DE102016208649A1 - Device and method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel - Google Patents

Device and method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel Download PDF

Info

Publication number
DE102016208649A1
DE102016208649A1 DE102016208649.9A DE102016208649A DE102016208649A1 DE 102016208649 A1 DE102016208649 A1 DE 102016208649A1 DE 102016208649 A DE102016208649 A DE 102016208649A DE 102016208649 A1 DE102016208649 A1 DE 102016208649A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
sensor
reference mark
threshold
curve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016208649.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Dominic Groß
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102016208649.9A priority Critical patent/DE102016208649A1/en
Publication of DE102016208649A1 publication Critical patent/DE102016208649A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
    • G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
    • G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
    • G01P13/045—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement with speed indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads (2a, 2b), umfassend: ein Signalgeberrad (2a, 2b), das zueinander beabstandete Signalmarken (4a, 4b, 81, 81‘, 111, 121) und wenigstens eine Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) aufweist; einen Sensor (3, 3‘), der benachbart zum Signalgeberrad (2a, 2b) angeordnet ist und in Abhängigkeit der Position der Signalmarken (4a, 4b, 81, 81‘, 111, 121) und der wenigstens einen Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) ein Sensorsignal ausgibt; und eine Signalauswertung (6), die basierend auf dem Sensorsignal eine Sensorsignalkurve (90, 90‘) ermittelt und basierend auf der Sensorsignalkurve (90, 90‘) und einer ersten (91, 91‘) und einer zweiten Signalwertschwelle (92, 92‘) für die Sensorsignalkurve (90, 90‘) eine Position der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) ermittelt, wobei die Form der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) des Signalgeberrads (2a, 2b) derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve (90, 90‘) zweimal die erste Schaltschwelle (91, 91‘) passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle (92, 92‘) passiert.The present invention relates to a device for detecting a change in position of a Signalgeberrads (2a, 2b), comprising: a Signalgeberrad (2a, 2b), the mutually spaced signal marks (4a, 4b, 81, 81 ', 111, 121) and at least one reference mark (83, 83 ', 113, 123); a sensor (3, 3 ') which is arranged adjacent to the signal transmitter wheel (2a, 2b) and in dependence on the position of the signal marks (4a, 4b, 81, 81', 111, 121) and the at least one reference mark (83, 83 ', 113, 123) outputs a sensor signal; and a signal evaluation (6) which determines a sensor signal curve (90, 90 ') based on the sensor signal and based on the sensor signal curve (90, 90') and a first (91, 91 ') and a second signal value threshold (92, 92'). ) for the sensor signal curve (90, 90 ') determines a position of the reference mark (83, 83', 113, 123), wherein the shape of the reference mark (83, 83 ', 113, 123) of the signal transmitter wheel (2a, 2b) designed in such a way in that the sensor signal curve (90, 90 ') passes twice the first switching threshold (91, 91') before it passes the second switching threshold (92, 92 ').

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads. The invention relates to a device and a method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel.

Im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist es oftmals erforderlich, eine Drehzahl bzw. eine Drehrichtung zu ermitteln, wobei aus der Drehzahl typischerweise auch ein Drehwinkel abgeleitet werden kann. Zum Beispiel kann die Drehzahl der Kurbelwelle, der Nockenwelle aber auch die Verdrehung eines Zwei-Massen-Schwungrades ermittelt werden. In the drive train of a motor vehicle, it is often necessary to determine a rotational speed or a direction of rotation, wherein from the rotational speed typically also a rotational angle can be derived. For example, the speed of the crankshaft, the camshaft but also the rotation of a two-mass flywheel can be determined.

Dazu ist es allgemein bekannt, ein Signalgeberrad vorzusehen, welches allgemein in zwei Ausführungen bekannt ist, nämlich einerseits als Rad mit Zähnen und Lücken zwischen den Zähnen und andererseits als eine Art Lochblende mit Löchern, wobei die Zähne und Löcher bspw. als Signalmarken bezeichnet werden und gleich beabstandet um den Umfang des Signalgeberrads verteilt sind. For this purpose, it is well known to provide a Signalgeberrad, which is generally known in two versions, namely on the one hand as a wheel with teeth and gaps between the teeth and on the other hand as a kind of pinhole with holes, the teeth and holes, for example. Be referred to as signal marks and equally spaced around the circumference of the Signalgeberrads are distributed.

Zum Erfassen der Signalmarken ist es bekannt, einen Sensor, bspw. ein Hall-Sensor, ein optischer Sensor oder dergleichen, benachbart zum Signalgeberrad vorzusehen. Zum Beispiel misst der Hall-Sensor Magnetfeldänderungen, die sich durch die am Sensor vorbeilaufenden Zähne und Lücken bzw. Löcher und Material zwischen den Löchern einstellen. Ein optischer Sensor kann bspw. entsprechende Abfolgen zwischen „hell“ und „dunkel“ messen. For detecting the signal marks, it is known to provide a sensor, for example a Hall sensor, an optical sensor or the like, adjacent to the signal transmitter wheel. For example, the Hall sensor measures magnetic field changes that are set by the teeth passing through the sensor and gaps and material between the holes. An optical sensor can, for example, measure corresponding sequences between "light" and "dark".

Außerdem ist es bekannt, sogenannte Referenzmarken vorzusehen, um festzustellen, um welchen Winkel sich das Signalgeberrad gedreht hat, zum Beispiel, ob es eine vollständige 360°-Drehung ausgeführt hat. Solche Referenzmarken sind oftmals als größere Abstände zwischen den Signalmarken ausgebildet. In addition, it is known to provide so-called reference marks to determine the angle at which the signal wheel has turned, for example, whether it has made a full 360 ° turn. Such reference marks are often formed as larger distances between the signal marks.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 18 834 A1 ist es bekannt, eine Drehrichtung eines Signalgebers zu erkennen. Dazu ist ein Magnetfeld-Sensor schräg zu Zähnen eines Signalgebers angeordnet, sodass sich durch die Zähne hervorgerufene Magnetfeldänderungen je nach Drehrichtung unterscheiden. Die schräge Anordnung des Magnetfeld-Sensors hat den Nachteil, dass sie entsprechenden Platz benötigt. Außerdem ist die Erkennung der unterschiedlichen Magnetfeldänderungen aufwendig. From the German patent application DE 40 18 834 A1 it is known to detect a direction of rotation of a signal generator. For this purpose, a magnetic field sensor is arranged obliquely to the teeth of a signal generator, so that caused by the teeth magnetic field changes differ depending on the direction of rotation. The oblique arrangement of the magnetic field sensor has the disadvantage that it requires appropriate space. In addition, the detection of the different magnetic field changes is complicated.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 198 14 758 A1 löst das Problem der Erkennung der Drehrichtung eines Signalgebers, indem Zähne mit schräg verlaufenden Flanken am Signalgeber vorgesehen sind. Die schräg verlaufenden Flanken führen bei unterschiedlichen Drehrichtungen des Signalgebers zu unterschiedlichen Signalformen eines Sensorsignals eines Hall-Sensors. Aus den unterschiedlichen Signalformen kann schließlich auf die Drehrichtung des Signalgebers geschlossen werden. Die Formgebung der schräg verlaufenden Flanken ist aber ebenso wie die Auswertung der unterschiedlichen Signalformen aufwendig. The German patent application DE 198 14 758 A1 solves the problem of detecting the direction of rotation of a signal generator by providing teeth with inclined flanks on the signal generator. The oblique flanks lead in different directions of rotation of the signal generator to different signal forms of a sensor signal of a Hall sensor. From the different signal shapes can finally be concluded that the direction of rotation of the signal generator. The shape of the oblique flanks but as well as the evaluation of the different waveforms consuming.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden. The object of the present invention is to provide an apparatus and a method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel which at least partially overcome the abovementioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. This object is achieved by the device according to the invention according to claim 1 and the method according to claim 9.

Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads bereit, umfassend:
ein Signalgeberrad, das zueinander beabstandete Signalmarken und wenigstens eine Referenzmarke aufweist;
einen Sensor, der benachbart zum Signalgeberrad angeordnet ist und in Abhängigkeit der Position der Signalmarken und der wenigstens einen Referenzmarke ein Sensorsignal ausgibt; und
eine Signalauswertung, die basierend auf dem Sensorsignal eine Sensorsignalkurve ermittelt und basierend auf der Sensorsignalkurve und einer ersten und einer zweiten Signalwertschwelle für die Sensorsignalkurve eine Position der Referenzmarke ermittelt, wobei die Form der Referenzmarke des Signalgeberrads derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert. According to a first aspect, the present invention provides a device for detecting a change in position of a signal transmitter wheel, comprising:
a Signalgeberrad having spaced apart signal marks and at least one reference mark;
a sensor disposed adjacent to the buzzer wheel and outputting a sensor signal in response to the position of the signal marks and the at least one reference mark; and
a signal evaluation, which determines a sensor signal curve based on the sensor signal and determines a position of the reference mark based on the sensor signal curve and a first and second signal value threshold for the sensor signal curve, wherein the shape of the reference mark of the signal generator is designed such that the sensor signal curve twice the first switching threshold happens before it passes the second switching threshold.

Nach einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads bereit, wobei das Signalgeberrad zueinander beabstandete Signalmarken und wenigstens eine Referenzmarke aufweist. Das Verfahren umfasst:
Erfassen eines Sensorsignals von einem Sensor, der benachbart zum Signalgeberrad angeordnet ist, in Abhängigkeit der Position der Signalmarken und der wenigstens einen Referenzmarke;
Ermitteln einer Sensorsignalkurve basierend auf dem Sensorsignal, und
Ermitteln, basierend auf der Sensorsignalkurve und einer ersten und einer zweiten Signalwertschwelle für die Sensorsignalkurve, einer Position der Referenzmarke, wobei die Form der Referenzmarke des Signalgeberrads derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert. In a second aspect, the present invention provides a method of detecting a change in position of a buzzer wheel, the buzzer wheel having signal marks spaced apart from each other and at least one reference mark. The method comprises:
Detecting a sensor signal from a sensor disposed adjacent to the buzzer wheel depending on the position of the signal marks and the at least one reference mark;
Determining a sensor signal curve based on the sensor signal, and
Determining, based on the sensor signal curve and a first and a second signal value threshold for the sensor signal curve, a position of the reference mark, wherein the shape of the reference mark of the signal transmitter wheel is designed such that the sensor signal curve passes twice the first switching threshold before it passes the second switching threshold.

Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Further advantageous aspects of the invention will become apparent from the subclaims and the following description of preferred embodiments of the present invention.

Wie auch schon eingangs erwähnt, ist es bekannt, bspw. einen Verdrehwinkel einer elastischen Komponente, zum Beispiel eines Zwei-Massen-Schwungrads, in einem Triebstrang eines Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Dabei können bspw. zwei inkrementelle Winkelsensoren mit jeweiligem Signalgeberrad verwendet werden. Legt man die Annahme zugrunde, dass der Verdrehwinkel der elastischen Komponente zum Einschaltzeitpunkt Null ist, kann durch Auswerten von zwei lnkrementalgebern an gegenüberliegenden Enden der elastischen Komponenten der Verdrehwinkel bestimmt werden. Aufgrund von Reibung oder anderen Einflüssen ist diese Annahme jedoch nicht immer gültig. Wenn beide Signalgeberräder über eine Referenzmarke an einer definierten Position verfügen, kann der Verdrehwinkel bestimmt werden, sobald beide Winkelsensoren ihre jeweilige Referenzmarke detektiert haben. As already mentioned, it is known, for example, to determine a twist angle of an elastic component, for example a two-mass flywheel, in a drive train of a motor vehicle. In this case, for example, two incremental angle sensors with respective signal transmitter wheel can be used. Based on the assumption that the twist angle of the elastic component at the turn-on time is zero, by evaluating two incremental encoders at opposite ends of the elastic components, the twist angle can be determined. However, due to friction or other influences, this assumption is not always valid. If both signal generator wheels have a reference mark at a defined position, the angle of rotation can be determined as soon as both angle sensors have detected their respective reference mark.

Bei einer Testanwendung wurde erkannt, dass ein verwendeter Sensor eine Referenzmarke entsprechend erkennen kann, ein zweiter Sensor, der aus dem Getriebebereich stammt allerdings nicht. Dies wird auch noch weiter unten, vor allem im Zusammenhang mit der 5 ausgeführt. In a test application it was recognized that one sensor used can detect a reference mark accordingly, but a second sensor, which originates from the transmission range, is not. This will also be further down, especially in the context of the 5 executed.

Vorab sei angemerkt, dass die Erkennung von Referenzmarken (Lücken) durch Inkrementalgeber an der Kurbelwelle mit Sensorzellen mit bis zu drei Hallelementen, mit einem ein Signalgeberrad mit typischerweise 60 Zähnen, und eine in einen derartigen zweiten Sensor integrierte Signalverarbeitung zur Verrechnung der Signale der Hallelemente versucht wurde. Um einen Referenzmarke herzustellen, kann ein Zahn oder eine Lücke zwischen zwei Zähnen vergrößert werden. In beiden Fällen ergibt sich typischerweise eine Lücke im Ausgangssignal und die aus den Sensorsignalen ermittelte Drehzahl bricht an der Stelle der Lücke ein. Hieraus kann normalerweise gefolgert werden, zu welchem Zeitpunkt die Lücke passiert wurde, d. h. die Lücke kann als Referenzmarke verwendet werden und ab diesem Zeitpunkt könnte ein absoluter Winkel gemessen werden. Alternativ könnten auch optische Inkrementalgeber mit Referenzmarken sowie Absolutwertgeber verwendet werden. It should be noted in advance that the detection of reference marks (gaps) by incremental encoders on the crankshaft with sensor cells with up to three Hall elements, one with a signal generator wheel with typically 60 teeth, and an integrated signal processing in such a second sensor for the compensation of the signals of the Hall elements has been. To make a reference mark, a tooth or a gap between two teeth can be increased. In both cases, there is typically a gap in the output signal and the speed determined from the sensor signals breaks at the location of the gap. From this it can usually be deduced at what time the gap was passed, i. H. the gap can be used as a reference mark and from that point on an absolute angle could be measured. Alternatively, optical incremental encoders with reference marks as well as absolute encoders could also be used.

Es hat sich aber gezeigt, dass das Verbreitern oder Weglassen eines Zahnes, Vergrößern der Referenzmarke oder dergleichen bei dem verwendeten magnetischen Inkrementalgeber (oben genannter zweiter Sensor) zu einer verfälschten Messung führen kann und damit nicht zum Ziel führt, wie weiter unten ausgeführt wird. However, it has been found that widening or omitting a tooth, increasing the reference mark or the like in the magnetic incremental encoder used (the second sensor mentioned above) can lead to a falsified measurement and thus does not lead to the goal, as explained below.

Im Vergleich zu sonstigen lnkrementalgebern für Verbrennungsmotoren weist der bei dem Versuch verwendete Sensor eine deutlich höhere Auflösung durch Auswertung steigender und fallender Signalflanken auf sowie höhere Robustheit gegenüber Umgebungseinflüssen (z.B. mechanische Schwingungen) auf. Optische Inkrementalgeber und Absolutwertgeber haben den Nachteil, dass sie nur bedingt für den Einbau in Ölräume (z.B. Getriebe, Zweimassenschwungrad) geeignet sind. Absolutwertgeber sind außerdem teuer und liefern oft ein Signal, das aufgrund von Rauschen und anderen Ungenauigkeiten zu einer deutlich ungenaueren Drehzahlmessung führen kann. In comparison with other incremental encoders for internal combustion engines, the sensor used in the experiment has a significantly higher resolution by evaluating rising and falling signal edges and higher robustness against environmental influences (for example mechanical oscillations). Optical incremental encoders and absolute encoders have the disadvantage that they are only conditionally suitable for installation in oil compartments (for example gearboxes, dual-mass flywheel). Absolute encoders are also expensive and often provide a signal which, due to noise and other inaccuracies, can result in much less accurate RPM measurements.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads umfasst daher ein Signalgeberrad, das zueinander beabstandete Signalmarken und wenigstens eine Referenzmarke aufweist, einen Sensor, der benachbart zum Signalgeberrad angeordnet ist und in Abhängigkeit der Position der Signalmarken und der wenigstens einen Referenzmarke ein Sensorsignal ausgibt, und eine Signalauswertung, die basierend auf dem Sensorsignal eine Sensorsignalkurve ermittelt und basierend auf der Sensorsignalkurve und einer ersten und einer zweiten Signalwertschwelle für die Sensorsignalkurve eine Position der Referenzmarke ermittelt, wobei die Form der Referenzmarke des Signalgeberrads derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert. A device according to the invention for detecting a change in position of a Signalgeberrads therefore comprises a Signalgeberrad having spaced apart signal marks and at least one reference mark, a sensor which is adjacent to the Signalgeberrad and outputs a sensor signal depending on the position of the signal marks and the at least one reference mark, and a signal evaluation, which determines a sensor signal curve based on the sensor signal and determines a position of the reference mark based on the sensor signal curve and a first and second signal value threshold for the sensor signal curve, wherein the shape of the reference mark of the signal generator is designed such that the sensor signal curve twice the first switching threshold happens before it passes the second switching threshold.

Woben bereits ausgeführt, kann die Vorrichtung insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, bspw. im Bereich des Triebstanges zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel als Kurbelwellensensor, Nockenwellensensor oder dergleichen oder zum Bestimmen eines Verdrehwinkels einer elastischen Komponente, wie ein Zwei-Massen-Schwungrad oder dergleichen, wie auch schon oben ausgeführt wurde. Woben already executed, the device can in particular in the automotive sector, for example. In the range of the drive train are used, such as a crankshaft sensor, camshaft sensor or the like or for determining a twist angle of an elastic component, such as a two-mass flywheel or the like also already above was executed.

Die Signalmarken des Signalgeberrads können als Zähne an einem Zahnrad oder Löcher in einem Lochblech oder dergleichen ausgestaltet sein. Die Zähne/Löcher können identisch ausgebildet sein und gleich beabstandet am Außenumfang des Signalgeberrads angeordnet sein, wie es grundsätzlich bekannt ist. The signal marks of the Signalgeberrads may be configured as teeth on a gear or holes in a perforated plate or the like. The teeth / holes may be formed identically and equally spaced on the outer circumference of the Signalgeberrads be arranged, as it is basically known.

Die Referenzmarke kann, wie auch schon oben ausgeführt, durch Verbreitern eines Zahnes, Weglassen eines Zahnes, Vergrößern einer Lücke zwischen Zähnen, Vergrößern eines Loches, eines Lochabstandes, etc. gebildet sind. Auch wenn im Folgenden beispielhaft davon ausgegangen wird, dass nur eine Referenzmarke am Signalgeberrad vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht in dieser Hinsicht beschränkt, sondern es können grundsätzlich beliebig viele Referenzmarken vorgesehen sein, wie es dem Fachmann auch bekannt ist. As already mentioned above, the reference mark can be formed by widening a tooth, omitting a tooth, increasing a gap between teeth, enlarging a hole, a hole spacing, etc. Although it is assumed below by way of example that only one reference mark is provided on the signal transmitter wheel, the present invention is not limited in this respect, but may be In principle, any number of reference marks can be provided, as is also known to the person skilled in the art.

Das Signalgeberrad kann an einer sich drehenden Komponente des Triebstrangs, z. B. der Kurbelwelle, Nockenwelle, Zwei-Massen-Schwungrad oder dergleichen befestigt sein und sich mitdrehen. The Signalgeberrad can be connected to a rotating component of the drive train, z. B. the crankshaft, camshaft, two-mass flywheel or the like may be attached and rotate.

Der Sensor ist typischerweise ortsfest angebracht, während sich das Signalgeberrad an ihm vorbeidreht, wobei die vorliegende Erfindung nicht in dieser Hinsicht beschränkt ist und bei anderen Ausführungsbeispielen bspw. die Sensor sich dreht, während das Signalgeberrad ortsfest ist. Die benachbarte Anordnung des Sensors meint hier in einer Entfernung zum Signalgeberrad, die es dem Sensor erlaubt, in Abhängigkeit der Position der Signalmarken und der wenigstens einen Referenzmarke ein Sensorsignal auszugeben. Der Sensor kann ein optischer Sensor, ein induktiver Sensor oder dergleichen sein und detektieren, ob sich eine Signalmarke, Lücke oder dergleichen vor ihm befindet oder nicht, wie es allgemein bekannt ist. The sensor is typically fixed in position as the buzzer wheel rotates past it, but the present invention is not limited in this respect, and in other embodiments, for example, the sensor rotates while the buzzer wheel is stationary. The adjacent arrangement of the sensor means here at a distance to the signal transmitter wheel, which allows the sensor to output a sensor signal depending on the position of the signal marks and the at least one reference mark. The sensor may be an optical sensor, an inductive sensor, or the like, and detect whether or not there is a signal mark, gap, or the like in front of it, as is well known.

Die Signalauswertung kann einen Mikroprozessor, einen Speicher, eine Schnittstelle und dergleichen aufweisen. Insbesondere kann die Signalauswertung derart ausgestaltet sein, dass sie in der Lage ist, das hierin beschriebene Verfahren auszuführen. The signal evaluation may include a microprocessor, a memory, an interface and the like. In particular, the signal evaluation can be designed in such a way that it is able to carry out the method described here.

Die Signalauswertung ermittelt basierend auf dem Sensorsignal vom Sensor eine Sensorsignalkurve, indem sie bspw. die nacheinander vom Sensor eingehenden Sensorsignale empfängt. Basierend auf der Sensorsignalkurve und einer ersten und einer zweiten Signalwertschwelle für die Sensorsignalkurve ermittelt die Signalauswertung eine Position der Referenzmarke. Dazu ist die Form der Referenzmarke des Signalgeberrads derart gestaltet, dass die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert. Die Ermittlung der Position kann dabei explizit, absolut oder direkt erfolgen, sodass bspw. die Signalauswertung dazu eingerichtet ist, eine Winkelposition der Referenzmarke oder dergleichen zu ermitteln. Bei anderen Ausführungsbeispielen ermittelt die Signalauswertung die Position der Referenzmarke bspw. indirekt oder nicht absolut, indem sie ein Signal ausgibt, das das Vorhandensein der Referenzmarke angibt. Bei manchen Ausführungsbeispielen gibt die Signalauswertung ein Signal aus, das bspw. auf hoch (niedrig) gesetzt wird, wenn die Signalmarke erkannt wird, und auf niedrig (hoch) gesetzt wird, wenn eine Lücken bzw. die Referenzmarke erkannt wird. Dadurch kann die Position der Referenzmarke in dem Ausgangssignal angegeben werden und in dem Ausgangssignal bspw. dadurch sichtbar sein, dass das Ausgangssignal länger auf niedrig (hoch) gesetzt ist, als es für „normale“ Lücken zwischen den Signalmarken der Fall ist. Based on the sensor signal from the sensor, the signal evaluation determines a sensor signal curve from the sensor, for example by receiving the sensor signals arriving in succession from the sensor. Based on the sensor signal curve and a first and a second signal value threshold for the sensor signal curve, the signal evaluation determines a position of the reference mark. For this purpose, the shape of the reference mark of the signal transmitter wheel is designed such that the sensor signal curve passes twice the first switching threshold before it passes the second switching threshold. The determination of the position can be explicit, absolute or direct, so that, for example, the signal evaluation is set up to determine an angular position of the reference mark or the like. In other embodiments, the signal evaluation determines the position of the reference mark, for example. Indirectly or not absolutely, by outputting a signal indicating the presence of the reference mark. In some embodiments, the signal evaluation outputs a signal that is set high (low), for example, when the signal flag is detected, and set low (high) when a gap or the reference flag is detected. This allows the position of the reference mark to be indicated in the output signal and to be visible in the output signal, for example, by making the output signal longer low (high) than is the case for "normal" gaps between the signal marks.

Die erste und zweite Signalwertschwelle unterscheiden sich, wobei die erste Signalwertschwelle niedriger als die zweite Signalwertschwelle oder umgekehrt sein kann. Sie können im Prinzip beliebig gesetzt werden, so wie es die entsprechende Anwendung, die technischen Parameter der Sensoren, die Sensorsignalhöhen und dergleichen erfordern. The first and second signal value thresholds differ, wherein the first signal value threshold may be lower than the second signal value threshold or vice versa. In principle, they can be set arbitrarily, as required by the corresponding application, the technical parameters of the sensors, the sensor signal levels and the like.

Die Sensorsignalkurve passiert die erste Schaltschwelle zweimal hintereinander und dazwischen nicht die zweite Schaltschwelle. Da das Passieren der Schaltschwelle typischerweise als der Anfang oder das Ende einer Signalmarke bzw. Referenzmarke interpretiert wird, kann folglich die Referenzmarke zuverlässig erkannt werden, da nur die erste und nicht auch die zweite Schaltschwelle passiert wird. The sensor signal curve passes the first switching threshold twice in succession and not the second switching threshold in between. Since the passing of the switching threshold is typically interpreted as the beginning or the end of a signal mark or reference mark, therefore, the reference mark can be reliably detected, since only the first and not the second switching threshold is passed.

Die Vorrichtung kann folglich als eine Art Inkrementalgeber ausgestaltet sein, der für jede neu erkannte Signalmarke, Lücke und/oder Referenzmarke ein entsprechendes Signal ausgibt. The device can consequently be designed as a type of incremental encoder which outputs a corresponding signal for each newly recognized signal mark, gap and / or reference mark.

Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass Referenzmarken erkannt werden können, bei manchen Ausführungsbeispielen auch unabhängig von der Drehrichtung. Außerdem kann die Vorrichtung die für Inkrementalgeber bekannten Vorteile haben, wie sie auch oben genannt wurden, wie zum Beispiel eine höhere Auflösung durch Auswertung steigender und fallender Signalflanken sowie eine höhere Robustheit gegenüber Umgebungseinflüssen (z.B. mechanische Schwingungen). The device has the advantage that reference marks can be recognized, in some embodiments also independent of the direction of rotation. In addition, the device can have the advantages known for incremental encoders, as also mentioned above, such as a higher resolution by evaluating rising and falling signal edges and a higher robustness against environmental influences (for example mechanical oscillations).

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Sensor wenigstens zwei beabstandete Sensorelemente. Die Sensorsignalkurve kann auf einem Differenzsignal der Sensorsignale der Sensorelemente basieren. Die Sensorelemente können dabei so beabstandet sein, dass sie in der Umfangsrichtung des Signalgeberrads gesehen einen Abstand zueinander haben. Der Abstand der Sensorelemente kann dabei an eine Breite der Signalmarke und/oder Referenzmarke angepasst sein. Dadurch kann vorteilhafterweise ein Sensorsignalverlauf abgeleitet werden, der im Wesentlichen der Breite der Signalmarke und/oder der Referenzmarke entspricht. In some embodiments, the sensor includes at least two spaced sensor elements. The sensor signal curve can be based on a difference signal of the sensor signals of the sensor elements. The sensor elements may be spaced so that they have seen in the circumferential direction of the signal sensor wheel at a distance from each other. The distance of the sensor elements can be adapted to a width of the signal mark and / or reference mark. As a result, it is advantageously possible to derive a sensor signal curve which essentially corresponds to the width of the signal mark and / or the reference mark.

Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Sensor wenigstens drei Hall-Sensorelemente und die Sensorsignalkurve basiert auf Differenzsignalen der Sensorsignale der drei Hall-Sensorelemente. Die drei Hall-Sensorelemente können jeweils hintereinander und gleich beabstandet zueinander angeordnet sein, wobei der Abstand so gewählt sein kann, dass der Abstand von zwei außen angeordneten Hall-Sensorelementen ungefähr der Breite einer Signalmarke oder einer Referenzmarke entspricht und wobei das dritte Hall-Sensorelement ungefähr mittig zwischen den beiden Hall-Sensorelementen angeordnet ist. Dadurch kann ein Sensorsignalkurvenverlauf erzielt werden, der eine besonders genaue Ermittlung der Signal- und Referenzmarken erlaubt. In some embodiments, the sensor includes at least three Hall sensor elements and the sensor signal curve is based on difference signals of the sensor signals of the three Hall sensor elements. The three Hall sensor elements can each be arranged behind one another and equidistant from each other, wherein the distance can be chosen such that the distance from two outer Hall sensor elements arranged approximately the width of a Signal mark or a reference mark corresponds and wherein the third Hall sensor element is arranged approximately centrally between the two Hall sensor elements. As a result, a sensor signal waveform can be achieved, which allows a particularly accurate determination of the signal and reference marks.

Bei manchen Ausführungsbeispielen wird bzw. ist die Form der Referenzmarke auf Grundlage einer Ableitung eines gewünschten Sensorsignalkurvenverlaufes ermittelt. In einer ersten Näherung wird bei manchen Ausführungsbeispielen davon ausgegangen, dass eine steile bzw. sprunghafte Änderung des Profils der Referenzmarke dazu führt, dass der Sensorsignalkurvenverlauf eine oberen bzw. unteren Signalwertschwelle passiert. Demgegenüber kann ein Bereich der Referenzmarke mit geringer Veränderung des Profils zu einem Sensorsignalkurvenverlauf innerhalb der Signalschaltschwellen führen. In vielen Fällen kann hierdurch die Menge der möglichen Formen der Referenzmarke für einen gewünschten Sensorsignalkurvenverläufe ungefähr eingegrenzt werden. Eine genaue Anpassung der Referenzmarke kann mittels Simulation der Vorrichtung erreicht werden, bei der gewünschte Sensorsignalkurvenverläufe simuliert werden und ermittelt wird, welche Form der Referenzmarke zu einem erwünschten Sensorsignalkurvenverlauf führt. Dadurch kann die Form der Referenzmarke sehr genau angepasst werden. In some embodiments, the shape of the reference mark is determined based on a derivative of a desired sensor signal waveform. In a first approximation, it is assumed in some exemplary embodiments that a steep or abrupt change in the profile of the reference mark leads to the sensor signal curve profile passing through an upper or lower signal value threshold. In contrast, a region of the reference mark with little change in the profile can lead to a sensor signal curve curve within the signal switching thresholds. In many cases, this may approximately limit the amount of possible shapes of the reference mark for a desired sensor signal waveform. An exact adaptation of the reference mark can be achieved by means of simulation of the device, in which desired sensor signal waveforms are simulated and it is determined which shape of the reference mark leads to a desired sensor signal waveform. As a result, the shape of the reference mark can be adapted very precisely.

Die Form der Referenzmarke kann eine ansteigende oder abfallende Flanke aufweisen. Da eine ansteigende bzw. abfallende Flanke bspw. mit geringem Steigungswinkel ungefähr einen flachen Signalsensorsignalkurvenverlauf zur Folge hat, ist gewährleistet, dass die Sensorsignalkurve nur zweimal die erste Schaltschwelle passiert und dazwischen nicht die zweite Schaltschwelle. Dementsprechend kann die Referenzmarke zuverlässig erkannt werden. Die Flanke kann schräg, also bspw. linear, ansteigende bzw. abfallend ausgebildet sein. The shape of the reference mark may have a rising or falling edge. Since a rising or falling edge, for example, has a low signal angle approximately results in a flat signal sensor waveform curve, it is ensured that the sensor signal curve passes only twice the first switching threshold and not the second switching threshold between them. Accordingly, the reference mark can be reliably recognized. The flank can be inclined, that is, for example, linear, rising or sloping.

Außerdem ist eine ansteigende oder abfallende Flanke als Form einfach und kostengünstig herzustellen. In addition, a rising or falling edge as a form is simple and inexpensive to manufacture.

Bei manchen Ausführungsbeispielen passiert unabhängig von der Drehrichtung des Signalgeberrads die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert. Dadurch kann die Referenzmarke unabhängig von der Drehrichtung des Signalgeberrads zuverlässig erkannt werden. In some embodiments, regardless of the direction of rotation of the signal transmitter wheel, the sensor signal curve passes twice the first switching threshold before passing the second switching threshold. As a result, the reference mark can be detected reliably regardless of the direction of rotation of the signal transmitter wheel.

Bei manchen Ausführungsbeispielen ist die erste Signalschwelle niedriger als die zweite Signalschwelle und die Signalauswertung erkennt das Ende einer Signalmarke, wenn die Sensorsignalkurve von oben die erste Signalschwelle passiert und den Anfang einer Signalmarke, wenn die Sensorsignalkurve von unten die zweite Signalschwelle passiert. Oder umgekehrt: die erste Signalschwelle ist niedriger als die zweite Signalschwelle und die Signalauswertung erkennet das Ende einer Signalmarke, wenn die Sensorsignalkurve von oben die zweite Signalschwelle passiert, und den Anfang einer Signalmarke, wenn die Sensorsignalkurve von unten die erste Signalschwelle passiert. Diese Implementierungen stellen sehr einfache und zuverlässige Kriterien dar, mit deren Hilfe die Signal- und Referenzmarke erkannt werden kann. Der Fachmann wird begrüßen, dass natürlich auch die erste Signalschwelle höher als die zweite Signalschwelle sein kann und dann ebenfalls so einfach Kriterien festgelegt werden können. In some embodiments, the first signal threshold is lower than the second signal threshold, and the signal evaluation detects the end of a signal flag when the sensor signal curve passes from above the first signal threshold and the beginning of a signal flag when the sensor signal curve passes from below the second signal threshold. Or vice versa: the first signal threshold is lower than the second signal threshold and the signal evaluation recognizes the end of a signal mark when the sensor signal curve from above the second signal threshold passes, and the beginning of a signal mark when the sensor signal curve from below passes the first signal threshold. These implementations are very simple and reliable criteria that can be used to detect the signal and reference mark. The person skilled in the art will appreciate that, of course, the first signal threshold can also be higher than the second signal threshold, and then it is equally easy to set criteria.

Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads, wobei das Signalgeberrad zueinander beabstandete Signalmarken und wenigstens eine Referenzmarke aufweist. Das Verfahren umfasst das Erfassen eines Sensorsignals von einem Sensor, der benachbart zum Signalgeberrad angeordnet ist, in Abhängigkeit der Position der Signalmarken und der wenigstens einen Referenzmarke, wie es auch schon oben ausgeführt wurde. Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln einer Sensorsignalkurve basierend auf dem Sensorsignal, wie es bereits oben ausgeführt wurde. Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln, basierend auf der Sensorsignalkurve und einer ersten und einer zweiten Signalwertschwelle für die Sensorsignalkurve, einer Position der Referenzmarke, wobei die Form der Referenzmarke des Signalgeberrads derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert, wie es ebenfalls bereits oben ausgeführt wurde. Some embodiments relate to a method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel, wherein the signal transmitter has signal marks spaced apart from each other and at least one reference mark. The method comprises detecting a sensor signal from a sensor which is arranged adjacent to the signal transmitter wheel, as a function of the position of the signal marks and the at least one reference mark, as has already been explained above. The method further comprises determining a sensor signal curve based on the sensor signal, as stated above. The method further comprises determining, based on the sensor signal curve and a first and second signal value threshold for the sensor signal curve, a position of the reference mark, wherein the shape of the reference mark of the signal generator wheel is designed such that the sensor signal curve passes twice the first switching threshold before it second switching threshold happens, as has also been stated above.

Wie auch schon oben ausgeführt wurde, kann das Verfahren weiter das Ermitteln der Form der Referenzmarke auf Grundlage einer Ableitung eines gewünschten Sensorsignalkurvenverlaufes umfassen. As also stated above, the method may further include determining the shape of the reference mark based on a derivative of a desired sensor signal waveform.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der: Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:

1a schematisch ein Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads mit Zähnen als Signalmarken zeigt; 1a schematically shows an embodiment of an apparatus for detecting a change in position of a Signalgeberrads with teeth as signal marks;

1b schematisch ein Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Erfassen einer Lagenänderung eines Signalgeberrads mit Löchern als Signalmarken zeigt; 1b schematically shows an embodiment of an apparatus for detecting a change in position of a Signalgeberrads with holes as signal marks;

2 die Vorrichtung mit Signalauswertung darstellt; 2 represents the device with signal evaluation;

3 ein Ablaufschema eines Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Erfassen einer Lagenänderung eines Signalgeberrads darstellt; 3 FIG. 5 is a flowchart of one embodiment of a method of detecting a position change of a buzzer wheel; FIG.

4 allgemein ein Profil eines Geberrads und die daraus resultierenden Signalkurven der Vorrichtung von 1 zeigt; 4 generally a profile of a sensor wheel and the resulting signal curves of the device of 1 shows;

5 allgemein ein Profil eines Geberrads und die daraus resultierenden Signalkurven der Vorrichtung von 1 zeigt, wenn nicht die vorliegende Erfindung verwendet wird; 5 generally a profile of a sensor wheel and the resulting signal curves of the device of 1 shows, if not the present invention is used;

6 ein Profil eines Ausführungsbeispiels eines Geberrads und die daraus resultierenden Signalkurven der Vorrichtung von 1 mit der Wirkung der vorliegenden Erfindung zeigt; 6 a profile of an embodiment of a sensor wheel and the resulting signal curves of the device of 1 with the effect of the present invention;

7 ein Profil eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Geberrads und die daraus resultierenden Signalkurven der Vorrichtung von 1 mit der Wirkung der vorliegenden Erfindung zeigt; 7 a profile of another embodiment of a sensor wheel and the resulting signal curves of the device of 1 with the effect of the present invention;

8a–c; drei weitere Profile von Ausführungsbeispielen eines Geberrads mit Zähnen veranschaulicht; und 8a c; FIG. 3 illustrates three further profiles of embodiments of a donor wheel with teeth; FIG. and

9a–c; drei weitere Profile von Ausführungsbeispielen eines Geberrads mit Löchern veranschaulicht; 9a c; Figure 3 illustrates three further profiles of embodiments of a donor wheel with holes;

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 bzw. 1‘ zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads 2a bzw. 2b ist in 1a bzw. 1b gezeigt. Zur Vereinfachung wird im Folgenden allgemein das Signalgeberrad als Geberrad bezeichnet und insbesondere das Signalgeberrad 2a bzw. 2b als Geberrad 2a bzw. 2b. Die Vorrichtung 1 der 1a und die Vorrichtung 1‘ der 1b sind in ihrer Funktion identisch, weswegen Bezugszeichen mit gleicher Ziffer, die sich nur im „Strich“ unterscheiden von der Funktion her identische Komponenten zeigen, und daher Ausführungen zu Komponenten mit „ungestrichenen“ Bezugszeichen auch für die funktional identischen Komponenten mit „gestrichenen“ Bezugszeichen gelten. An embodiment of a device 1 respectively. 1' for detecting a change in position of a signal transmitter wheel 2a respectively. 2 B is in 1a respectively. 1b shown. For simplification, the signal transmitter wheel is generally referred to below as the transmitter wheel and in particular the signal transmitter wheel 2a respectively. 2 B as donor wheel 2a respectively. 2 B , The device 1 of the 1a and the device 1' of the 1b are identical in function, which is why reference numerals with the same numeral, which differ only in the "dash" show functionally identical components, and therefore statements on components with "uncoated" reference numerals also apply to the functionally identical components with "primed" reference numerals ,

Die Vorrichtung 1 bzw. 1‘ hat jeweils einen Hall-Sensor 3 bzw. 3‘, der jeweils einen Permanentmagneten 3a bzw. 3a‘ und drei Hall-Sensorelement 3b–d bzw. 3b‘–d‘ hat. The device 1 respectively. 1' each has a Hall sensor 3 respectively. 3 ' , each one a permanent magnet 3a respectively. 3a ' and three Hall sensor element 3b -D or 3b ' -D 'has.

Das Geberrad 2a hat an seinem äußeren Umfang eine Reihe von Zähne 4a (Signalmarken) zwischen denen jeweils eine Lücke 5a angeordnet ist. Das Geberrad 2b ist als eine Art Lochblech ausgebildet, das eine Reihe von Lücken 5b hat, die als Durchbrechungen oder Löcher in dem Geberrad 2b ausgebildet sind, wobei zwischen den Lücken 5b Material angeordnet ist, das im Wesentlichen als Zähne 3b fungiert, wie die Zähne 3a des Geberrads 2a und daher als Signalmarken dienen. The donor wheel 2a has a number of teeth on its outer periphery 4a (Signal marks) between each one gap 5a is arranged. The donor wheel 2 B is designed as a kind of perforated plate, which has a number of gaps 5b has that as openings or holes in the sender wheel 2 B are formed, being between the gaps 5b Material is arranged, essentially as teeth 3b acts like the teeth 3a the donor wheel 2a and therefore serve as signal marks.

Das von dem Permanentmagneten 3a bzw. 3a‘ erzeugte Magnetfeld wird entsprechend anders beeinflusst, wenn ein Zahn 4a bzw. 4b oder eine Lücke 5a bzw. 5b im Bereich des Hall-Sensors 3 bzw. 3‘ angeordnet ist. Die Beeinflussung des Magnetfelds durch die Zähne 4a, 4b bzw. Lücken 5a, 5b kann von dem einzelnen Hall-Sensorelementen 3b–d bzw. 3b’–d‘ gemessen werden. So ist bspw. anzunehmen, dass bei Vorhandensein der Zähne 4a bzw. 4b das Magnetfeld stärker ist als bei Anwesenheit der Lücken 5a bzw. 5b, sodass die Hall-Sensoren 3 bzw. 3‘ diesen Unterschied in der Magnetfeldstärke messen können. That of the permanent magnet 3a respectively. 3a ' generated magnetic field is correspondingly differently affected when a tooth 4a respectively. 4b or a gap 5a respectively. 5b in the area of the Hall sensor 3 respectively. 3 ' is arranged. The influence of the magnetic field by the teeth 4a . 4b or gaps 5a . 5b can from the single Hall sensor elements 3b -D or 3b ' -D 'are measured. It is, for example, to assume that in the presence of teeth 4a respectively. 4b the magnetic field is stronger than in the presence of gaps 5a respectively. 5b so the Hall sensors 3 respectively. 3 ' can measure this difference in magnetic field strength.

Die Hall-Sensorelemente 3b–d bzw. 3b‘–d‘ sind in Drehrichtung des Geberrads 2a bzw. 2b angeordnet, sodass sich die Zähne 4a, 4b und Lücken 5a, 5b an den Hall-Sensorelementen 3b–d bzw. 3b‘–d‘ bei Drehung des Geberrads 2a bzw. 2b vorbei bewegen. Außerdem sind die Hall-Sensorelemente 3b–d bzw. 3b‘–d‘ so angeordnet, dass sie ungefähr die Breite der Zähne 4a bzw. 4b abdecken. Der Abstand zwischen zwei äußeren Hall-Sensorelement 3b und 3d bzw. 3b‘ und 3d‘ entspricht folglich ungefähr der Breite eines Zahnes 4a bzw. 5b. Das dritte Hall-Sensorelement 3c bzw. 3c‘ ist ungefähr mittig zwischen den beiden anderen 3b, 3d bzw. 3b‘, 3d‘ angeordnet The Hall sensor elements 3b -D or 3b ' -D 'are in the direction of rotation of the encoder wheel 2a respectively. 2 B arranged so that the teeth 4a . 4b and gaps 5a . 5b at the Hall sensor elements 3b -D or 3b ' -D 'with rotation of the encoder wheel 2a respectively. 2 B move over. In addition, the Hall sensor elements 3b -D or 3b ' -D 'arranged so that it is about the width of the teeth 4a respectively. 4b cover. The distance between two outer Hall sensor element 3b and 3d respectively. 3b ' and 3d ' thus corresponds approximately to the width of a tooth 4a respectively. 5b , The third Hall sensor element 3c respectively. 3c ' is approximately midway between the other two 3b . 3d respectively. 3b ' . 3d ' disposed

In 2 ist beispielhaft anhand der Vorrichtung 1 die Signalauswertung 6 dargestellt. In 2 is exemplary of the device 1 the signal evaluation 6 shown.

Das Signal des mittleren Hall-Sensorelements 3c wird von den beiden äußeren 3b, 3d abgezogen und einer Signalauswertung 6 zugeführt, die über einen oder mehrere Ausgänge zum Empfang der Sensorsignale von den Hall-Sensorelement 3b–d verfügt. Die Signalauswertung 6 hat einen Mikroprozessor, einen Speicher, eine Signalverarbeitung (Verstärker, Analog-Digital-Wandler und dergleichen) usw. The signal of the middle Hall sensor element 3c is from the two outer ones 3b . 3d deducted and a signal evaluation 6 supplied via one or more outputs for receiving the sensor signals from the Hall sensor element 3b -D has. The signal evaluation 6 has a microprocessor, a memory, a signal processor (amplifier, analog-to-digital converter, and the like), etc.

Beispielhaft wird nun im Folgenden die Funktionsweise anhand der Vorrichtung 1 der 1a und 2, anhand eines Ablaufschemas eines Verfahrens 10 zur Erfassung einer Lageänderung des Geberrads nach 3 und anhand der 4 bis 9 beschrieben. By way of example, the mode of operation will now be described below with reference to the device 1 of the 1a and 2 , Using a flowchart of a method 10 for detecting a change in position of the encoder wheel 3 and on the basis of 4 to 9 described.

Zunächst umfasst das Verfahren 10 bei 11 das Ermitteln der Form der Referenzmarke auf Grundlage einer Ableitung eines gewünschten Sensorsignalkurvenverlaufes, wie es auch schon oben diskutiert wurde und weiter unten noch einmal aufgegriffen wird. First, the process includes 10 at 11 determining the shape of the reference mark on the basis of a derivation of a desired sensor signal waveform, as discussed above and will be taken up again below.

Bei 12, werden Sensorsignale von dem Hall-Sensor 3 bzw. der drei Hall-Sensorelemente 3b–d von der Signalauswertung 6 erfasst, der benachbart zum Signalgeberrad angeordnet ist. Wie oben ausgeführt, werden die Sensorsignale in Abhängigkeit der Position der Signalmarken und der Referenzmarke des Geberrads 2a erfasst, da die Zähne 4a und die Lücken 5a bzw. die Referenzmarke das Magnetfeld beim Vorbeilaufen stärken bzw. schwächen und diese Änderung des Magnetfeldes von den drei Hall-Sensorelementen entsprechend detektiert wird. at 12 , Sensor signals from the Hall sensor 3 or the three Hall sensor elements 3b -d from the signal evaluation 6 detected, which is arranged adjacent to the signal transmitter. As stated above, the sensor signals are dependent on the position of the signal marks and the reference mark of the encoder wheel 2a recorded as the teeth 4a and the gaps 5a or the reference mark strengthen or weaken the magnetic field as it passes by, and this change in the magnetic field is correspondingly detected by the three Hall sensor elements.

Die Signalauswertung 6 ermittelt bei 13 eine Sensorsignalkurve basierend auf dem Sensorsignal bzw. den Sensorsignalen. The signal evaluation 6 determined at 13 a sensor signal curve based on the sensor signal or the sensor signals.

Dies ist auch schematisch in 4 dargestellt, die oben ein Profil 20 eines Geberrads zeigt, in der Mitte eine Sensorsignalkurve 30 und unten ein Ausgangssignal 50, das von der Signalauswertung 6 ausgegeben wird. Die linke Seite der 4 zeigt die entsprechenden Diagramme für eine Vorwärtsdrehung (Pfeil nach rechts) und die rechte Seite der 4 zeigt die entsprechenden Diagramme für eine Rückwärtsdrehung (Pfeil nach links). This is also schematic in 4 shown the top of a profile 20 a sensor wheel shows in the middle of a sensor signal curve 30 and below an output signal 50 that from the signal evaluation 6 is issued. The left side of the 4 shows the corresponding diagrams for a forward rotation (arrow to the right) and the right side of the 4 shows the corresponding diagrams for a reverse rotation (arrow to the left).

Das Profil 20 des Geberrads hat hier der Einfachheit keine Referenzmarke, sondern nur Zähne 21 und Lücken 22, die sich gleich beabstandet zueinander und regelmäßig abwechseln. The profile 20 the donor wheel here has the simplicity no reference mark, but only teeth 21 and gaps 22 that are equally spaced from each other and alternate regularly.

In der Signalauswertung 6 wird die Differenzspannung zwischen jeweils dem mittleren Hall-Sensorelement 3c mit einem der äußeren Hall-Sensorelemente 3b und 3d gebildet, was in der Sensorsignalkurve 30 resultiert, die in 4 dargestellt ist. Die Sensorsignalkurve 30 entsprecht im Wesentlichen einer Sinuskurve mit abwechselnden Minima und Maxima, die durch die Abwechselnden Zähne 21 und Lücken 22 des Profils 20 hervorgerufen werden. In the signal evaluation 6 becomes the difference voltage between each of the middle Hall sensor element 3c with one of the outer Hall sensor elements 3b and 3d formed what is in the sensor signal curve 30 results in 4 is shown. The sensor signal curve 30 essentially corresponds to a sinusoid with alternating minima and maxima, due to the alternating teeth 21 and gaps 22 of the profile 20 be caused.

Die Werte der Sensorsignalkurve 30 werden bei 14 mit zwei Signalwertschwellen verglichen, einer ersten, unteren Signalwertschwelle 31 und einer zweiten, oberen Signalwertschwelle 32. The values of the sensor signal curve 30 become at 14 compared with two signal value thresholds, a first, lower signal value threshold 31 and a second, upper signal value threshold 32 ,

Der Vergleich findet derart statt, dass das Ausgangssignal 40 von der Signalauswertung 6 auf einen niedrigen Pegel 42 gesetzt wird, wenn die untere Signalwertschwelle 31 von oben passiert wird (siehe „o“, z. B. bei 33) und auf einen hohen Pegel 41 gesetzt wird, wenn die obere Signalwertschwelle 32 von unten passiert wird (siehe „x“, z. B. bei 34). The comparison takes place in such a way that the output signal 40 from the signal evaluation 6 to a low level 42 is set when the lower signal value threshold 31 from above (see "o", eg at 33 ) and to a high level 41 is set when the upper signal value threshold 32 from below (see "x", eg at 34 ).

Dementsprechend repräsentiert das Ausgangssignal 40 die Zähne 21 und Lücken 22 des Profils 20. Accordingly, the output signal represents 40 the teeth 21 and gaps 22 of the profile 20 ,

Aus diesem Vorgehen ergibt sich eine geringe Abhängigkeit des Ausgangsignals 40 von der Drehrichtung, wie sich auch aus einem Vergleich des Ausgangssignals 40 links und rechts in 4 zeigt. This procedure results in a low dependence of the output signal 40 from the direction of rotation, as well as from a comparison of the output signal 40 left and right in 4 shows.

Das so aus den Differenzspannungen generierte digitale Ausgangssignal 40 wird entweder direkt ausgegeben und/oder mittels einer Signalverarbeitung in der Signalauswertung 6, zum Beispiel in ein Impulsmuster umgesetzt, das die Inkremente und Drehrichtung kodiert darstellt. The thus generated from the differential voltages digital output signal 40 is either output directly and / or by means of signal processing in the signal evaluation 6 , for example, converted into a pulse pattern that encodes the increments and direction of rotation.

Wie bereits oben erwähnt, ist das Ziel, eine Referenzmarke auf dem Geberrad zu realisieren, die im Sensorausgangssignal detektiert werden kann. Typischerweise, wie auch schon eingangs erwähnt, kann dafür eine größere Lücke oder ein größerer Zahn vorgesehen werden, um eine „Lücke" im Ausgangssignal zu erzeugen, die als Referenzmarke erkannt werden kann. As already mentioned above, the goal is to realize a reference mark on the encoder wheel, which can be detected in the sensor output signal. Typically, as already mentioned, a larger gap or a larger tooth can be provided to create a "gap" in the output signal, which can be recognized as a reference mark.

Wird die Drehzahl anhand der verstrichenen Zeit zwischen zwei Flanken des Ausgangssignals ermittelt, entsteht hierdurch scheinbar ein Einbruch der Drehzahl, woraus auf die Präsenz einer Referenzmarke geschlossen werden kann. If the rotational speed is determined on the basis of the elapsed time between two edges of the output signal, this apparently causes a drop in the rotational speed, from which the presence of a reference mark can be deduced.

5 zeigt oben ein Profil 50 eines Geberrads, welches Zähne 51 hat, Lücken 52 und eine Referenzmarke 53, die als große Lücke ausgestaltet ist. In der Mitte zeigt 5, ähnlich wie 4, eine zugehörige Sensorsignalkurve 60 und unten ein zughöriges Ausgangssignal 70. Die linke Seite der 5 zeigt die entsprechenden Diagramme für eine Vorwärtsdrehung (Pfeil nach rechts) und die rechte Seite der 5 zeigt die entsprechenden Diagramme für eine Rückwärtsdrehung (Pfeil nach links). 5 shows a profile at the top 50 a donor wheel, which teeth 51 has, gaps 52 and a reference mark 53 , which is designed as a big gap. In the middle shows 5 , similar to 4 , an associated sensor signal curve 60 and below a zughöriges output signal 70 , The left side of the 5 shows the corresponding diagrams for a forward rotation (arrow to the right) and the right side of the 5 shows the corresponding diagrams for a reverse rotation (arrow to the left).

Die Sensorsignalkurve 60 ist wie die Sensorsignalkurve 30 aus entsprechenden Differenzsignalen gebildet. Passiert die Sensorsignalkurve 60 von oben eine erste, untere Signalwertschwelle 61 (siehe 63), so wird das Ausgangssignal 70 auf „niedrig“ gestellt (siehe 72), wie es schon im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde. Passiert die Sensorsignalkurve 60 von unten eine zweite, obere Signalwertschwelle 62 (siehe 64), so wird das Ausgangssignal 70 auf „hoch“ gesetzt (siehe 71), wie es ebenfalls schon im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde. The sensor signal curve 60 is like the sensor signal curve 30 formed from corresponding difference signals. Passes the sensor signal curve 60 from above a first, lower signal value threshold 61 (please refer 63 ), so will the output signal 70 set to "low" (see 72 ), as it already related 4 has been described. Passes the sensor signal curve 60 from below a second, upper signal value threshold 62 (please refer 64 ), so will the output signal 70 set to "high" (see 71 ), as already related to 4 has been described.

Zwar zeigt sich sowohl bei einer Vorwärts-(linke Seite in 5) als auch bei einer Rückwärtsdrehung (rechte Seite in 5) ein längerer Bereich 73 (links) bzw. 73‘ (rechts) ohne Flanken im Ausgangssignal 70, aber die Lage dieser Bereiche 73 und 73‘ hängt von der Drehrichtung ab, die Bereiche 73 und 73‘ sind nicht gleich lang und der Bereich tritt einmal bei einem hohem Pegel (73‘) und einmal bei einem niedrigem Pegel (73) des Ausgangssignals 70 auf. It is true that both in a forward (left side in 5 ) as well as in a reverse rotation (right side in 5 ) a longer area 73 (left) or 73 ' (right) without flanks in the output signal 70 but the location of these areas 73 and 73 ' depends on the direction of rotation, the areas 73 and 73 ' are not the same length and the range occurs once at a high level ( 73 ' ) and once at a low level ( 73 ) of the output signal 70 on.

Dadurch kann die Referenzmarke 53 potentiell, bspw. von einer weiteren integrierten Signalverarbeitung, an einer falschen Stelle erkannt werden. Der Einbruch der gemessenen Drehzahl ist zudem ebenfalls von der Drehrichtung abhängig. This allows the reference mark 53 potentially, for example, from another integrated signal processing, be detected in a wrong place. Of the Burglary of the measured speed is also dependent on the direction of rotation.

Hier greift die vorliegen Erfindung an, indem die Form der Referenzmarke des Signalgeberrads derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert Here, the present invention attacks by the shape of the reference mark of the signal sensor wheel is designed such that the sensor signal curve twice passes the first switching threshold before it passes the second switching threshold

Dies wird im Folgenden auch anhand der 6 und 7 erläutert. This will be explained below also on the basis of 6 and 7 explained.

6 und 7 zeigen oben ein Profil 80 bzw. 80‘ eines Geberrads, welches Zähne 81 bzw. 81‘ hat, Lücken 82 bzw. 82‘ und eine Referenzmarke 83 bzw. 83‘, wobei die Referenzmarke 83 der 6 breiter ausgestaltet ist, als die Referenzmarke 83‘ der 7. In der Mitte zeigen 6 und 7, ähnlich wie 4, zugehörige Sensorsignalkurven 90 bzw. 90‘ und unten zughörige Ausgangssignale 100 bzw. 100‘. Die linken Seiten der 6 und 7 zeigen jeweils die entsprechenden Diagramme für eine Vorwärtsdrehung (Pfeil nach rechts) und die rechten Seiten der 6 und 7 zeigen die entsprechenden Diagramme für eine Rückwärtsdrehung (Pfeil nach links). 6 and 7 show up a profile 80 respectively. 80 ' a donor wheel, which teeth 81 respectively. 81 ' has, gaps 82 respectively. 82 ' and a reference mark 83 respectively. 83 ' , where the reference mark 83 of the 6 wider than the reference mark 83 ' of the 7 , Show in the middle 6 and 7 , similar to 4 , associated sensor signal curves 90 respectively. 90 ' and below associated output signals 100 respectively. 100 ' , The left sides of the 6 and 7 each show the corresponding diagrams for a forward rotation (arrow to the right) and the right sides of the 6 and 7 show the corresponding diagrams for a reverse rotation (arrow to the left).

Die Sensorsignalkurven 90 bzw. 90‘ werden dabei, wie es im Zusammenhang mit der 2 und 4 erläutert wurde, erhalten und stellen entsprechende Spannungsdifferenzkurven dar. The sensor signal curves 90 respectively. 90 ' be there, as related to the 2 and 4 has been explained receive and represent corresponding voltage difference curves.

Passiert die Sensorsignalkurve 90 bzw. 90‘ von oben eine erste, untere Signalwertschwelle 91 bzw. 91‘ (siehe 93 bzw. 93‘), so wird das Ausgangssignal 100 bzw. 100‘ auf „niedrig“ gestellt (siehe 102 bzw. 102‘), wie es schon im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde. Passiert die Sensorsignalkurve 90 bzw. 90‘ von unten eine zweite, obere Signalwertschwelle 92 bzw. 92‘ (siehe 94 bzw. 94‘), so wird das Ausgangssignal 100 bzw. 100‘ auf „hoch“ gesetzt (siehe 101 bzw. 101‘), wie es ebenfalls schon im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde. Passes the sensor signal curve 90 respectively. 90 ' from above a first, lower signal value threshold 91 respectively. 91 ' (please refer 93 respectively. 93 ' ), so will the output signal 100 respectively. 100 ' set to "low" (see 102 respectively. 102 ' ), as it already related 4 has been described. Passes the sensor signal curve 90 respectively. 90 ' from below a second, upper signal value threshold 92 respectively. 92 ' (please refer 94 respectively. 94 ' ), so will the output signal 100 respectively. 100 ' set to "high" (see 101 respectively. 101 ' ), as already related to 4 has been described.

Die Referenzmarken 83 bzw. 83‘ des Geberrads sind so gewählt, dass vor und nach der Referenzmarke 83 bzw. 83‘ die untere Schaltschwelle 91 bzw. 91‘ von der Sensorsignalkurve 90 bzw. 90‘ von oben passiert wird und dazwischen die obere Schaltschwelle 92 bzw. 92‘ nicht passiert wird. Dies zeigt sich auch darin, dass in einem Bereich 95 bzw. 95‘ der Sensorsignalkurve 90 bzw. 90‘, der der Referenzmarke 83 bzw. 83‘ entspricht, einen kleinen „Peak“ aufweist, der bei 95a bzw. 95a‘ und 95b bzw. 95b‘ die untere Schaltschwelle 91 bzw. 91‘ passiert, aber eben nicht hoch genug ist, um die zweite Schaltschwelle 92 bzw. 92‘ zu passieren. The reference marks 83 respectively. 83 ' of the encoder wheel are selected so that before and after the reference mark 83 respectively. 83 ' the lower switching threshold 91 respectively. 91 ' from the sensor signal curve 90 respectively. 90 ' is passed from above and in between the upper switching threshold 92 respectively. 92 ' not happening. This is also evident in that in one area 95 respectively. 95 ' the sensor signal curve 90 respectively. 90 ' , the reference mark 83 respectively. 83 ' corresponds, has a small "peak" at 95a respectively. 95a ' and 95b respectively. 95b ' the lower switching threshold 91 respectively. 91 ' happens, but just not high enough to the second threshold 92 respectively. 92 ' to happen.

Dies wird durch eine Geometrie der Referenzmarke 83 bzw. 83‘ mit einem abgeschrägten Zahn erreicht, der eine entsprechende Flanke 83a bzw. 83a‘ hat, die an einem Punkt 83b bzw. 83b‘, der am vorausgegangen Zahn angeordnet ist, beginnt. This is done by a geometry of the reference mark 83 respectively. 83 ' achieved with a beveled tooth, which has a corresponding flank 83a respectively. 83a ' has that at one point 83b respectively. 83b ' Starting at the previous tooth begins.

Der Vergleich der beiden Referenzmarken 83 bzw. 83‘ zeigt, dass je nach Größe der gewünschten Lücke bzw. Referenzmarke, die Steigung und der Anfangspunkt der Flanke 83a bzw. 83a‘ variiert werden müssen. Je größer die Lücke ist, desto flacher kann die Steigung der Flanke ausfallen oder umgekehrt, je schmäler die Lücke ist, desto steiler fällt die Steigung der Flanke der Referenzmarke aus. The comparison of the two reference brands 83 respectively. 83 ' shows that, depending on the size of the desired gap or reference mark, the slope and the starting point of the flank 83a respectively. 83a ' have to be varied. The larger the gap, the flatter the slope of the flank can fail or, conversely, the narrower the gap, the steeper the slope of the flank of the reference mark.

Das Ausgangssignal 100 bzw. 100‘ zeigt in beiden Fällen neben den hohen Pegeln 101 bzw. 101‘, die den Zähnen 81 bzw. 81‘ entsprechen, und den niedrigen Pegeln 102 bzw. 102‘, die den „normalen“ Lücken 82 bzw. 82‘ entsprechen, entsprechende Bereiche 103 bzw. 103’, die die Referenzmarken 83 bzw. 83‘ repräsentieren. Es zeigt sich, dass die Referenzmarken 83 bzw. 83‘ im Ausgangssignal 100 bzw. 100‘ in beiden Drehrichtungen an der gleichen Stelle erkannt werden und dass die Bereiche 103 bzw. 103‘ entsprechend genau so lang sind wie die zugehörigen Referenzmarken 83 bzw. 83‘. The output signal 100 respectively. 100 ' shows in both cases next to the high levels 101 respectively. 101 ' that the teeth 81 respectively. 81 ' correspond, and the low levels 102 respectively. 102 ' that the "normal" gaps 82 respectively. 82 ' correspond to corresponding areas 103 respectively. 103 ' that the reference marks 83 respectively. 83 ' represent. It turns out that the reference marks 83 respectively. 83 ' in the output signal 100 respectively. 100 ' be recognized in both directions at the same place and that the areas 103 respectively. 103 ' are exactly as long as the associated reference marks 83 respectively. 83 ' ,

Dementsprechend wird bei 15 (Verfahren 10, 3), basierend auf der Sensorsignalkurve und einer ersten und einer zweiten Signalwertschwelle für die Sensorsignalkurve, eine Position der Referenzmarke ermittelt, wobei die Form der Referenzmarke des Signalgeberrads derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve zweimal die erste Schaltschwelle passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle passiert, wie es oben ausgeführt wurde. Accordingly, at 15 (Method 10 . 3 ), based on the sensor signal curve and a first and a second signal value threshold for the sensor signal curve, a position of the reference mark is determined, wherein the shape of the reference mark of the signal generator is designed such that the sensor signal curve twice passes the first switching threshold before it passes the second switching threshold as stated above.

Die 8a–c zeigen Variationen der Abschrägung bzw. Flankensteigung von Referenzmarken 113 eines Profils 110 mit Zähnen 111 und Lücken 112, wobei die Referenzmarken 113 unterschiedliche Breiten haben, die von 8a bis 8c zunehmen. Auch hier ist zu erkennen, dass die Steigung der Flanken flacher wird, je breiter die Referenzmarke 113 wird. The 8a -C show variations of the taper or slope of reference marks 113 a profile 110 with teeth 111 and gaps 112 , where the reference marks 113 have different latitudes, that of 8a to 8c increase. Again, it can be seen that the slope of the flanks is flatter, the wider the reference mark 113 becomes.

Die 9a–c zeigen Profile 120 von Geberrädern mit einer Lochgeometrie mit Lücken 122, wobei Material zwischen den Lücken 122 Zähne oder Signalmarken 121 bilden. Außerdem sind Referenzmarken 123 als Löcher vorgesehen. Die Referenzmarken 123 sind als Dreiecke ausgebildet und führen zum gewünschten Verlauf der Differenzspannung. Auch hier wird je nach gewünschter Länge/Breite der Referenzmarken 123 die Steigung der der Flanken sowie die Höhe der Referenzmarken 123 variiert. Zum Beispiel werden die Referenzmarken 123 von 9a bis 9c immer breiter und weniger hoch, sodass die Steigung immer flacher wird. The 9a -C show profiles 120 of encoder wheels with a hole geometry with gaps 122 Where material is between the gaps 122 Teeth or signal marks 121 form. There are also reference marks 123 provided as holes. The reference marks 123 are formed as triangles and lead to the desired course of the differential voltage. Again, depending on the desired length / width of the reference marks 123 the slope of the flanks and the height of the reference marks 123 varied. For example, the reference marks 123 from 9a to 9c ever wider and less high, so that the slope is always flatter.

Wie auch schon weiter oben ausgeführt, sind die Formen der Referenzmarken nur beispielhaft und der Fachmann kann eine Vielfalt von Formen wählen, die zum gewünschten Ergebnis führen. Zum Beispiel können alle hier gezeigten Formen auch spiegelbildlich verwendet werden. Außerdem müssen die Flanken nicht linear sein, sondern können bspw. auch ellipsenartig, exponentiell oder dergleichen sein oder einer anderen Funktion folgen. As noted above, the shapes of the reference marks are exemplary only, and those skilled in the art may choose a variety of shapes that will produce the desired result. For example, all shapes shown here can also be used as mirror images. In addition, the flanks do not have to be linear, but may, for example, also be ellipse-like, exponential or the like or follow another function.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1‘ 1, 1 '
Vorrichtung zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads Device for detecting a change in position of a signal transmitter wheel
2a, b 2a, b
Signalgeberrad (Geberrad) Signaling wheel (encoder wheel)
3, 3‘ 3, 3 '
Hall-Sensor Hall sensor
3a, 3a‘3a, 3a '
Permanentmagnet  permanent magnet
3b–d, 3b‘–d‘ 3b-d, 3b'-d '
Hall-Sensorelemente Hall sensor elements
4a, b 4a, b
Zähne (Signalmarken) Teeth (signal marks)
5a, b 5a, b
Lücken Gaps
6 6
Signalauswertung signal processing
10 10
Verfahren zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads Method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel
11 11
Ermitteln der Form der Referenzmarke Determine the shape of the reference mark
12 12
Erfassen Sensorsignal Capture sensor signal
13 13
Ermitteln Sensorsignalkurve Determine sensor signal curve
14 14
Vergleich Sensorsignalkurve mit Signalwertschwelle Comparison of sensor signal curve with signal value threshold
15 15
Ermitteln Position der Referenzmarke Determine the position of the reference mark
20 20
Profil profile
21 21
Zahn (Signalmarke) Tooth (signal mark)
22 22
Lücke gap
30 30
Sensorsignalkurve Sensor signal curve
31 31
Erster Signalschwellwert First signal threshold
32 32
Zweiter Signalschwellwert Second signal threshold
33 33
Punkt an dem Sensorsignalkurve ersten Signalschwellwert von oben passiert Point on the sensor signal curve first signal threshold from above happened
34 34
Punkt an dem Sensorsignalkurve zweiten Signalschwellwert von unten passiert Point on the sensor signal curve second signal threshold from below happens
40 40
Ausgangssignal output
41 41
hoher Pegel high level
42 42
niedriger Pegel low level
50 50
Profil profile
51 51
Zahn (Signalmarke) Tooth (signal mark)
52 52
Lücke gap
53 53
Referenzmarke (große Lücke) Reference mark (big gap)
60 60
Sensorsignalkurve Sensor signal curve
61 61
Erster Signalschwellwert First signal threshold
62 62
Zweiter Signalschwellwert Second signal threshold
63 63
Punkt an dem Sensorsignalkurve ersten Signalschwellwert von oben passiert Point on the sensor signal curve first signal threshold from above happened
64 64
Punkt an dem Sensorsignalkurve zweiten Signalschwellwert von unten passiert Point on the sensor signal curve second signal threshold from below happens
70, 70‘70, 70 '
Ausgangssignal  output
71, 71‘71, 71 '
hoher Pegel  high level
72, 72‘72, 72 '
niedriger Pegel  low level
73, 73‘73, 73 '
längerer Bereich  longer range
80 80
Profil profile
81 81
Zahn (Signalmarke) Tooth (signal mark)
82 82
Lücke gap
83 83
Referenzmarke (große Lücke) Reference mark (big gap)
83a 83a
Flanke der Referenzmarke Flank of the reference mark
83b 83b
Startpunkt der Referenzmarke Starting point of the reference mark
90 90
Sensorsignalkurve Sensor signal curve
91 91
Erster Signalschwellwert First signal threshold
92 92
Zweiter Signalschwellwert Second signal threshold
93 93
Punkt an dem Sensorsignalkurve ersten Signalschwellwert von oben passiert Point on the sensor signal curve first signal threshold from above happened
94 94
Punkt an dem Sensorsignalkurve zweiten Signalschwellwert von unten passiert Point on the sensor signal curve second signal threshold from below happens
95 95
Bereich von 90 bei Referenzmarke Section 90 at reference mark
95a, b95a, b
Passieren des ersten Signalschwellwerts  Passing the first signal threshold
100 100
Ausgangssignal output
101 101
hoher Pegel high level
102 102
niedriger Pegel low level
103 103
längerer Bereich longer range
80‘ 80 '
Profil profile
81‘ 81 '
Zahn (Signalmarke) Tooth (signal mark)
82‘ 82 '
Lücke gap
83‘ 83 '
Referenzmarke (große Lücke) Reference mark (big gap)
83a‘ 83a '
Flanke der Referenzmarke Flank of the reference mark
83b‘ 83b '
Startpunkt der Referenzmarke Starting point of the reference mark
90‘ 90 '
Sensorsignalkurve Sensor signal curve
91‘ 91 '
Erster Signalschwellwert First signal threshold
92‘ 92 '
Zweiter Signalschwellwert Second signal threshold
93‘ 93 '
Punkt an dem Sensorsignalkurve ersten Signalschwellwert von oben passiert Point on the sensor signal curve first signal threshold from above happened
94‘ 94 '
Punkt an dem Sensorsignalkurve zweiten Signalschwellwert von unten passiert Point on the sensor signal curve second signal threshold from below happens
95‘ 95 '
Bereich von 90 bei Referenzmarke Section 90 at reference mark
95a‘, b‘ 95a ', b'
Passieren des ersten Signalschwellwerts Passing the first signal threshold
100‘ 100 '
Ausgangssignal output
101‘ 101 '
hoher Pegel high level
102‘ 102 '
niedriger Pegel low level
103‘ 103 '
längerer Bereich longer range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4018834 A1 [0006] DE 4018834 A1 [0006]
  • DE 19814758 A1 [0007] DE 19814758 A1 [0007]

Claims (10)

Vorrichtung zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads (2a, 2b), umfassend: ein Signalgeberrad (2a, 2b), das zueinander beabstandete Signalmarken (4a, 4b, 81, 81‘, 111, 121) und wenigstens eine Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) aufweist; einen Sensor (3, 3‘), der benachbart zum Signalgeberrad (2a, 2b) angeordnet ist und in Abhängigkeit der Position der Signalmarken (4a, 4b, 81, 81‘, 111, 121) und der wenigstens einen Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) ein Sensorsignal ausgibt; und eine Signalauswertung (6), die basierend auf dem Sensorsignal eine Sensorsignalkurve (90, 90‘) ermittelt und basierend auf der Sensorsignalkurve (90, 90‘) und einer ersten (91, 91‘) und einer zweiten Signalwertschwelle (92, 92‘) für die Sensorsignalkurve (90, 90‘) eine Position der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) ermittelt, wobei die Form der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) des Signalgeberrads (2a, 2b) derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve (90, 90‘) zweimal die erste Schaltschwelle (91, 91‘) passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle (92, 92‘) passiert. Device for detecting a change in position of a signal transmitter wheel ( 2a . 2 B ), comprising: a buzzer wheel ( 2a . 2 B ), the spaced apart signal marks ( 4a . 4b . 81 . 81 ' . 111 . 121 ) and at least one reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ) having; a sensor ( 3 . 3 ' ) adjacent to the buzzer wheel ( 2a . 2 B ) and depending on the position of the signal marks ( 4a . 4b . 81 . 81 ' . 111 . 121 ) and the at least one reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ) outputs a sensor signal; and a signal evaluation ( 6 ), based on the sensor signal, a sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) and based on the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) and a first ( 91 . 91 ' ) and a second signal value threshold ( 92 . 92 ' ) for the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) a position of the reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ), the shape of the reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ) of the signal transmitter wheel ( 2a . 2 B ) is designed such that the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) twice the first switching threshold ( 91 . 91 ' ) happens before the second switching threshold ( 92 . 92 ' ) happens. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor (3, 3‘) wenigstens zwei beabstandete Sensorelemente (3a–c, 3a‘–c‘) umfasst und die Sensorsignalkurve (90, 90‘) auf einem Differenzsignal der Sensorsignale der Sensorelemente (3a–c, 3a‘–c‘) basiert. Device according to claim 1, wherein the sensor ( 3 . 3 ' ) at least two spaced sensor elements ( 3a c, 3a ' -C ') and the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) on a difference signal of the sensor signals of the sensor elements ( 3a c, 3a ' -C '). Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensor (3, 3‘) wenigstens drei Hall-Sensorelemente (3a–c, 3a‘–c‘) umfasst und die Sensorsignalkurve (90, 90‘) auf Differenzsignalen der Sensorsignale der drei Hall-Sensorelemente (3a–c, 3a‘–c‘) basiert. Apparatus according to claim 2, wherein the sensor ( 3 . 3 ' ) at least three Hall sensor elements ( 3a c, 3a ' -C ') and the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) on difference signals of the sensor signals of the three Hall sensor elements ( 3a c, 3a ' -C '). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Form der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) auf Grundlage einer Ableitung eines gewünschten Sensorsignalkurvenverlaufes ermittelt wurde. Device according to one of the preceding claims, wherein the shape of the reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ) was determined on the basis of a derivative of a desired sensor signal waveform. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Form der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) eine ansteigende (83a, 83a‘) oder abfallende Flanke aufweist. Device according to one of the preceding claims, wherein the shape of the reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ) an increasing ( 83a . 83a ' ) or falling edge. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei unabhängig von der Drehrichtung des Signalgeberrads (2a, 2b) die Sensorsignalkurve (90, 90‘) zweimal die erste Schaltschwelle (91, 91‘) passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle (92, 92‘) passiert. Device according to one of the preceding claims, wherein, regardless of the direction of rotation of the signal transmitter wheel ( 2a . 2 B ) the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) twice the first switching threshold ( 91 . 91 ' ) happens before the second switching threshold ( 92 . 92 ' ) happens. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Signalschwelle (91, 91‘) niedriger ist als die zweite Signalschwelle (92, 92‘) und die Signalauswertung (6) das Ende einer Signalmarke (81, 81‘) erkennt, wenn die Sensorsignalkurve (90, 90‘) von oben die erste Signalschwelle (91, 91‘) passiert, und den Anfang einer Signalmarke (81, 81‘), wenn die Sensorsignalkurve (90, 90‘) von unten die zweite Signalschwelle (92, 92‘) passiert. Device according to one of the preceding claims, wherein the first signal threshold ( 91 . 91 ' ) is lower than the second signal threshold ( 92 . 92 ' ) and the signal evaluation ( 6 ) the end of a signal mark ( 81 . 81 ' ) detects when the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) from above the first signal threshold ( 91 . 91 ' ) and the beginning of a signal mark ( 81 . 81 ' ), when the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) from below the second signal threshold ( 92 . 92 ' ) happens. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Signalschwelle niedriger ist als die zweite Signalschwelle und die Signalauswertung das Ende einer Signalmarke erkennt, wenn die Sensorsignalkurve von oben die zweite Signalschwelle passiert, und den Anfang einer Signalmarke, wenn die Sensorsignalkurve von unten die erste Signalschwelle passiert.  The apparatus of claim 1, wherein the first signal threshold is lower than the second signal threshold and the signal evaluation detects the end of a signal mark when the sensor signal curve passes from above the second signal threshold and the beginning of a signal flag when the sensor signal curve from below first signal threshold happens. Verfahren zum Erfassen einer Lageänderung eines Signalgeberrads (2a, 2b), wobei das Signalgeberrad (2a, 2b) zueinander beabstandete Signalmarken (4a, 4b, 81, 81‘, 111, 121) und wenigstens eine Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) aufweist, umfassend; Erfassen (12) eines Sensorsignals von einem Sensor (3, 3‘), der benachbart zum Signalgeberrad (2a, 2b) angeordnet ist, in Abhängigkeit der Position der Signalmarken (4a, 4b, 81, 81‘, 111, 121) und der wenigstens einen Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123); Ermitteln (13) einer Sensorsignalkurve (90, 90‘) basierend auf dem Sensorsignal, und Ermitteln (15), basierend auf der Sensorsignalkurve (90, 90‘) und einer ersten (91, 91‘) und einer zweiten Signalwertschwelle (92, 92‘) für die Sensorsignalkurve (90, 90‘), einer Position der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123), wobei die Form der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) des Signalgeberrads (2a, 2b) derart gestaltet ist, dass die Sensorsignalkurve (90, 90‘) zweimal die erste Schaltschwelle (91, 91‘) passiert, bevor sie die zweite Schaltschwelle (92, 92‘) passiert. Method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel ( 2a . 2 B ), wherein the signal transmitter wheel ( 2a . 2 B ) spaced apart signal marks ( 4a . 4b . 81 . 81 ' . 111 . 121 ) and at least one reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ), comprising; To capture ( 12 ) of a sensor signal from a sensor ( 3 . 3 ' ) adjacent to the buzzer wheel ( 2a . 2 B ), depending on the position of the signal marks ( 4a . 4b . 81 . 81 ' . 111 . 121 ) and the at least one reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ); Determine ( 13 ) a sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) based on the sensor signal, and determining ( 15 ), based on the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) and a first ( 91 . 91 ' ) and a second signal value threshold ( 92 . 92 ' ) for the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ), a position of the reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ), the shape of the reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ) of the signal transmitter wheel ( 2a . 2 B ) is designed such that the sensor signal curve ( 90 . 90 ' ) twice the first switching threshold ( 91 . 91 ' ) happens before the second switching threshold ( 92 . 92 ' ) happens. Verfahren nach Anspruch 9, weiter das Ermitteln der Form der Referenzmarke (83, 83‘, 113, 123) auf Grundlage einer Ableitung eines gewünschten Sensorsignalkurvenverlaufes umfassend. The method of claim 9, further comprising determining the shape of the reference mark ( 83 . 83 ' . 113 . 123 ) based on a derivative of a desired sensor signal waveform.
DE102016208649.9A 2016-05-19 2016-05-19 Device and method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel Withdrawn DE102016208649A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208649.9A DE102016208649A1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Device and method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208649.9A DE102016208649A1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Device and method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016208649A1 true DE102016208649A1 (en) 2017-11-23

Family

ID=60255004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016208649.9A Withdrawn DE102016208649A1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Device and method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016208649A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202019100341U1 (en) 2019-01-22 2019-03-11 Judo Wasseraufbereitung Gmbh Determining the position of a valve system control in a water treatment plant
DE102019101531A1 (en) 2019-01-22 2020-07-23 Judo Wasseraufbereitung Gmbh Device and method for determining the position of a control element for a valve system in a water treatment system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3011822A1 (en) * 1980-03-27 1981-10-01 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart SENSOR ARRANGEMENT
EP0190513A1 (en) * 1984-10-03 1986-08-13 Automobiles Peugeot Detector of the angular position of a rotating toothed disc or ring
DE4018834A1 (en) 1989-06-20 1991-01-03 Volkswagen Ag Arrangement for distinguishing between opposite movement directions - has inductive sensor of periodic magnetic asymmetries with pole shoes at varying separations
US5491632A (en) * 1994-05-26 1996-02-13 General Motors Corporation Rotary encoder with neutral position
DE19614165A1 (en) * 1995-04-11 1996-10-17 Nippon Denso Co Hall-effect magnetic sensor having toothed wheel, for detecting movement of object
DE19814758A1 (en) 1998-04-02 1999-10-07 Zahnradfabrik Friedrichshafen Number of revolutions and direction of rotation detecting device
US6404188B1 (en) * 1998-03-19 2002-06-11 Honeywell Inc Single geartooth sensor yielding multiple output pulse trains
US20070068015A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-29 Fabien Perret Angle measurement device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3011822A1 (en) * 1980-03-27 1981-10-01 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart SENSOR ARRANGEMENT
EP0190513A1 (en) * 1984-10-03 1986-08-13 Automobiles Peugeot Detector of the angular position of a rotating toothed disc or ring
DE4018834A1 (en) 1989-06-20 1991-01-03 Volkswagen Ag Arrangement for distinguishing between opposite movement directions - has inductive sensor of periodic magnetic asymmetries with pole shoes at varying separations
US5491632A (en) * 1994-05-26 1996-02-13 General Motors Corporation Rotary encoder with neutral position
DE19614165A1 (en) * 1995-04-11 1996-10-17 Nippon Denso Co Hall-effect magnetic sensor having toothed wheel, for detecting movement of object
US6404188B1 (en) * 1998-03-19 2002-06-11 Honeywell Inc Single geartooth sensor yielding multiple output pulse trains
DE19814758A1 (en) 1998-04-02 1999-10-07 Zahnradfabrik Friedrichshafen Number of revolutions and direction of rotation detecting device
US20070068015A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-29 Fabien Perret Angle measurement device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202019100341U1 (en) 2019-01-22 2019-03-11 Judo Wasseraufbereitung Gmbh Determining the position of a valve system control in a water treatment plant
DE102019101531A1 (en) 2019-01-22 2020-07-23 Judo Wasseraufbereitung Gmbh Device and method for determining the position of a control element for a valve system in a water treatment system
WO2020152085A1 (en) 2019-01-22 2020-07-30 Judo Wasseraufbereitung Gmbh Device and method for determining the position of a control element for a valve system in a water treatment plant
DE102019101531B4 (en) * 2019-01-22 2020-10-08 Judo Wasseraufbereitung Gmbh Device and method for determining the position of a control element for a valve system in a water treatment plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2659232B1 (en) Method and apparatus for determining a recognition threshold
EP0848804B1 (en) Steering-angle sensor giving absolute values
DE3602292C2 (en)
EP3058240B1 (en) Clutch sensor system
DE4243778A1 (en) Position detection method, e.g. for vehicle steering wheel angle
DE102010003526B4 (en) Device and method for processing signals representing an angular position of a shaft of a motor
DE102013208986A1 (en) Magnetic encoder ring of a rotor position sensor of an electrically commutated electric motor
EP3207337B1 (en) Sensor for determining at least one rotation characteristic of a rotating element
DE102015004992A1 (en) Arrangement for determining a rotational speed and direction of rotation of a rotating component
EP2478336A1 (en) Device for obtaining angle signals
EP2195616A2 (en) Pulse generator for a device, in particular for a tachograph and method for operating said pulse generator
DE10017542A1 (en) Device for position and / or speed detection of a rotating part
DE102010064201A1 (en) Method for determining error in evaluation signal of magnetic field sensor, involves determining error in sensor signal if sensor signal in single cycle exceeds threshold value and falls below threshold value in following cycle
DE102013221673A1 (en) Component, device and method for determining an axial position of the component and for speed determination of the component
DE102016208649A1 (en) Device and method for detecting a change in position of a signal transmitter wheel
EP1744126A1 (en) Angle detecting device
DE2446193B2 (en) DEVICE FOR POSITION DETECTION OF A MOVABLE BODY
DE10228581B4 (en) Method for correcting the signal of a camshaft sensor
EP3635230B1 (en) Device and method for reporting a change in the position of a signalling wheel
DE10240705A1 (en) Rotational velocity measurement system in which the instantaneous separation between a signaling wheel and a sensor are measured and used to compensate vibrations that cause the separation to vary
DE10258846A1 (en) Rotation angle measurement arrangement has a magnetic encoder wheel and sensor that detects a tangential field component whenever a tooth passes by it or is below it
DE102014205291A1 (en) A method for determining the axial position of the sensor head of a magnetoelastic sensor with respect to a rotating shaft
DE10154155A1 (en) Device for measuring angle/rotational speed of a motor vehicle's crankshaft in an internal combustion engine has a transmitter on the vehicle's crankshaft with circular marks each at an incremental distance from each other
DE102010023533A1 (en) Method for detecting reference mark of magnitude of incremental marks of wheel of e.g. hall sensor utilized to detect speed of crankshaft in internal combustion engine of motor vehicle, involves detecting reference mark by detection unit
DE102016220907A1 (en) Device for determining a lift-off of a clutch, preferably a friction clutch of a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee