{\mathrm{\phi }}_{\mathrm{cnk}}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{-}\mathrm{2}\mathrm{\cdot }{\mathrm{\phi }}_{\mathrm{Cam}}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{.}$$

where φ _Cnk (t) is the crankshaft rotation _angle at time t, and φ _Cnk (t) is the camshaft _{rotation angle} at time t.

Beim Start der Verbrennungsmaschine ist es notwendig, so schnell wie möglich eine Sollposition des Phasenwinkels einzuregeln. Dies kann nur anhand eines Bezugswinkels erfolgen, da der Phasenwinkel erst ermittelt werden kann, wenn die die Referenz-Drehwinkellage markierende Zahnlücken bzw. der Zahn gefunden und eine Flanke der Nockenwelle erkannt ist.When starting the internal combustion engine, it is necessary to regulate a target position of the phase angle as quickly as possible. This can only be done on the basis of a reference angle, since the phase angle can only be determined when the reference angular position Marking tooth gaps or the tooth found and a flank of the camshaft is detected.

Nach dem Starten der Verbrennungsmaschine wird zunächst eine Anschlagfahrt durchgeführt, bei zwei Strategien denkbar sind:

1. a) Das Anschlagelement wird mit Hilfe des Elektromotors 4 mit einer vorgegeben Kraft in Richtung des Gegenanschlagelements gesteuert, bis die Referenzposition erreicht ist.
2. b) Es wird die Phasengeschwindigkeit auf eine vorgegebene Sollphasengeschwindigkeit geregelt, bis die Referenzposition erreicht ist.

After starting the internal combustion engine, a stop drive is first carried out, with two strategies are conceivable:

1. a) The stop element is controlled by means of the electric motor 4 with a predetermined force in the direction of the counter-stop element until the reference position is reached.
2. b) The phase velocity is regulated to a predetermined target phase velocity until the reference position is reached.

Der Phasenwinkel kann während der Anschlagfahrt in zwei Teile zerlegt werden: $$\mathit{\epsilon }\left(\mathit{t}\right)\mathrm{=}\left[{\mathrm{\varphi }}_{\mathit{Cnk}}^{\left(0\right)}-2\cdot {\mathrm{\varphi }}_{\mathit{Cam}}^{\left(0\right)}\right]+\left(\left[{\mathrm{\varphi }}_{\mathit{Cnk}}\left(t\right)-{\mathrm{\varphi }}_{\mathit{Cnk}}^{\left(0\right)}\right]+2\cdot \left[{\mathrm{\varphi }}_{\mathit{Cam}}\left(t\right)-{\mathrm{\varphi }}_{\mathit{Cam}}^{\left(0\right)}\right]\right)={\mathit{\epsilon }}^{\left(0\right)}+{\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{Re}l}\left(t\right)\mathrm{.}$$

The phase angle can be split into two parts during stop travel: $$\mathit{\epsilon }\left(\mathit{t}\right)\mathrm{=}\left[{\mathrm{\phi }}_{\mathit{cnk}}^{\left(0\right)}-2<figure-callout\; id="0"\; label="\cdot \; \phi \; Cam"\; filenames="imgf0003.png"\; state="\{\{state\}\}">\cdot \; </figure-callout>{\mathrm{\phi }}_{\mathit{Cam}}^{}{\mathit{}}_{\left(0\right)}^{}\right]+\left(\left[{\mathrm{\phi }}_{\mathit{cnk}}\left(t\right)-{\mathrm{\phi }}_{\mathit{cnk}}^{\left(0\right)}\right]+2\cdot \left[{\mathrm{\phi }}_{\mathit{Cam}}\left(t\right)-{\mathrm{<figure-callout\; id="0"\; label="\phi \; Cam"\; filenames="imgf0003.png"\; state="\{\{state\}\}">\phi \; </figure-callout>}}_{\mathit{Cam}}^{\mathit{}}\right]\right)={\mathit{<figure-callout\; id="0"\; label="\epsilon "\; filenames="imgf0003.png"\; state="\{\{state\}\}">\epsilon </figure-callout>}}^{\left(0\right)}+{\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{re}l}\left(t\right)\mathrm{,}$$

Dabei sind

• ϕ⁽⁰⁾ _Cnk(t) = ϕ_Cnk(t₀) der Kurbelwellendrehwinkel am Anfang der Anschlagsfahrtphase,
• ϕ⁽⁰⁾ _Cam(t) = ϕ_Cam(t₀) = der Nockenwellendrehwinkel am Anfang der Anschlagsfahrtphase,
• ε⁽⁰⁾ = ε _Cnk(t₀) der Phasenwinkel am Anfang der Anschlagsfahrtphase und
• ε _Rel(t) der Phasenwinkel, der vom Beginn der Anschlagsfahrtphase bis zum aktuellen Zeitpunkt t verstellt wurde. Er kann auch als relativer Anteil des Phasenwinkels bezüglich des Anfangsphasenwinkels bezeichnet werden.

There are

• φ ⁽⁰⁾ _Cnk (t) = φ _Cnk (t ₀ ) the crankshaft rotation _angle at the beginning of the _{striker drive phase} ,
• φ ⁽⁰⁾ _Cam (t) = φ _Cam (t ₀ ) = the camshaft rotation angle at the beginning of the stop travel phase,
• ε ⁽⁰⁾ = ε _Cnk (t ₀ ) the phase angle at the beginning of the stop _travel phase and
• ε _Rel (t) is the phase angle which has been adjusted from the start of the stop travel phase to the current time t. It may also be referred to as a relative proportion of the phase angle with respect to the initial phase angle.

Da die Messeinrichtung für den Drehwinkel des Rotors des Elektromotors 4 eine höhere Auflösung hat als der induktive Sensor 11 der Nockenwelle 3, wird der Drehwinkel der Nockenwelle 3 nicht direkt, sondern mit Hilfe der Getriebegleichung des Verstellgetriebes 1 aus dem Lagemesssignal berechnet. Damit und aus Gleichung (1) ergibt sich die folgende Formel zur Bestimmung des relativen Anteils des Phasenwinkels: $${\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{Re}l}\left(t\right)=\frac{1}{-i_g}\cdot \left(2\cdot \left[{\varphi }_{\mathit{Em}}\left(t\right)-{\varphi }_{\mathit{Em}}^{\left(0\right)}\right]-\left[{\varphi }_{\mathit{Cnk}}\left(t\right)-{\varphi }_{\mathit{Cnk}}^{\left(0\right)}\right]\right)$$

Since the measuring device for the rotational angle of the rotor of the electric motor 4 has a higher resolution than the inductive sensor 11 of the camshaft 3, the rotational angle of the camshaft 3 is not calculated directly, but with the aid of the gear ratio of the variable transmission 1 from the position measurement signal. Thus and from equation (1), the following formula results for determining the relative proportion of the phase angle: $${\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{re}l}\left(t\right)=\frac{1}{-i_G}\cdot \left(2\cdot \left[{\phi }_{\mathit{em}}\left(t\right)-{\phi }_{\mathit{em}}^{\left(0\right)}\right]-\left[{\phi }_{\mathit{cnk}}\left(t\right)-{\mathrm{<figure-callout\; id="0"\; label="\phi \; cnk"\; filenames="imgf0003.png"\; state="\{\{state\}\}">\phi \; </figure-callout>}}_{\mathit{cnk}}^{\mathit{}}\right]\right)$$

Dabei sind

• ϕ⁽⁰⁾ _Em(t) = ϕ_Em(t₀) der Drehwinkel des Rotors des Elektromotors am Anfang der Anschlagsfahrtphase,
• ϕ_Em(t) der Drehwinkel des Rotors vom Anfang der Anschlagsfahrtphase bis zu dem aktuellen Zeitpunkt t.

There are

• φ ⁽⁰⁾ _Em (t) = φ _Em (t ₀ ) the angle of rotation of the rotor of the electric motor at the beginning of the stop travel phase,
• φ _Em (t) is the angle of rotation of the rotor from the beginning of the striker drive phase to the current time t.

Beim Start der Verbrennungsmaschine ist ε ⁽⁰⁾ unbekannt. Deswegen ist der aktuelle Phasenwinkel ε(t) während dieser Phase auch unbekannt. Für diese Phase wird nur der relative Anteil des Phasenwinkels benötigt. Dieser wird dazu verwendet, die Phasengeschwindigkeit zu berechnen, die für Phasengeschwindigkeitsregelung bei der Anschlagsfahrt benötigt wird, falls Strategie b) zur Anwendung kommt (siehe oben). Außerdem wird der relative Anteil des Phasenwinkels zum Auffinden der Referenzposition verwendet. Wenn die Referenzposition erreicht wird, bleibt der Phasenwinkel und somit auch dessen relativer Anteil nahezu konstant, obwohl der Elektromotor noch weiter in dieselbe Richtung bestromt wird.At the start of the combustion engine ε ^{(0) is} unknown. Therefore, the current phase angle ε (t) during this phase is also unknown. For this phase, only the relative portion of the phase angle is needed. This is used to calculate the phase velocity needed for phase velocity control on impact travel if strategy b) is used (see above). In addition, the relative proportion of the phase angle is used to find the reference position. When the reference position is reached, the phase angle and thus its relative proportion remains almost constant, although the electric motor is energized even further in the same direction.

Nachdem die beim Erreichen der Referenzposition auftretende Abnahme der Änderungsgeschwindigkeit des Phasenwinkelsignals detektiert und die Referenzposition somit erkannt wurde, wird der Phasenwinkel mit der Referenzposition als Sollwert und dem ersten Drehwinkelmesssignal als Istwertsignal solange geregelt, bis nachstehend noch näher erläuterten Bedingungen für die Regelung des Phasenwinkels mit dem zweiten Drehwinkelmesssignal als Sollwertsignal erfüllt sind. Der Phasenwinkel kann auch hier wieder in zwei Teile zerlegt werden: $$\mathrm{\epsilon }\left(\mathrm{t}\right)={\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{HStop}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{Rel}}\left(\mathrm{t}\right),$$

wobei ε _HStop der Phasenwinkel am Bezugsanschlag und ε _Rel(t) der Phasenwinkel ist, der vom Beginn der Regelungsphase, bei der das erste Drehwinkelmesssignal als Istwertsignal verwendet wird, bis zum aktuellen Zeitpunkt t verstellt wurde. Er ist der relative Anteil des Phasenwinkels bezüglich der Referenzposition. Dieser relative Anteil des Phasenwinkels kann wiederum mit Hilfe der Getriebegleichung des Verstellgetriebes berechnet werden: $${\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{Re}l}\left(t\right)=\frac{1}{-i_g}\cdot \left(2\cdot \left[{\varphi }_{\mathit{Em}}\left(t\right)-{\varphi }_{\mathit{Em},\mathit{HStop}}\right]-\left[{\varphi }_{\mathit{Cnk}}\left(t\right)-{\varphi }_{\mathit{Cnk}\mathit{,}\mathit{HStop}}\right]\right),$$

wobei

• ϕ_Em,HStop = ϕ_Em(t) der Drehwinkel des Elektromotor-Rotors am Anfang der Regelungsphase ist, bei der das erste Drehwinkelmesssignal als Istwertsignal verwendet wird,
• ϕ_Cnk,HStop(t) = ϕ_Cnk(t_HStop) der Drehwinkel des Elektromotor-Rotors am Anfang der Regelungsphase ist, bei der das erste Drehwinkelmesssignal als Istwertsignal verwendet wird,
• ϕ_Em(t) der Drehwinkel des Elektromotor-Rotors vom Beginn der Regelungsphase ist, bei der das erste Drehwinkelmesssignal als Istwertsignal verwendet wird, bis zum aktuellen Zeitpunkt t ist und
• ϕ_Cnk(t) der Kurbelwellen-Drehwinkel vom Beginn der Regelungsphase ist, bei der das erste Drehwinkelmesssignal als Istwertsignal verwendet wird, bis zum aktuellen Zeitpunkt t bezeichnet.

After the decrease in the rate of change of the phase angle signal occurring upon reaching the reference position is detected and the reference position has thus been detected, the phase angle with the reference position as desired value and the first rotational angle measuring signal as actual value signal is controlled until conditions for the control of the phase angle explained in more detail below second rotation angle measurement signal are met as a setpoint signal. The phase angle can also be divided into two parts: $$\mathrm{\epsilon }\left(\mathrm{t}\right)={\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{HStop}}+{\mathrm{\epsilon }}_{\mathrm{rel}}\left(\mathrm{t}\right).$$

where ε _{HStop is} the phase angle at the reference _stop and ε _Rel (t) is the phase angle that has been adjusted from the start of the control phase, in which the first rotation angle measurement signal is used as the actual value signal, to the current time t. It is the relative proportion of the phase angle with respect to the reference position. This relative proportion of the phase angle can in turn be calculated using the gear ratio of the variable speed gearbox: $${\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{re}l}\left(t\right)=\frac{1}{-i_G}\cdot \left(2\cdot \left[{\phi }_{\mathit{em}}\left(t\right)-{\phi }_{\mathit{em}.\mathit{HStop}}\right]-\left[{\phi }_{\mathit{cnk}}\left(t\right)-{\phi }_{\mathit{cnk}\mathit{.}\mathit{HStop}}\right]\right).$$

in which

• φ _{Em, HStop} = φ _Em (t) is the angle of rotation of the electric motor rotor at the beginning of the control phase, in which the first rotation angle measurement signal is used as an actual value signal,
• φ _{Cnk, HStop} (t) = φ _Cnk (t _HStop ) is the angle of rotation of the electric motor rotor at the beginning of the control phase, in which the first rotation angle measurement signal is used as an actual value signal,
• φ _Em (t) is the angle of rotation of the electric motor rotor from the beginning of the control phase, in which the first rotation angle measurement signal is used as an actual value signal until the current time t is and
• φ _Cnk (t) is the crankshaft rotation angle from the start of the control phase, in which the first rotation angle measurement signal is used as an actual value signal, denoted until the current time t.

Nachdem die Referenzmarke in dem Kurbelwellen-Sensorsignal und das Nockenwellen-Referenzsignal detektiert wurden, die Drehzahl des Verbrennungsmotors 500 U/Min überschreitet und der Phasenwinkel in einem plausiblen Bereich liegt, wird der Phasenwinkel mit dem zweiten Kurbelwellen-Drehwinkelmesssignal als Istwertsignal geregelt. Während dieser Phase der Regelung wird der Phasenwinkel durch $${\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{Re}l}\left(t\right)={\mathit{\epsilon }}_{\mathit{Abs}}+\frac{1}{-i_g}\cdot \left(2\cdot \left[{\varphi }_{\mathit{Em},\mathit{ICyc}}-{\varphi }_{\mathit{Em},\mathit{ICam}}\right]-\left[{\varphi }_{\mathit{Cnk},\mathit{ICyc}}-{\varphi }_{\mathit{Cnk}\mathit{,}\mathit{ICam}}\right]\right),$$

bestimmt. Dabei sind

• ϕ_Em,ICyc = ϕ_Em(t_ICyc) der Drehwinkel des Elektromotor-Rotors von der letzten Erkennung der Referenzmarke bis zu dem aktuellen zyklischen Interrupt,
• ϕ_Cnk,ICyc = ϕ_Cnk(t_ICyc) der Kurbelwellen-Drehwinkel von der letzten Erkennung der Referenzmarke bis zu dem aktuellen zyklischen Interrupt,
• ϕ_Em,ICam der Drehwinkel des Elektromotor-Rotors von der letzten Erkennung der Referenzmarke bis zu dem letzten zyklischen Interrupt,
• ϕ_Cnk,ICam der Kurbelwellen-Drehwinkel von der letzten Erkennung der Referenzmarke bis zu dem letzten zyklischen Interrupt,
• ε_Abs der Phasenwinkel, der bei jedem zyklischen Interrupt ermittelt wird und gleich dem Kurbelwellen-Drehwinkel zum Zeitpunkt des Auftreten des Nockenwellen-Referenzsignals ist.

After the reference mark in the crankshaft sensor signal and the camshaft reference signal have been detected, the engine speed exceeds 500 rpm, and the phase angle is within a plausible range, the phase angle is controlled with the second crankshaft rotational angle measurement signal as the feedback signal. During this phase of regulation, the phase angle goes through $${\mathit{\epsilon }}_{\mathrm{re}l}\left(t\right)={\mathit{\epsilon }}_{\mathit{Section}}+\frac{1}{-i_G}\cdot \left(2\cdot \left[{\phi }_{\mathit{em}.\mathit{ICyc}}-{\phi }_{\mathit{em}.\mathit{ICam}}\right]-\left[{\phi }_{\mathit{cnk}.\mathit{ICyc}}-{\phi }_{\mathit{cnk}\mathit{.}\mathit{ICam}}\right]\right).$$

certainly. There are

• φ _{Em, ICyc} = φ _Em (t _ICyc ) the rotation angle of the electric motor rotor from the last detection of the reference _mark to the current cyclic interrupt,
• φ _{Cnk, ICyc} = φ _Cnk (t _ICyc ) the crankshaft rotation angle from the last detection of the reference _mark to the current cyclic interrupt,
• φ _{Em, ICam} the rotation angle of the electric motor rotor from the last detection of the reference _mark to the last cyclic interrupt,
• φ _{Cnk, ICam} the crankshaft rotation angle from the last detection of the reference _mark to the last cyclic interrupt,
• ε _Abs the phase angle, which is determined at each cyclic interrupt and equal to the crankshaft rotation angle at the time of occurrence of the camshaft reference signal.

Die Drehzahl-Schwellwert von 500 U/Min. sorgt dafür, dass die Phasenwinkel-Regelung mit dem zweiten Drehwinkelmesssignal als Sollwertsignal nur in einem Motordrehzahlbereich durchgeführt wird, in dem die Flanken der Zähne des Kurbelwellen-Zahnkranzes 9, die Referenzmarke und das Nockenwellen-Referenzsignal sicher entdeckt werden können. Außerdem wird die Phasenwinkel-Regelung mit dem zweiten Drehwinkelmesssignal als Sollwertsignal nur durchgeführt, wenn der Phasenwinkel, der mit Hilfe des zweiten Kurbelwellen-Drehwinkelsignals ermittelt wurde, in dem Verstellbereich der Verstellvorrichtung liegt. Ein unplausibler Phasenwinkel kann durch einen Hardwaredefekt (z.B. Anschlagausfall), Messsignalerfassungsfehler (z.B. falsche Flankenerfassung am Kurbelwellen-Zahnkranz 9) oder die Signalverarbeitung (falsche Erkennung der Referenzmarke, falsche Nachführung des Drehwinkelmesssignals usw.) verursacht werden. Solche Fehlerfälle werden durch geeignete Notmaßnahmen behandelt.The speed threshold of 500 rpm. ensures that the phase angle control is performed with the second rotation angle measurement signal as a setpoint signal only in an engine speed range in which the flanks of the teeth of the crankshaft sprocket 9, the reference mark and the camshaft reference signal can be detected safely. In addition, the phase angle control is performed with the second rotation angle measurement signal as a setpoint signal only when the phase angle, which was determined with the aid of the second crankshaft rotation angle signal is in the adjustment of the adjustment. An implausible phase angle can caused by a hardware defect (eg stop failure), measurement signal detection error (eg false edge detection on crankshaft sprocket 9) or signal processing (incorrect detection of the reference mark, incorrect tracking of the rotation angle measurement signal, etc.). Such errors are dealt with by appropriate emergency measures.

Die oben dargestellte Startstrategie kann wie folgt zusammengefasst werden:

1. a) Nach dem Motorstart (d.h. nachdem das Anlasser-Signal von Null auf eins springt) bis ein Kurbelwellen-Drehzahlmesswert detektiert wird: Vorsteuerung des Elektromotors 4 in Richtung der Referenzposition mit einem Pulsweiten-Modulationsverhältnis von 20%.
2. b) Nachdem ein Kurbelwellen-Drehzahlmesswert detektiert wurde, wird der Elektromotor 4 mit einem von mindestens einem Betriebsparameter abhängigen Pulsweiten-Modulationsverhältnis von z.B. 30% in Richtung der Referenzposition mit einer vorgegeben Geschwindigkeit und einer Begrenzung seines Betriebsstroms und seiner Betriebsspannung positioniert. Dafür und auch für die Anschlagserkennung wird der Phasenwinkel gemäß Gleichung (3) berechnet. Diese Phase der Regelung wird beendet, wenn der Anschlag erreicht und erkannt wird, oder wird abgebrochen, wenn die Bedingungen für eine Phasenlage-Regelung mit dem zweiten Kurbelwellen-Drehwinkelsignal als Sollwertsignal erfüllt sind.
3. c) Nachdem die Referenzposition erkannt wurde, wird der Phasenwinkel bezüglich der Referenzposition geregelt. Dafür muss der Phasenwinkel am Anschlag bekannt sein. Der aktuelle Phasewinkel wird mittels GI. (4) und (5) berechnet. Diese Phase der Regelung wird abgebrochen, wenn der Anschlag erreicht und erkannt wird, oder wird abgebrochen, wenn die Bedingungen für eine Phasenlage-Regelung mit dem zweiten Kurbelwellen-Drehwinkelsignal als Sollwertsignal erfüllt sind und der Anschlag noch nicht erreicht wurde.
4. d) Die Phasenlage-Regelung mit dem zweiten Kurbelwellen-Drehwinkelsignal als Sollwertsignal wird durchgeführt, sobald die folgenden Bedingungen erfüllt werden: die

The startup strategy presented above can be summarized as follows:

1. a) After engine start (ie, after the starter signal jumps from zero to one) until a crankshaft speed reading is detected: pilot control of the electric motor 4 toward the reference position with a pulse width modulation ratio of 20%.
2. b) After a crankshaft speed measurement value has been detected, the electric motor 4 is positioned at a predetermined speed and a limitation of its operating current and operating voltage with a pulse width modulation ratio of eg 30% depending on at least one operating parameter. For this and also for the stop detection, the phase angle is calculated according to equation (3). This phase of the control is terminated when the stop is reached and detected, or is canceled when the conditions for a phase angle control with the second crankshaft rotation angle signal as a setpoint signal are met.
3. c) After the reference position has been detected, the phase angle is controlled with respect to the reference position. For this, the phase angle at the stop must be known. The current phase angle is determined by GI. (4) and (5). This phase of the control is aborted when the stop is reached and detected, or aborted when the conditions for phase control with the second crankshaft rotation angle signal as the setpoint signal are met and the stop has not yet been reached.
4. d) The phase angle control with the second crankshaft rotation angle signal as the setpoint signal is carried out as soon as the following conditions are met:

Motordrehzahl der Verbrennungsmaschine ist größer oder gleich 500 U/Min, die Referenzmarke wurde erkannt und der mit Hilfe des zweiten Kurbelwellen-Drehwinkelsignal ermittelte Phasenwinkel liegt in einem plausiblen Bereich. Für diese Regelung wird der Phasenwinkel mittels Gleichung (6) berechnet.Engine speed of the internal combustion engine is greater than or equal to 500 U / min, the reference mark has been detected and the determined by means of the second crankshaft rotation angle signal phase angle is in a plausible range. For this control the phase angle is calculated by equation (6).

Nachstehend wird das Verfahren anhand der in Fig. 4 bis 8 gezeigten Simulationsergebnisse erläutert. Dabei wurde für die Anschlagsfahrt die Strategie Phasengeschwindigkeitsregelung verwendet.Hereinafter, the method will be described with reference to FIGS Fig. 4 to 8 illustrated simulation results explained. The strategy phase velocity control was used for the attack run.

Bei der Zeit t = 0.02 s wird die Verbrennungsmaschine gestartet. Die Motordrehzahl erreicht bei t = 0.2 s den Wert von 800 U/Min und bleibt von da ab bis zum Ende der Simulation konstant. Bei t = 0.0375 s wird die Anschlagsfahrt begonnen (SCam = 4), da die Motordrehzahl von 50 U/Min zu diesem Zeitpunkt erreicht wird. An dieser Stelle hat der Kurbelwellen-Drehwinkel bezüglich der Motorstartposition einen Wert von 7° und der Drehwinkel des Elektromotors einen Wert von 0°. Diese Werte werden als Referenzwinkel ${\varphi }_{\mathit{Em}}^{\left(0\right)}$

und ${\varphi }_{\mathit{Cnk}}^{\left(0\right)}$

für die Berechnung des Phasenwinkels gemäß Gleichung (3) verwendet. Nachdem der Anschlag zum Zeitpunkt t = 0.08 s, erreicht wurde, dauert es 25 ms, bis er erkannt wird (t = 0.105 s). Für die Anschlagsfahrt wird ein Anfangsphasenwinkel von 148° Kurbelwelle angenommen.At the time t = 0.02 s, the internal combustion engine is started. The engine speed reaches the value of 800 rpm at t = 0.2 s and from then on remains constant until the end of the simulation. At t = 0.0375 s, the stop travel is started (SCam = 4) since the engine speed of 50 rpm is reached at this time. At this point, the crankshaft rotation angle with respect to the engine start position has a value of 7 ° and the rotation angle of the electric motor has a value of 0 °. These values are used as reference angles ${\phi }_{\mathit{<figure-callout\; id="0"\; label="em"\; filenames="imgf0003.png"\; state="\{\{state\}\}">em</figure-callout>}}^{\left(0\right)}$

and ${\phi }_{\mathit{cnk}}^{\left(0\right)}$

used for the calculation of the phase angle according to equation (3). After the stop has been reached at the time t = 0.08 s, it takes 25 ms until it is detected (t = 0.105 s). For the attack drive, an initial phase angle of 148 ° crankshaft is assumed.

Ab t = 0.105 s wird der Phasenwinkel bezüglich der Referenzposition geregelt (SCam =5). Die Werte, die der Kurbelwellen-Drehwinkel (ϕ_Cnk = 106°) und der Rotor-Drehwinkel (ϕ_Em = 213.5°) zu dem Zeitpunkt haben, dienen während dieser Phase als Referenzwinkel ϕ_Cnk,HStop und ϕ_Cnk,HStop für die Berechung des Phasenwinkels nach Gleichung (5). Dabei beträgt der Phasenwinkel an der Referenzposition 154°, siehe Gleichung (4).From t = 0.105 s, the phase angle is regulated with respect to the reference position (SCam = 5). The values which have the crankshaft rotation angle (φ _Cnk = 106 °) and the rotor rotation angle (φ _Em = 213.5 °) at the time are used during this phase as reference _angles φ _{Cnk, HStop} and φ _{Cnk, HStop} for the calculation the phase angle according to equation (5). The phase angle at the reference position is 154 °, see equation (4).

Die Regelung mit dem zweiten Kurbelwellen-Drehwinkelsignal als Sollwertsignal wird erst bei t.= 0.2375 s begonnen (SCam = 6), nachdem die Drehzahlschwelle von 500 U/Min bei t = 0.135 s erreicht und die erste Referenzmarke bei t = 0.125 s sowie eine Flanke des Nockenwellen-Referenzsignals entdeckt wurden. Am Anfang der Phase hat der mit Hilfe des zweiten Drehwinkelmesssignals ermittelte Phasenwinkel ε _Abs den Wert 107.5° und beim nächsten Auftreten der Flanke des Nockenwellen-Referenzsignals (t= 0.39 s) den Wert 119.5°.The control with the second crankshaft rotation angle signal as the setpoint signal is only started at t. = 0.2375 s (SCam = 6), after the speed threshold of 500 rpm at t = 0.135 s and the first reference mark at t = 0.125 s and a Flank of the camshaft reference signal were detected. At the beginning of the phase, the phase angle ε _Abs determined with the aid of the second rotational angle measuring signal has the value 107.5 ° and at the next occurrence of the edge of the camshaft reference signal (t = 0.39 s) the value 119.5 °.

Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zum Einstellen der Drehwinkellage der Nockenwelle 3 einer Hubkolben-Verbrennungsmaschine relativ zur Kurbelwelle 5. Die Kurbelwelle 5 steht über ein Verstellgetriebe 1 mit der Nockenwelle 3 in Antriebsverbindung, das als Dreiwellengetriebe mit einer kurbelwellenfesten Antriebwelle, einer nockenwellenfesten Abtriebswelle und einer mit einem Elektromotor 4 in Antriebsverbindung stehenden Verstellwelle ausgebildet ist. Mit der Antriebwelle ist ein Anschlagelement 6 und mit der Nockenwelle 3 ein Gegenanschlagelement 7 verbunden, das in mindestens einer Referenzposition mit dem Anschlagelement 6 zusammenwirkt. Bei einem Startvorgang der Verbrennungsmaschine werden ein Kurbelwellen-Drehwinkelmesssignal und ein Lagemesssignal für den Drehwinkel der Verstellwelle erfasst. Mit Hilfe des Drehwinkelmesssignals, des Lagemesssignals und einer Getriebekenngröße des Dreiwellengetriebes wird ein Phasenwinkelsignal für die auf eine Startposition bezogene Drehwinkellage der Nockenwelle 3 relativ zur Kurbelwelle 5 ermittelt. Nachdem das Anschlagelement 6 gegen das Gegenanschlagelement 7 positioniert und das Erreichen der Referenzposition detektiert wurde, wird der Phasenwinkel relativ zur Referenzposition gemessen und auf ein Sollwertsignal geregelt.The invention thus relates to a method for adjusting the rotational angle position of the camshaft 3 of a reciprocating internal combustion engine relative to the crankshaft 5. The crankshaft 5 is connected via an adjusting 1 with the camshaft 3 in drive connection, as a three-shaft gearbox with a crankshaft fixed drive shaft, a camshaft fixed output shaft and a is formed with an electric motor 4 in drive connection adjusting shaft. With the drive shaft, a stop element 6 and with the camshaft 3, a counter-stop element 7 is connected, which in at least one reference position with the stop element 6 cooperates. In a starting operation of the internal combustion engine, a crankshaft rotation angle measurement signal and a position measurement signal for the rotation angle of the adjustment shaft are detected. With the aid of the rotational angle measuring signal, the position measuring signal and a transmission characteristic of the three-shaft transmission, a phase angle signal for the rotational angle position of the camshaft 3 relative to the crankshaft 5 relative to a starting position is determined. After the abutment element 6 has been positioned against the counter-abutment element 7 and the reaching of the reference position has been detected, the phase angle relative to the reference position is measured and regulated to a desired value signal.

BezuaszeichenlisteBezuaszeichenliste

11

Verstellgetriebevariator

22

Nockenwellenzahnradcamshaft gear

33

Nockenwellecamshaft

44

Elektromotorelectric motor

55

Kurbelwellecrankshaft

66

Anschlagelementstop element

77

GegenanschlagelementCounter-stop element

88th

Magnetdetektormagnetic detector

99

Zahnkranzsprocket

1010

Magnetfeldsensormagnetic field sensor

1111

induktiver Sensorinductive sensor

1212

Triggerradtrigger wheel

Claims (11)

1. Method for adjusting the rotational angle position of the camshaft (3) of a reciprocating internal combustion engine in relation to the crankshaft (5), in particular during a starting operation of the internal combustion engine, wherein the crankshaft (5) has a drive connection to the camshaft (3) via an adjusting gear (1) which is embodied as a triple shaft gear with a driveshaft fixed to the crankshaft, an output shaft fixed to the camshaft and an adjusting shaft which has a drive connection to an electric motor (4), wherein the crankshaft (5) rotates and a crankshaft sensor signal is detected, said crankshaft sensor signal changing the state thereof upon a change in the rotational angle of the crankshaft (5), and wherein the crankshaft (5) and the camshaft (3) are braced in a reference position relative to each other and the reaching of the reference position is detected, characterized in that

   a) a rotational angle measuring signal is set to a rotational angle measuring signal starting value,

   b) the rotational angle measuring signal being updated when a change in the state of the crankshaft sensor signal occurs,

   c) a position measuring signal being set to a position measuring signal starting value,

   d) the adjusting shaft rotating and an adjusting shaft sensor signal being detected, said adjusting shaft sensor signal changing the state thereof when there is a change in the rotational position of the adjusting shaft,

   e) the position measuring signal being updated when a change in the state of the adjusting shaft sensor signal occurs,

   f) a phase angle signal for the rotational angle position of the camshaft (3) in relation to the crankshaft (5) being determined with the aid of the rotational angle measuring signal, the position measuring signal and a gear characteristic variable of the adjusting gear (1),

   g) when the reference position is detected, the phase angle signal being set to a reference value assigned to the reference position,

   h) the phase angle signal then being updated when there is a change in the state of the rotational angle measuring signal and/or position measuring signal,

   i) and the phase angle being adjusted by the reference-position-related phase angle signal obtained in this manner being compared with a setpoint signal, and, when a phase angle deviation occurs, the electric motor (4) being activated in such a manner that the deviation is reduced.
2. Method according to Claim 1, characterized in that, in order to brace the crankshaft (5) with respect to the camshaft (3), a stop element (6) connected to the driveshaft is positioned against a counter-stop element (7) connected to the camshaft (3).
3. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the crankshaft (5) and the camshaft (3) are braced with respect to each other with the aid of a spring element.
4. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the reaching of the reference position is detected on the basis of a change in the speed of change of the phase angle signal.
5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that, when a predetermined reference rotational angle position of the crankshaft (5) is reached, a reference mark is produced in the crankshaft sensor signal, in that, when the reference mark occurs, a second rotational angle measuring signal is set to a value assigned to the reference rotational angle position, in that, when a change in the state of the crankshaft sensor signal occurs, the second rotational angle measuring signal is updated, in that, when a predetermined rotational angle position of the camshaft (3) is reached, a camshaft reference signal is produced, in that the measured values of the rotational angle measuring signal and of the position measuring signal that are present in each case when the camshaft reference signal occurs are ascertained, and a value of an absolute phase angle signal is determined with said measured values and the gear characteristic variable, in that the rotational speed of the internal combustion engine is measured and compared with a predetermined rotational speed threshold value and, when the rotational speed threshold value is exceeded, the adjustment of the phase angle is continued with the absolute phase angle signal as the actual value signal.
6. Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the absolute phase angle signal is compared with a predetermined value range, and in that the adjustment of the phase angle with the absolute phase angle signal is continued only when the phase angle signal lies within the predetermined value range.
7. Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at least one rotational speed measured value is initially detected for the rotational speed of the crankshaft (5), and in that only then is the adjustment of the phase angle with the absolute phase angle signal continued.
8. Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that, before the stop element (6) is positioned against the counter-stop element (7), the electric motor (4) is subjected to pilot control in the direction of the reference position by pulse width modulation with a predetermined pulse interval ratio.
9. Method according to Claim 8, characterized in that the pulse interval ratio is changed depending on the detection of the rotational speed measured value, the pulse interval ratio preferably being increased as soon as the rotational speed measured value is detected.
10. Method according to one of Claims 1 to 9, characterized in that, before the stop element (6) is positioned against the counter-stop element (7), the phase angle signal is differentiated in order to form a phase velocity signal, in that the phase velocity signal is compared with a phase velocity threshold value, and in that, in the event of the phase velocity signal being greater than the threshold value, the phase velocity signal is compared with a setpoint signal and, if a deviation occurs, the electric motor (4) is activated in such a manner that the deviation is reduced.
11. Method according to one of Claims 1 to 10, characterized in that, before the reaching of the reference position is detected, the operating current and/or operating voltage and/or the rotational speed of the electric motor (4) is (are) limited and/or adjusted.

Images