-
Stand der Technik
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Kodierung eines Ausgangssignals eines Gebers einer Vorrichtung
zur Bestimmung eines Drehwinkels einer Welle, insbesondere einer Kurbelwelle
einer Brennkraftmaschine, wobei die Welle mit einem Geberrad mit
Zähnen
und Zahnlücken
mit einer asymmetrischen Teilung verbunden ist und dem Geberrad
mindestens ein Differenzial-Geber umfassend zwei Geberelemente zugeordnet
ist, wobei der Differenzial-Geber ein Ausgangssignal erzeugt, das
eine Differenz von Signalen der beiden Geberelemente ist, wobei
das Ausgangssignal ein Rechtecksignal ist, das einen ersten Wert
oder einen zweiten Wert annehmen kann. Die Erfindung betrifft des
Weiteren ein Computerprogramm zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
-
Für die Steuerung
von Brennkraftmaschinen ist die Bestimmung des Kurbelwellenwinkels
von zentraler Bedeutung. Im Stand der Technik bekannte Lösungen verwenden
insbesondere inkrementale Geber an Kurbel- und/oder Nockenwelle. Üblich sind
Geberscheiben mit Inkrementenmarken, umfassend Zähne und Zahnlücken, die
im Zusammenwirken der Signale von Kurbel- und Nockenwelle eine Bestimmung
der Motorposition ermöglichen.
-
Derartige
Gebersysteme ermöglichen
eine absolute Positionsbestimmung der Kurbelwelle durch eine nicht
gleichförmige
Anordnung der Inkrementenmarken. Eine typische Realisierung ist
dabei ein Geberrad mit 60 minus 2 Zähne, also 58 Zähnen und
einer Geberradlücke
von 2 Zähnen.
-
Nachteilig
an einer derartigen Lücke
ist das Fehlen von Inkrementen zur exakten Bestimmung des Kurbelwellenwinkels
innerhalb der Lücke.
Innerhalb der Lücke
wird durch die Motorsteuerung eine Extrapolation des Kurbelwellenwinkels
vorgenommen, die jedoch durch die Ungleichförmigkeit der Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit
fehlerbehaftet ist. Moderne Arbeitsverfahren von Brennkraftmaschinen
stellen höhere
Anforderungen an die Genauigkeit, insbe sondere zur Bestimmung der
Lage von Einspritzungen, sowohl bei Otto-Motoren als auch bei Dieselmotoren.
-
Eine
Vermeidung der Geberradlücke
ist durch eine asymmetrische Teilung der Inkrementenmarken und damit
eine asymmetrische Teilung der Zähne
zu Zahnlücken
möglich.
Statt eine Geberradlücke
vorzusehen, wird dabei die Teilung zwischen Zähnen und Zahnlücken über ein
oder mehrere Zahn/Zahnlücken-Paare verändert. Zur
Erhöhung
der Genauigkeit bei der Erkennung dieser Veränderung werden üblicherweise
bereits die Zähne
und Zahnlücken
insgesamt asymmetrisch gestaltet und die Asymmetrie in dem die bisherige
Geberradlücke
ersetzenden Bereich wird z. B. einfach umgedreht. Erstrecken sich
die Zähne
beispielsweise über
einen Kurbelwellenwinkelgrade von 4° und Zahnlücken über einen Kurbelwellenwinkel
von 2°,
so wird die Geberradlücke
durch eine Umkehrung dieses Verhältnisses
ersetzt, also durch Zähne
von beispielsweise 2° und Zahnlücken von
beispielsweise 4°.
-
Mit
der Auswertung der fallenden Zahnflanken steht für eine Motorsteuerung ein Signal
alle 6° Kurbelwellenwinkel
auch in der ehemaligen Lücke
zur Verfügung
und zusätzlich
wird durch eine Auswertung des Verhältnisses von Zahn- zu Lückenzeit
eine ausgewiesene Stellung des Geberrades erkannt.
-
Die
zusätzliche
Auswertung des Verhältnisses
von Zahn- zu Lückenzeit
wird durch die heute typische Ausführung des Kurbelwellenwinkelgebers
erschwert. In der Regel sind diese Geber so genannte Differenzialgeber.
Die Signalverarbeitung umfasst dabei eine geeignete Differenzbildung
von räumlich
voneinander getrennten Geberelementen. Der wesentliche Vorteil gegenüber einem
so genannten Single-Geber mit nur einem Geberelement ist eine deutlich
verbesserte Reproduzierbarkeit des Gebersignals. Eine verbesserte
Reproduzierbarkeit bedeutet eine Verringerung von statistischen
Fehlern bei der Erfassung und Abtastung der Inkrementenmarken des
Geberrades. Alle Änderungen
des Magnetfeldes durch externe Störfelder oder Luftspaltänderungen
des Geberrades zu dem Geber wirken beim Single-Geber auf die Schaltschwelle
des Gebers, heben sich aber beim Differenzialgeber auf. Der Differenzialgeber
ist also robuster bezüglich
der Einbaupositionen und bezüglich
externer Magnetfelder. Der Differenzialgeber schaltet in der Mitte
des Zahnes bzw. der Zahnlücke
beim Nulldurchgang des Differenzialsignals. Dabei erzeugt ein asymmetrisch
geteiltes Geberrad nur beim Übergang
von einer Zahn- zu Lückenteilung
zu einer anderen Zahn- zu Lückenteilung
einmalig ein asymmetrisches Ausgangssignal. Dadurch steht einer
Auswertung in der Motorsteuerung nur bei Beginn und bei Ende der
die bisherige Geberradlücke
ersetzenden veränderten
Zahnteilung ein Verhältnis
Zahn- zu Lückenzeit
ungleich eins zur Verfügung.
Bei der Erfassung des übrigen
Geberrades ist die Zahn- zu Lückenzeit trotz
der asymmetrischen Zahnteilung in etwa gleich.
-
Des
Weiteren ist es bekannt, zusätzlich
die Drehrichtung der Kurbelwelle auszuwerten. Eine bekannte Lösung zur Übertragung
dieser Information an ein Motorsteuergerät ist die Verwendung einer
variablen Pulslänge.
Da durch das Motorsteuergerät
zur inkrementellen Bestimmung der des von der Kurbelwelle überstrichenen
Winkels nur eine der Flanken, in der Regel die steigende Flanke,
herangezogen wird, kann die andere Flanke zur Codierung weiterer
Informationen benutzt werden. Die Drehrichtung wird hier durch eine
Veränderung
der Pulslänge übertragen.
-
Nachteilig
am Stand der Technik ist, dass die Auswertung einer Geberradlücke bzw.
einer die Geberradlücke
ersetzenden veränderten
Teilung des Geberrades nur anhand der Erkennung der steigenden Flanken,
die an ein Motorsteuergerät übermittelt
werden, möglich
ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben,
das eine verbesserte Erkennung einer die Geberradlücke ersetzenden
veränderten
Teilung eines Geberrades ermöglicht.
-
Dieses
Problem wird gelöst
durch ein Verfahren zur Kodierung eines Ausgangssignals eines Gebers einer
Vorrichtung zur Bestimmung eines Drehwinkels einer Welle, insbesondere
einer Kurbelweile einer Brennkraftmaschine, wobei die Welle mit
einem Geberrad mit Zähnen
und Zahnlücken
mit einer asymmetrischen Teilung verbunden ist und dem Geberrad
mindestens ein Differenzial-Geber umfassend zwei Geberelemente zugeordnet
ist, wobei der Differenzial-Geber
ein Ausgangssignal erzeugt, das eine Differenz von Signalen der beiden
Geberelemente ist, wobei das Ausgangssignal ein Rechtecksignal ist,
das einen ersten Wert oder einen zweiten Wert annehmen kann, wobei
aus den Signalen der beiden Geberelemente die Drehrichtung der Welle sowie
ein Teilungsverhältnis
eines den Geber überstreichenden
Zahnes zu einer benachbarten Zahnlücke ermittelt wird und die
Drehrichtung sowie die Teilung als pulsweitenkodiertes Ausgangssignals
kodiert werden.
-
Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Teilung ein Winkelsegment eines Zahnes
zu einem Winkelsegment einer darauf folgenden Zahnlücke ist.
Das Winkelsegment eines Zahnes und das Winkelsegment einer Zahnlücke sind
der Winkelbereich, der von diesen auf dem Geberrad überstrichen
wird. Bei im Stand der Technik bekannten Geberrädern mit einer 6°-Teileng
ergänzen
sich beide jeweils zu 6°.
-
Vorzugsweise
ist weiter vorgesehen, dass das Überstreichen
des Gebers durch eine steigende Zahnflanke des Geberrades in Echtzeit
als Flanke kodiert wird und eine der Flanke folgende Gegenflanke
mit einem zeitlichen Abstand, der die Drehrichtung sowie die Teilung
kodiert, zu der Flanke erzeugt wird. Unter Flanke und Gegenflanke
wird hier die Kombination einer steigenden mit einer fallenden Flanke
verstanden. Ist die Flanke also eine steigende Flanke, so ist die
Gegenflanke eine fallende Flanke und umgekehrt.
-
Vorzugsweise
ist weiter vorgesehen, dass die Drehrichtung aus der zeitlichen
Abfolge der Signale der Geberelemente ermittelt wird. Die Signale
der Geberelemente folgen einander zeitlich, da diese in Drehrichtung
des Geberrades gesehen nebeneinander angeordnet sind. Vorzugsweise
ist weiter vorgesehen, dass die Teilung aus dem Signal eines der
Geberelemente ermittelt wird.
-
Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch einen Geber einer
Anordnung zur Bestimmung eines Drehwinkels einer Welle, insbesondere
einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wobei die Welle mit
einem Geberrad mit Zähnen
und Zahnlücken
mit einer asymmetrischen Teilung verbunden ist und dem Geberrad
mindestens ein Geber zugeordnet ist, wobei der Geber zwei Geberelemente
umfasst und zumindest ein Ausgangssignal erzeugt, das ein Differenzsignal
von Signalen der beiden Geberelemente ist, wobei das Ausgangssignal
ein Rechtecksignal ist, das einen ersten Wert oder einen zweiten
Wert annehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Signalen
der beiden Geberelemente die Drehrichtung der Welle sowie ein Teilungsverhältnis eines
den Geber überstreichenden
Zahnes zu einer benachbarten Zahnlücke ermittelt wird und die
Drehrichtung sowie die Teilung als pulsweitenkodiertes Ausgangssignal
kodiert werden.
-
Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Computerprogramm
mit Programmcode zur Durchführung
aller Schritte nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Programm
in einem Computer ausgeführt
wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei
zeigen:
-
1 eine
Skizze eines Geberrades mit zugeordnetem Geber;
-
2 eine
Abwicklung eines Geberrades mit einer Geberradlücke und eine Abwicklung eines
Geberrades mit asymmetrischer Teilung;
-
3 eine
Auswerteschaltung für
einen Differenzial-Geber;
-
4 Signale
mit variablen Pulslängen;
-
5 eine
Skizze einer Schaltung zur Signalverarbeitung der Ausgangssignale
zweier Geberelemente;
-
6 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung des Teilungsverhältnisses.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt
eine Skizze eines an sich bekannten Geberrades 1, das mit
einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
verbunden ist und bei einer Rotation der Kurbelwelle um eine Achse 2 rotiert.
Das Geberrad 1 weist Geberradmarken (Markierungen) auf,
die durch eine abwechselnde Anordnung von Zähnen 3 und Zahnlücken 4 gebildet
werden. Der Abstand zwischen aufeinander folgenden Paaren von Zähnen 3 und
Zahnlücken 4 beträgt 6°. Die Zähne 3 und
die Zahnlücken 4 können sich über einen
gleichen Winkelbereich von 3° erstrecken,
können
aber auch asymmetrisch aufgeteilt sein, beispielsweise indem ein Zahn 3 einen
Winkelbereich von 2° und
eine Zahnlücke 4 einen
Winkelbereich von 4° überdeckt.
Eine Geberradlücke 5 wird
gebildet, indem durch Weglassen eines Zahnes 3 eine Geberradlücke 5 mit
einem Winkel von 12° entsteht.
-
Dem
Geberrad 1 ist ein Geber 6 zugeordnet. Der Geber 6 umfasst
zwei Geberelemente 7, die beispielsweise Hall-Elemente,
induktive Geber oder dergleichen sein können. Die Geberelemente 7 liefern über Signalleitungen 8 elektrische
Signale, von denen in einer Auswertelogik 9 ein Differenzsignal
gebildet wird, das über
eine Signalleitung 10 an ein nicht dargestelltes Steuergerät der Brennkraftmaschine übertragen
wird. Das Vorbeiführen
von Zähnen 3 und
Zahnlücken 4 an
den Geberelementen 7 erzeugt Spannungsänderungen an Ausgängen der
Geberelemente 7, die über
die Signalleitungen 8 zur Auswertelogik 9 weitergegeben
werden. Die Geberelemente 7 sind in Umfangsrichtung des
Geberrades 1 versetzt angeordnet, so dass ein Zahn 3 oder eine
Zahnlücke 4 bei
einer Rotation des Geberrades 1 zeitlich versetzt zunächst an
einem der beiden Geberelemente 7 und dann an dem anderen
der beiden Geberelemente 7 vorbeigeführt wird.
-
Statt
einer Geberradlücke 5 in
dem Geberrad 1 vorzusehen ist es bekannt, eine asymmetrische
Teilung des Geberrades vorzunehmen. Es gibt also ein oder mehrere
Paare Zahn 3 mit Zahnlücke 4,
die zwar zusammen einen Winkel von 6° auf dem Geberrad 1 überdecken,
bei denen die Aufteilung Zahn 3 zu Zahnlücke 4 aber
verändert
ist. Ist z. B. die Aufteilung Zahn zu Zahnlücke jeweils 3°, jeder Zahn 3 überdeckt
also einen Winkel von 3° auf
dem Geberrad 1 und jede Zahnlücke 4 überdeckt
einen Winkel von 3° auf
dem Geberrad 1, so kann eine ausgewiesene Markierung herbeigeführt werden,
indem z. B. ein Paar von Zahn 3 und Zahnlücke 4 eine
andere Aufteilung aufweisen, beispielsweise indem ein Zahn sich über einen
Winkel von 2° erstreckt
und die zugehörige
Zahnlücke 4 sich über einen
Winkel von 4° erstreckt.
Derartige Markierungen können
auch zur sichereren Erkennbarkeit mehrfach hintereinander angeordnet
werden.
-
2 zeigt
in der oberen Darstellung eine Abwicklung eines Geberrades 1 mit
einer Lücke 5 und
in der unteren Darstellung eine Abwicklung eines Geberrades 1 mit
einer asymmetrischen Teilung T. Die Abwicklungen sind jeweils als
Linien zur Kennzeichnungen der Zähne 3 und
Zahnlücken 4 dargestellt.
In der oberen Darstellung der 2 ist die
Geberradlücke 5 zu
erkennen, die sich über
einen Winkel von 9° erstreckt.
Die Zähne 3 sowie
die Zahnlücken 4 erstrecken
sich jeweils über
einen Winkel von 3°,
so dass der Abstand gleichartiger Flanken der Zähne 3 jeweils 6° beträgt. Unter
gleichartigen Flanken wird in Anlehnung an ein elektrisches Rechtecksignal
jeweils eine Zahnflanke eines Zahnes 3 verstanden, die
bezüglich
der Drehrichtung des Geberrades 1 auf der gleichen Zahnseite
liegen, also beispielsweise in einer Abwicklung, wie in 2 dargestellt,
alle Zahnflanken, die auf der rechten Seite der Zähne 3 liegen.
-
Im
unteren Teil der 2 ist ein Geberrad 1 mit
einer asymmetrischen Teilung T dargestellt. Die Aufteilung von Zahn 3 zu
Zahnlücke 4 beträgt hier
T = 2:1, ein Zahn erstreckt sich also über ein Winkelsegment von 4°, eine Zahnlücke über ein
Winkelsegment von 3° am
Geberrad 1. Statt einer Zahnlücke sind hier zwei Paare von
Zähnen 3' und Zahnlücken 4' vorgesehen,
bei denen die Teilung T = 1:2 beträgt, bei denen also die Zähne 3' sich über ein
Winkelsegment von 2° erstrecken,
und die Zahnlücken 4' sich über ein
Winkelsegment von 4° erstrecken.
-
Die
beiden aufeinander folgenden Paare von Zähnen 3' und Zahnlücken 4' mit der gegenüber den restlichen 58 Paaren
von Zähnen 3 und
Zahnlücken 4 veränderten
Teilung T wird hier als Symmetrielücke 11 bezeichnet.
-
3 zeigt
ein Blockdiagramm der Schaltung einer Auswerteeinheit zur Verarbeitung
der Signale eines Gebers 6. Der Geber 6 ist durch
eine gestrichelte Linie in 3 von den übrigen Schaltungselementen abgegrenzt.
Der Geber 6 umfasst, wie in 1 dargestellt,
zwei Geberelemente 7, die jeweils mit Anschlussleitungen 8 und 8' mit einem Differenzverstärker 11 verbunden
sind. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 11 wird über einen
Hochpassfilter 13 einem ersten Eingang eines Schmitt-Triggers 14 zugeführt und über einen
zweiten Hochpassfilter 12, der über einen Kondensator 15 mit
Masse verbunden ist, einem zweiten Eingang des Schmitt-Triggers 14 zugeführt. Am
Ausgang des Schmitt-Triggers 14 liegt ein Signal an, dass
der Basis 15 eines Transistors 16 zugeführt wird.
Am Kollektor 17 des Transistors 16 liegt ein Ausgangssignal
an. Der Emitter 19 des Transistors 16 ist mit
Masse verbunden, parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke, also zwischen
Masse und Kollektor 17 des Transistors 16, ist
eine Schutzdiode 18 angeschlossen. Am Ausgang Q liegt ein
verstärktes
und gefiltertes Differenzsignal der beiden Geberelemente 7 an.
Die in 3 gezeigte Schaltung ist zusammen mit dem Geber 6 in
einem gemeinsamen Gehäuse
untergebracht, was schematisch durch ein die Schaltung umgebendes
Rechteck 20 angedeutet ist. Im oberen Bereich der Schaltung
ist die Stromversorgungseinheit 21 dargestellt, diese umfasst
eine Spannungs-Erzeugungs-Einheit 21, die über eine
erste Schutzdiode 23, die mit einer Versorgungsspannung
VS verbunden ist, und eine zweite Schutzdiode 24,
die mit Masse verbunden ist, mit Spannung versorgt wird.
-
Üblicherweise
werden von den steigenden und fallenden Flanken nur die steigenden
Flanken benutzt, sprich die Flanken beim Übergang von einer Zahnlücke 4 zu
einem Zahn 3. Die fallende Flanke wird nicht benutzt. Die
steigende Flanke wird nachfolgende als Synonym für ei nen Übergang von einer Zahnlücke 4 zu
einem Zahn 3 verstanden, der von dem Geber 6 in
ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt wird. Entsprechend
wird unter einer fallenden Flanke der Übergang von einem Zahn 3 zu
einer Zahnlücke 4 verstanden,
wobei dieser Übergang
von dem Geber 6 wiederum in ein elektrisches Signal gewandelt
wird. Ob das elektrische Signal nun bei einer steigenden Flanke
von high zu low oder von low zu high übergeht, liegt an der elektrischen
Ausgestaltung, wesentlich ist hier nicht die elektrische Definition
der steigenden und fallenden Flanke, sondern die Zuordnung des elektrischen
Signals zu dem geometrischen Übergang
Zahn zu Zahnlücke.
-
Da
nur die steigenden Flanken aus Genauigkeitsgründen von nachfolgenden Steuergerätefunktionen ausgewertet
werden, wird die fallende Flanke zur Kodierung der Drehrichtung
der Kurbelwelle verwendet. Eine an sich bekannte Lösung zur Übertragung
dieser Information an ein Motorsteuergerät ist eine variable Pulslänge wie
diese in 4 dargestellt ist. Die Richtungsinformation
wird also übertragen
durch das Verhältnis High-Werte
H und das Low-Werte L des übertragenden
Signals. Die steigenden Flanken SF werden ohne Verzögerung und
weitere Verarbeitung des Signals übertragen, sobald also bei
einem Differentialgeber das Geberrad 1 den Geber 6 Mitte
eines Zahnes 3 überstrichen
hat wird die steigende Flanke an der Signalleitung übertragen.
Die fallende Flanke FF überträgt einzig
die Information zur Drehrichtung. Das Verhältnis der Werte High H zu Low
L ist in 4 erläutert. Das Signal zwischen
einer steigenden Flanke SF und einer fallenden Flanke FF ist der
High-Wert H, das Signal zwischen einer fallenden Flanke FF und einer
steigenden Flanke SF ist der Low-Wert L. Die Linie Z zeigt einen
Teil einer Abwicklung des Geberrades. Bei dem als PL1 bezeichneten
Signal in 4 hat ein Pulsweitenverhältnis P
= (Zeitdauer des High-Wertes H) geteilt durch (Zeitdauer des Low-Wertes L) einen Wert
deutlich kleiner eins, das darunter dargestellte Signal PL2 ergibt
für das
Pulsweitenverhältnis
einen Wert deutlich größer eins.
Durch die unterschiedlichen Pulsweitenverhältnisse P = H/L kann so eine
Information zur Drehrichtung von dem Geber 6 an ein Steuergerät übertragen
werden.
-
Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, zusätzlich
zur Drehrichtung auch die Zahnteilung, das heißt also das Verhältnis von
Zahnlänge
zu Zahnlückenlänge des
Geberrades, zu übertragen.
Bei einer asymmetrischen Teilung des Geberrades wie zuvor dargestellt,
gibt es zwei Teilungen Zahn 3 zu Zahnlücke 4, nämlich eine
Teilung 2:1 und eine Teilung 1:2, wobei letztere eine Markierung ähnlich der
im Stand der Technik bekannten Geberradlücken darstellt. Erfindungs gemäß ist nun
vorgesehen, diese zwei unterschiedlichen Teilungsverhältnisse über die
Pulsweite des übertragenen
Signals zu kodieren.
-
Neben
den beiden Drehrichtungen links und rechts werden nun auch die beiden
Teilungsverhältnisse, diese
werden als TV1 und TV2 bezeichnet, übertragen. Die Übertragung
wird so kodiert, dass aus einem einzigen Wert, nämlich dem Pulsweitenverhältnis P,
sowohl die Drehrichtung als auch die Teilung übertragen werden. Insgesamt
gibt es vier Kombinationen von Drehrichtung und Teilungsverhältnis, die
in der folgenden Tabelle 1 dargestellt sind. Tabelle 1
| | | TV1
= 1 | TV2
= 1 |
| | | 2·TB | 4·TB |
| DR
links | 1·TB | 3·TB | 5·TB |
| DR
rechts | 2·TB | 4·TB | 6·TB |
-
TV1
= 1 bedeutet, dass die Teilung 2:1 vorliegt, TV2 = 1 bedeutet, dass
die Teilung 1:2 vorliegt. DR links und DR recht sind die beiden
Drehrichtungen der Kurbelwelle. Die Kodierung erfolgt hier durch
Addition von Zahlenwerten für
Drehrichtung und Teilungsverhältnis,
so dass die Zahlenwerte eindeutig sind. Hier sind beliebige andere
Kodierungen, die eindeutig sind, möglich.
-
5 zeigt
eine Skizze einer Schaltung zur Signalverarbeitung der Ausgangssignale
zweier Geberelemente 7 und 7', die zusammen in einem Differentialgeber 6 angeordnet
sind. Die Ausgangssignale der Geberelemente 7 und 7' werden einem
Differenzialverstärker
DV zugeführt,
an dessen Ausgang das Differenzsignal in Form eines Rechtecksignals
als Abbild des Geberrades 1 anliegt. Das Signal eines der
Geberelemente 7 oder 7' hier als Beispiel das Signal des
Geberelements 7' wird
zur Bestimmung des Tastverhältnisses
und damit des Teilungsverhältnisses
des aktuell an dem Differentialgeber 6 vorbeigeführten Paares
von Zahn und Zahnlücke
einer Baugruppe TV zur Bestimmung des Tastverhältnisses zugeführt. Am
Ausgang der Baugruppe TV liegt ein Signal an, das die Teilung repräsentiert.
Die Ausgänge
der Baugruppe TV und des Differentialverstärkers DV werden einer Kodierungseinrichtung
KD zugeführt,
die die Signale entsprechend der Beschreibung der 4 kodiert
und diese an einem Ausgang XS anliegend einem Motorsteuergerät zuführt.
-
6 zeigt
ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
eines Verfahrens zur Bestimmung des Teilungsverhältnisses TV1 bzw. TV2. Das
Ausgangssignal eines z. B. nach dem Hall-Prinzip arbeitenden Geberelementes 7, 7' ist ein Spannungssignal,
das mit seinen Zeiten auf High- bzw. Low-Pegel ein Abbild des Geberrades 1,
genauer gesagt ein Abbild der Abfolge von Zähnen 3, 3' und Zahnlücken 4, 4' darstellt.
In einem Schritt 101 des Verfahrens wird zunächst geprüft, ob eine
Flanke Low zu High vorliegt. Ist dies nicht der Fall, durch die
Option N gekennzeichnet, so wird wiederum an den Anfang von Schritt 101 verzweigt.
Wurde eine Flanke Low zu High erkannt, durch die Option J dargestellt,
so wird ein Timer T1 in Schritt 102 auf Null gesetzt und
gestartet. In Schritt 103 wird ein Timer T2 auf Null gesetzt
und gestartet, wobei die Schritte 102 und 103 auch
parallel erfolgen können.
In Schritt 104 wird geprüft, ob eine Flanke High zu
Low erkannt ist. Ist dies nicht der Fall, durch Option N gekennzeichnet,
so wird wieder auf den Anfang des Prüfungsschrittes in Schritt 104 verzweigt,
wurde eine Flanke High zu Low erkannt, durch die Option J gekennzeichnet,
so wird der Timer T1 in Schritt 105 gestoppt. In Schritt 106 wird
daraufhin geprüft,
ob eine Flanke Low zu High vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so
wird dieser Prüfungsschritt
wiederholt, dies ist durch die Option N gekennzeichnet, liegt eine
Flanke Low zu High vor, durch die Option J gekennzeichnet, so wird
in Schritt 107 der Timer T2 gestoppt. Daraufhin wird in
Schritt 108 das Tastverhältnis TV bestimmt. Das Tastverhältnis TV
ist der Quotient der von dem Timer T1 gemessenen Zeit durch die
von dem Timer T2 gemessene Zeit, also TV = T1/T2, wobei die Timer
als solche genauso bezeichnet sind wie die von diesen gemessenen
Zeiten, also mit T1 ist beispielsweise sowohl der Timer T1 gemeint
als auch die von dem Timer T1 gemessene Zeit. In Schritt 109 wird
daraufhin geprüft,
ob das Tastverhältnis
größer oder
kleiner eins ist. Ist das Tastverhältnis kleiner eins, durch die
Option N gekennzeichnet, so wird in Schritt 110 ein Wert
TV2 = 1 gesetzt. Gleichzeitig wird der Wert TV1 = 0 gesetzt. Ist
das Tastverhältnis
TV größer eins,
in Schritt 109 durch die Option J gekennzeichnet, so wird
in Schritt 111 der Wert TV1 = 1 gesetzt, wobei der Wert
TV2 = 0 gesetzt wird. Die Werte TV1 und TV2 können also nur wechselweise
den Wert eins annehmen.